М. И. Казакевич
Проблемы стабилизации вант
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта
Аннотация. Статья посвящена одной из сложнейших проблем обеспечения надежности и долговечности современных вантовых мостов больших пролетов не только в процессе длительной эксплуатации, но и на всех этапах монтажа. Статья содержит краткие сведения о физических процессах возникновения и условиях существования интенсивных колебаний вант в поле ветровых, сейсмических и подвижных нагрузок. Представлены энергетические спектры ветровых и сейсмических воздействий и описаны их специфические особенности, что позволяет выделить интервалы частот собственных колебаний гибких конструкций, в т. ч. вант, чувствительных к этим двум важнейшим природным явлениям. Рассмотрена математическая модель колебаний вант, которая лежит в основе вычислений частотных спектров вант в зависимости от их длины, усилия натяжения и номера формы колебаний. На примере вантового моста через пролив Босфор Восточный на о. Русский в г. Владивостоке пролетом 1 104 м приведен анализ динамических характеристик пролетного строения на стадиях монтажа и при эксплуатации, а также вант – в процессе эксплуатации. При этом установлен чрезвычайно плотный дискретный спектр в интервале инфранизких значений частот в диапазоне 0,06–1,00 Гц. Показана чувствительность вант к таким метеорологическим факторам, как образование гололедо-изморозевых отложений, ливни и муссонные дожди, и их влияние на динамическое поведение вант при ветровых воздействиях. В статье дан анализ преимуществ и недостатков существующих способов стабилизации вибраций вант при ветровых воздействиях, особенно в процессе монтажа. Даны рекомендации по эффективным способам стабилизации вант и их конструктивным решениям.
Ключевые слова: вантовые мосты, ванты, стабилизация, энергетические спектры.
Е. В. Горохов, С. Ф. Пичугин, А. В. Махинько, Я. В. Назим
Экспериментальное определение результирующих аэродинамических характеристик моделей зданий и сооружений
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Аннотация. В статье приведена методика определения аэродинамических характеристик сплошностенчатых и решётчатых сооружений в аэродинамической трубе ДонНАСА. Для этих целей разработаны и сконструированы трёхкомпонентные аэродинамические весы и приборная база, позволяющие выполнять оценку реакций сооружений вдоль и перпендикулярно ветровому потоку, а также аэродинамический момент. В совокупности это позволяет проводить модельные испытания любой сложности для разнообразных по аэродинамической форме зданий и сооружений. Разработанная система определения результирующих аэродинамических характеристик моделей зданий и сооружений обеспечивает достаточную для инженерной практики точность при минимальных затратах времени на подготовку исходных данных и обработку результатов. Непрерывное протоколирование результатов испытаний в цифровом формате облегчает их последующий анализ с помощью различных систем статистического и регрессионного анализа.
Ключевые слова: аэродинамическая труба, ветер, аэродинамические весы, лобовое сопротивление, подъёмная сила, аэродинамический момент, модельные испытания.
Д. О. Банников
Проектирование стальных бункерных емкостей на основе панельной конструктивной схемы
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта
Аннотация. Существующая традиционная конструктивная схема стальных бункерных емкостей для сыпучих материалов отличается рядом недостатков, которые снижают надежность и долговечность таких сооружений. В настоящее время продолжается поиск и разработка более совершенных и современных конструктивных решений. Одним из них является предложенная автором панельная конструктивная схема на основе использования стальных гофрированных листов. В публикации приведено сопоставление конструкции бункерной емкости, запроектированной в соответствии с традиционным подходом и в соответствии с панельной схемой. Приводится сравнение основных конструктивных показателей для обоих рассмотренных вариантов. Показано, что использование панельной конструктивной схемы позволяет существенно улучшить основные конструктивные показатели бункерных емкостей для сыпучих материалов, получить более равномерную картину напряженно-деформированного состояния, снизив при этом материалоемкость приблизительно до 1,5 раз.
Ключевые слова: бункер, бункерная емкость, традиционная конструктивная схема, панельная конструктивная схема, сыпучий материал.
А. М. Болдырев, А. А. Свентиков, А. А. Свентикова
Оценка надежности балочных и висячих комбинированных конструкций
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация. Представлена методика оценки надежности стальных балочных и висячих конструкций. В основу положена идея прямой оценки: аварийные ситуации для вероятностного расчета принимаются исходя из нелинейного расчета конструкции. Непосредственная вероятностная оценка выполнена с использованием метода статистических испытаний в форме модифицированных стратифицированных выборок. Статистический учет развития пластических деформаций выполнен на основе предложенного критерия ограниченных пластических деформаций. Общая надежность конструктивной системы оценивается по критерию разрушения материала. Предложенная методика иллюстрируется на примере рассмотрения однопролетной висячей системы с вертикальными подвесками. На основе сформированных критериев отказа предложена классификация технических состояний балочных и висячих конструкций.
Ключевые слова: конструкция, стержень, гибкая нить, оценка, напряжение, деформация, пластика, вероятность.
В. В. Губанов, А. В. Голиков
Особенности проектирования дымовых труб с жесткими подкосами
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Выполнена классификация конструктивных решений подкосов для подкрепления стволов дымовых труб. Приведены результаты численных исследований НДС дымовых труб с различными типами подкосов. Определены границы применимости каждого из изученных конструктивных решений подкосов. Исследовано влияние геометрии подкосов на НДС комбинированной системы «дымовая труба – жесткие подкосы» в целом – определено влияние высоты подкосов и угла наклона подкосов на деформативность системы. Исследовано влияние типа узла сопряжения ствола дымовой трубы с конструкцией подкосов на НДС системы в целом. Отмечена необходимость учета температурных деформаций при разработке конструктивных решений опорного узла.
Ключевые слова: дымовые трубы, ствол, подкосы, опорный узел, сопряжение, напряженно-деформированное состояние, конструктивные решения, несущая способность, деформативность.
А. М. Югов a, А. Н. Миронов a, А. Б. Бондарев a, В. И. Москаленко b
Исследование влияния начальных несовершенств в фермах из гнутосварных профилей по серии 1.263.2-4 на параметры напряжённо-деформированного состояния
a Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
b ООО Фирма «Промстройремонт»
Аннотация. В статье рассмотрен вопрос влияния начальных несовершенств в фермах из гнутосварных профилей (ГСП) по серии 1.263.2-4 на параметры их напряжённо-деформированного состояния. Приведены расчётные схемы рассмотренных ферм и результаты расчёта с учётом начальных несовершенств. Дан анализ проведенных численных исследований. Приведены рекомендации по снижению величин дополнительных усилий в фермах. Полученные величины дополнительных усилий и напряжений свидетельствуют, что начальные несовершенства влияют на действительное напряжённо-деформированное состояние рассмотренной серии ферм. Учёт рассмотренного несовершенства уже на этапе проектирования позволит в следующем повысить эксплуатационную надёжность и живучесть конструкций. Результаты исследования и рекомендации могут быть использованы во время проектирования или разработки новых аналогичных конструкций из ГСП. Предлагается разработать методику учёта основных начальных несовершенств в составе универсального расчётно-графического программного комплекса Structure Cad или другого.
Ключевые слова: металлические конструкции, геометрические несовершенства, изготовление конструкций, МКЕ, напряжённо-деформированное состояние, точность, численное исследование.
В. В. Губанов, Ю. Н. Удод, Д. В. Чебурей
Расчет трубчатых стержней башен на аэродинамическую неустойчивость
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье проанализировано состояние вопроса и выполнен расчет трубчатых стержней башен на аэродинамическую неустойчивость в соответствии с предложенной методикой и Eurocode 1: Actions on structures – Part 1–4: General actions – Wind actions, разработан практический способ определения динамической силы, воздействующей на шарнирно-закрепленный и жестко-закрепленный элемент по номограмме, в зависимости от диаметра, длины и толщины труб. Представлена номограмма для труб электросварных прямошовных по ГОСТ 10704-91 диаметром 60–102 мм для определения сечений элементов, в которых не возникает ветровой резонанс, на этапе принятия основных конструктивных решений.
Ключевые слова: трубчатый стержень башни, ветровая нагрузка, резонанс, динамическая сила, вихревое возбуждение.