В. В. Губанов
Развитие методов расчета стальных высотных сооружений
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В данной статье анализируются методические подходы к решению задач расчета и проектирования высотных сооружений с несущим металлическим каркасом. К их числу относятся дымовые трубы, вытяжные башни, градирни и водонапорные башни. Рекомендации по конкретизации методов и направлений исследования даются для высотных сооружений с учетом их действительной работы и процессов обслуживания в процессе эксплуатации. Приводится классификация типов высотных сооружений в зависимости от вида несущих конструкций и типа оборудования. Определяющим в работе высотных сооружений является совмещение функций несущими конструкциями. В статье приводится классификация предельных состояний. При этом получено, что предельные состояния первой группы для оборудования являются предельными состояниями группы 2 для сооружения в целом. Анализ категорий ответственности конструкций и элементов сооружений показывает, что возможно ранжирование элементов и конструкций для повышения эффективности расчетов.
Ключевые слова: высотные сооружения, надежность, расчет, действительная работа, обслуживание.
Е. В. Горохов, С. Г. Кузнецов, В. Н. Васылев, Э. А. Лозинский, А. А. Дроздов
Ветровая нагрузка на высотное здание
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В данной работе проведен анализ действующих в различных странах нормативных документов и методик по определению ветровых нагрузок на высотное здание, расположенное в застройке. Выявлена наиболее оптимальная методика. Особое внимание уделено методам определения аэродинамических коэффициентов на поверхностях высотного здания и уточнению их доли в абсолютном значении ветрового давления. Приведено сравнение существующих аэродинамических труб замкнутого и прямоточного типа. Представлен проект аэродинамической трубы, осуществленный в Донбасской национальной академии строительства и архитектуры, для определения оценки особенностей атмосферного давления ветра, которая используется для решения различных технических задач и испытания высотных сооружений.
Ключевые слова:высотное сооружение, строительная аэродинамика, аэродинамическая труба, ветровые воздействия.
В. П. Синцов, В. А. Митрофанов, А. В. Синцов
Напряженно-деформированное состояние транспортной рамы ледостойкой стальной платформы при транспортировке на точку установки
Национальная академия природоохранного и курортного строительства архитектуры
Аннотация. Статья посвящена вопросам обустройства морских месторождений. По результатам государственной экспертизы месторождение имени В. Филановского является самым крупным по запасам нефти месторождением, открытым в России за последние 10 лет. В 2013 году планируется запустить первую очередь с четырьмя гидротехническими сооружениями, начать бурение и ввести в эксплуатацию. Одним из гидротехнических сооружений является ледостойкая стальная платформа (ЛСП). Данное сооружение представляет два стальных опорных блока, объединенных между собой многоярусной стальной палубой. При транспортировке на точку обустройства для сохранения конфигурации опорные блоки платформы объединяются транспортной рамой. Транспортировку планируется проводить на плаву буксировкой при положительной плавучести опорных блоков, которые представляют собой металлические резервуары, усиленные системой стрингеров и шпангоутов и внутренних жестких переборок. В работе приведены данные исследований напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов транспортной рамы ледостойкой стальной платформы (ЛСП), объединяющей опорные блоки при транспортировке на точку установки. Транспортная рама и два опорных блока ЛСП представляют собой единую плавательную систему типа «катамаран». Разработана пространственная модель системы «опорные блоки – транспортная рама». Исследовано НДС элементов пространственной модели при рекомендованных нормированных волновых нагрузках. Представлены результаты численных исследований напряженно-деформированного состояния элементов транспортной рамы.
Ключевые слова: ледостойкая стальная платформа (ЛСП), транспортная рама, конечный элемент, метод конечного элемента, расчетная модель.
А. М. Югов a, А. Н. Миронов a, А. Б. Бондарев a, В. И. Москаленко b
Исследование влияния геометрических несовершенств в фермах из гнутосварных профилей по серии 1.460.3-23.98 на параметры напряжённо-деформированного состояния
a Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
b ООО Фирма «Промбудремонт»
Аннотация.В статье исследован вопрос влияния геометрических несовершенств в фермах из гнутосварных профилей (ГСП) по серии 1.460.3-23.98 на параметры напряжённо-деформированного состояния. Приведены схемы рассмотренных ферм и результаты их расчёта с учётом геометрических несовершенств. Дан анализ проведённых численных исследований и рекомендации по снижению величин дополнительных усилий в фермах из ГСП. Полученные величины дополнительных усилий и напряжений свидетельствуют, что начальные несовершенства влияют на напряжённо-деформированное состояние ферм рассмотренной серии. Результаты теоретического расчёта могут быть использованы во время проектирования или разработки новых аналогичных конструкций из ГСП. Учёт рассмотренного несовершенства уже на этапе проектирования позволит в последующем повысить эксплуатационную надёжность рассмотренных конструкций. Предлагается разработать методику учёта основных начальных несовершенств в составе универсального расчётно-графического программного комплекса Structure Cad.
Ключевые слова: металлические конструкции, геометрические несовершенства, изготовление конструкций, МКЭ, напряжённо-деформированное состояние, точность, численное моделирование.
В. Е. Волкова, А. А. Макарова
Численное моделирование напряженно-деформированного состояния балки с гибкой стенкой
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта им. академика В. Лазаряна
Аннотация. В работе выполнено исследование напряженно-деформированного состояния балок конвейерной галереи. Предложено три варианта конструктивного решения главных балок конвейерной галереи: широкополочный двутавр, балки с гибкой и жесткой стенками. На основе метода конечных элементов получены поля напряжений и деформаций, выявлены зоны локальных напряжений. С целью снижения локальных напряжений и обеспечения местной устойчивости стенки балки показано необходимость установки дополнительных поперечных ребер в приопорной зоне. Моделирование балок с гибкой стенкой выполнялось с учетом геометрической нелинейности. Также было выполнено аналитическое исследование напряженно-деформированного состояния балки с гибкой стенкой, согласно «Руководства по проектированию стальных тонкостенных балок» ЦНИИПроектстальконструкция. Сопоставление полученных результатов с данными численного моделирования показали удовлетворительное совпадение. Анализ модели тонкостенной балки выявил значительный запас несущей способности порядка 20 %.
Ключевые слова: балка с гибкой стенкой, напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, численное моделирование, поля напряжений и деформаций.
Я. В. Назим, А. А. Лещенко
Методика экспериментальных исследований образования гололедных отложений на проводах воздушных линий электропередачи в климатической камере
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы, касающиеся экспериментальных исследований образования гололедных отложений на проводах воздушных линий электропередачи. Для достижения цели исследований разработана и сконструирована экспериментальная установка на базе климатической камеры лаборатории испытаний строительных конструкций и сооружений ДонНАСА. Разработана методика сравнительных испытаний образцов традиционных сталеалюминиевых проводов с новыми типами компактных проводов в климатической камере для имитации образования гололедных отложений в ветровом потоке. Установлено, что для 5–6-го гололедных районов в соответствии с Главой 2.5 ПУЭ: 2006 роль закручивания провода на интенсивность гололедообразования будет существенной, и разница в весе ГИО для разных значений крутильной жесткости провода может достигать 25 %. Результаты работы необходимы для дальнейших исследований, связанных с изучением гололедообразования на проводах, а также разработки мероприятий с целью обеспечения безаварийной работы ВЛ при гололедно-ветровых воздействиях.
Ключевые слова: воздушные линии электропередачи (ВЛ), провод, гололедообразование, жесткость на кручение, экспериментальные исследования.
А. В. Махинько
К вопросам обеспечения оптимальной надёжности строительных объектов
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Аннотация. В статье затронуты вопросы определения оптимального уровня надёжности строительных объектов с позиций экономико-вероятностных методов и теории априорных рисков. При построении модели используется многолетний опыт расчёта надёжности металлоконструкций в различной вероятностной технике. В том числе общие закономерности для кривых отказов, их асимптотическое поведение, положение в сопоставительном ряду надёжности эксплуатируемых конструкций. Материал излагается безотносительно к расчётным схемам сооружений и вида их загружения случайными воздействиями. В практических расчётах предлагается оперировать простыми математическими моделями с безразмерными параметрами. Социально-экономическая значимость объектов учитывается общеизвестным и хорошо зарекомендовавшим себя «Параметром Экономического Ущерба». Применение предлагаемой модели проиллюстрировано на примере вероятностной оптимизации башенных опор радиорелейной связи. Сформулированные подходы могут быть положены в основу нормирования коэффициента ответственности зданий и сооружений, а также использованы для определения актуарных рисков при страховой оценке строительных объектов.
Ключевые слова: оптимальный уровень надёжности, вероятность отказа, риск отказа, параметр экономического ущерба, экономико-вероятностные методы, случайные воздействия, вероятностная оптимизация, социально-экономическая значимость.