Е. В. Горохов a, В. Н. Васылев a, С. Г. Кузнeцов a, И. М. Гаранжа a, Э. А. Лозинский a,
Р. Н. Павловский b, А. Г. Щербонос b
Методика определения геометрических параметров конструкций свободностоящих многогранных стоек с учетом регулирования собственных и вынужденных колебаний
a Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
b Национальный авиационный университет
Аннотация. В статье приведена методика определения геометрических параметров конструкций отдельностоящих многогранных гнутых стоек (МГС) направленная на исключение возможности появления состояния ветрового резонанса для различных районов строительства. Приводится общее описание конструктивной формы МГС с указанием необходимых типоразмеров. Актуальность исследований обуславливается широкой сферой применения металлических многогранных конструкций (особенно в электросетевом строительстве), а также необходимостью корректного определения ветровой нагрузки, как определяющей напряженно-деформированное состояние МГС. Описываются особенности процесса ветрового обтекания для цилиндрических конструкций в зависимости от числа Рейнольдса Re. Экспериментально определены основные критерии вихреобразования для МГС: частоты схода вихрей fв = 30…40 Гц, а также числа Струхаля Sh = 0,108…0,152 для конструкций с количеством граней n = 6, 8, 10 и 12. Установлена зависимость между вышеупомянутыми критериями, количеством граней n и скоростью ветрового потока Vi для свободностоящих многогранных конструкций.
Ключевые слова: многогранные гнутые стойки, ветровая нагрузка, вихреобразование, ветровой резонанс, аэродинамическая труба, число Рейнольдса, число Струхаля, частота схода вихрей, быстрое преобразование Фурье.
В. Н. Кущенко, А. Е. Нечитайло
Анализ напряженно-деформированного состояния узлов опирания направляющих шкивов на подшкивные конструкции шахтного укосного копра
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация.В статье приведены результаты анализа напряженно-деформированного состояния узлов опирания направляющих шкивов на подшкивные конструкции шахтного рамного копра, который в настоящее время находится в условиях эксплуатации. Анализ производился на расчётной модели, состоящей из плоских и пространственных конечных элементов, реализованных в среде программного комплекса «LIRA». В результате численных экспериментов выявлены закономерности распределения местных напряжений под опорным подшипником направляющего шкива, установлены параметры плоского напряженного состояния при аварийных нагрузках и нагрузках нормальной эксплуатации. Определены характерные значения коэффициентов концентрации напряжений при различных углах наклона равнодействующей от натяжения подъемного каната. На основании результатов численного моделирования разработаны рекомендации по совершенствованию конструктивной формы узлов опирания направляющих шкивов на подшкивные конструкции рамного типа. В целом полученные результаты являются основой для совершенствования инженерных методик расчета стальных конструкций шахтных укосных копров.
Ключевые слова: шахтный рамный укосный копёр, подшкивные конструкции, узел опирания направляющего шкива, расчётная схема, напряжённо деформированное состояние, местные напряжения.
Ю. С. Мартынов, Ю. И. Лагун, В. В. Надольский
Модели сопротивления сдвигу стальных элементов, учитывающие потерю местной устойчивости стенки
Белорусский национальный технический университет
Аннотация. Рассмотрены инженерные методики расчета на сдвиг стальных элементов, применяемые в нормативных документах стран СНГ, Европы и Северной Америки. Выполнен факторный анализ расчетных моделей сопротивления сдвигу. Приведены к сопоставимому виду основные параметры моделей (условная гибкость стенки и сопротивление стального элемента сдвигу) для их численного сравнения. Выполнен анализ предельных значений условных гибкостей абсолютно устойчивой стенки стальных элементов. На основании полученных результатов выявлены особенности, качественные и количественные различия рассмотренных расчетных моделей сопротивления сдвигу. Сделаны выводы о необходимости проведения дальнейших исследований по усовершенствованию инженерной методики расчета на сдвиг и уточнению требований к предельной гибкости абсолютно устойчивой стенки элементов.
Ключевые слова: сопротивление сдвигу 1, устойчивость стенки, закритическая стадия работы стенки, модели сопротивления.
Я. В. Назим, А. П. Брянский
Оценка ресурса узла подвеса гирлянды изоляторов воздушных линий электропередачи при пляске проводов
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье рассматривается вопрос оценки ресурса узла подвеса гирлянды изоляторов ВЛ типа КГП при пляске проводов. Конечно-элементная модель узла создавалась посредством твердотельного моделирования в среде SolidWorks. Статический расчет узла крепления гирлянды изоляторов на нагрузку от галопирования проводов выявил большие напряжения в зоне контакта U-образного болта и скобы, а также в местах перегиба болта и в зоне первого витка резьбы. Напряжения на некоторых участках превышают предел текучести в 2 раза. Выполненный расчет на усталость узла КГП позволил установить, что усталостный ресурс узла при самых неблагоприятных условиях частой пляски может составлять не более 1 года работы. Предложены рекомендации по повышению надежности узла КГП.
Ключевые слова: воздушные линии электропередачи (ВЛ), узел крепления КГП ресурс, усталость, напряженно-деформированное состояние, численное моделирование.
А. В. Танасогло
Уточнение коэффициента динамичности анкерно-угловой опоры ВЛ 110 кв при действии пульсационной составляющей ветровой нагрузки
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация.В статье выполнен динамический расчет металлической анкерно-угловой опоры воздушной линии (ВЛ) 110 кВ на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки. Целью динамического расчета металлических опор ВЛ на ветровое воздействие является анализ установившихся колебаний опоры в ветровом потоке. При этом характеристики узловых перемещений, внутренних сил и напряжений определяются в конечных элементах (решетки и поясах) раздельно от действия средней и пульсационной составляющих ветровой нагрузки. Приводится методика и результаты динамического расчета стержня эквивалентной жесткости. Уделено внимание основным проблемам, которые могут возникнуть при переходе от пространственной модели опоры к стержню с равнопрочным сечением. Рассматривается ряд вопросов, связанных с уточненным определением коэффициента динамичности. На основании расчета и обобщения полученных результатов выполнено детальное сравнение полученных коэффициентов динамичности по секциям анкерно-угловой опоры с коэффициентами динамичности стержня эквивалентной жесткости при действии пульсационной составляющей ветровой нагрузки.
Ключевые слова: воздушная линия электропередачи, металлическая опора, коэффициент динамичности, пространственная модель, стержень эквивалентной жесткости.
В. В. Губанов, И. В. Межинская
Совершенствование методики расчета ветрового давления на конструкции мачт сотовой связи с учетом особенностей их расположения на крышах зданий
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье изложены результаты исследования свойств ветрового потока над поверхностью здания, на покрытии которого располагается мачта сотовой связи. Выполнено обоснование необходимости проведения исследований. Для проведения эксперимента использовалась открытая всасывающая аэродинамическая труба короткого типа. Описаны параметры аэродинамической трубы и используемых измерительных приборов. Выполнялись измерения пульсирующих скоростей ветра при отсутствии здания и при наличии рассматриваемой модели здания. Получены профили средней скорости ветра, интенсивности турбулентности, спектральной плотности для всех высотных точек профиля в зависимости от частоты, уточняющего коэффициента превышения средней скорости ветра. Предложено совершенствование методики расчета ветрового давления на конструкции мачт, расположенных на кровле зданий с учетом увеличения ветрового давления над зданием, обусловленного собственными аэродинамическими свойствами.
Ключевые слова: мачта, опорное здание, лабораторный эксперимент, аэродинамическая труба, скорость ветра, методика расчета ветрового давления.