Сабитов Л.С.

Кандидат технических наук, доцент, Казанский (Приволжский) Федеральный университет, Россия

Метод расчета массивных элементов конструкций на прочность в общем случае их напряженно-деформированного состояния (кинематический метод)

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-3-5-17
Аннотация
Предложен вариант кинематического метода теории предельного равновесия; рассматриваются массивные элементы конструкций, материал которых, в общем случае, анизотропный.
Принята жесткопластическая модель деформируемого твердого тела. Принято допущение, что массивные элементы конструкций разрушаются путем разделения на части, которые относительно мало деформируются («абсолютно жесткие конечные элементы»,АЖКЭ) и имеют 6 степенней свободы в трехмерном пространстве. Процесс разрушения материала идет по бесконечно тонким обобщенным поверхностям разрушения (ОПР), на которых учитывается работа всех действующих внутренних силовых факторов (ВСФ) – 9-ти сил и 9-ти моментов. Рассмотрены тела из однородных изотропных материалов, сопротивляющихся по-разному растяжению и сжатию. Поверхности прочности в пространстве ВСФ описываются соответствующими параметрическими уравнениями.
С использованием уравнения равновесия в форме Лагранжа и принципа максимума Мизеса, а также предложенных параметрических уравнений предельной поверхности, задача определения минимального значения параметра кинематический возможной нагрузки сведена к стандартной задаче линейного программирования (ЛП), которая решается с использованием симплекс-метода.
PDF

Метод расчета массивных элементов конструкций на прочность в общем случае их напряженно-деформированного состояния (параметрические уравнения поверхности прочности)

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-104-120
Аннотация
В механике деформируемого твердого тела различают стержни (один габаритный размер которых существенно больше двух других), пластины и оболочки (один размер которых существенно меньше двух других), массивы (все три размера которых имеют одинаковый порядок). Сложность соответствующих расчетных моделей растет в том же порядке: относительно простыми являются расчетные модели для стержней и стержневых систем, наиболее сложными – расчетные модели для массивных элементов конструкций.
В работе получены параметрические уравнения поверхности прочности в пространстве внутренних силовых факторов (ВСФ) – 9-ти сил и 9-ти моментов для однородных анизотропных тел. Как частные случаи приведены аналогичные уравнения для изотропных тел, по-разному сопротивляющихся растяжению и сжатию, для изотропных тел, одинаково сопротивляющихся растяжению и сжатию. Предложен алгоритм А1 построения искомых сечений поверхностей прочности, заданных параметрическими уравнениями. Предложен алгоритм А2 определения коэффициентов запаса по несущей способности, оставаясь в пространстве ВСФ. Приведены некоторые примеры расчетов, произведенные с использованием предложенных уравнений, алгоритмов и составленных на их основе соответствующих программ для ЭВМ.
Предлагаемый метод расчета массивных тел позволяет реалистичнее оценивать несущую способность массивных элементов конструкций.
PDF

Композиционный анализ: проект памятника III коммунистического интернационала (Башня Татлина)

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-74-83
Аннотация
Авторы статьи транслируют информацию об изучении композиционной деятельности архитекторов Советской России 20-х г. XX в. в русле течения «конструктивизм». Изучение объемно-пространственной архитектурной композиции рассматривается авторами, как вычленение из «неделимого целого» (целостность – закон композиции) и «неизменяемого с целью дальнейшего улучшения» (невозможно внести изменения без ухудшения уже созданной, за-вершенной композиции) искусственно созданного объекта - организма универсальных законов и средств. Авторы считают, что изучение высококлассных образцов Наследия на основе вычленения формальных (композиционных) элементов (контраст, пластика, фактура, плоскость – объем, ритм, модульные членения, конструкция, материалы инженерно – строительные, стены, полы, потолки, элементы крепежа и т.д.) из искусственно созданного композиционного организма. Проводимый анализ позволяет развивать композиционное мышление, вкус и учит пони-мать ход и истоки композиционной мысли Мэтра. Изучение формальной (композиционной) сферы Наследия классиков современности и прошлых эпох позволяет выстраивать путь авторской работы над проектом, избегая ошибок и разочарований.
PDF

Композиционный анализ: синтез абстрактной живописи и архитектуры 20-х г. XX в.

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-6-64-74
Аннотация
Авторы транслируют информацию о союзе архитектуры и абстрактной живописи и вычленении, фиксации законов и средств композиции, которые применялись при создании хре-стоматийно известных творческих продуктов архитектуры, живописи, дизайна. В статье анали-зируются предпосылки появления интернационального стиля, легко интегрирующего в любую культурную среду, историческую застройку, благодаря присутствию в продуктах этого направ-ления максимума формальной сферы и почти полного нивелирования содержательной части в искусственно созданной композиционной форме. Изучение высококлассных образцов Насле-дия позволяет развивать вкус и учит понимать ход и истоки композиционной мысли Мэтра. Изучение формальной (композиционной) сферы позволяет выстраивать путь авторской работы над проектом, избегая ошибок и разочарований.
PDF

Универсальные законы композиции (искусственной и природной формы) на примере башни В.Г. Шухова

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-29-41
Аннотация
Авторы статьи транслируют информацию об изучении композиционной деятельности инженеров Советской России в русле архитектурного течения «конструктивизм». Изучение, анализ и фиксация в графических изображениях шедевров объемно – пространственной композиции в истории инженерной, научной мысли рассматривается авторами, как вычленение из искусственно созданного объекта – организма универсальных законов и средств. Авторы считают, что изучение, анализ и фиксация в схематическом графическом материале высоко-классных образцов науки, техники, инженерии позволяет развивать композиционное мышле-ние, вкус и учит понимать ход и истоки композиционной мысли в дизайне. Изучение формаль-ной (композиционной) сферы Наследия классиков современности и прошлых эпох позволяет выстраивать путь авторской работы над проектом, избегая ошибок и разочарований.
PDF

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ СБОРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-4-39-49
Аннотация
Цель работы состоит в анализе результатов испытаний сборных подкрановых балок на выносливость при циклических испытаниях на специально разработанном стенде. Приводится методика проведения таких испытаний. Указывается на недопустимость эксплуатации стальных подкрановых конструкций с трещинами и важность исследований направленных на повышения выносливости и долговечности подкрановых балок. Доказывается необходимость разработки новых подкрановых балок (различных профилей) для повышения срока безаварийной эксплуатации промышленных зданий (использующие мостовые грузоподъёмные механизмы с тяжелым режимом работы) до 25 лет. Доказывается, что разработанная сборная подкрановая балка обладает повышенными (в сравнении со стандартными) характеристики.
PDF

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ СБОРНО-РАЗБОРНОГО ФУНДАМЕНТА ПОД БАШЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-3-17-26
Аннотация
В статье предложен новый тип модульного сборно-разборного железобетонного фундамента под конструкции сооружений башенного типа. Приведено численное моделирование и конструктивные особенности изготовления и монтажа фундамента, реализованного по патенту 2633604 «Сборно-разборный фундамент под опору» под реальную башню высотой 30 метров и мощностью ветроэлектрической установки 150 кВ. Снижение материалоемкости достигается за счёт образования полости в каждом типовом модуле и заполнения её грунтом или любым инертным материалом. Результат предлагаемого решения заключается в повышении несущей способности фундамента в целом, увеличении прочности и жесткости его основных соединений, а также упрощении монтажа в сопоставлении с традиционными подходами к конструированию. Причем модули фундамента, где возникают максимальные напряжения могут быть изготовлены из фибробетона.
PDF

КОЭФФИЦИЕНТ НАДЕЖНОСТИ ПО МАТЕРИАЛУ ДЛЯ ФИБРОБЕТОНА

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-2-51-58
Аннотация
Один из основных параметров метода расчёта строительных конструкций из бетона и фибробетона по предельным состояниям является коэффициент надежности по материалу, который характеризует неоднородность физико-механических свойств материала. В отечественных и зарубежных нормах он принимает постоянное значение 1,3 (получаемое на основе прямых испытаний), либо 1,5 (получаемое на основе косвенных испытаний и применения градуированных зависимостей). Бетонной матрицей для формирования структуры фибробетонов чаще всего служит мелкозернистый бетон с специальными добавками, обладающий большей однородностью в сравнении с тяжёлым бетоном, что не может не сказываться на надежности рассматриваемого композитного материала в целом: коэффициенты запаса для фибробетона должны быть ниже, чем для обычного бетона, что пока не нашло своего отражения в современных нормах по проектированию. Отталкиваясь от интервальных оценок среднего значения прочности предложен новый подход к определению коэффициента надежности по материалу, дифференцированно по 1-й и 2-й группам предельных состояний. Результаты расчётов по предложенным формулам для ранее проведённых испытаний образов стале- и стекло- фибробетона позволили сделать вывод: введение фибры в бетонную матрицу предложенного эффективного композиционного состава повышает однородность прочностных свойств материала, что ведет к повышению надежности его применения в строительных конструкциях, снижению значения коэффициента надежности (запаса) по материалу до 1,164…1,235 для центрального осевого сжатия и до 1,172…1,272 – для центрального осевого растяжения. Полученные фактические коэффициенты в прочностных расчётах позволят вскрыть дополненные резервы несущей способности конструкций из данного материала до 22,4%.
PDF

РАСЧЕТ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ УРОВНЯ «КОНТРОЛЬНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ» НЕЛИНЕЙНЫМ СТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ НА ПРИМЕРЕ АДЫГЕЙСКОЙ ВЭС

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2020-3-1-14-20
Аннотация
Целью работы является апробация мультимодального нелинейного статического метода при сейсмическом воздействии уровня «Контрольное землетрясение» для высотных сооружений на примере ветроэлектрической установки (ВЭУ) мощностью 1,5-2,0 МВт Адыгейской ВЭС с помощью компьютерного моделирования в ПК Лира 10.10. Дополнительно выполнена верификация полученных результатов в ПК «Ansys». Основным несущим элементом ВУЭ является башня – труба со слабой конусностью, материалом которой является высокопрочная сталь С355. Оценка сейсмостойкости сооружения выполнена в физически и геометрически нелинейных постановках. При этом для стали была использована теория прочности Вон-Мизеса. Сравнение результатов расчёта доказывает эффективность мультимодального нелинейного статического метода. Рассматриваемый метод имеет ряд преимуществ: толерантность к исходным данным в части численного описания сейсмического воздействия, меньшая машиноемкость расчета в сравнении с прямым динамическим методом, возможность полной автоматизации процесса расчета.
PDF

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ФУНДАМЕНТА ПОД ВЫСОТНОЕ СООРУЖЕНИЕ РАЗЛИЧНОГО ТИПА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-6-5-11
Аннотация
В работе предложен новый тип модульного сборно-разборного железобетонного фундамента под стальную опору для различного типа сооружений: линий электропередач, ветроэлектрических установок, рекламных щитов, светофоров и т.п. Фундамент имеет в плане форму креста-молота и состоит из отдельных модулей, изготовляемых на заводе и соединяемых между собой бетонными шпонками и стяжными болтами на строительной площадке. При этом такой технологический подход позволяет получать более стабильные (однородные) прочностные и деформационные свойства как отдельного модуля, так и собранного фундамента в целом. Снижение материалоемкости достигается за счёт образования полости в каждом типовом модуле и заполнения её местным инертным материалом (грунтом). Центральный модуль имеет анкерное устройство для стыкования с опорой по типу фланцевого соединения. Это устройство наряду с применением обычных анкерных болтов предполагает заливку центрального модуля безусадочным быстротвердеющим сталефибробетоном. Таким образом, положительный результат предлагаемого решения заключается в повышении несущей способности фундамента в целом, увеличении прочности и жесткости его основных соединений, а также упрощении монтажа в сопоставлении с традиционными подходами к конструированию. Сравнительный расчёт фундаментов предлагаемого и типового известного решений показал эффективность первого не менее, чем на 17,2%.
PDF