ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕСТКИХ УЗЛОВ СТАЛЬНЫХ КАРКАСОВ ЗДАНИЙ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

, кандидат техн. наук, доцент (НГАСУ (Сибстрин), г. Новосибирск), , аспирант (КузГТУ, г. Кемерово)

Авторами предложено новое конструктивное решение жесткого узла сопряжения ригеля с колонной, позволяющее снизить металлоемкость каркаса до 10 – 15%, о чем свидетельствуют данные  анализа закономерностей распределения усилий в рамах с новым конструктивным решением на основе стержневой модели методом конечных элементов. Основным недостатком стержневой модели является то, что она не учитывает влияние жесткости конструктивных деталей узла на распределение усилий в элементах каркаса. Поэтому исследование действительной работы нового конструктивного решения узла методом конечных элементов на основе пластинчато-стержневой модели является актуальной задачей.

Целью данной работы является получение напряженно-деформированного состояния узла сопряжения ригеля с колонной с предварительным напряжением. Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Определить оптимальные размеры сетки конечных элементов.

2. Выполнить серию расчетов с варьированием параметров узла, определить влияние соотношения жесткостей элементов (колонна, ригель, затяжка), параметров конструктивных деталей узла (толщина пластин, ребер жесткости и т. д.), а также параметров предварительного напряжения на распределение внутренних усилий в элементах рамы.

3. Разработать инженерную методику расчета, позволяющую перейти от пластинчато-стержневой модели к стержневой модели.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ОДНОСЛОЙНОЙ АЛЮМИНЬЕВОЙ СЕТЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ СВОБОДНОЙ ФОРМЫ НА БОЛТОВОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

, инженер (Supporting Systems Ltd, г. Новосибирск)

               В 2016 Supporting Systems Ltd разработала и возвела алюминиевую сетчатую оболочку свободной формы над атриум  общественного задания в г. Иркутск. Габаритные размеры купола 13*25 м.  Отличительной особенностью оболочки стала применение высокопрочного алюминия отечественного производства. Все элементы каркаса купола соединены на болтах. Общая устойчивость купола обеспечена конструкцией каркаса в сочетании с узловыми соединениями. Необходимо отметить, что при проектировании оболочки свободной формы особо стоял вопрос о назначении величины снеговых и ветровых воздействий, которые отсутствуют для подобных конструкций в СП 20.13330.2011. Так же хотелось бы отметить, что оболочка была рассчитана по действующему СП 128.13330.2012, в двух различных программных комплексах с учетом податливости опор и узлов.

ВЫБОР ОЧЕРТАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ  ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ

, канд. техн. наук, доцент, , канд. техн. наук, доцент (СВФУ,  г.  Якутск), , учашаяся (СОШ, г. Якутск) 

Прогрессивные методы строительства с использованием 3D-технологий, как показывает зарубежный опыт, позволяют существенно снизить трудозатраты и сократить сроки возведения зданий и сооружений. Вместе с тем при применении 3D-печати необходимо учитывать некоторые особенности, которые имеют существенные отличия по сравнению с традиционными методами строительства.

Для обеспечения непрерывной печати в едином технологическом цикле необходимо применять такие конструктивные решения, при котором использование готовых элементов в виде сборных перемычек и арматурных каркасов сводилось бы к минимуму. Оптимальным, с точки зрения 3D-печати вместо традиционных железобетонных перемычек над оконными и дверными проемами является использование элементов арочного очертания. Для покрытий наиболее технологичными будут очертания в виде сводов.

С учетом действующих нагрузок, включая снеговые, решена задача по определению рационального очертания несущих конструкций в зависимости от характера нагружения, в наибольшей степени отвечающая особенностям строительства с использованием 3D-технологий, Критерием оптимальности служит факт отсутствия растягивающих напряжений в сечениях несущих конструкций. Так в соответствии с действующими нормами СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» для конструкций покрытий принятому критерию в наибольшей степени отвечает очертание выполненное по синусоиде.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗДАНИЙ СПОРТИВНОЙ И АВИАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ И СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

, канд. техн. наук, доцент, , инженеры (Научно-исследовательская и проектно-строительная фирма "УНИКОН", г. Кемерово)

Рассмотрены особенности проектирования зданий спортивной и авиационной инфраструктуры в экстремальных климатических и сейсмических условиях на примере реальных объектов. Приведены варианты конструктивных решений для предотвращения прогрессирующего обрушения.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ДРЕВЕСИНЫ В НАГЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАМНОГО

КОМПЛЕКСА ANSYS

, канд. техн. наук, доцент, , старший преподаватель, , магистрант группы 221а-маг (НГАСУ (Сибстрин),  г.  Новосибирск)

Для соединения элементов деревянных конструкций предлагается использовать простые в сборке и надёжные в работе металлические пластины с дюбелями (дюбель-гвоздями), усиленными штампованными зубчатыми шайбами.

Наряду с проведением натурных испытаний вышеназванных соединений, существует необходимость создания их численной модели при помощи программного комплекса ANSYS. Моделирование древесины сопряжено с определенными трудностями, так как отсутствуют общепринятые математические модели деформирования. Древесина обладает анизотропией вследствие её анатомического строения. При составлении расчётной модели необходимо также учитывать возраст дерева, породу, различные пороки, ползучесть и релаксацию древесины.

Для моделирования древесины, как анизотропного материала была использована матрица податливости, в которую входят модули упругости, модули сдвига и коэффициенты Пуассона для различных ориентаций свойств древесины в пространстве. При моделировании деформирования древесины был применён модифицированный критерий Хилла, который позволяет учитывать различные пределы прочности на растяжение – сжатие вдоль осей а, r, t. Была создана и исследована модель вышеописанных соединений (пластина, дюбель, зубчатая шайба).

Вышеописанные соединения могут применяться, в том числе в сборных и складывающихся конструкциях (фермы, решётчатые рамы, арки). Использование разработанной в программном комплексе ANSYS расчётной модели позволяет сэкономить время и средства на натурных экспериментах и детально изучить работу такого соединения путем варьирования физических и геометрических характеристик в широком диапазоне.

ОБСЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ КРЫШИ ОБЪЕКТА КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ В Г. НОВОСИБИРСКЕ

, канд. техн. наук, доцент, , канд. техн. наук, профессор (НГУ АДИ, г. Новосибирск)

Здание расположено в Центральном районе г. Новосибирска. Главным  фасадом ориентировано на площадь Ленина, северным фасадом выходит на ул. Ленина, построено в 1928 году по проекту московского архитектора , постановлением СМ РСФСР в 1974 г. объект отнесен к памятнику архитектуры федерального значения.

Размеры здания 54,96 х 42,74 м. Крыша - двускатная чердачная. Стропила деревянные наслонные. Кровля металлическая по сплошной обрешетке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Капитальный ремонт крыши здания за время эксплуатации не проводился, выполнялись отдельные текущие ремонты. Несущие и ограждающие конструкции крыши находятся в ограниченно работоспособном, а в некоторых местах недопустимом состоянии, – требуют проведения капитального ремонта. На момент обследования вся площадь чердачного перекрытия имеет недостаточный слой утеплителя  (слежавшийся шлак толщиной 150…200 мм).


ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРАНСВЕРСАЛЬНО-ИЗОТРОПНОЙ УПРУГОЙ СРЕДЫ

, д-р физ.-мат. наук, доцент, зав. кафедрой высшей математики  (НГАСУ (Сибстрин),  г.  Новосибирск), , старший преподаватель кафедры математического моделирования (ТюмГУ, г. Тюмень). 

Выполнено групповое  расслоение системы трехмерных дифференциальных уравнений статической модели деформирования  трансверсально–изотропной упругой среды с условиями Гассмана относительно бесконечной подгруппы, порожденной градиентом гармонической функции. Получено общее решение автоморфной системы. Это решение представляет собой трехмерный аналог формулы Колосова-Мусхелишвили. Найдена основная группа Ли преобразований разрешающей системы этого группового расслоения. С помощью этой группы получены невырожденные точные решения уравнений статической трансверсально–изотропной упругой модели. Для найденных точных решений получены графические изображения  соответствующих деформаций, возникающих в упругом теле для конкретных значений упругих модулей.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-01-00446 а.