В статье рассмотрены результаты анализа напряженно деформированного состояния узла сопряжения колонны и ригеля монолитной железобетонной рамы – в частности, карнизные узлы крайних колонн, имеющие Г-образную форму. В этих узлах часть или вся растянутая (верхняя) арматура ригеля, изгибаясь по некоторому радиусу R, переходит в колонну. Предметом исследования является напряжённое состояние бетона рамного узла, а также особенности работы криволинейного участка растянутой арматуры. Исследование особенностей работы бетона выполнялось путём постановки вычислительного эксперимента. Моделирование выполнялось в программном комплексе Лира-САПР. Приведены характеристики модели (конечно-элементной схемы) и основные результаты расчёта – распределение и численные значения напряжений. Для оценки фактической работы растянутой арматуры узла сделан анализ влияния предыстории нагружения арматурного стержня – его пластический изгиб для придания требуемого очертания. Установлено, что напряжённое состояние бетона биссектрального сечения принципиально отличается от напряженно деформированного состояния бетона в нормальных сечениях ригеля и стойки. Учёт предыстории нагружения арматурного стержня (предварительный неупругий изгиб) позволил сделать вывод о том, что при одной и той же растягивающей силе деформации предварительно изогнутого стержня превышают деформации прямолинейного стержня. Очевидно, что это обстоятельство ведёт к увеличению ширины раскрытия трещин.

Ключевые слова: рамный узел, железобетон, арматура, напряжения, деформации, биссектральное сечение, нормальное сечение, пластический изгиб, радиус загиба, предыстория нагружения, конечный элемент, Лира-САПР

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

Рассматривается расчет на устойчивость П-образной шарнирно опертой рамы. Введено понятие r-подобных рам, как рам с одинаковым отношением r погонных жесткостей ригеля и стойки. Показано, что параметр vcr , определяющий критическую нагрузку на раму, одинаков для r-подобных рам. Получены приближенные формулы, позволяющие определить критический параметр нагрузки vcr и расчетные длины сжатых стержней с погрешностью не более 2%.

Ключевые слова: плоская рама, устойчивость, критическая сила, коэффициент приведенной длины, r-подобные рамы, аппроксимация, метод наименьших квадратов

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

В статье приведен анализ состояния вопроса нормирования в части выполнения расчетного обоснования и конструирования усиления железобетонных конструкций с применением систем внешнего армирования на основе углеродных волокон. Рассмотрены нормативные документы РФ и зарубежные, проведен анализ применения внешнего армирования на основе композитных материалов для различных по характеру работы конструкций, выделены недостатки имеющихся методик расчета и конструирования. В заключении приведены рекомендации по соответствующему совершенствованию методик расчета и конструирования.

Ключевые слова: внешнее армирование, углеродное волокно, усиление, восстановление

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

Использование сплошного аналога и привлечение соответствующей теории устойчивости позволило выполнить математическое моделирование и определить параметры критического состояния цилиндрических сетчатых оболочек в зависимости от геометрических характеристик и количества полуволн формы потери устойчивости. Определены величины критической нагрузки цилиндрических сетчатых оболочек с учетом геометрических и силовых факторов. По результатам расчетов выявлены и проанализированы закономерности изменения количества полуволн формы потери устойчивости и получения минимальной величины критической нагрузки при условии максимального приближения изгибной и мембранной жесткостей. Показан числовой пример, в котором определены величины критической нагрузки и жесткости с учетом возможных форм потери устойчивости. Установлены и проанализированы закономерности изменения указанных показателей для заданного числа полуволн.

Ключевые слова: цилиндрические сетчатые оболочки, математическое моделирование, критическая нагрузка, устойчивость, жесткость, число полуволн

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

В строительной сфере реформирование проектно-изыскательских работ позволяет взглянуть по-новому на состояние по проведению инженерно-геологических исследований. Применение программных комплексов предоставляет возможность автоматизации данного процесса при строительстве, реконструкции зданий и сооружений во избежание образования оползневых процессов и снижении техногенных рисков. Для определения устойчивости склона или грунтового сооружения используют методы предельного равновесия. Поэтому в статье целью исследования являлось проведение инженерно-геологических изыскания с применением различных методов и последующим расчетом устойчивости оползневых склонов. Методом оптимизации для расчетных склонов были выбраны поверхности скольжения с наименьшими коэффициентами запаса устойчивости.

Ключевые слова: интегрирование, реформирование, метод, сооружение, грунт, оползневый склон, техногенный риск, изыскания, автоматизация

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

В статье содержатся методика и результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС конического радиально-балочного купола с треугольными элементами-оболочками. Производится анализ и сравнение результатов, полученных различными методами. Треугольная мембранная панель является частью конструкции радиально-балочного купола и состоит из опорного контура и стальной мембраны в форме треугольника. Форма треугольника, образующего мембранную панель, может быть различной и зависит от количества ребер в радиально-балочном куполе. Опорный контур представляет собой сжато-изгибаемый элемент купола и выполняется, как правило, из стального прокатного профиля швеллерного сечения. Мембрана изготавливается из тонкого стального листа и крепится к верхней полке швеллера саморезами или точечной сваркой. Для оценки прочности и деформативности стального листа-мембраны, была рассмотрена его работа при действии равномерно-распределенной снеговой нагрузки, неравномерно-распределенной снеговой нагрузки и сосредоточенной монтажной нагрузки. Показывается несколько вариантов нелинейного статического расчета в различных вычислительных комплексах.

Ключевые слова: строительные конструкции, деревянные конструкции, мембранная панель, напряженно-деформированное состояние, радиально-балочный купол, купол, мембрана, проектирование, экспериментальное исследование

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

В статье исследуется поведение перераспределения моментов в корродированных железобетонных балках. Рассмотрены предыдущие исследования различных авторов, которые проливают свет на поведение корродированных статически неопределимых железобетонных элементов. Рассматривается влияние коррозии на предел прочности, прогиб и коэффициенты перераспределения моментов. Применение осевых нагрузок, а также расположение и степень коррозии позволили всесторонне обсудить поведение перераспределения моментов. Результаты показали, что неразрезные железобетонные балки с корродированной арматурой ведут себя иначе, чем просто подкрепленные железобетонные балки. Процесс коррозии также влияет на перераспределение моментов, обеспечивая дополнительную безопасность железобетонных конструкций. Существующие исследования в этой области ограничены, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы устранить этот пробел в знаниях и улучшить понимание механизма перераспределения моментов в неразрезных корродированных железобетонных балках.

Ключевые слова: корродированные железобетонные балки, статически неопределимые железобетонные балки, перераспределение моментов, коррозия, метод ускоренной коррозии, предел прочности, прогиб, долговечность конструкций

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

Статья посвящена исследованию фланцевых соединений двутавровой балки с колонной с целью анализа их нелинейного поведения. В процессе исследования была создана упрощенная аналитическая модель с использованием метода переменных параметров упругости для определения напряженно-деформированного состояния данных соединений. Предложенная механическая модель позволяет прогнозировать прочность, жесткость, пластичность соединений, а также возможные типы разрушения и механизмы деформации изгибаемых элементов фланцевых соединений. Эта модель может быть полезной для инженеров и специалистов в области проектирования и анализа металлоконструкций. Предложенная уточненная компонентная модель является аналогом модели Еврокод 3. В работе представлен численный эксперимент по моделированию узла соединения балки с колонной методом конечных элементов. Представлен сравнительный анализ полученных результатов с результатами испытаний фланцевых соединений стальных строительных конструкций, выполненных Сиднейским Университетом (USYD).

Ключевые слова: фланцевые соединения, фланцевая пластина, напряженно-деформированное состояние, метод переменных параметров упругости, компонентный метод, уточненная компонентная модель, метод конечных элементов, упруго-пластическое состояние, пластический шарнир

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика

Данное исследование является пилотным. Цель исследования - выявление характера взаимосвязи между коэффициентом Пуассона и когезией, на примере грунтового массива. Основная задача исследования - выявление зависимости коэффициента Пуассона и коэффициента сцепления для получения предела разрушения материала (в настоящем исследовании грунтового массива) – пластических течений в материале. Исследование ведется методами математического моделирования. Для достижения поставленной цели необходимо обосновать возможность выполнения данного эксперимента с помощью краевой задачи, а также выполнить ранжирование количества численных экспериментов методом планирования эксперимента для получения экстремумов. Далее необходимо выполнить сам численный эксперимент по выявлению зависимости между коэффициентом Пуассона и когезией. Полученные данные будут использоваться для составления обратной задачи в новом российском программном продукте в области геотехнического и геомеханического моделирования.

Ключевые слова: коэффициент Пуассона, когезия, грунтовый массив, численный эксперимент, метод конечных элементов, математическое моделирование, пластическое течение, деформация, напряжение

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.9 - Строительная механика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье рассмотрена методика приложения динамических воздействий на цилиндрические сетчатые покрытия. Обоснована необходимость учета колебательных процессов от работающих устройств и в случае механической поломки прикрепленного оборудования. Учтены особенности построения конструкций и расположения статических нагрузок. Приведен конкретный числовой пример в рамках применения прикладного программного обеспечения. Принята рациональная форма сетки с диагональным элементом посредине и получены приемлемые соотношения геометрических параметров. Указаны определяющие математические зависимости и показан процесс моделирования динамической нагрузки. Осуществлено прямое интегрирование уравнений движения. Выявлены закономерности влияния колебательных процессов на работу покрытия и получена наглядная визуализация результатов. Зафиксированы экстремальные значения силовых факторов и параметров деформирования конструкции на заданном интервале времени.

Ключевые слова: цилиндрическая сетчатая оболочка, подкрепление, крестообразные связи, усилия, перемещения

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика