Toм 2, Hoмep 4, 2006

pdf_3.png

А. И. Демидов
Упруго-пластическое напряженно-деформированное состояние тонкой незамкнутой тороидальной оболочки

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Работа посвящена применению ранее разработанной автором методики по определению упруго-пластического напряженно-деформированного состояния оболочек произвольной формы на основе теории малых упруго-пластических деформаций. Рассматриваются задачи в условиях простого нагружения оболочек. Линеаризация задач выполняется методом упругих решений. В каждом приближении рассматриваются задачи теории тонких упругих оболочек методом конечных разностей на основе вариационного уравнения Лагранжа в перемещениях точек срединной поверхности. При записи вариационного уравнения Лагранжа связь между напряжениями и деформациями представлена в форме закона Гука, но с дополнительными членами, учитывающими пластические деформации. Геометрические уравнения приняты в линейной постановке в форме соотношений Коши. Материал характеризуется соответствующей диаграммой растяжения цилиндрического образца, модулем нормальной упругости и коэффициентом Пуассона. Записаны уравнения срединной поверхности тороидальной оболочки в параметрической форме. Внутренний и наружный края оболочки абсолютно жестко заделаны, а боковые стороны закреплены шарнирно. Приводится численный расчет тонкой незамкнутой упруго-пластической тороидальной оболочки постоянной толщины при действии нормальной равномерно распределенной нагрузки в перемещениях точек срединной поверхности. Используется метод упругих решений в сочетании с вариационно-разностным методом в перемещениях точек срединной поверхности оболочки. Решение задачи доведено до численных результатов. Представлены поля интенсивности касательных напряжений по толщине оболочки при упруго-пластическом решении задачи для всей сеточной области для трех значений равномерно распределенной нагрузки. Установлено значение нагрузки, при которой возникают первые пластические деформации. На рисунках наглядно проиллюстрировано развитие пластических зон по мере роста равномерно распределенной нормальной нагрузки. Работа посвящена актуальному вопросу строительной механики оболочек при их упруго-пластическом деформировании в условиях простого нагружения оболочки.
Ключевые слова: незамкнутая тороидальная оболочка, вариационно-разностный метод, граничные условия, метод упругих решений, интенсивность деформаций сдвига, интенсивность касательных напряжений, функция пластичности.
 

pdf_3.png

Е. В. Горохов, С. Г. Кузнецов
Механизм интерференционного эффекта при определении ветровых нагрузок 

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Оценка ветровых нагрузок на здания определяется главным образом с использованием строительных норм та спецификаций, которые в основном используют эксперименты в аэродинамической трубе, выполненных для объектов, расположенных на открытой территории. Однако ветровые нагрузки на здание в реальной окружающей среде могут значительно отличаться от измеренных на отдельностоящем здании, что было доказано некоторыми исследователями. Соседние конструкции могут понижать или повышать вызванные ветровым потоком воздействия на здание, зависящие в основном от геометрической формы и расположения этих конструкций, их ориентации с учетом направления потока и особенностей вблизи расположенной территории. Отсюда это воздействие, известное как интерференция, должно учитываться проектировщиками и планировщиками. Данная статья рассматривает и анализирует исследования в области эффекта интерференции. Главным образом рассматривается модификация ветровых нагрузок при влиянии интерференционного эффекта. Для того, чтобы предложить обобщенный набор рекомендаций в практическом применении проектировщикам и планировщикам, необходим систематический подход к исследованию проблемы интерференции. Описать, сравнить и оценить имеющиеся экспериментальные данные для того, чтобы определить общие точки согласования и рассматриваемые области, сформулировать на этой основе общие рекомендации и ограничивающие условия. Механизм интерференции подробно описан на основе экспериментальных результатов.
Ключевые слова: интерференционный эффект, высотное здание, ветровые нагрузки.
 

pdf_3.png

С. А. Горожанкин
Определение параметров действительных циклов двигателей Стирлинга на основе их адиабатной модели

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Разработан метод расчета и оптимизации параметров двигателей Стирлинга на базе адиабатной модели их термодинамических циклов. Предложена обобщенная схема двигателя и определен порядок вычислений его параметров с расчетом процессов теплообмена во внутреннем рабочем контуре, внешних контурах нагревателя и охладителя. Процессы сжатия и расширения в цилиндрах рассматриваются как адиабатные. Учтены гидравлические потери энергии рабочего тела во внутреннем контуре и внешних устройствах. Проведен анализ потерь энергии при теплообмене и регенерации теплоты. Вычислены затраты энергии на привод вспомогательных агрегатов, механические потери на трение. Определены внутренний и эффективный КПД двигателей. Проведено сопоставление результатов расчетов по изотермической и адиабатной моделям, сравнение их с опытными данными для экспериментальных двигателей.
Ключевые слова: двигатель Стирлинга, термодинамический цикл, адиабатная модель, внутренний контур, тепловые потери, потери механические, коэффициент полезного действия.
 

pdf_3.png

В. Г. Колесниченко, А. М. Югов
Вопросу расчета металлических конструкций на монтажные нагрузки и воздействия 

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Рассматриваются вопросы расчетной оценки параметров напряженно-деформированного состояния металлических конструкций в процессе монтажа зданий и сооружений. При реализации технологий монтажа металлических конструкций в общем случае возникает множество расчетных состояний, которые характеризуются постоянно меняющимися параметрами расчетной схемы сооружения. Существующие нормы проектирования и расчета металлических конструкций не содержат положений о правилах и процедурах оценки поведения конструкций в процессе монтажа. Анализируются виды монтажных состояний и типы расчетных схем сооружений при различных монтажных состояниях. В качестве видов монтажных состояний рассматриваются этапы транспортирования, складирования, укрупнительной сборки и установки конструкций или монтажных блоков в проектное положение. Предлагаются подходы к оценке параметров напряженно-деформированного состояния металлических конструкций при их монтаже. Предлагается разработать рекомендации в дополнение к действующим нормам проектирования и монтажа металлических конструкций и сооружений по расчету их на монтажные состояния.
Ключевые слова: металлические конструкции, транспортирование, укрупнение, монтаж, расчетные состояния, напряженно-деформированное состояние.
 

pdf_3.png

В. Н. Кущенко
Опасные состояния и усиление строительных конструкций укосных шахтных копров

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье приведены результаты исследования процессов физического износа строительных конструкций укосных шахтных копров. Основными видами агрессивных воздействий являются: коррозионные и абразивные среды; механические воздействия в виде импульсов и ударов; нарушение правил технической эксплуатации техническим персоналом. Для конструкций шахтных копров установлено наличие трёх эксплуатационных зон однородных по составу и интенсивности агрессивных воздействий. Установлены четыре основных стации физического износа и выполнена классификация их опасных состояний. Изложены принципы усиления для различных стадий физического износа. При потерях сечений конструктивных элементов до 30% возможно усиление методом наращивания сечений конструктивных элементов. При потерях сечений белее 30% усиление конструкций шахтных копров целесообразно производить методом внутреннего или внешнего дублирования основных несущих конструкций. При усилении конструкций станков копров, установленных на вентиляционных стволах, усиление необходимо производить с учётом обеспечения герметичности. Рациональной конструктивной формой конструкций станков шахтных копров являются листовые конструкции, усиленные рёбрами жёсткости, расположенными с наружной стороны.
Ключевые слова: укосные шахтные копры; агрессивные воздействия; физический износ; усиление строительных конструкций.