Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.003
М. Н. Кирсанов
Предлагается вариант метода Рэлея для расчета первой собственной частоты колебаний фермы. Используется приближенная оценка потенциальной и кинетической энергии системы. Если потенциальная энергия рассчитывается по сумме потенциальных энергий всех масс, то суммарная кинетическая энергия масс заменяется приближенным выражением, рассчитанным по максимальной кинетической энергии одного из узлов. Для примера приводится вывод формулы для первой собственной частоты плоской статически определимой балочной фермы с треугольной решеткой с произвольным числом панелей. Предполагается, что колебания масс, расположенных в узлах фермы, происходят только по вертикали. Жесткость фермы рассчитывается по формуле Максвелла – Мора. Сравниваются результаты, полученные по предлагаемому методу, методу Рэлея и методу Донкерлея. Все преобразования производятся в аналитическом виде с использованием системы компьютерной математики Maple. Результаты обобщаются на произвольное число панелей методом индукции. Показано хорошее совпадение предложенного метода с методом Рэлея и первой частотой, найденной численно с учетом всех степеней свободы фермы. A variant of the Rayleigh method for calculating the first natural frequency of the truss oscillations is proposed. An approximate estimate of the potential and kinetic energy of the system is used. If the potential energy is calculated from the sum of the potential energies of all masses, then the total kinetic energy of all masses is replaced by an approximate expression calculated from the maximum kinetic energy of one of the nodes. A recommendation is given on the choice of this node. For example, the derivation of the formula for the first natural frequency of a plane statically determined truss with a triangular lattice is given. It is assumed that the oscillations of the masses located in the truss nodes occur only along the vertical. Truss stiffness is calculated using the Maxwell – Mohr formula. The results obtained by the proposed method, the Rayleigh method and the Dunkerley method are compared. All transformations are performed in an analytical form using the Maple computer mathematics system. The results are generalized to an arbitrary number of panels by induction. A good agreement between the proposed method and the Rayleigh method and the first frequency found numerically, taking into account all degrees of freedom of the truss, is shown.
它提供了一种罗利方法来计算农场自身的第一个振荡频率。使用对系统的势能和动能的粗略估计。如果势能是根据所有质量的潜在能量的总和计算的，那么总动能就会被一个节点最大动能的近似表达式所取代。例如，公式的第一个固定式是平坦静态农场的第一个频率，它有一个三角形的格栅，有任意数量的面板。据推测，农场节点中的质量波动只发生在垂直方向。农场的硬度是根据麦克斯韦-摩尔公式计算的。与提议的方法、罗利方法和多克勒方法的结果相比较。所有的转换都是通过malle计算机数学系统进行分析的。结果被归纳为任意数量的面板。考虑到农场的自由程度，拟议中的方法与罗利方法和第一个频率是一致的。这是一种不同的方法来召唤信任的第一个自然法则。该系统的功能和功能能量是used的。如果potential能量来自于所有质量的集合，那么所有质量的集合都是由单个质量能量提供的。这是一个重新组合的选择。为了生存，一级方程式赛车的原始本性，以三元拉丁美洲为基础的底特律信托。这是一种被发现在信任的状态下被发现的威胁。信任的stiffness被称为Maxwell - Mohr方程式。他接受了治疗，接受了治疗，接受了治疗，接受了治疗。所有的变形都是在分析形式中实现的，使用mathematics计算机系统。这些数字是由工业发展而来的。在《信任自由》(the truss freedom of the numerically)中，有一种良好的健康和良好的健康。
{"title":"ENERGY COLLOCATION METHOD FOR THE TRUSS FUNDAMENTAL FREQUENCY ESTIMATION","authors":"М. Н. Кирсанов","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.003","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.003","url":null,"abstract":"Предлагается вариант метода Рэлея для расчета первой собственной частоты колебаний фермы. Используется приближенная оценка потенциальной и кинетической энергии системы. Если потенциальная энергия рассчитывается по сумме потенциальных энергий всех масс, то суммарная кинетическая энергия масс заменяется приближенным выражением, рассчитанным по максимальной кинетической энергии одного из узлов. Для примера приводится вывод формулы для первой собственной частоты плоской статически определимой балочной фермы с треугольной решеткой с произвольным числом панелей. Предполагается, что колебания масс, расположенных в узлах фермы, происходят только по вертикали. Жесткость фермы рассчитывается по формуле Максвелла – Мора. Сравниваются результаты, полученные по предлагаемому методу, методу Рэлея и методу Донкерлея. Все преобразования производятся в аналитическом виде с использованием системы компьютерной математики Maple. Результаты обобщаются на произвольное число панелей методом индукции. Показано хорошее совпадение предложенного метода с методом Рэлея и первой частотой, найденной численно с учетом всех степеней свободы фермы.\u0000 A variant of the Rayleigh method for calculating the first natural frequency of the truss oscillations is proposed. An approximate estimate of the potential and kinetic energy of the system is used. If the potential energy is calculated from the sum of the potential energies of all masses, then the total kinetic energy of all masses is replaced by an approximate expression calculated from the maximum kinetic energy of one of the nodes. A recommendation is given on the choice of this node. For example, the derivation of the formula for the first natural frequency of a plane statically determined truss with a triangular lattice is given. It is assumed that the oscillations of the masses located in the truss nodes occur only along the vertical. Truss stiffness is calculated using the Maxwell – Mohr formula. The results obtained by the proposed method, the Rayleigh method and the Dunkerley method are compared. All transformations are performed in an analytical form using the Maple computer mathematics system. The results are generalized to an arbitrary number of panels by induction. A good agreement between the proposed method and the Rayleigh method and the first frequency found numerically, taking into account all degrees of freedom of the truss, is shown.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"29 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132774429","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.002
Х.П. Культербаев
Постановка задачи. Рассматриваются продольные колебания вертикального стального стержня постоянного сечения с сосредоточенной массой на конце. Это сооружение находится вблизи эпицентра землетрясений, где сейсмические волны имеют вертикальное направление, наиболее опасное для прочности стержня. При выводе уравнения продольных колебаний предполагается, что гипотеза плоских поперечных сечений справедлива. Статическая часть деформаций не учитывается ввиду малости. Математическая модель колебаний состоит из основного дифференциального уравнения и краевых условий. Для решения задачи используются методы разделения переменных и конечных разностей. Дифференциальное уравнение и краевые условия преобразуются в систему алгебраических уравнений, по которым определены первые собственные значения и формы колебаний. Problem Statement. Longitudinal vibrations of a vertical steel rod of constant cross section with a concentrated mass at the end are considered. This structure is located near the epicenter of earthquakes, where seismic waves have a vertical direction, the most dangerous for the strength of the rod. When deriving the equation of longitudinal vibrations, it is assumed that the hypothesis of flat cross sections is valid. The static part of the deformations is not taken into account due to their smallness. The mathematical model of oscillations consists of the main differential equation and boundary conditions. To solve the problem, methods of separation of variables and finite differences are used. The differential equation and boundary conditions are transformed into a system of algebraic equations, which are used to determine the first eigenvalues and vibration modes.
{"title":"FREE LONGITUDINAL VIBRATIONS OF THE ROD WITH CONCENTRATED MASS","authors":"Х.П. Культербаев","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.002","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.002","url":null,"abstract":"Постановка задачи. Рассматриваются продольные колебания вертикального стального стержня постоянного сечения с сосредоточенной массой на конце. Это сооружение находится вблизи эпицентра землетрясений, где сейсмические волны имеют вертикальное направление, наиболее опасное для прочности стержня. При выводе уравнения продольных колебаний предполагается, что гипотеза плоских поперечных сечений справедлива. Статическая часть деформаций не учитывается ввиду малости. Математическая модель колебаний состоит из основного дифференциального уравнения и краевых условий. Для решения задачи используются методы разделения переменных и конечных разностей. Дифференциальное уравнение и краевые условия преобразуются в систему алгебраических уравнений, по которым определены первые собственные значения и формы колебаний.\u0000 Problem Statement. Longitudinal vibrations of a vertical steel rod of constant cross section with a concentrated mass at the end are considered. This structure is located near the epicenter of earthquakes, where seismic waves have a vertical direction, the most dangerous for the strength of the rod. When deriving the equation of longitudinal vibrations, it is assumed that the hypothesis of flat cross sections is valid. The static part of the deformations is not taken into account due to their smallness. The mathematical model of oscillations consists of the main differential equation and boundary conditions. To solve the problem, methods of separation of variables and finite differences are used. The differential equation and boundary conditions are transformed into a system of algebraic equations, which are used to determine the first eigenvalues and vibration modes.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"18 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129752658","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.010
В. С. Сафронов, Дмитрий Александрович Киселев
Описывается и апробируется методика нелинейного деформационного расчета прочности нормального сечения изгибаемой железобетонной балки со стальной фиброй с использованием кусочно-линейной диаграммы деформирования сталефибробетона и стержневой арматуры. Исследуется влияние на несущую способность процентного содержания фибры в балке прямоугольного поперечного сечения. Предложенный алгоритм применяется для вероятностной оценки надежности усиленной стальными волокнами железобетонной балки с учетом разброса прочностных характеристик сталефибробетона и стержневой арматуры. Приводятся графики изменения логарифмического показателя надежности нормального сечения в зависимости от процентного содержания фибры и коэффициента вариации прочности сталефибробетона. The methodology of non-linear deformation calculation of the normal section of the bending reinforced concrete beam with steel fiber using a piece of line-linearity of steelfibrite reinforcement and core reinforcement is described and tested. The impact on the bearing capacity of the percentage of the fiber in the beam of a rectangular cross section The proposed algorithm is used for probabilistic assessment of reliability reinforced by steel fibers of the reinforced concrete beam, taking into account the spread of the strength characteristics of steelfibrite concrete and rod reinforcement. Graphs of changes in the logarithmic indicator of the reliability of the normal section depending on the percentage of the fiber and the coefficient of variation of the strength of steelfibrite concrete.
非线性变形计算标准钢筋梁弯曲钢筋强度的非线性变形计算方法，使用分段线性钢筋变形图和钢筋。研究对长方形横断面横梁上纤维百分比承载力的影响。拟议中的算法适用于概率评估钢筋加固钢筋的可靠程度，考虑到钢纤维化的强度特征和钢筋的差异。正常截面对数可靠性指数随纤维含量的百分比和钢筋混凝土强度变化系数而变化。这是一种非线性的变换，以一种非线性的变换，以一种非线性的变换，以一种非线性的变换。The impact on The bearing最终of The percentage of The fiber in The beam of a rectangular cross The proposed下载algorithm is used for probabilistic评估of可靠性reinforced by steel fibers of The reinforced混凝土beam, tiber into帐户The spread of The strength characteristics of steelfibrite混凝土and rod reinforcement。在《标准部分》中，《标准部分的改变》被描述为“标准部分的改变”。
{"title":"PROBABILISTIC RELIABILITY ASSESSMENT OF NORMAL SECTION OF A BENDED REINFORCED CONCRETE BEAM WITH STEEL FIBER","authors":"В. С. Сафронов, Дмитрий Александрович Киселев","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.010","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.010","url":null,"abstract":"Описывается и апробируется методика нелинейного деформационного расчета прочности нормального сечения изгибаемой железобетонной балки со стальной фиброй с использованием кусочно-линейной диаграммы деформирования сталефибробетона и стержневой арматуры. Исследуется влияние на несущую способность процентного содержания фибры в балке прямоугольного поперечного сечения. Предложенный алгоритм применяется для вероятностной оценки надежности усиленной стальными волокнами железобетонной балки с учетом разброса прочностных характеристик сталефибробетона и стержневой арматуры. Приводятся графики изменения логарифмического показателя надежности нормального сечения в зависимости от процентного содержания фибры и коэффициента вариации прочности сталефибробетона.\u0000 The methodology of non-linear deformation calculation of the normal section of the bending reinforced concrete beam with steel fiber using a piece of line-linearity of steelfibrite reinforcement and core reinforcement is described and tested. The impact on the bearing capacity of the percentage of the fiber in the beam of a rectangular cross section The proposed algorithm is used for probabilistic assessment of reliability reinforced by steel fibers of the reinforced concrete beam, taking into account the spread of the strength characteristics of steelfibrite concrete and rod reinforcement. Graphs of changes in the logarithmic indicator of the reliability of the normal section depending on the percentage of the fiber and the coefficient of variation of the strength of steelfibrite concrete.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"24 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129361069","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.006
Ю.А. Гербер, А.Е. Нагель, М.В. Табанюхова
Центральное место в механике разрушения отводится зарождению и развитию трещин. В теоретических расчётах и численных экспериментах трещину можно моделировать с любыми требуемыми для исследования параметрами (глубина, расстояние между берегами, радиус закругления вершины или острый угол). В физических экспериментах всё значительно сложнее. Конечно, можно «вырастить» трещину, но далеко не все материалы позволяют это реализовать. Добиться конкретных характеристик трещины (угол наклона, глубина) в этом случае будет сложно, а то и вовсе невозможно. Как правило, в физических экспериментах, реализуемых посредством моделей, трещину выполняют в виде разреза или пропила (зависит от материала модели). Получить его вершину острой, а расстояние между берегами минимальным достаточно затруднительно. Кроме того, имеет место быть такой подход (техника изготовления образца), когда при моделировании трещины, не выходящей на контур модели, просверливают отверстия маленького диаметра и между ними образуют пропил, имитирующий трещину. С учётом всего вышесказанного возникает вопрос, а как же влияет радиус закругления пропила на напряжённое состояние вблизи вершины трещины. Данная работа посвящена поиску ответа на этот вопрос. Методом фотоупругости при прямом поперечном изгибе выполнено несколько серий экспериментов на образцах из пьезооптического материала (оргстекла марки Э2). Трещина на контуре модели имитировалась с помощью пропила, затем в его вершине сверлом небольшого диаметра образовывалось круглое отверстие. В результате экспериментов получены поля напряжений в двух партиях образцов при различных нагрузках. По ним определена интенсивность напряжений вблизи вершин трещин-пропилов. Оценено влияние радиуса закругления вершины трещины-пропила на напряжения вблизи неё. The central place in fracture mechanics is given to crack initiation and development. In theoretical calculations and numerical experiments, a fracture can be modeled with any parameters required for the study (depth, distance between banks, tip rounding radius or acute angle). In physical experiments, everything is much more complicated. Of course, it is possible to “grow” a crack, but not all materials allow this to be realized. In this case, it will be difficult, if not impossible, to achieve specific crack characteristics (inclination angle, depth). As a rule, in physical experiments implemented by means of models, a crack is made in the form of a cut or cutout (depending on the material of the model). It is quite difficult to achieve that the angle of its top is sharp, and the distance between the banks is minimal. In addition, there is such an approach (sample manufacturing technique), when modeling a crack that does not go to the contour of the model, holes of small diameter are drilled and a cut is formed between them, simulating a crack. Taking into account all of the above, the question arises, how does the radius of curvature of the cut affect the stress state near the crack tip. This work
{"title":"STRESSES NEAR THE TOP OF THE CRACK-CUT","authors":"Ю.А. Гербер, А.Е. Нагель, М.В. Табанюхова","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.006","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.006","url":null,"abstract":"Центральное место в механике разрушения отводится зарождению и развитию трещин. В теоретических расчётах и численных экспериментах трещину можно моделировать с любыми требуемыми для исследования параметрами (глубина, расстояние между берегами, радиус закругления вершины или острый угол). В физических экспериментах всё значительно сложнее. Конечно, можно «вырастить» трещину, но далеко не все материалы позволяют это реализовать. Добиться конкретных характеристик трещины (угол наклона, глубина) в этом случае будет сложно, а то и вовсе невозможно. Как правило, в физических экспериментах, реализуемых посредством моделей, трещину выполняют в виде разреза или пропила (зависит от материала модели). Получить его вершину острой, а расстояние между берегами минимальным достаточно затруднительно. Кроме того, имеет место быть такой подход (техника изготовления образца), когда при моделировании трещины, не выходящей на контур модели, просверливают отверстия маленького диаметра и между ними образуют пропил, имитирующий трещину. С учётом всего вышесказанного возникает вопрос, а как же влияет радиус закругления пропила на напряжённое состояние вблизи вершины трещины. Данная работа посвящена поиску ответа на этот вопрос. Методом фотоупругости при прямом поперечном изгибе выполнено несколько серий экспериментов на образцах из пьезооптического материала (оргстекла марки Э2). Трещина на контуре модели имитировалась с помощью пропила, затем в его вершине сверлом небольшого диаметра образовывалось круглое отверстие. В результате экспериментов получены поля напряжений в двух партиях образцов при различных нагрузках. По ним определена интенсивность напряжений вблизи вершин трещин-пропилов. Оценено влияние радиуса закругления вершины трещины-пропила на напряжения вблизи неё.\u0000 The central place in fracture mechanics is given to crack initiation and development. In theoretical calculations and numerical experiments, a fracture can be modeled with any parameters required for the study (depth, distance between banks, tip rounding radius or acute angle). In physical experiments, everything is much more complicated. Of course, it is possible to “grow” a crack, but not all materials allow this to be realized. In this case, it will be difficult, if not impossible, to achieve specific crack characteristics (inclination angle, depth). As a rule, in physical experiments implemented by means of models, a crack is made in the form of a cut or cutout (depending on the material of the model). It is quite difficult to achieve that the angle of its top is sharp, and the distance between the banks is minimal. In addition, there is such an approach (sample manufacturing technique), when modeling a crack that does not go to the contour of the model, holes of small diameter are drilled and a cut is formed between them, simulating a crack. Taking into account all of the above, the question arises, how does the radius of curvature of the cut affect the stress state near the crack tip. This work","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"17 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129649672","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.005
В.Г. Малинин, В.Л. Савич, К.С. Отев
Исследуется осевое растяжение плоских стальных образцов с искусственными дефектами продольной и поперечной ориентации относительно центральной оси растяжения. Выполняется анализ теоретико-экспериментальных исследований энергетическим методом обработки диаграмм испытаний на растяжение изделий. Дается обоснование выбора коэффициентов для диагностики изделия и определения его слабых мест при анализе напряжённо-деформированного состояния. Axial tension of flat steel specimens with artificial defects of longitudinal and transverse orientation relative to the central axis of tension is investigated. The analysis of theoretical and experimental studies by the energy method of processing diagrams of tensile tests of products is carried out. The substantiation of the choice of coefficients for the diagnostics of the product and the determination of its weak points in the analysis of the stress-strain state is given.
{"title":"APPLICATION OF THE ENERGY METHOD FOR STRENGTH EVALUATION OF PIPELINE LIFE IN THE PRESENCE OF A MACRODEFECT","authors":"В.Г. Малинин, В.Л. Савич, К.С. Отев","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.005","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.005","url":null,"abstract":"Исследуется осевое растяжение плоских стальных образцов с искусственными дефектами продольной и поперечной ориентации относительно центральной оси растяжения. Выполняется анализ теоретико-экспериментальных исследований энергетическим методом обработки диаграмм испытаний на растяжение изделий. Дается обоснование выбора коэффициентов для диагностики изделия и определения его слабых мест при анализе напряжённо-деформированного состояния.\u0000 Axial tension of flat steel specimens with artificial defects of longitudinal and transverse orientation relative to the central axis of tension is investigated. The analysis of theoretical and experimental studies by the energy method of processing diagrams of tensile tests of products is carried out. The substantiation of the choice of coefficients for the diagnostics of the product and the determination of its weak points in the analysis of the stress-strain state is given.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"3 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121264798","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-15DOI: 10.36622/vstu.2023.36.1.001
М. Н. Кирсанов
Предложены схема и аналитический расчет статически определимой пространственной башенной фермы с полураскосной решеткой. Дается вывод формул для прогиба конструкции от действия боковой равномерно распределенной по узлам нагрузки и двухсторонних оценок первой частоты собственных колебаний фермы. Предполагается, что масса фермы сосредоточена в ее узлах. Зависимость решений от числа панелей фермы разыскивается методом индукции с применением операторов символьной математики Maple. Расчет жесткости конструкции выполняется по формуле Максвелла-Мора. Аналитические оценки частоты по методам Донкерлея и Рэлея сравниваются с первой частотой спектра частот, найденной численно. Показана высокая точность верхней оценки частоты, растущая с увеличением числа панелей. A scheme and analytical calculation of a statically determined spatial tower truss with a semi-diagonal lattice is proposed. The derivation of formulas for the deflection of the structure from the action of a lateral load uniformly distributed over the nodes and two-sided estimates of the first frequency of natural oscillations of the truss is given. It is assumed that the mass of the truss is concentrated in its nodes. The dependence of solutions on the number of truss panels in height is found by induction using Maple symbolic mathematics operators. Calculation of structural rigidity is carried out according to the Maxwell-Mohr formula. Analytical frequency estimates by the Donkerley and Rayleigh method are compared with the first frequency of the frequency spectrum found numerically. A high accuracy of the upper frequency estimate is shown, which increases with the number of panels.
{"title":"DEFORMATIONS AND A TWO-SIDED EVALUATION OF THE NATURAL VIBRATIONS FUNDAMENTAL FREQUENCY OF A TRIHEDRAL TRUSS SPATIAL MODEL","authors":"М. Н. Кирсанов","doi":"10.36622/vstu.2023.36.1.001","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2023.36.1.001","url":null,"abstract":"Предложены схема и аналитический расчет статически определимой пространственной башенной фермы с полураскосной решеткой. Дается вывод формул для прогиба конструкции от действия боковой равномерно распределенной по узлам нагрузки и двухсторонних оценок первой частоты собственных колебаний фермы. Предполагается, что масса фермы сосредоточена в ее узлах. Зависимость решений от числа панелей фермы разыскивается методом индукции с применением операторов символьной математики Maple. Расчет жесткости конструкции выполняется по формуле Максвелла-Мора. Аналитические оценки частоты по методам Донкерлея и Рэлея сравниваются с первой частотой спектра частот, найденной численно. Показана высокая точность верхней оценки частоты, растущая с увеличением числа панелей.\u0000 A scheme and analytical calculation of a statically determined spatial tower truss with a semi-diagonal lattice is proposed. The derivation of formulas for the deflection of the structure from the action of a lateral load uniformly distributed over the nodes and two-sided estimates of the first frequency of natural oscillations of the truss is given. It is assumed that the mass of the truss is concentrated in its nodes. The dependence of solutions on the number of truss panels in height is found by induction using Maple symbolic mathematics operators. Calculation of structural rigidity is carried out according to the Maxwell-Mohr formula. Analytical frequency estimates by the Donkerley and Rayleigh method are compared with the first frequency of the frequency spectrum found numerically. A high accuracy of the upper frequency estimate is shown, which increases with the number of panels.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"16 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-03-15","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122464969","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-12-19DOI: 10.36622/vstu.2022.35.4.009
О. Б. Кукина, В.П. Волокитин, Валерий Вячеславович Волков, М. С. Ким, А. С. Чунихина
В статье рассматриваются новые методологические подходы к решению задачи улучшения свойств глинистых грунтов с одновременной утилизацией строительных материалов, образовавшихся в результате демонтажа зданий и сооружений. Показан пример получения метаморфизированного глинистого грунта с использованием вторичного пенобетона, который сформирован по безобжиговой бесцементной технологии получения строительного композита. В работе представлены механизмы модификации и образования метаморфизированных уплотненных глинистых грунтов; определены механические показатели образцов глинистых грунтов, модифицированных диспергированным пенобетоном и гашеной известью; создана расчетная схема грунтовой подушки, выполненной из глинистого грунта, модифицированного диспергированным пенобетоном и гашеной известью; установлены оптимальные геометрические параметры грунтовой подушки для строительства зданий и сооружений; определено напряженно-деформированное состояние слабого основания, усиленного грунтовой подушкой, выполненной из модифицированного глинистого грунта. The article discusses new methodological approaches to solving the problem of improving the properties of clay soils with the simultaneous disposal of building materials resulting from the dismantling of buildings and structures. An example of obtaining a metamorphosed clay soil using recycled foam concrete, which is formed according to a non-firing cementless technology for obtaining a building composite, is shown. The paper presents the mechanisms of modification and formation of metamorphosed compacted clay soils; the mechanical properties of clay soil samples modified with dispersed foam concrete and slaked lime were determined; a design scheme for a soil pad made of clay soil modified with dispersed foam concrete and slaked lime was created; the optimal geometric parameters of the soil cushion for the construction of buildings and structures have been established; the stress-strain state of a weak base reinforced with a soil cushion made of modified clay soil was determined.
{"title":"METHODOLOGY AND EXPERIMENTS ON THE DESIGN OF GROUND PADS ON THE BASIS OF WEAK SOILS","authors":"О. Б. Кукина, В.П. Волокитин, Валерий Вячеславович Волков, М. С. Ким, А. С. Чунихина","doi":"10.36622/vstu.2022.35.4.009","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2022.35.4.009","url":null,"abstract":"В статье рассматриваются новые методологические подходы к решению задачи улучшения свойств глинистых грунтов с одновременной утилизацией строительных материалов, образовавшихся в результате демонтажа зданий и сооружений. Показан пример получения метаморфизированного глинистого грунта с использованием вторичного пенобетона, который сформирован по безобжиговой бесцементной технологии получения строительного композита. В работе представлены механизмы модификации и образования метаморфизированных уплотненных глинистых грунтов; определены механические показатели образцов глинистых грунтов, модифицированных диспергированным пенобетоном и гашеной известью; создана расчетная схема грунтовой подушки, выполненной из глинистого грунта, модифицированного диспергированным пенобетоном и гашеной известью; установлены оптимальные геометрические параметры грунтовой подушки для строительства зданий и сооружений; определено напряженно-деформированное состояние слабого основания, усиленного грунтовой подушкой, выполненной из модифицированного глинистого грунта.\u0000 The article discusses new methodological approaches to solving the problem of improving the properties of clay soils with the simultaneous disposal of building materials resulting from the dismantling of buildings and structures. An example of obtaining a metamorphosed clay soil using recycled foam concrete, which is formed according to a non-firing cementless technology for obtaining a building composite, is shown. The paper presents the mechanisms of modification and formation of metamorphosed compacted clay soils; the mechanical properties of clay soil samples modified with dispersed foam concrete and slaked lime were determined; a design scheme for a soil pad made of clay soil modified with dispersed foam concrete and slaked lime was created; the optimal geometric parameters of the soil cushion for the construction of buildings and structures have been established; the stress-strain state of a weak base reinforced with a soil cushion made of modified clay soil was determined.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"48 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-12-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133705580","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-12-19DOI: 10.36622/vstu.2022.35.4.006
А. О. Шимановский, И. Е. Кракова
Выполнен анализ динамики и прочности пакетов сэндвич-панелей как трехслойных конструкций под действием нагрузок, приводящих к значительным деформациям при длительной транспортировке. Разработаны конечно-элементные модели, учитывающие особенности взаимодействия панелей, размещенных в транспортных пакетах. Получены значения собственных частот колебаний рассмотренных систем. Показано, что низшие частоты колебаний пакетов сэндвич-панелей лежат в диапазоне частот вынуждающих сил, возникающих при движении транспортного средства по дороге. Анализ напряжений, возникающих в панели нижнего яруса, показал, что в случае совместного действия сил инерции, связанных с торможением автомобиля, сил тяжести и сил прижатия ремней крепления при числе десяти и более панелей в штабеле в среднем слое нижней панели возникают напряжения, превышающие предел прочности материала. Полученные результаты показали, что обеспечить прочность транспортируемых панелей при перевозке их пакетов в два яруса возможно только при жесткой упаковке панелей нижнего яруса. The analysis of the dynamics and strength of sandwich-panel packages, as three-layer structures, under the action of loads, leading to significant deformations during long-term transportation, was carried out. Finite element models have been developed that take into account the peculiarities of the panels placed in transport packages interaction. The values of Eigen frequencies of considered systems oscillations are obtained. It is shown that the lowest oscillation frequencies of the sandwich panel packages lie in the frequency range of the driving forces that occur when the vehicle moves along the road. An analysis of the stresses arising in the panel of the lower tier showed that in the case of the combined action of the forces of inertia associated with the braking of the car, the forces of gravity and the forces of pressing the fastening belts with a number of ten or more panels in a stack, stresses arise in the middle layer of the lower panel that exceed the tensile strength material. The obtained results showed that it is possible to ensure the strength of the transported panels when transporting their packages in two tiers only if the panels of the lower tier are rigidly packed.
对三明治盒的动力学和强度进行了分析，作为三层结构，压力会导致长时间运输的重大变形。当然，开发了元素模型，考虑到装在运输包中的面板相互作用的特性。接收到受控系统自身振荡频率的值。显示，三明治板包的低振荡频率位于车辆在途中行驶时产生的压力范围内。对低层面板的应力分析表明，如果惯性力与汽车制动、重心和紧固件强度相结合，而底座座的平均10个或以上面板的强度会产生超出材料强度极限的电压。结果表明，只有在较低级别的硬包装下，才能确保运输面板的强度。《山达基-潘卡格斯分析》，《路得行动》，《路得行动》，《路得》，《路得》，《路得》，《路得经》，《路得经》，《路得经》，《路得经》，《路得经》。Finite element model已经开发出了这种方法，可以在运输包中使用。这就是所谓的“连接系统的价值”。这是对沙威斯·潘埃尔·帕克斯最喜欢的歌曲《路的尽头》的表演。An analysis of the stresses新的征程in the outlook of the下tier showed that in the case of the combined action of the forces of inertia美联社(associated with the braking of the car, the forces of gravity and the forces of the fastening pressing belts with a number of ten or more面板in a stack, stresses的in the middle of the层下outlook that exceed the tensile strength材料。当两个开关上的开关只有当两个开关上的开关时，它才会打开。
{"title":"MODELING OF VIBRATIONS AND STRESS-STRAIN STATE OF SANDWICH-PANEL PACKAGES DURING THEIR TRANSPORTATION","authors":"А. О. Шимановский, И. Е. Кракова","doi":"10.36622/vstu.2022.35.4.006","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2022.35.4.006","url":null,"abstract":"Выполнен анализ динамики и прочности пакетов сэндвич-панелей как трехслойных конструкций под действием нагрузок, приводящих к значительным деформациям при длительной транспортировке. Разработаны конечно-элементные модели, учитывающие особенности взаимодействия панелей, размещенных в транспортных пакетах. Получены значения собственных частот колебаний рассмотренных систем. Показано, что низшие частоты колебаний пакетов сэндвич-панелей лежат в диапазоне частот вынуждающих сил, возникающих при движении транспортного средства по дороге. Анализ напряжений, возникающих в панели нижнего яруса, показал, что в случае совместного действия сил инерции, связанных с торможением автомобиля, сил тяжести и сил прижатия ремней крепления при числе десяти и более панелей в штабеле в среднем слое нижней панели возникают напряжения, превышающие предел прочности материала. Полученные результаты показали, что обеспечить прочность транспортируемых панелей при перевозке их пакетов в два яруса возможно только при жесткой упаковке панелей нижнего яруса.\u0000 The analysis of the dynamics and strength of sandwich-panel packages, as three-layer structures, under the action of loads, leading to significant deformations during long-term transportation, was carried out. Finite element models have been developed that take into account the peculiarities of the panels placed in transport packages interaction. The values of Eigen frequencies of considered systems oscillations are obtained. It is shown that the lowest oscillation frequencies of the sandwich panel packages lie in the frequency range of the driving forces that occur when the vehicle moves along the road. An analysis of the stresses arising in the panel of the lower tier showed that in the case of the combined action of the forces of inertia associated with the braking of the car, the forces of gravity and the forces of pressing the fastening belts with a number of ten or more panels in a stack, stresses arise in the middle layer of the lower panel that exceed the tensile strength material. The obtained results showed that it is possible to ensure the strength of the transported panels when transporting their packages in two tiers only if the panels of the lower tier are rigidly packed.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"23 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-12-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130163402","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-12-19DOI: 10.36622/vstu.2022.35.4.008
С. С. Самакалёв
При эксплуатации зданий и сооружений, а также при их реконструкции нагрузки на фермы покрытий могут превысить расчетные, что может привести к потере несущей способности фермы и обрушению покрытия. В статье рассматривается увеличение несущей способности ферм в результате усиления сжатых стержней, при этом поперечное сечение сжатого стержня выполняется переменным по его длине, для такого стержня выявляются оптимальные соотношения параметров. During the operation of buildings and structures, as well as during their reconstruction, the loads on the roof trusses may exceed the calculated ones, which can lead to a loss in the bearing capacity of the truss and the collapse of the coating. The article discusses the increase in the bearing capacity of trusses as a result of strengthening the compressed rods, while the cross section of the compressed rod is variable along its length, for such a rod the optimal ratios of parameters are identified.
{"title":"INCREASING THE BEARING CAPACITY OF STEEL TRUSS COATINGS OF BUILDINGS AND STRUCTURES","authors":"С. С. Самакалёв","doi":"10.36622/vstu.2022.35.4.008","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2022.35.4.008","url":null,"abstract":"При эксплуатации зданий и сооружений, а также при их реконструкции нагрузки на фермы покрытий могут превысить расчетные, что может привести к потере несущей способности фермы и обрушению покрытия. В статье рассматривается увеличение несущей способности ферм в результате усиления сжатых стержней, при этом поперечное сечение сжатого стержня выполняется переменным по его длине, для такого стержня выявляются оптимальные соотношения параметров.\u0000 During the operation of buildings and structures, as well as during their reconstruction, the loads on the roof trusses may exceed the calculated ones, which can lead to a loss in the bearing capacity of the truss and the collapse of the coating. The article discusses the increase in the bearing capacity of trusses as a result of strengthening the compressed rods, while the cross section of the compressed rod is variable along its length, for such a rod the optimal ratios of parameters are identified.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"42 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-12-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"134345780","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2022-12-19DOI: 10.36622/vstu.2022.35.4.001
М. Н. Кирсанов
Предлагается математическая модель пространственной статически определимой фермы для крепления дорожных знаков. Приводится индуктивный алгоритм вывода формул для расчета прогиба конструкции под действием вертикальной и боковой нагрузки в зависимости от числа панелей. Дается картина распределения усилий по стержням фермы. Для расчета прогибов используется формула Максвелла- Мора. Вывод общих формул основан на обобщении серии решений для отдельных ферм на произвольное число панелей в стойке конструкции и консольной ее части. Решение системы уравнений равновесия узлов для нахождения усилий в стержнях и аналитические преобразования производятся в системе символьной математики Maple. Найдены нелинейные асимптотики решений. A mathematical model of a spatial statically determinate truss for fixing road signs is proposed. An inductive algorithm for deriving formulas for calculating the deflection of a structure under the action of vertical and lateral loads depending on the number of panels is presented. A picture of the distribution of forces on the truss rods is given. To calculate deflections, the Maxwell - Mohr formula is used. The derivation of general formulas is based on the generalization of a series of solutions for individual trusses to an arbitrary number of panels in the structure post and its cantilever part. The solution of the system of equilibrium equations for nodes to find the forces in the rods and analytical transformations are carried out in the Maple. symbolic mathematics system. Nonlinear asymptotics of solutions are found.
{"title":"ORMULAS FOR CALCULATION OF DEFORMATIONS OF THE L-SHAPED SPATIAL SUPPORT TRUSS MODEL","authors":"М. Н. Кирсанов","doi":"10.36622/vstu.2022.35.4.001","DOIUrl":"https://doi.org/10.36622/vstu.2022.35.4.001","url":null,"abstract":"Предлагается математическая модель пространственной статически определимой фермы для крепления дорожных знаков. Приводится индуктивный алгоритм вывода формул для расчета прогиба конструкции под действием вертикальной и боковой нагрузки в зависимости от числа панелей. Дается картина распределения усилий по стержням фермы. Для расчета прогибов используется формула Максвелла- Мора. Вывод общих формул основан на обобщении серии решений для отдельных ферм на произвольное число панелей в стойке конструкции и консольной ее части. Решение системы уравнений равновесия узлов для нахождения усилий в стержнях и аналитические преобразования производятся в системе символьной математики Maple. Найдены нелинейные асимптотики решений.\u0000 A mathematical model of a spatial statically determinate truss for fixing road signs is proposed. An inductive algorithm for deriving formulas for calculating the deflection of a structure under the action of vertical and lateral loads depending on the number of panels is presented. A picture of the distribution of forces on the truss rods is given. To calculate deflections, the Maxwell - Mohr formula is used. The derivation of general formulas is based on the generalization of a series of solutions for individual trusses to an arbitrary number of panels in the structure post and its cantilever part. The solution of the system of equilibrium equations for nodes to find the forces in the rods and analytical transformations are carried out in the Maple. symbolic mathematics system. Nonlinear asymptotics of solutions are found.","PeriodicalId":313102,"journal":{"name":"Stroitelʹnaâ mehanika i konstrukcii","volume":"6 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-12-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132942039","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：