Направление 2 Разработка, исследование и совершенствование методов расчета конструкций и сооружений
| Вид материала | Исследование |
- Задачи конференции: обсуждение аналитических методов расчета зданий, сооружений, 31.66kb.
- Iii международный симпозиум актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций, 77.34kb.
- Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений, 53.18kb.
- Аннотация Дисциплины «Программные комплексы расчёта конструкций на эвм», 14.73kb.
- Заярный Виктор Вильевич разработка и исследование, 473.46kb.
- Удк 504. 056: 574 разработка и исследование методов технического мониторинга химически, 331.8kb.
- Совершенствование методов и технических средств тепловой диагностики ограждающих конструкций, 233.66kb.
- Иванов Петр Алексеевич ввт-406 тудент группа т исследование, 71.44kb.
- Моделирование и разработка методов расчета процессов теплопередачи в кристаллизаторе, 251.19kb.
- Свод правил по проектированию и строительству сп 13-102-2003 "Правила обследования, 1033.77kb.
ЧЕТВЕРТОЕ ЗАСЕДАНИЕ
12 апреля, 9.30, ауд. 4–123
1. И. Хаертдинова (гр. 7П3501, н. рук. Ф.С. Замалиев). К расчету сталежелезобетонных балок с учетом фактора времени.
Стержни составного сеченого типа сталежелезобетонные балки характеризируются использованием в единой системе прокатного стального профиля и железобетонной полки. Относительная легкость стальных конструкций и простата их монтажа сочетаются с эффективной работой бетона на сжатие. Учет ползучести бетона при длительной действии внешней нагрузки при оценке напряженно-деформированного состояния сталежелезобетонных стержней предусматривает особый интерес, так как деформации бетона в таких стержнях протекают во времени в сильно стесненных условиях и перераспределение напряжений между бетоном и сталью проявляются особенно интенсивно. В докладе приводятся выражения и расчетные формулы для определения напряженно-деформированного состояния стержня составного сечения и пример расчета.
2. А.Г. Поляков (гр. 7ПГ502, н. рук. Д.М. Хусаинов). Определение основных параметров типовых рекламных щитов балластного типа.
Рассматривается модель назначения параметров типовых рекламных щитов балластного типа принятая на основе вероятности безотказной работы рекламного щита. Ветровая нагрузка рассматривается как случайная с заданным законом распределения, параметры которого определяются по данным многолетних метеонаблюдений. Под отказом рекламного щита балластного типа понимается его опрокидывание ветровой нагрузкой.
Модель позволяет определить основные параметры балласта рекламного щита: размеры и вес балласта в зависимости от принятого значения вероятности безотказной работы типового щита. Расчетная модель рекламного щита может быть использована для оценки вероятности безотказной работы существующих рекламных щитов балластного типа, опасности их разрушения.
3. И.И. Сиразетдинов, Р. Р. Абдрахманов (гр. 7ПГ501, 8СБ401 н. рук. Г.Н. Шмелёв, М.В. Козлов). Реконструкция зданий электроцеха Казанской ТЭЦ-2.
Анализируется состояние основных несущих конструкций сложного и протяженного цеха с распределительными устройствами управления и т. д.
Наиболее подробно рассматриваются здания корпуса ГРУ-4.5, представляющего собой надземную горизонтальную галерею с высотой 10 м и подземными кабельными каналами.
Приведены материалы обследования рассмотренных зданий и сооружений в виде дефектовочных карт, ведомостей дефектов.
По результатам определения характеристик материалов выполнены расчеты несущей способности основных конструкций, смоделированы основные воздействия на конструкции имеющие дефекты. По результатам выполненных расчетов даны рекомендации по устранению выявленных дефектов.
4. А.В. Сусаров (гр. 7ПГ501, н. рук. Г.Н. Шмелёв). Анализ и определение несущей способности систем навесных вентилируемых фасадов.
Навесной вентилируемый фасад (НВФ) - наиболее динамично развивающееся направление в строительстве. Архитекторы и проектировщики все чаще используют его в своих проектах. Для строительных организаций монтаж вентилируемых фасадов всегда выгодный бизнес. Работы по монтажу таких фасадов можно производить в любое время года. Для заказчика вентилируемый фасад – оправданное решение: возможность создать корпоративный стиль, экономия ресурсов при эксплуатации, срок службы, сравнимый со сроком службы здания.
При всем многообразии предоставленных сегодня систем НВФ они все же имеют ряд недостатков. Это можно объяснить тем, что производство и применение НВФ – отрасль, которая в России еще не «устоялась». Одна из проблем применения НФС в отечественных условиях – отсутствие регулирующих государственных нормативов, а в условиях бурно развивающегося рынка и повышенного спроса, когда зачастую на рынке появляются некачественные материалы, проектирование НФС осуществляется недостаточно квалифицированными специалистами, возникает проблема безопасности навесных фасадных систем.
В данной работе предпринимается попытка сопоставить между собой различные системы НВФ по основным критериям их надежности и выявить методику, позволяющую проводить единый расчет с точки зрения минимизации затрат, возникающих при проектировании, монтаже и эксплуатации НВФ.
5. М.Н. Сагдеев, Л.И. Хайдаров (гр. 7ПГ502, 8СБ402 н. рук. Г.Н. Шмелёв, М.В. Козлов). Реконструкция зданий топливного цеха Казанской ТЭЦ-2.
Здание топливного цеха построено в 30-40 годы прошлого века и требуют периодического обследования и восстановления.
Рассмотрены причины значительного износа основных несущих элементов здания и несущих конструкций.
Анализируется состояние основных несущих конструкций сложного протяженного цеха с галереями подачи, дробления и др. технологическими операциями.
На основе результатов обследования, определения действительных характеристик материалов и степени их износа выполнены расчеты основных несущих элементов здания.
Разработаны технические решения по восстановлению эксплуатационных свойств рассматриваемых элементов конструкций здания и чертежи усиления.
6. Н.В. Гурьева (гр. 7ПГ501, н. рук. Г.Н. Шмелёв). Реконструкция здания пиковой котельной Казанской ТЭЦ-2.
Рассматривается комплекс зданий, входящих в состав пиковых нагрузок в наиболее неблагоприятные часы энергопотребления.
Состояние зданий, эксплуатируемых в течение 60-70 лет, требует комплексного обследования и глубокой реконструкции.
Рассмотрены причины значительного износа несущих конструкций зданий, выполнена дефектовка с составлением карт и дефектовочных ведомостей.
Выполнены расчеты основных несущих конструкций реальной прочности материалов и степени коррозии.
Разработаны технические решения по восстановлению эксплуатационных качеств элементов и чертежи усиления.
7. А.Ф. Шакиров, А.А. Зиятдинов (гр. 7ПГ502, 8СБ401 н. рук. Г.Н. Шмелёв). Реконструкция зданий турбинного цеха Казанской ТЭЦ-2.
Рассматривается комплекс зданий, обеспечивающих технологический процесс и функционирование турбинного цеха.
Анализируется состояние основных несущих конструкций зданий, входящих в состав турбинного цеха, в том числе АБК, представляющего собой 4-х этажное здание непосредственно примыкающее к I очереди турбинного цеха. Рассматривается возможность проведения перепланировки, связанной с необходимостью размещения инженеров ПТО.
Проводится определение несущей способности элементов и конструкций зданий турбинного цеха с учетом их фактических прочностных показателей, выявленных в ходе комплексного обследования.
Составлены дефектовочные карты поврежденных элементов и конструкций, разработаны чертежи усиления и мероприятия по восстановлению несущей способности.
- Т.Н. Степанов (гр. 7ПЗ501, н. рук. Ф.С. Замалиев). Конструктивное решение рекреационно-выставочного центра (РВЦ) в форме куба.
Применение современных композитных материалов для достижения большей функциональности, конструктивной прочности, устойчивости и архитектурной выразительности гражданских зданий актуально. В докладе приводятся конструктивные решения наружной и внутренней конструктивных схем.
Наружная конструктивная схема комплекса в форме куба, с размерами сторон граней 70X70 м, выполнена из несущих железобетонных ребер, а ограждающие поверхности граней куба остеклены по металлическому решетчатому каркасу.
Внутренняя конструктивная схема в виде “Этажерки” (многоэтажной несущей структуры), с изменяющимися размерами в плане по высоте структуры, выполнена из железобетона и сталежелезобетона.
9. В.С. Агафонкин, Е.Ю. Юдинцев. Расчет рамных конструкций с учетом допускаемых отклонений от проектных размеров элементов при изготовлении и монтаже.
Опыт натурных обследований зданий с несущим стальным рамным каркасом свидетельствует о многочисленных дефектах, связанных с отклонениями проектных размеров элементов этих конструкций при изготовлении и монтаже.
Начальные усилия, возникающие вследствие отклонений геометрических параметров элементов от номинальных значений, являются дополнительными усилиями в элементах рам. К таким отклонениям относятся отклонения отметок фундаментов, расположение фундаментов в плане, отклонения в длинах элементов, отклонения в уклоне монтажных поверхностей (уклон опорных поверхностей фундаментов, клиновидность фланцевых соединений). Учет начальных усилий в элементах, возникающих вследствие отклонений геометрических параметров от номинальных величин, требует увеличения сечений элементов, увеличение несущей способности узлов сопряжения элементов.
В настоящей работе рассмотрены основные принципы назначения допусков в строительных конструкциях, произведен расчет рамных конструкций типа «Канск» с использованием двух методик, теоретической и статистической, определения начальных вероятностных усилий в рамной конструкции при отклонении геометрических параметров элементов ее составляющую.
10. И.А. Газизьянов (гр. 7ПГ501, н. рук. Л.А. Исаева.). Выбор конструктивного решения каркаса здания для большеразмерной грузоподъемной строительной техники.
Выбор конструктивного и планировочного решения здания определяется многими параметрами, среди которых технологические, экономические, эстетические, экологические и др. Разработка решения, отвечающего всему комплексу предъявляемых требований, является сложной проектной задачей.
Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта возведения зданий аналогичного назначения, Дана сравнительная технико-экономическая оценка эффективности реализованных конструктивных решений.
Рассмотрены варианты рамно-связевых стальных каркасов с решетчатым и сплошным ригелем. Выполнена оценка материалоемкости и стоимости вариантов каркасов, отличающихся типом сечения элементов, а также классом стали. В качестве критерия эффективности использованы приведенные затраты, учитывающие дополнительно затраты на изготовление, транспортировку и монтаж конструкций. Показано, что с увеличением пролета каркаса целесообразен переход на стали повышенной прочности.
11. Р.А. Зиязов (гр. 7ПГ501, н. рук. Р.И. Хисамов). Двускатная ферма.
В докладе приводятся результаты численных исследований новой фермы из прокатных профилей.
Ферма содержит жесткий на пролёт верхний пояс из квадратного или прямоугольного профиля. Нисходящие от опор растянутые раскосы фермы выполнены из двух швеллеров, нахлестом приваренных к верхнему поясу, а в нижнем узле - к отрезку квадратной трубы. Нижний двухпанельный ломаный пояс фермы выполнен прутковым и прикрепленным к отрезкам труб, а восходящие от узлов раскосы фермы крепятся к верхним поясам фермы через два параллельных поясу уголка. В пролёте ферма содержитV-образную решётку, упертую в ломаную затяжку и в верхний пояс фермы, аналогично восходящим раскосам. В нижнем пролетном узле ломаная затяжка зажата в двух раскосах на высокопрочных болтах.
Приводятся технико-экономические показатели ферм пролетами 18 и 24 м и даются рекомендации по их транспортированию и монтажу.
Показано, что фермы могут выполняться также и в деревянном исполнении с металлической затяжкой.
12. Г.А. Столповский, С.В. Лисов, М.А. Аркаев (ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»). Стальной витой соединительный элемент для деревянных конструкций.
В настоящее время в Научно-исследовательском центре «Мониторинг зданий и сооружений» ОГУ ведётся разработка и исследование соединений деревянных элементов на стальных витых крестообразных стержнях.
Стальной витой крестообразный стержень может иметь диаметр от 8 мм до 22 мм. Шаг навивки и толщина рёбер витого крестообразного стержня были определены путём проведения пробных забивок и равны 20 диаметрам и 2 мм соответственно. Внедрение витого стержня в массив древесины может быть осуществлено вручную при помощи тяжелого молота, ударным методом электро- или пневмоинструментом, огнестрельным способом. Размеры диаметров приняты из условия конструирования узловых соединений деревянных элементов строительных конструкций, а также мощности применяемого порохового, пневматического и электрического инструмента.
В сравнении с известными типами соединений деревянных конструкций, применение предлагаемых витых стержней крестообразного поперечного сечения позволяет обеспечить сокращение трудоёмкости монтажа узловых соединений на 11…21 %; экономию металла до 11…45 %, снижение стоимости соединения в целом на 12…34 %.
12. Д.А. Украинченко, В.И. Жаданов (ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»), И.П. Пинайкин (ФГБОУ ВПО Иркутский государственный технический университет). Новые конструктивные решения деревянных панелей, совмещающих несущие и ограждающие функции.
Специалистами НИЦ мониторинга зданий и сооружений ОГУ и ИрГТУ на протяжении ряда лет ведется разработка и исследование новых типов ребристых конструкций на основе древесины, совмещающих несущие и ограждающие функции в покрытиях, перекрытиях и стенах.
В состав разработанных конструкций входят два продольных ребра из цельной древесины и клеедощатая обшивка, которая приклеена к ребрам с гвоздевым прижимом, что позволяет включить ее в общую работу конструкции. Неизменяемость поперечного сечения обеспечивается диафрагмами жесткости. Соединение основных ребер и диафрагм выполняется на зубчатый шип.
Кроме этого авторами разработаны панели с фанерными и предварительно напряженными клеедощатыми обшивками. Предварительное напряжение в клеедощатой обшивке препятствует образованию усушечных трещин, повышает эксплуатационную надежность и эстетические качества панелей в целом, а также позволяет повысить степень включения обшивки в общую работу конструкции.
Эффективность применения разработанных совмещенных ребристых панельных конструкций позволяет обеспечить экономию стоимости «в деле» почти на 30% или 600 руб. на каждый квадратный метр ограждающих конструкций.
Кафедра строительной механики
-
Председатель
В.Н. Сучков
Зам. председателя
В.И. Лукашенко
Секретарь
С.В. Гусев
ПЕРВОЕ ЗАСЕДАНИЕ
9 апреля, 14.30, ауд. 4–09
1. А.И. Барханов, В.И. Лукашенко, В.Н. Сучков. Совершенствование методов расчета высотных зданий на действие ветровой нагрузки.
Целью работы является совершенствование методов динамического расчета каркасов высотных зданий при действии пульсационной составляющей ветровой нагрузки, анализ области применения разработанного метода для высотных зданий. Изложен обзор методов динамического расчета конструкций высотных зданий на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки. Проведены численные исследования аэродинамических параметров обтекания потоком воздуха высотного здания. Полученные результаты величин статических и динамических нагрузок сравнены со значениями, рекомендуемыми СНиП, ОСТ и СП. Приводятся результаты исследований динамической реакции, амплитудно-частотных характеристик конструкций при учете демпфирования различными методами. Разработаны конечные элементы с программируемыми законами и параметрами демпфирования. Проведены численные исследования динамической реакции, амплитудно-частотных характеристик конструкций с использованием разработанных конечных элементов в программном комплексе ЭРА ПК2000.
2. С.В. Гусев. Моделирование поведения однонаправленного армированного композитного материала для оценки его адгезионной прочности.
Cвойства композитного материала зависят не только от свойств армирующих волокон и матриц, но и от характера сцепления волокна с матрицей. От того, насколько прочно связаны между собой компоненты, зависят напряжения, которые передает матрица на волокно. Соответственно, прочность границы раздела определяет, насколько полно может быть реализована в материале прочность волокнистого наполнителя. Межфазный слой имеет характеристики, отличные от волокна и связующего, и имеет малую толщину. Напряженно-деформированное состояние зависит от геометрических характеристик волокна и межфазового слоя и упругих характеристик волокна и связующего. Рассматривается трехфазная модель композитного материала. В работе отыскиваются механические характеристики межфазного слоя при известных характеристиках волокна и связующего. Принимается, что волокна представляют собой бесконечно длинные круговые цилиндры. С каждым цилиндром связана оболочка малого радиуса, моделирующая межфазный слой. Составной цилиндр помещен в третью фазу – в связующее. К внутреннему цилиндру приложена осевая нагрузка. Материалы всех фаз принимаются пластическими телами и подчиняются диаграмме Прандля. В силу симметрии рассмотрим только четверть плоского сечения. Задача отыскания напряженно-деформированного состояния решается методом Ритца. Толщина и механические характеристики межфазного слоя назначаются из соображений наилучшего приближения расчетов к экспериментальным данным.
3. В.П. Еремеев. Об учете ленточных глин грунтового основания устоев в их
расчетных схемах
В практике проектирования мостов изредка встречаются грунтовые основания из слоев наклонно расположенных ленточных глин. Глинистые прослойки имеют губчатую структуру и песчаные прослойки. Структура ленточных глин легко разрушается при избыточном увлажнении, что провоцирует оползневые явления. При проведении инженерно-геологических изысканий часто ленточные глины относят к обычным твердым глинам, что может привести к тяжелым последствиям в виде нарушения устойчивости сооружения. Известны также парадоксальные случаи наличия напорных грунтовых вод в пластах «твердых» глин. В условиях деформированного состояния необходимо установить положение поверхности сдвига. Сцепление в расчете не учитывается. В расчете учитывают собственный вес грунта и трение по поверхности скольжения.
4. Р.А. Шакирзянов. О разработке толкового русско-татарского политехнического словаря.
Коллективом авторов из разных вузов РТ разрабатывается первый толковый политехнический русско-татарский словарь. Необходимость его разработки определяется социальными потребностями общества, быстрым развитием науки и техники, расширением международных связей, распространением и развитием многоязыкового образования.
Значительное место в словаре отводится статьям по терминологии как традиционных технических областей промышленности (машиностроения, энергетики, транспорта, строительства, металлургии, связи, добычи и разработки полезных ископаемых), так и по терминологии приоритетных направлений современной науки и техники (электроники, информатики, квантовой механики, ядерной физики, авиации, космонавтики, радиофизики, нанотехнологий). Кроме того, даются многочисленные статьи прикладного характера по дисциплинам, тесно связанным с техническим развитием (астрономии, архитектуре, геологии, технической эстетике, физике, химии, механике, математике и др.).
При составлении словаря используются различные политехнические, отраслевые словари и энциклопедии, в том числе словари, составленные участниками проекта.
5. М.Ю. Кудрявцева (гр. 8ПЗ401, н. рук. В.И. Лукашенко). Анализ влияния скорости движения сосредоточенной массы на колебания балочной конструкции.
Рассматривается движение с постоянной скоростью сосредоточенной массы по двухпролетной статически неопределимой балке с равномерно распределенной массой. За основу принимается решение Киселева для однопролетной балки. Обобщение на случай статически неопределимых систем и последующее приложение результатов на пространственные системы выполняется на основе аналитических исследований поведения статически неопределимых систем при действии подвижных динамических нагрузок и использования АРС ЭРА-ПК-2000. Приводятся примеры расчета для плоских расчетных схем, выполненных вручную и с использованием программного комплекса, анализ и сравнение результатов при разных расчетных массовых моделях. На основе анализа формируются выводы об их достоверности. Предполагается дальнейшее развитие в направлении уточнений расчетной модели для анализа резонансных явлений в пространственных конструкциях балочного типа.
6. И.А. Владимиров (гр. 9МТ301, н. рук. С.В. Гусев). Расчет фермы по деформированному состоянию.
При расчете фермы встречаются стержни, усилие в которых при статическом расчете равны нулю. Стойки таких стержней используются в шпренгельных системах для уменьшения размеров сжатых стержней при расчете на устойчивость. При увеличении нагружения фермы эти стержни вовлекаются в работу и получают усилия, отличные от нуля, и оказывают влияние на несущую способность фермы. Усилия в этих стержнях определяются из уравнений равновесия, составленных для фермы с учетом ее деформированного состояния. Уравнения равновесия являются трансцендентными и усилия в стержнях не пропорциональны нагрузке. Поскольку с учетом геометрической нелинейности задача является статически неопределимой, то усилия в стержнях зависят от соотношений жесткостей стержней. В работе аналитический расчет фермы сравнивается с результатами расчета с помощью пакета прикладных программ «Лира». Исследуется влияние жесткости стержня на напряженно-деформированное состояние фермы.
7. А.Ю. Голубчиков, А.В. Жаров (гр. 9МТ301, н. рук. С.В. Гусев). Влияние интенсивности натяжения оттяжек на устойчивость мачты.
Мачта на оттяжках является сложным объектом, в котором необходимо учитывать нелинейную работу оттяжек и внецентренное приложение продольных сжимающих сил. Расчетная схема вантово-стержневой системы состоит из ствола мачты и оттяжек. Тело мачты представляет собой ферму треугольного сечения. Опорный узел мачты является шарнирной опорой. Оттяжки рассматриваются как гибкая нить с малой стрелой провисания, для которой учитывается нелинейная связь между натяжением и удлинением. Расчетная схема ствола мачты представляется упругим стержнем с постоянным поперечным сечением с эквивалентным моментом инерции, постоянной погонной массой и продольной сжимающей силой. Задача решалась шагово-итерационным методом. На каждом этапе нагружения натяжениея оттяжек нелинейно зависит от интенсивности ветровой нагрузки и перемещения узла оттяжки. На каждом шаге оттяжки заменялись нелинейными стержнями из нелинейно-упругого материала с различными характеристиками при растяжении и сжатии. Таким образом, геометрическая нелинейность заменяется физической, параметры которой определялись заранее при заданной интенсивности ветрового загружения, это эквивалентно методу секущих модулей. Получен график зависимости сжимающей силы в зависимости от натяжения оттяжек.
8. А.И. Хисамиев (гр. 8МТ401), Ш.И. Мухаметшин (9ПГ306, н. рук. Р.А. Шакирзянов). Весовая оптимизация мостовой системы на основе выбора ее конструктивной схемы.
Проектирование мостов − высшая форма искусства конструирования. Одной из важнейших задач, решаемых при проектировании мостов, является выбор оптимальной их конструкции с точки зрения прочности и материалоемкости.
В данной работе рассматриваются разные варианты конструкции одного и того же моста при заданных его габаритах (общей длине и длинах пролетов моста, высоте и др.). Несущая конструкция выбирается в виде рамы, как без подкрепляющих элементов, так и подкрепленной различными вариантами ферменных конструктивных элементов. Рассматривается воздействие ветровой нагрузки, нормативной нагрузки от движущегося транспорта, учитывается собственный вес конструкции. Расчет выполняется методом конечных элементов с использованием расчетного комплекса ЛИРА. Выбор оптимального конструктивного решения при заданной материалоемкости осуществляется на основе общего анализа различных расчетных схем и результатов компьютерных расчетов.
9. Е.С. Данилов (гр. 9ПО301, н. рук. В.И. Лукашенко Р.Н. Абитов). Разработка методики проведения занятия по теме «Определение перемещений» с использованием принципов проблемного обучения.
Основными этапами проблемного обучения в изучении любой дисциплины являются:
1) Разработка методики проблемного обучения;
2) Разработка методики проведения занятий, перед которой поставлены следующие цели:
- усвоение студентами системы знаний и способов умственной практической деятельности;
- развитие познавательной самостоятельности и творческих способностей учащихся;
- формирование диалектико-материалистического мышления студентов (как основы);
- воспитание навыков творческого усвоения знаний (применение отдельных логических приемов и способов творческой деятельности);
- воспитание навыков творческого применения знаний (применение усвоенных знаний в новой ситуации) и умение решать учебные проблемы;
- формирование и накопление опыта творческой деятельности (овладение методами научного исследования, решение практических проблем).
В предлагаемой работе делается попытка применения этой методики с целью улучшения восприятия учебного материала. Планируется проведение экспериментального занятия по разработанной методике и оценка эффективности методики.