А. А. Крысько
Анализ напряженно-деформированного состояния стенки резервуара с геометрическими несовершенствами при действии гидростатической нагрузки
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В работе выполнено обоснование необходимости учета специфики действия гидростатической нагрузки при расчете стенки резервуара с геометрическими несовершенствами. Разработана поэтапная схема нагружения стенки резервуара гидростатическим давлением, позволяющая выполнить геометрически нелинейный упругий расчет с учетом дефектов геометрии. Исследовано напряжённо-деформированное состояние эксплуатируемого резервуара с несовершенствами геометрической формы при действии гидростатической нагрузки, что позволило выявить тенденцию изменения напряжений по мере наполнения резервуара. Проведенное исследование позволяет определить максимальную высоту налива жидкости в деформированный резервуар для его дальнейшей безопасной эксплуатации.
Ключевые слова: стальной вертикальный цилиндрический резервуар, гидростатическое давление, напряжённо-деформированное состояние, несовершенства геометрической формы, геометрически нелинейный упругий расчет с учетом дефектов.
В. Ф. Мущанов, А. Н. Миронов, А. А. Коваленко
Численные исследования местной устойчивости стенок балок составного двутаврового сечения с локальными вмятинами-хлопунами в пролетных строениях мостовых сооружений
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. Целью исследований являлась оценка влияния характерных геометрических несовершенств на локальную и общую устойчивость элементов мостовых конструкций в виде двутавровых металлических балок составного сечения. Объект исследований представляет собой стальную главную балку составного двутаврового сечения среднего пролета (Lmax = 11,4 м) для трехпролетного автодорожного путепровода, выполненного по разрезной балочной схеме 8,6+11,4+8,6 м. Исследования проводились с использованием программного комплекса SCAD Office 11.5 при упругой работе материала. Расчетной схемой являлась пространственная система, моделированная конечными элементами в виде оболочек прямоугольной и треугольной конфигурации для плоского напряженного состояния. По результатам расчета определялись формы потери устойчивости и коэффициенты запаса устойчивости, что позволило оценить степень влияния того или иного несовершенства на несущую способность рассматриваемых балок. Результаты исследований могут быть использованы при первичной оценке местной устойчивости стенок балок с указанными несовершенствами.
Ключевые слова: мостовое сооружение, путепровод, пролетное строение, балочная разрезная схема, балка составного двутаврового сечения, дефект, хлопун, погибь, нагрузка, расчетная схема, конечный элемент (КЭ), метод конечных элементов (МКЭ), напряженно-деформированное состояние (НДС), местная устойчивость, общая устойчивость, форма потери устойчивости, коэффициент запаса устойчивости.
В. Ф. Мущанов, М. Н. Цепляев
Сравнительный анализ эффективности конструктивных и расчетных методов обеспечения устойчивости стенок вертикальных цилиндрических резервуаров
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В данной статье рассмотрены нормативные документы США, Европы и некоторых стран СНГ на предмет сравнения методик расчета и проектирования вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Необходимость такого анализа вызвана распространенными случаями локальной потери устойчивости на цилиндрических стенках резервуаров. Помимо сравнения методик расчета и конструктивных требований, в статье приведены результаты аналитических расчетов на устойчивость стенки резервуара в двух конструктивных вариантах: с кольцами жесткости и без них. По результатам аналитических расчетов были определены запасы по устойчивости, которые дают различные нормы. Кроме того, для каждого анализируемого документа приведены неучтенные факторы, которые могут приводить к потере устойчивости стенки. Сделаны выводы о направлении дальнейших исследований.
Ключевые слова: вертикальный цилиндрический резервуар, ветровая нагрузка, напряжения, метод конечных элементов, цилиндрическая оболочка, локальные несовершенства.
Е. В. Горохов, А. В. Мущанов
Анализ влияния конструктивных особенностей узловых соединений на несущую способность центрально сжатых стержней структурных покрытий
ГОУ ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры»
Аннотация. В статье представлен анализ устойчивости центрально сжатых стержней с начальными геометрическими несовершенствами, выполненный с помощью объёмного конечно-элементного моделирования стержней с учётом конструктивных особенностей узловых соединений. Проведен анализ пяти типоразмеров трубчатых элементов по ГОСТ 10704-1 «Трубы стальные электросварные прямошовные» (в диапазоне от 48,0х3,0 до 102,0х3,5 мм) в программном комплексе семейства ЛИРА-САПР. Расчёт выполнен в геометрически нелинейной постановке в упругой стадии работы материала. При анализе устойчивости проанализированы коэффициенты запаса устойчивости по результатам нелинейного расчёте (kу, н.р) и при непосредственном анализе устойчивости (kу). Представлены уточненные значения критической силы по данным нелинейного расчёта (Nкр, Н.Р.) и из анализа устойчивости (Nкр, А.У.). Полученные данные сравнивались со значениями критической силы, определенной по ДБН.В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції» (Nкр, ДБН), и Эйлеровой критической силой (Nкр, Э). С помощью множественной линейной регрессии в программе Microsoft Excel установлена обобщенная аппроксимирующая зависимость между значимыми факторами, влияющими на уточнённое значение критической силы (Nкр).
Ключевые слова: структурное покрытие, центрально сжатый стержень, устойчивость, метод конечных элементов.