Дослідження запобіганню прогресуючого обвалення металевих оболонок спеціального виду
DOI:
https://doi.org/10.26906/znp.2019.52.1676Ключові слова:
металева оболонка спеціального виду, аркові профілі, прогресуюче обвалення, стійкістьАнотація
В статті розглянуті покриття та безкаркасні споруди у вигляді металевих оболонок спеціального виду. Основним
конструктивним елементом цих спеціальних оболонок є аркові тонкостінні профілі холодного деформування, які ви-
готовляються безпосередньо на будівельному майданчику. Розглянуті основні аномалії експлуатації зазначеного
конструкцій зазначеного виду. Основна з означених аномалій експлуатації полягає у певній кількості аварій та обва-
лень, які після детального аналізу можна класифікувати як прогресуюче, або «лавиноподібне» обвалення.
До основної мети статті відноситься розробка розрахункових алгоритмів оцінки напруженно-деформованного стану
та заходів, що попереджують настання прогресуючого обвалення металевих оболонок спеціального виду.
Розроблено спосіб запобігання прогресуючого обвалення, у вигляді конструктивної модернізації оригінального вузла
з’єднання аркових конструктивних елементів. Проведено порівняльний скінченно-елементний аналіз напружено-
деформованого стану, амплітудно-частотних характеристик та стійкості оригінальних моделей металевих оболонок
спеціального виду, моделей дискретно-континуальних ребристих оболонок (з імплементацією конструктивної моде-
рнізації вузла з’єднання) та моделей континуальних ребристих оболонок. Результати аналізу подано у вигляді мозаїк
вертикальних переміщень, головних стискаючих та розтягуючих напружень, порівняльної діаграми коефіцієнтів за-
пасу стійкості та порівняльної діаграми значень частот власних коливань в залежності від номера форми власних ко-
ливань. Отримані результати чисельних досліджень, свідчать про ефективність запропонованої конструктивної мо-
дернізації металевих оболонок спеціального типу, в якості заходів, що попереджують настання прогресуючого обва-
лення зазначених оболонкових систем.
Посилання
Zverev, V.V. (2000). Effective building metal structures
based on volume-molded thin-sheet metal (Dis. Dr. of technical
sciences). Voronezh State Architectural and Construction
Academy, Voronezh.
Zhidkov, K.E. (1999). Development and research of
arched structures with a spatial sheet grid. (Dis PhD of
technical sciences). Lipetsk State Technical University, Lipetsk.
Andreeva L.E. (1955). Calculation of corrugated membranes
as anisotropic plates. Engineering Digest of the USSR
Academy of Sciences (Department of Technical Sciences,
Institute of Mechanics), Volume XXI, 128-141.
Andreeva, L.E. (1956). Calculation of the characteristics
of corrugated membranes. Instrumentation, 3, 11-17.
Koreniev, R.V. (2018). The influence of virtual imperfections
he stress-strain state and the stability of special
shell-type systems. Municipal economy of cities: science and
technology journal, volume 140, 109-119.
Bilyk, A.S. & Laponov, M.V. (2012). Determination of
geometric characteristics of cold-formed thin-walled arch
profiles. Collection of scientific works of Ukrainian Institute
of Steel Structures named after V.M. Shimanovsky, 9,
-203.
Babayev, V.M., Bugaevsky, S.O., Evel S.M.,
Evzerov, I.D., Lantuh-Lyashchenko, A.I., Shevetovsky,
V.V., Shimanovsky, O.V. & Schmukler, V.S.
(2017). Numerical and experimental methods of rational
design and construction of structural systems. Kiev: Steel.
Kuznetsov, I.L., Isaev, A.V. & Gimranov, L. (2011).
Reasons for the collapse of a frameless arched structure with
the span of 30 m. News of Kazan State Architecture and
Construction Academy, 4, 166-171.
Armensky, M.Yu., Vedyakov, I.I. & Eremeev, P.G.
(2007). Efficient storage of light arched metal structures. Industrial
and civil construction, 3, 16-18.
Shmukler, V.S., Klimov, Yu.A. & Buryak, N.P.
(2008). Lightweight frame systems. Kharkov: Golden pages.
Kalmykov, О.А, Gaponova, L.V, Reznik, Р.А. & Grebenchuk,
S.S. (2017). Use of information technologies for
energetic portrait construction of cylindrical reinforced concrete
shells. 6-th International Scientific Conference “Reliability
and Durability of Railway Transport Engineering
Structures and Buildings (Transbud-2017).
https://doi.org/10.1051/matecconf/201711602017
Gorodetsky, A.S., Shmukler, V.S. & Bondarev, A.V.
(2003). Information technology for the calculation and design
of building structures. Kharkov: NTU "KhPI".
Vlasov, V.Z. (1962). Selected Works. General theory
of shells. Volume 1. Moscow: Publishing House of the
USSR Academy of Sciences.
Baykov, V.N., Hampe, E. & Raue, E. (1990). Design
of reinforced concrete thin-walled spatial structures.
Moscow: Stroyizdat.
Birger, I.A. et al. (1968). Strength, stability, oscillations.
Volume 3. Moscow, Mechanical Engineering.
Darkov, A.V. & Shaposhnikov, M.M. (1986). Construction
mechanics. Moscow: High School.
Szyniszewski. S. & Krauthammer. T. (2012). Energy
flow in progressive collapse of steel framed buildings. Engineering
Structures, 42, 142-153.
