ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Актуальность. Муфтовые соединения арматуры для фиксации стыков в строительных конструкциях широко используются на практике, и, как следствие, необходима информация об особенностях распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения при деформационных воздействиях для получения расчетных зависимостей при эксплуатации таких арматурных соединений.
Цель работы – исследование напряженно-деформированного состояния стыков арматурных стержней при растяжении, натурных узлов сопряжения элементов из арматурных стержней класса А500 методом бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы с использованием метода корреляции цифровых изображений, а также изучение влияния деформационного воздействия на микроструктуру из стали марки Ст20 методом просвечивающей электронной микроскопии.
Результаты. В ходе испытаний получены деформационные кривые муфтового соединения арматуры в координатах «нагрузка − перемещение» и на основе их анализа выявлены три стадии: стадия I обусловлена упругой деформацией муфтового соединения; стадия II отражает стадию параболического упрочнения; стадия III соответствует стадии, предшествующей разрушению муфтового соединения.
Анализ распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения методом бесконтактной трехмерной цифровой оптической системы с использованием метода корреляции цифровых изображений показал, что в каждый момент времени пластическая деформация локализована в определенных зонах на образце. Выявлено, что эволюция распределений деформационных полей на поверхности муфтового соединения коррелирует со стадиями на деформационной кривой.
Установлено, что значение податливости исследуемого муфтового соединения арматурных стержней класса А500СП, изготовленного из бесшовной горячедеформированной трубы с наружным диаметром 51 мм и внутренним диаметром до 32 мм из стали марки Ст20, при действии растягивающей продольной силы вызывает появление напряжения в нормальном сечении арматурного стержня σ02 = 500 МПа.
Электронно-микроскопические исследования арматурной стали позволили установить, что при деформации растяжением при ɛ = 0–5 % наблюдается разрушение перлита, которое сопровождается дальнейшей поляризацией дислокационной структуры. Амплитуда внутренних напряжений полей увеличивается, и при деформации ɛ = 5 % дальнодействующие напряжения σд становятся больше, чем напряжения, вызванные «лесом» дислокаций σл. Показано, что основной вклад в величину дальнодействующих напряжений и её изменение при ɛ = 5 % вносит упругая составляющая, что способствует процессу образования микротрещин.

Актуальность. Вантовые фермы обладают рядом преимуществ по сравнению с конструкциями из бетона и стали, широко применяемыми в покрытиях зданий и сооружений. Они позволяют перекрыть пролеты до 60 м и более, обладают малым собственным весом и не требуют использования монтажной техники большой грузоподъемности. Вместе с тем разработка проектных решений вантовых конструкций затруднена из-за отсутствия в имеющихся программных комплексах конечно-элементного анализа специализированных инструментов для выполнения вариантной проработки. Аналитические методы расчета вантовых конструкций требуют интегрирования эпюр поперечных сил в фиктивной балке и решения систем нелинейных уравнений, что осложняет выполнение статического анализа. Таким образом, разработка упрощенных полуаналитических методов расчета, реализуемых в общедоступных математических программных комплексах, является важной и актуальной задачей, позволяющей повысить качество проектных решений за счет использования встроенных инструментов численного моделирования и оптимизации.
Цель настоящей работы – разработка усовершенствованной методики статического анализа двухпоясных вантовых ферм.
Методы исследования и результаты. В основе разработанной методики лежит разложение функции формы вантового пояса и внешней нагрузки в тригонометрические ряды. С учетом условия совместности деформаций поясов, вытекающего из предположения о неизменности длин связей между ними, а также предположения о малости вертикального перемещения фермы в центре пролета, получена система двух уравнений. Одно из них является квадратным и имеет известное решение при заданном коэффициенте изменения формы вантовой фермы, который определяется из второго уравнения методом хорд.
Выводы. Предложенная расчетная методика позволяет определить вертикальные перемещения вантовой фермы, контактную нагрузку между поясами и усилия в поясах при действии внешней нагрузки, равномерно загружающей левую и правую половины пролета. Применение метода одномерного поиска для решения системы нелинейных уравнений требует меньших вычислительных ресурсов по сравнению с общим случаем решения нелинейных систем.

Актуальность. Рассмотрены вопросы вибродиагностики свободных колебаний балок пролетных строений металлических мостов на основе общей теории соударения тел по методу Герца. Динамическое взаимодействие груза и балки при ударе учитывает инерционность и ускорение в процессе колебания тел и представляет актуальную контактную теорию упругости и упругопластического деформирования.
Цель работы. На основе численного решения контактной задачи способом Л.И. Маламента и общей теории малых упругопластических деформаций определить зависимости ударного воздействия груза о балку и характеристики контактного процесса соударения тел, их инерционность и ускорение во времени.
Результаты совершенствуется механизм вычисления свободных колебаний балок строений мостов в условиях практической вибродиагностики, отвечающей современным требованиям теории колебания при динамическом воздействии нагрузки.