CC BY
15
Литература
1. Киселев В.А. Строительная механика. Общий курс: Учеб. для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1986. — 520 с.
2. Симинский К.К. Строительная механика. Неразрезные балки. — Киев: Издательство кассы взаимопомощи студентов Киевского политехнического института, 1930. — 298 с.
Ступишин ЛЮ.1, Колесников АГ.2, Озерова Т.А3
‘Кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой городского, дорожного строительства и строительной
механики; “Кандидат технических наук, доцент кафедры городского, дорожного строительства и строительной механики;
3Магистрант кафедры городского, дорожного строительства и строительной механики. «Юго-Западный государственный
университет»
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ФОРМЫ ПОЛОГИХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ОБОЛОЧЕК НА КРУГЛОМ ПЛАНЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ НАГРУЖЕНИЯ
Аннотация
В статье рассмотрена методика определения рациональной формы пологих оболочек на круглом плане при различных видах нагружения и способах опирания. Методика позволяет обеспечить ресурсо- и энергоэффективность оболочечных конструкций, увеличить их эксплуатационную надежность, а так же более точно учитывать расчетные параметры нагружения в проектировании, находить рациональные проекты оболочек при различных видах нагружения и опирания.
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, пологие геометрически нелинейные оболочки, оболочки переменной формы, различные виды нагружения, способы опирания.
Stupishin L.Yu\ Kolesnikov A.G.2, Ozerova T.A3.
'Candidate of Sciences, Professor, Head of the Urban and Road Construction and Structural Mechanics Chair, Southwest State
University.
2Candidate of Sciences, Docent of the Urban and Road Construction and Structural Mechanics Chair, Southwest State University.
3 Student of the Urban and Road Construction and Structural Mechanics Chair, Southwest State University.
RATIONAL FORM OF GEOMETRIC NONLINEAR SHALLOW SHELLS ON THE ROUND PLAN FORM AT DIFFERENT TYPES OF LOADING INVESTIGATION
Abstract
Rational geometric nonlinear shallow shells on the round plan are investigated for type offixing and types of loading.
Keywords: shallow shells, nonlinearity, critical force, pressure, variable form.
Изменение напряженно - деформированного состояния пологих геометрически нелинейных оболочек переменной формы срединной поверхности в зависимости от вида нагружения и типа опирания остается мало исследованным. Предлагаемая методика определения критической нагрузки и напряжений в геометрически нелинейной пологой оболочке переменной формы позволяет более точно учесть расчётные параметры нагружения в реальном проектировании, находить рациональные проекты оболочек при различных видах нагружения и опирания краев.
Форма оболочки вращения переменной формы описывается уравнением ее меридиана. В качестве такой образующей принята параболическая кривая [1]:
F (I) = fo Р
(1)
fo
безразмерный радиус основания оболочки;
где " 0 - стрела подъема оболочки;
0 < р < 1
0 < 1 < ^ - параметр формы срединной поверхности оболочки.
Методика определения значений величин критических нагрузок и напряжений для различных видов закрепления краев оболочек приводится в работах [1, 2]. Решались задачи определения критической нагрузки и напряжений в металлических оболочках с переменной формой срединной поверхности для наиболее распространенных в практике проектирования типов опирания и видов нагружения (рисунок 1). Результаты сравнивались с уже известными работами [3].
Рассмотрим графики зависимости (рисунок 2) параметра критической нагрузки от параметра формы Е, при действии различных вертикальных нагрузок (рисунок 1): сосредоточенной, круговой и кольцевой. Условия опирания: 1 - жесткое защемление; 2 - скользящая заделка; 3 - шарнирно-подвижное опирание. Материал оболочки считается линейно упругим.
р
Z ! {
б)
65
Рисунок 1 - Расчетная схема пологой оболочки при действии: а) сосредоточенной нагрузки, б) нагрузки равномерно распределенной по окружности радиусом b, в) нагрузки равномерно распределенной по кольцу, с внешним радиусом - d и внутренним - b
а)
б)
в)
г)
Рисунок 2 - График зависимости параметра критической нагрузки от параметра формы Е, при: а) равномерно распределенной нагрузке; б) сосредоточенной нагрузке, в) нагрузке равномерно распределенной по окружности радиусом b, г) нагрузке равномерно распределенной по кольцу, с внешним радиусом - d и внутренним - b (значения параметра критической нагрузки даны в безразмерных величинах)
Из графиков следует вывод о том, что при параметре формы ^=2,5, ^=1,5 и ^=2,7, для жесткого защемления, скользящей заделки и шарнирно-подвижного опирания соответственно, оболочка воспринимает максимальную критическую нагрузку.
Использование данной методики дает возможность определять рациональные формы пологих оболочек на круглом плане при различных видах нагружения и способах опирания, что способствует ресурсо- и энергоэффективности оболочечных конструкций, а также позволяет увеличить их эксплуатационную надежность.
66
Литература
1. Ступишин Л.Ю. Приближенный способ определения оптимальной формы пологих геометрически нелинейных оболочек вращения при условии устойчивости [Текст]: Л.Ю. Ступишин // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура.- 1989.- №9.- С. 28-32
2. Ступишин Л.Ю. Приближенный способ определения оптимальной формы пологих оболочек на прямоугольном плане [Текст]: Л.Ю. Ступишин // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура.- 1991.- №4.- С. 37-40
3. Ступишин Л.Ю. Исследование напряженно-деформированного состояния пологих геометрически нелинейных оболочек на круглом плане переменной формы при различных видах нагружения. [Текст]: Л.Ю. Ступишин, А.Г. Колесников, Озерова Т.А. // Промышленное и гражданское строительство: ежемесячный научно-технический и производственный журнал, 2013 г.-№5.-
С. 11-12
Ошкин М.И.1, Писарев А.В.2, Полозова И.А.3, Желтобрюхов В.Ф4.
'Аспирант; 3кандидат технических наук, доцент; 4доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный технический университет; 2кандидат физико-математических наук, доцент, Волгоградский государственный университет КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА УЧАСТКА РАСЧИСТКИ РУСЛА РЕКИ МЕДВЕДИЦЫ, НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
Аннотация
Построена цифровая модель рельефа участка расчистки русла реки Медведицы на основе методов дистанционного зондирования. Благодаря этой модели значительно облегчен поиск решений для широкого круга различных гидродинамических задач на произвольных территориях Проанализирована необходимость проведения ежегодной расчистки русла реки Медведицы.
Ключевые слова: цифровая модель, дистанционное зондирование, гидрогеология реки, инженерно-геологические исследования, расчистка русла реки.
Oshkin M.I.1, Pisarev A.V.2, Polozova I.A.3, Zheltobryukhov V.F.4 'Postgraduate student; 3PhD in Technical sciences, associate professor; 4Doctor of Technical Sciences, Professor, Volgograd State Technical University; 2PhD in Physics and mathematics sciences, associate professor, Volgograd State University COMPUTER MODELING OF THE RELIEF AREA OF SEDIMENTARY CONTROL ON THE MEDVEDIZA RIVER
BASED ON REMOTE SENSING
Abstract
The construction of a digital elevation model of sedimentary control on the Medvediza river. Due to this model is much easier to find solutions to a wide range of different hydrodynamic problems on arbitrary territories.Analyzed the need for annual of sedimentary control on the Medvediza river.
Keywords: digital model, remote sensing, hydrogeology of the river, geotechnical investigations, sedimentary control on the river.
Река Медведица в Волгоградской области является источником местного водоснабжения города Михайловки. Выполненная в 2009 году топографическая съемка показала, что участок реки в месте расположения водозаборных сооружений города Михайловки и промышленного предприятия ОАО «Себряковцемент» постепенно превращается в перекат из донных отложений, что вызовет изменения конфигурации русла, ухудшит экологическое состояние Медведицы, а также воспрепятствует бесперебойной работе водозабора.
Эксплуатация водозабора выявила, что водовод и водоприемное устройство подвержены отрицательному воздействию образовавшихся песчаных гряд, и проектные условия их функционирования не соблюдаются, что, в свою очередь, затрудняет круглогодичную подачу воды для питьевого водоснабжения города и производственных нужд ОАО «Себряковцемент» и создает дополнительные экологические проблемы в регионе в результате постоянных изменений не только русла реки, ее водотока, количества и состава донных отложений, но и, как следствие, изменение флоры, и фауны реки и прибрежных земель в целом [4].
На основании изученных литературных данных [1] и в результате проведенного комплексного исследования нами был предложен метод решения поставленной задачи, который заключается в расчистке существующего русла реки Медведицы непосредственно в районе водозабора на участке протяженностью около 2 км. Данный метод позволяет не только улучшить экологическое состояние реки, но и обладает инновационно-инвестиционной привлекательностью [2].
Для проведения расчетов, позволяющих обосновать необходимость применение данного проекта ежегодно, необходимо построить цифровую модель рельефа, участка расчистки русла реки Медведицы, на основе методов дистанционного зондирования Земли.
Важнейшим компонентом компьютерной модели для изучения динамики поверхностных вод на заданной территории является цифровая модель рельефа (ЦМР), которая во многом определяет характер затопления местности [3]. Рассмотрим алгоритм построения ЦМР на примере участка расчистки русла реки Медведицы в районе водозабора ОАО «Себряковцемент». Протяженность участка примерно 2 км. Примерная площадь территории 3 км2.
В работе использованы данные проектов Landsat, SRTM, GeoEye [5].
На первом этапе строим рельеф территории с низким разрешением по данным SRTM (Shuttle radar topographic mission), погрешность которых составляет 90 метров по горизонтали и 16 метров по высоте. Построенная таким образом матрица высот является базовой для ЦМР. После векторизации растровых данных получаем векторный слой изолиний высот. Данный этап является базовым для дальнейшего более точного построения рельефа.
На следующем этапе мы дополняем векторные данные точечными, линейными и площадными объектами с использованием данных GeoEye-1 с разрешением до 1 метра. В частности, создаем тематические слои «Населенные пункты», «Автодороги», «Протоки», «Тип растительности», «Озера» и т.д. На данном этапе мы можем наблюдать ближайшие к руслу объекты и проанализировать возможные варианты их затопления. Хотя для более точного ответа на вопрос о затоплении и для актуализации местности используем данные Landsat, которые дополнительно дают возможность отслеживать характерные изменения в затоплении территории во время весеннего паводка в процессе реализации проекта «Ежегодной расчистки русла реки медведицы в районе водозабора ОАО «Себряковцемент»».
На заключительном этапе получения итоговой векторной карты проводим совмещение всех спутниковых данных при помошц геоинформационной системы «ГИС Карта 2011» (рис. 1).
67
