Моніторинг стійкості елементів будівельних конструкцій на прикладі вертикального пружнього стрижня великої гнучкості
Заголовок (англійською):
. Monitoring of the elements stability of building constructions by means of example of vertical elastic rod of high flexibility
Автор(и):
Ісаєв О.П.
Анненков А.О.
Дем’яненко Р.А.
Чуланов П.О.
Автор(и) (англ):
Isaev O.P.
Annenkov A.O.
Demianenko R.A.
Chulanov P.O.
Ключові слова (укр):
вертикальний стрижень, деформація, критичні напруження, нестійка рівновага, точність вимірювань, геодезичний моніторинг
Ключові слова (англ):
vertical rod, deformation, critical stresses, unstable equilibrium, accuracy of measurements, geodetic monitoring
Анотація (укр):
Стаття відноситься до області геодезичного та інженерно-будівельного моніторингу будівельних конструкцій у вигляді стрижневих систем. Досліджується точність виміру деформації стягнення стрижня. У якості прикладу розглянуто вертикальний прямолінійний стрижень великої гнучкості, навантажений повздовжньою вертикальною силою. Досвід свідчить, що стрижень під дією осьового стискаючого навантаження, що не перевищує допустимих розрахункових значень, зберігає початкову форму рівноваги та стійкість. При цьому він працює у рамках пружних деформацій стиснення. При збільшенні навантаження до критичних значень настає такий стан елемента, коли форма рівноваги стає нестійкою, і в будь-який момент при незначній сторонній дії або в результаті похибок положення, вона може з прямолінійної перетворитися на криволінійну. Це супроводжується великими переміщеннями та залишковими деформаціями. Робиться наголос на важливості моніторингу, коли спорудження з подібними конструкціями виявляється, наприклад, у зоні розвитку негативних природних та антропогенних процесів. В результаті навантаження на деякі елементи може збільшитись до критичних значень за рахунок нерівномірного горизонтального та вертикального зсуву та нахилу споруди, у тому числі вібрацій тощо. Акцентується увага на тому, що комплекс інженерно-технічних вимірювань повинен показати з необхідною повнотою, достовірністю та точністю величини, характер та динаміку змін зовнішнього навантаження на елементи споруди, зміну внутрішніх зусиль та напружень у них, розвиток деформацій (зміна розмірів та форми рівноваги). Обґрунтовується точність, з якою необхідно вимірювати рух кінця стрижня під час деформації. Виведено залежність, з якої видно, що середня квадратична похибка виміру переміщення залежить від того, яким чином обрано граничне відхилення напруги в перерізах стрижня з певного матеріалу. Обґрунтовано розрахунок граничного відхилення напруги, виходячи із стійкості та гнучкості стрижня.
Анотація (англ):
The article is related to the field of geodetic and engineering construction monitoring of building structures in the form of rod systems. It investigates the measurement accuracy of the compression deformation of the rod. As an example, there is considered a vertical rectilinear rod of high flexibility, loaded with a longitudinal axial force. Experience demonstrates that the rod, under the influence of an axial compressive load not exceeding the permissible design values, retains its original form of equilibrium and stability. At the same time, it works in the field of elastic compression deformations. As the load increases to its critical values, there occurs a particular state of the element when the form of equilibrium becomes unstable, and at any moment, it can turn from a straight line into a curvilinear one with a slight external influence or as a result of position errors. This is accompanied by large displacements and permanent deformations. The importance of monitoring is noted when a building structure with similar constructions, for example, is situated in the area of development of negative natural and anthropogenic processes. As a result, the load on some elements may increase to critical values due to uneven horizontal and vertical displacement and inclination of the structure, including vibrations, etc. Attention is focused on the fact that the complex of engineering and technical measurements should show, with the necessary completeness, reliability and accuracy of the value, the nature and dynamics of changes in the external load on the elements of the building structure, changes in internal forces and stresses in them, the development of deformations (changes in the size and shape of equilibrium). There is explained the accuracy with which it is necessary to measure the displacement of the rod end during the deformation. There was derived the dependence with the help of which it is possible to see the root-mean-square error of the displacement measuring that depends on the choice of the maximum stress deviation in the sections of the rod made of a certain material. There is laid out the calculation of the maximum stress deviation based on the stability and flexibility of the rod.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 109
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 109
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
25 December 2022
Номер збірника:
Університет автора:
Kyiv National University of Construction and Architecture 31, Povitroflotskyave., Kyiv, Ukraine, 03680
References:
- Isaev A.P., Gulyaev YU.F., CHulanov P.A. Kompleksnyj monitoring inzhenernyh sooruzhenij (Integrated monitoring of engineering structures). Mіstobuduvannya ta teritorіal'ne planuvannya. 2020. № 74. S. 162-171.
- Isaev A.P., Gulyaev YU.F., CHulanov P.A. Osobennosti geodezicheskogo monitoringa raznyh stroitel'nyh konstrukcij. Mіstobuduvannya ta teritorіal'ne planuvannya (Features of geodetic monitoring of various building structures). 2019. № 70. S. 230-240.
- Isaev A.P., Gulyaev YU.F., Strilec V.S., CHulanov P.A. Ocenka monitoringa processa deformacii i osadki pryamolinejnogo vertikal'nogo sterzhnya (Evaluation of Monitoring the Deformation and Settlement of a Straight Vertical Structure). Іnzhenerna geodezіya. 2019. № 67. S. 15-21.
- Isaev A.P., SHul'c R.V., Gulyaev YU.F., Strilec V.S. Principy izmereniya osadki staticheski neopredelimyh konstrukcij (na primere pryamolinejnogo vertikal'nogo sterzhnya). (Principles for measuring settlement of statically indeterminate structures (example of a vertical structure)). Іnzhenerna geodezіya. 2017. № 64. S. 55-66.
- Isaev A.P. Vozdejstvie pogreshnostej polozhenij na sistemu dvuh vertikal'nyh sterzhnej (Influence of position errors on the system of two vertical structures) / A.P.Isaev // Mіstobuduvannya ta teritorіal'ne planuvannya. – Kiїv, 2013. – Vip. 48. – S. 190 – 195.
- Soprotivlenie materialov: uchebnik dlya vuzov (Strength of materials: textbook for high schools)/ G.S. Pisarenko i dr.; pod red. G.S. Pisarenko. Kiev: Vishcha shkola, 1979. 696 s.
- Mekhanicheskie ispytaniya. (Mechanical Tests) Laboratoriya mekhanicheskih ispytanij IPM. URL: http://www.materials.kiev.ua/departments/008/MechTest.files/page0003.htm (data zvernennya: 23.02. 2021).
- Ustojchivost' szhatyh sterzhnej. (Stability of compressed rods) URL: https://docplayer.ru/26800544-19-ustoychivost-szhatyh-sterzhney-osnovnye... (data zvernennya: 23.02. 2021).
- GOST 25.503-97. Raschety i ispytaniya na prochnost'. Metody mekhanicheskih ispytanij metallov. Metod ispytaniya na szhatie. (GOST 25.503-97. Strength calculations and tests) [Dejstvuyushchij ot 1999-07-01]. Minsk: Mezhgosudarstvennyj sovet po standartizacii, metrologii i sertifikacii, 1999. 24 рр.