Методика математического моделирования синтезированных анемограмм для аэродинамического расчета конструкций

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ускоренная индустриализация строительства за последние десятилетия привела к созданию новых типов легких и гибких конструкций, обладающих повышенной чувствительностью к ветровым нагрузкам. Это послужило необходимостью разработки более точных методов расчета, учитывающих природу воздействия ветра, направленных на повышение надежности и долговечности сооружений. В действующих российских нормативах ветровая нагрузка раскладывается на среднюю и пульсационную составляющие, причем последняя описывается как квазистатическая, т. е. при таком подходе не учитываются возможные динамические эффекты при приближении частот ветровых пульсаций к собственным частотам конструкций. При динамическом расчете ветровая нагрузка рассматривается как закон изменения пульсации во времени. В связи с этим моделирование расчетных анемограмм, позволяющих учитывать особенности и частотно-динамические характеристики местного ветрового режима, а также возможное возникновение резонансных явлений в проектируемых конструкциях, становится необходимым условием для обеспечения безопасности эксплуатации объектов строительства. В данной статье предлагается методика математического моделирования синтезированных анемограмм, реализованная в виде прикладной программы для ЭВМ. Сгенерированные анемограммы могут быть использованы для дальнейшего динамического расчета конструкций в программно-вычислительных комплексах.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. А. Хазов

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: khazov.nngasu@mail.ru

канд. техн. наук

Россия, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

А. К. Ситникова

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: sitanngd@gmail.com

аспирант

Россия, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

А. А. Сатанов

Институт проблем машиностроения РАН – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук»

Email: andrewsatanov@gmail.com

научный сотрудник

Россия, 603024, г. Нижний Новгород, ул. Белинского, 85

А. П. Помазов

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: pomazov.a.p@yandex.ru

аспирант

Россия, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

Список литературы

  1. Петров И.Б. Численное моделирование динамических процессов в сложных конструкциях при их интенсивном динамическом нагружении // Вестник Российского государственного университета им. И. Канта. 2006. № 10. С. 36–49. EDN: HZKVVP
  2. Рутман Ю.Л., Островская Н.В. Динамика сооружений: сейсмостойкость, сейсмозащита, ветровые нагрузки. СПб.: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2019. 253 с. EDN: MHWRSA
  3. Кондаков Б.И., Островская Н.В., Рутман Ю.Л. Коэффициенты динамичности нагрузок от воздействия цунами на береговые сооружения // Морские интеллектуальные технологии. 2024. № 3–2 (65). С. 125–131. EDN: VWXYNH. https://doi.org/10.37220/MIT.2024.65.3.016
  4. Куликов В.Г., Стифеева О.А., Белоусов Г.Г., Куликов С.С. Формализация автоматизации определения амплитудно-частотных характеристик элементов зданий // Строительство и архитектура. 2023. Т. 11. № 4. С. 13. EDN: SWXBCS. https://doi.org/10.29039/2308-0191-2023-11-4-13-13
  5. Zhou Huimeng, Shao Xiaoyun, Zhang Jianwen, Yao Hongcan, Liu Yanhui, Tan Ping, Chen Yangyang, Xu Li, Zhang Ying, Gong Wei. Real-time hybrid model test to replicate high-rise building resonant vibration under wind loads // Thin-Walled Structures. Vol. 197. 2024. https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.111559
  6. Аута Самуель Махута. Динамический расчет многоэтажных зданий в ветровом потоке: Дис. … канд. техн. наук. СПб., 2006. 133 с. EDN: NOICWF
  7. Safwan Al-Subaihawi, Chinmoy Kolay, Thomas Marullo, James M. Ricles, Spencer E. Quiel. Assessment of wind-induced vibration mitigation in a tall building with damped outriggers using real-time hybrid simulations. Engineering Structures. 2020. Vol. 205. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.110044
  8. Goryachevsky O.S., Belostotsky A.M. Nonlinear dynamic analysis of wind actions on a cable-stayed glass facade system // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2024. Vol. 20. No. 3, pp. 56–68. EDN: HZAAEZ. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-3-56-68
  9. Попов Н.А. Динамическая реакция сооружений при действии ветра // Строительная механика и расчет сооружений. 2007. № 2 (211). С. 29–34. EDN: ZWCZCN
  10. Chay M.T., Albermani F., Wilson R. Numerical and analytical simulation of downburst wind loads. Engineering Structures. 2006. Vol. 28. Iss. 2, pp. 240–254. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.07.007
  11. Остроумов Б.В., Дубовицкая Е.В., Бредов А.В. Уточнения методики динамического расчета высотных сооружений на воздействие порывов ветра // Промышленное и гражданское строительство. 2009. № 5. С. 18–20. EDN: KGLRDH
  12. Никитин П.Н. Разработка и внедрение методов расчета высотных металлических конструкций на воздействие порывов ветра с выделением квазистатической и резонансной составляющих их реакции: Дис. … канд. техн. наук. М., 2006. 173 с. EDN: NOCGTZ
  13. Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., Кондрик И.В., Хатхоху И.А. Моделирование пульсационной составляющей ветровой нагрузки на каркас здания по нескольким методикам расчета // Инженерный вестник Дона. 2017. № 2 (45). С. 98. EDN: ZEONSP
  14. Кравченко Г.М., Труфанова Е.В., Долженко А.В. Динамический расчет зданий на ветровые нагрузки с учетом пульсационной составляющей // APRIORI. Cер.: Естественные и технические науки. 2013. № 1. С. 2. EDN: SAAVEB
  15. Хазов П.А., Санкина Н.В. Резонансный анализ конструктивных схем каркасного здания с учетом податливости основания при ветровых и штормовых воздействиях // Приволжский научный журнал. 2019. № 3 (51). С. 18–27. EDN: UDYFJC
  16. Мондрус В.Л., Каракозова А.И. Методика определения пульсационной составляющей ветровой нагрузки для высотных металлических конструкций // Вестник МГСУ. 2011. № 1–2. С. 179–183. EDN: OUVZJZ
  17. Программа для ЭВМ № 2024689881 Генератор расчетных анемограмм / Хазов П.А., Сатанов А.А., Помазов А.П., Помазов С.П., Симонов А.В. Заявл. 06.12.2024. Опубл. 13.12.2024. EDN: XKKGGM

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Fig. 1. Записи колебаний Останкинской телебашни на уровнях 503 (a) и 385 (b) м [12]

Скачать (98KB)
3. Рис. 2. Зависимость динамического коэффициента μ от соотношения частоты вынуждающей силы θ и частоты собственных колебаний конструкции

Скачать (37KB)
4. Рис. 3. Колебания Волгоградского моста, май 2010 г.

Скачать (96KB)
5. Рис. 4. Общий вид синтезированной расчетной анемограммы [18]

Скачать (95KB)
6. Рис. 5. Блок-схема программы «Генератор расчетных анемограмм» [18]

Скачать (202KB)

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025