НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ПЕРЕКРИТТЯ РОБОЧОЇ ВЕЖІ ЕЛЕВАТОРА ЗА ДІЇ ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/2415-8151.2025.36.11

Ключові слова:

композитні конструкції, зерновий елеватор, динамічні навантаження, модальний аналіз, резонанс, LIRA-FEM, сталезалізобетонні системи, конструктивна безпека.

Анотація

У статті розглядаються особливості роботи та стійкості сталезалізобетонних перекриттів, що застосовуються у робочих вежах зерносховищ, які зазнають дії динамічних навантажень від роботи зерноочисного обладнання. Дослідження зосереджене на аналізі реакції конструкцій веж із перекриттями сепараторних поверхів, виконаними у вигляді сталевих каркасів або сталезалізобетонних конструкцій по незнімній опалубці у вигляді профільованого листа. Особливу увагу приділено уразливості до резонансних явищ і шляхам підвищення надійності конструкцій під час експлуатації. Мета. Метою дослідження є аналіз і порівняння динамічної поведінки різних типів перекриттів у робочих вежах елеваторів – сталевих та сталезалізобетонних – і оцінка їх чутливості до резонансних впливів, спричинених роботою зерноочисного обладнання. Методологія. Виконано модальний аналіз двох варіантів конструкцій перекриттів із використанням обчислювального моделювання. Визначено власні частоти коливань та відповідні форми за допомогою програмного комплексу LIRA-FEM, що використовувався як для статичного, так і для динамічного розрахунку. Для створення тривимірних моделей конструкцій використовувалася система Autodesk Revit. Ризик виникнення резонансу оцінювався шляхом порівняння отриманих власних частот із відомою робочою частотою зерноочисних машин (5 Гц). Результати. Аналіз показав, що комбіновані перекриття з профільованим настилом і бетонною плитою значно краще приглушують коливання порівняно зі сталевими конструкціями. Обидві системи було оцінено за власними частотами для виявлення потенціалу до резонансу. Композитні конструкції продемонстрували кращу відповідність вимогам безпеки та стабільності роботи обладнання. Наукова новизна. У роботі запропоновано застосування сталезалізо- бетонних перекриттів із профільованим настилом, який виконує функцію незнімної опалубки, для конструкцій робочих веж елеваторів. Доведено їх ефективність у зменшенні резонансних впливів. Представлено оригінальну інженерна конфігурацію, що підвищує надійність конструкції та безпечність експлуатації і може бути основою для подальшого вдосконалення параметрів плит. Практична значущість. Результати дослідження можуть бути використані для покращення проєктних рішень під час вибору конструкцій перекриттів у вежах елеваторів. Перевірені варіанти забезпечують ефективніше гасіння вібрацій і підвищену стійкість, що сприяє безпечнішій та надійнішій роботі зерноочисного обладнання. Отримані дані можуть слугувати основою для прийняття обґрунтованих інженерних рішень під час проєктування динамічно навантажених сільськогосподарських об’єктів.

Посилання

Bakulin Ye.A., Bakulina V.M. Classification methods of civil buildings reconstruction. Theoretical and scientific foundations of engineering: collective monograph. Boston: Primedia eLaunch. 2020. P. 70–96.

Barabash M., Kostyra N., Maksymenko V. Modeling of building structures resistance to collapse failure from explosive impact. International Scientific Applied Conference Problems of Emergency Situations (PES 2024), Vol. 156, P. 65–74. DOI https://doi.org/ 10.4028/p-CSaY06

Barabash M.S., Kostyra N.O., Pysarevskiy B.Y. Strength-strain state of the structures with consideration of the technical condition and changes in intensity of seismic loads. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 708. 012044. https://doi.org/ 10.1088/1757-899X/708/1/012044

Fraile-Garcia E., Ferreiro-Cabello J., Martinez- Camara E., Jimenez-Macias E. Optimization based on life cycle analysis for reinforced concrete structures with one-way slabs. Engineering Structures. 2016. Vol. 109, Р. 126–138.

Hasenko A.V. Deformability of bends continuous three-span preliminary self-stressed steel concrete slabs. Academic journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering. 2021. № 1(56). P. 135–141. DOI https://doi.org/10.26906/znp.2021.56.2518

Hasenko A.V. Previous self-stresses creation methods review in bent steel reinforced concrete structures with solid cross section. Industrial Machine Building, Civil Engineering. 2021. №2(57). P. 82–89. DOI https://doi.org/10.26906/znp.2021.57.2589

Izbash M.Yu. Reducing costs of prestressed rein-forcement in locally pressed steel-reinforced concrete bent structures. Communal management of cities. Series: Tech-nical sciences and architecture. 2008. P. 15–23.

Kostyra N.O., Malyshev O.M., Bakulina V.M. Features of technical inspection and certification of commissioned construction objects. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. 2019. Vol. 10, No. 1, P. 165–169. http://dx.doi.org/10.31548/ machenergy2019.01.165.

Meléndez C., Miguel P.F., Pallarés L. A simplified approach for the ultimate limit state analysis of threedimensional reinforced concrete elements. Engineering Structures. 2023. Vol. 123. P. 330–340.

Masud N. Calculation of Compressed and Bent Steel-Concrete Composite Structures in Retained Formwork. Scientific Papers of UkrDUZT, 2017. P. 27–34.

Ramirez-Garcia A.T., Hale W.M., Floyd R.W., Martí-Vargas, J.R. Effect of concrete compressive strength on transfer length. Structures. 2016. Vol. 5. P. 131–140.

Semko O.V., Bibyk D.V., Voskobiynyk O.P., Semko V.O. Experimental studies of a steel-reinforced concrete beam with a span of 13.5 m. Resource-Economic Materials, Constructions, Buildings and Structures. 2021. Vol. 21. P. 323–330.

Skrebnieva D.S. Numerical Methods for Calculating the Stress-Strain State of Combined Plating Elements from Profiled Sheeting. Problems of Urban Environment Development: Scientific and Technical Collection. 2018. Issue 1(20), P. 121–128.

Wang K., Yuan S.F., Cao D.F., and Zheng W.Z. Experimental and numerical investigation on frame structure composed of steel reinforced concrete beam and angle-steel concrete column under dynamic loading. International Journal of Civil Engineering. 2015. Vol. 13. P. 137–147. [15] Бакулін Є.А., Яковенко І.А., Бакуліна В.М. Визначення параметрів напружено-деформованого стану споруди башти силосу та її конструктивних елементів за наслідками руйнування. Досягнення України та країн ЄС у сфері технологічних інновацій та винахідництва : колективна монографія. Рига : Izdevnieciba Baltija Publishing. 2022. С. 1–43. https:// doi.org/10.30525/978-9934-26-254-8-1 [16] Барабаш М.С., Костира Н.О., Томашев- ський А.В. Визначення напружено-деформованого стану та міцності пошкоджених несучих конструкцій інструментами ПК «Ліра−САПР». Український журнал будівництва та архітектури. 2022. № 1(007). C. 7–14. http://DOI:10.30838/J.BPSACEA.2312.220222.7.827

Грабовчак В.В., Ковальчук, О.Ю. Особливості використання рециркульованих бетонних конструкцій у складі бетонних сумішей. Теорія та практика дизайну. 2025. Вип. 34. С. 5–10. https://doi.org/ 10.32782/2415-8151.2024.34.1

ДБН В.2.6-160:2010. Композитні конструкції зі сталі та бетону. Загальні положення. Київ : Міністерство регіонального розвитку України, 2011. 20 с.

Дорогова О.В., Сазонова І.Р., Стороженко Л.І. Нове в проєктуванні залізобетонних та сталезалізобетонних конструкцій. Будівельні конструкції. 2013. Вип. 78(1). С. 3–13.

ДСТУ-Н Б EN 1994-1-2:2012. Єврокод 4. Проєктування композитних сталебетонних конструкцій. Ч. 1-2. Загальні положення. Проєктування вогнестійкості. Київ : Держспоживстандарт України, 2012. 45 с.

Сколибог О.В. Розрахунок згинальних сталезалізобетонних елементів деформаційним методом. Збірник наукових праць (Галузеве машинобудування, будівництво). 2005. Вип. 16. С. 153–159.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-27

Як цитувати

Пономарьов, П., & Костира, Н. (2025). НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ПЕРЕКРИТТЯ РОБОЧОЇ ВЕЖІ ЕЛЕВАТОРА ЗА ДІЇ ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ. Теорія та практика дизайну, (36), 116–125. https://doi.org/10.32782/2415-8151.2025.36.11

Номер

Розділ

АРХІТЕКТУРА ТА БУДІВНИЦТВО