О РЕЗОНАНСНОМ ВИХРЕВОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
Проектирование гибких, протяженных в длину и высоту сооружений, для нужд транспорта, промышленности, связи является одним из важных направлений развития строительства на сегодняшний день. К таким сооружениям относятся сплошностенчатые протяженные металлические конструкции – дымовые трубы, столбы, рекламные щиты, монументы, мосты, трубопроводы. Помимо обеспечения предельных состояний по прочности и деформативности, для долговечной эксплуатации металлических конструкций существует еще одно важное условие - невозникновение явлений аэродинамической неустойчивости (главным образом, ветрового резонанса) на протяжении всего срока службы. Цели: Обзор истории вопроса, анализ имевших место аварийных ситуаций, предложения по избежанию подобных ситуаций на этапе проектирования и при возникновении аварийных состояний на существующих объектах. Материалы и методы: Обзор и анализ существующих данных и предложения по дальнейшему совершенствованию методик расчета и проектирования. Результаты: В статье проанализированы механизмы возникновения основных видов аэродинамической неустойчивости (ветровой резонанс, флаттер, галопирование, колебания в аэродинамическом следе) на разных видах конструкций, приведены частные случаи из истории строительства известных уникальных сооружений и расчетной практики авторов, описаны способы избежания данного типа явлений при проектировании новых сооружений или при возникновении аварийных ситуаций на существующих конструкциях. Выводы: Явления, описанные в статье, применимы к крайне узкой области строительного производства и часто игнорируются при расчете и проектировании. Данная статья призвана обратить на эти явления особое внимание не только проектировщиков, но и инженеров-исследователей для создания новых механизмов их анализа.
Скачивания
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Библиографические ссылки
Karakozova A.I. Mondrus V.L. Analysis of loads on high-rise tower structures in earthquake-prone areas // Izvestiya VUZov. Building No. 2 2021 p.112-119 DOI: https://doi.org/10.32683/0536-1052-2021-746-2-112-119
Besprozvannaya I.M., Sokolov A.G., Fomin G.M. Wind impact on high solid-wall structures. M.: Stroyizdat, 1976.
Ostroumov B.V. Development, research and implementation of new constructive forms of high-rise buildings on the basis of their experimental and theoretical studies with a wind flow. Diss. ... Cand. tech. sciences. M.: TsNIIPSK them. Melnikov, 1985.
Poddaeva O.I., Ageev N.D., Fedosova A.N. Investigation of the influence of various factors on the results of a calculation-experimental assessment of frequencies and amplitudes during vortex excitation of bending vibrations of building structures// Journal of Physics: Conference Series. International Scientific Conference on Modelling and Methods of Structural Analysis 2019, MMSA 2019. 2020. С. 012135. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1425/1/012135
Marchevsky I.K., Ivanova O.A. Numerical modeling of wind resonance of a circular profile by the vortex element method // Problems of mechanical engineering and machine reliability. 2009. No. 5. S. 8-12. DOI: https://doi.org/10.3103/S1052618809050021
Dubinsky S.I. Numerical modeling of wind effects on high-rise buildings and complexes. Diss. ... Cand. tech. sciences. M.: MGSU, 2010.
Y. Suna, Z. Lib, X. Suna, N. Suc, S. Pengc. Inteference effects between two tall chimneys on wind loads and dynamic responses// Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Volume 206, November 2020, 104227 https://doi.org/10.1016/j.jweia.2020.104227 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jweia.2020.104227
Sule. S, Nwofor T. C. Wind Induced Vibration of a Tall Steel Chimney// Canadian Journal on Environmental, Construction and Civil Engineering Vol. 3, No. 2, February 2012
J.Kaweckia, J.A.Żurańskib Cross-wind vibrations of steel chimneys// Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics Volume 95, Issues 9–11, October 2007, Pages 1166-1175 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jweia.2007.02.001
F. Lupia, H.-J. Niemannb, R. Höffera. A novel spectral method for cross-wind vibrations: Application to 27 full-scale chimneys// Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Volume 171, December 2017, Pages 353-365. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2017.10.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jweia.2017.10.014
A. V.Belvera, A. L.Ibán, C. E.L. Martína Coupling between structural and fluid dynamic problems applied to vortex shedding in a 90 m steel chimney// Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Volume 100, Issue 1, January 2012, Pages 30-37 https://doi.org/10.1016/j.jweia.2011.10.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jweia.2011.10.007
Anokhin N.N. Structural mechanics in examples and problems. Part III. Dynamics of structures. Ed. ASV: - M., 2018.
Ostroumov BV, Karakozova AI A method for calculating the actual logarithmic decrements of oscillations of high-rise structures Industrial and civil construction №06 / 2011
Mondrus V.L. Karakozova A.I. On the features of the calculation of tower structures // Structural mechanics and calculation of structures. 2020. No. 6. S. 56-60.
Karakozova A.I. Calculation of high-rise structures with low structural damping and taking into account the effect of wind speed pulsations. Diss. ... Cand. technical sciences. Moscow 2013.
Gordeev V.N., Lantukh-Lyashchenko A.I., Pavshinsky V.A., Perelmuter A.V., Pichugin S.F. Loads and impacts on buildings and structures / ed. Perelmutera A.V. - 3rd ed., Rev. Moscow: ASV Publishing House, 2009.480 p.
Fomin G.M. On the circulation of vortices and the speed of displacement of the Karman track // Uchenye zapiski TsAGI Volume II 1974 №4
Ostroumov B.V., Karakozova A.I., Karakozova V.I. Embodiment of B.G. Korenev's ideas in the field of equipping high-rise structures with dynamic vibration dampers // Industrial and Civil Engineering №11 / 2010
Ostroumov B.V. Research, development and implementation of high-rise buildings with vibration dampers. Diss. ... Dr. Tech. sciences. M.: TsNIIPSK them. Melnikov, 2003.
Nikitin P.N., Onosov G.V. Experience in designing chimneys // Industrial and civil construction. 2009. No. 5. S. 24-27.
Ministry of Culture of the Russian Federation. Order dated July 16, 2020 N 798. On the approval of the subject protection of the object of cultural heritage of federal significance "sculpture" Motherland is calling! "(the main monument)", which is part of the cultural heritage site of federal significance "memorial complex" to the heroes of the battle of Stalingrad "on Mamaev Kurgan (1960, 1967)
Ostroumov B.V., Patrikeev A.V., Gusev M.A. Monitoring the state of the supporting structures of the main monument of the Victory Monument on Poklonnaya Gora // Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2004. No. 5. S. 19-21.