Анотація до роботи:

Пащенко А.М. Імовірнісний розрахунок стиснутих елементів будівельних конструкцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2004.

Дисертація присвячена питанням розвитку імовірнісного розрахунку елементів будівельних конструкцій, розрахункові схеми яких представлені як стиснуто-зігнуті стержні. Дослідження дисертаційної роботи проводяться на прикладі сталевих стиснуто-зігнутих елементів будівельних конструкцій. Напружено-деформований стан та несуча здатність цих елементів визначаються методом скінченних елементів із врахуванням дійсної форми зігнутої вісі та пружно-пластичної роботи матеріалу. Для узагальнення результатів досліджень розрахункові схеми представлені відносними безрозмірними параметрами. Розвинуто метод скінченних елементів для розв’язання імовірнісних задач стиснуто-зігнутих сталевих колон на основі використання додаткових складових матриць жорсткості та елементів вектора вузлових навантажень, які враховують стохастичність вихідних даних. Проведений об’ємний математичний експеримент по оцінці статистичних характеристик несучої здатності сталевих стиснуто-зігнутих стержнів. Розроблена методика інженерного імовірнісного розрахунку сталевих стиснуто-зігнутих елементів на основі таблиць статистичних характеристик коефіцієнта зниження розрахункового опору при позацентровому стиску сталевих стержнів. Виявлено вплив мінливості різних вихідних параметрів на ймовірність безвідмовної роботи сталевих колон при різних співвідношеннях вихідних даних. Показана можливість апроксимації гістограми розподілу композиційної функції кривими Пірсона для розв’язання різних задач надійності таких конструкцій.

Результатом проведених досліджень є подальший розвиток імовірнісного розрахунку стиснутих елементів будівельних конструкцій, зокрема, сталевих стиснуто-зігнутих колон при розрахунках їх із врахуванням дійсної форми зігнутої вісі та пружно-пластичної роботи матеріалу. Проведені дослідження дали наступні результати.

1. Розроблено математичну модель для опису роботи стиснуто-зігнутих елементів із врахуванням дійсної форми зігнутої вісі стержня та розвитку пружно-пластичних деформацій.

2. Показано можливість розвитку МСЕ для оцінки параметрів надійності стиснутих елементів будівельних конструкцій, зокрема, сталевих стиснуто-зігнутих колон. Методика основана на використанні додаткових матриць жорсткості та складових вектора вузлових навантажень, які враховують стохастичність вихідних даних.

3. Проведено аналіз розподілу по довжині стиснуто-зігнутого стержня параметрів надійності для різних співвідношень умовної гнучкості та приведеного відносного ексцентриситета, на основі чого запропоновано та обґрунтовано методику визначення безвідмовної роботи цих конструкцій за методом узагальненої коваріації шляхом врахування кореляційного зв’язку між статистиками компонентів напружено-деформованого стану окремих скінченних елементів.

4. За описаними та реалізованими на ПЕОМ алгоритмами досліджено вплив ступеня мінливості вихідних параметрів на надійність сталевих колон, проведено ранжування цих вихідних параметрів за ступенем їх впливу на ймовірність їх безвідмовної роботи.

5. Проведено аналіз впливу допусків прокату металоконструкцій на значення геометричних характеристик поперечного перерізу, визначені основні статистики цих геометричних характеристик при моделюванні різних законів розподілу допусків прокату.

6. Обґрунтовано застосування кривих Пірсона для апроксимації кривих розподілу композиційних функцій, що дало можливість рішення різних імовірнісних задачі для розглянутих конструкцій.

7. Проведено об’ємний чисельний статистичний експеримент по нарахуванню таблиць основних статистик коефіцієнта зниження розрахункового опору при позацентровому стиску із широким діапазоном співвідношень умовної гнучкості та приведеного відносного ексцентриситету, а також при різних співвідношеннях коефіцієнтів мінливості цих вихідних параметрів.

8. Розроблено інженерну методику оцінки параметрів надійності сталевих колон на основі статистик коефіцієнта . Проведено чисельний статистичний експеримент оцінки параметрів надійності сталевих колон, підібраних за діючими нормами проектування.

9. Інженерну методику імовірнісного розрахунку на основі статистик коефіцієнта впроваджено у практику будівництва для оцінки залишкової несучої здатності та розробки проектів підсилення будівельних конструкцій.

Публікації автора:

1. Пічугін С.Ф., Пащенко А.М. Розвиток імовірнісного розрахунку сільськогосподарських споруд з використанням чисельних методів // Науковий вісник будівництва: Зб. наук. праць - Вип.1. – Харьків, Акад.будівництваУкраїни - 1997. -С.87-88.

(Зазначено актуальність оцінки параметрів надійності елементів будівельних конструкцій сільськогосподарських будинків та споруд )

2. Пічугін С.Ф., Трусов Г.М., Пащенко А.М. Чисельний метод розрахунку сталевих стиснуто-зігнутих елементів // Проблеми теорії і практики будівництва: Зб. наук. ст.- T. ІІ. - Львів, 1997. - С. 84-89.

(Врахування дійсної форми зігнутої вісі при розрахунках стиснуто-зігнутих стержнів)

3. Пічугін С.Ф., Трусов Г.М., Пащенко А.М. Порівняння результатів експериментальних та чисельних досліджень роботи стиснутих елементів у пружно-пластичній стадії // Проблеми теорії і практики залізобетону: Зб. наук. ст. - Полтава: Полт.держ.техн.ун-т ім. Ю.Кондратюка, 1997. - С. 397-400.

(Рішення тестової задачі оцінки напружено-деформованого стану сталевих стиснутих стержнів із врахуванням факторів їх дійсної роботи )

4. Трусов Г., Пащенко А. Применение безразмерных параметров для расчетов сжатых элементов металлических конструкций// Сталезалізобетонні конструкції: Зб. наук. ст. - Кривий Ріг, 1998. - С. 215-217.

(Перехід від абсолютних параметрів статичного розрахунку сталевих стиснутих стержнів до безрозмірної відносної форми представлення їх вихідних даних та результатів розрахунку )

5. Пащенко А.М. Імовірнісний розрахунок континуальних систем з використанням методу скінченних елементів // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво) /Полт.держ.техн.ун-т ім. Юрія Кондратюка. - Випуск 1. - Полтава, 1998. - С. 93-98.

6. Пащенко А.М. Чисельний метод статичного розрахунку в імовірнісних задачах будівельних конструкцій // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт.держ.техн.ун-т ім. Юрія Кондратюка. - Випуск 3. - Полтава, 1998. - С. 132-138.

7. Пічугін С.Ф., Пащенко А.М. Вплив корозійного зносу на надійність стиснуто-зігнутих елементів // Сталезалізобетонні конструкції: Зб. наук. ст. - Кривий Ріг, 1998. - С. 144-147.

(Аналіз ступеня впливу корозійних пошкоджень на значення геометричних характеристик поперечних перерізів прокатних металоконструкцій та параметри надійності стиснуто-зігнутих елементів )

8. Пичугин С.Ф., Пащенко А.Н. Вопросы учета коррозионного износа в вероятностном расчете сжато-изогнутых стальных элементов // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сб. науч. тр.ОГАСА – Одесса, “Город мастеров“, 1999. – С.163-169.

(Показані особливості використання додаткових матриць жорсткості та елементів вектора вузлових навантажень у імовірнісних розрахунках сталевих стиснутих стержнів )

9. Пащенко А.М. Метод скінченних елементів у розрахунках надійності статично невизначених металевих конструкцій // Зб. наук. пр. (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн.ун-т ім. Ю.Кондратюка. – Полтава, 2000. – Вип.5. – С.174-178.

10. Пічугін С.Ф., Пащенко А.М. Імовірнісний розрахунок колон методом статистичного моделювання // Зб. наук. пр. (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн. ун-т ім. Ю.Кондратюка. – Полтава, 2000. - Вип.6, ч.2 – С.115-118.

(Розроблений алгоритм та структурна схема рішення різних задач надійності сталевих колон за методом Монте-Карло)

11. Пічугін С.Ф., Пащенко А.М. Розподіл основних статистичних характеристик по висоті стиснуто-зігнутих сталевих елементів // Зб. наук. пр. (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн.ун-т ім. Ю.Кондратюка. – Полтава, 2002. – Вип.9. – С. 76-79.

(Оцінка параметрів надійності сталевих колон за методом узагальненої коваріації)

12. Пащенко А.М. Програмний комплекс для визначення параметрів надійності вузлів сталевих колон методом скінченних елементів // Зб. наук. пр. (галузеве машинобудування, будівництво) / Полт. держ. техн.ун-т ім. Ю.Кондратюка. – Полтава, 2002. – Вип.10. – С. 116-121.

13. Пічугін С.Ф., Пащенко А.М. Чисельні методи в задачах надійності будівельних конструкцій. // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія “Будівництво” – Наук. метод. журнал – Вип.8. – Суми “Корпункт”, 2002.-С.121-125

(Огляд напрямків розвитку та застосування метода скінченних елементів у задачах оцінки параметрів надійності будівельних конструкцій).