constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургеневаconstruction-115Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSАЛГОРИТМ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРАЛЬНО СЖАТЫХ СТОЕК ТРУБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИALGORITHM OF SEARCHING THE OPTIMUM PARAMETERS OF CENTRALLY COMPRESSED STREAMS OF TUBULAR CROSS SECTION OF VARIABLE RIGIDITYСеменовА. А.SemenovA. A.asfugntu@yandex.ruПорываевИ. А.PorivaevI. A.iporivaev@gmail.comШамиловаЭ. Р.ShamilovaE. R.shamilova-ella@mail.ruСеменовС. А.SemenovS. A.S77@yandex.ruФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»Ufa State Petroleum Technological University (USPTU)ООО «ЦЕНТРПРОЕКТ»Centr proekt ltd201829042020025160Copyright © Семенов А.А., Порываев И.А., Шамилова Э.Р., Семенов С.А., 20202020Семенов А.А., Порываев И.А., Шамилова Э.Р., Семенов С.А.Semenov A.A., Porivaev I.A., Shamilova E.R., Semenov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/115

Приведены результаты исследований по поиску оптимальных параметров центрально сжатых элементов плоских и пространственных стержневых несущих металлических конструкций. Для стержней, шарнирно опертых по концам, проведен анализ изменения критической силы в зависимости от соотношения жесткостей участков и их относительных длин. Выявлен глобальный экстремум значения целевой функции объема стержня. Полученные соотношения позволили определить диапазон области рациональных решений для практического применения. Разработан инженерный алгоритм поиска оптимальных параметров центрально сжатых стержней переменной жесткости из тонкостенных труб круглого сечения. Проведены численные исследования работоспособности предложенного алгоритма. Приведен пример расчета, подтверждающий корректность алгоритма. Проиллюстрирован эффект экономии материала (до 14%) по сравнению со стержнями постоянного сечения.

Research on finding of optimal parameters of compressed members of flat and space rod bearing steel structures is shown. For hinged ends rods an analysis of variability of critical force depending on the ratio of shear sections and their relative lengths. Identified global minimum of the objective function of the volume of the rod. The obtained correlation allowed defining the range of the field of rational solutions for practical use. Designed using developed algorithm of engineering optimal parameters compressed rods of variable stiffness of thin-walled pipes of circle section. Numerical investigations conducted health proposed algorithm. An example of calculation, confirming correctness of techniques. Showed a significant effect (up to 14%) savings in material consumption compared to rods of uniform cross-sections.

продольный изгибустойчивостькритическая силапеременная жесткостьоптимизацияалгоритм расчетаlateral deflectionstabilitycritical forcevariable stiffnessalgorithm of optimizationReferencesEgorov Y.V. On Lagrange problem about the strongest column // Rapport Interne 02-16. Univeriite Paul Sabatier, Toulouse. 2002. Pp. 1-7.Egorov Y.V. On Lagrange problem about the strongest column // Rapport Interne 02-16. Univeriite Paul Sabatier, Toulouse. 2002. Pp. 1-7.Сейранян А.П. Задача Лагранжа о наивыгоднейшем очертании колонны // Успехи механики. 2003. № 2. С. 45-96.Сейранян А.П. Задача Лагранжа о наивыгоднейшем очертании колонны // Успехи механики. 2003. № 2. С. 45-96.Kanno Y. Necessary and sufficient conditions for global optimality of eigenvalue optimization problems [Необходимые и достаточные условия минимума целевой функции в задачах оптимизации] // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2001. № 22. Pp. 248-252.Kanno Y. Necessary and sufficient conditions for global optimality of eigenvalue optimization problems [Необходимые и достаточные условия минимума целевой функции в задачах оптимизации] // Structural and Multidisciplinary Optimization. 2001. № 22. Pp. 248-252.Биргер И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания // справ.: в 3 т. - т. 3 / под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко : М.: Машиностроение, 1968. - 568. с.Биргер И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания // справ.: в 3 т. - т. 3 / под ред. И.А. Биргера, Я.Г. Пановко : М.: Машиностроение, 1968. - 568. с.Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. - М: Наука. 1975. -984. с.Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. - М: Наука. 1975. -984. с.Киселев В.А. Строительная механика. Спецкурс. Динамика и устойчивость. - М.: Стройиздат. 1980. - 616 с.Киселев В.А. Строительная механика. Спецкурс. Динамика и устойчивость. - М.: Стройиздат. 1980. - 616 с.Ржаницын А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1955. - 476. с.Ржаницын А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1955. - 476. с.Лейтес С. Д. Устойчивость сжатых стержней, жёсткость которых изменяется по степенному закону / Материалы по металлическим конструкциям. М.: Стройиздат. 1962. С. 13-74.Лейтес С. Д. Устойчивость сжатых стержней, жёсткость которых изменяется по степенному закону / Материалы по металлическим конструкциям. М.: Стройиздат. 1962. С. 13-74.Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Устойчивочть равновесия конструкций и родственные проблемы. Том 1.-М.: Издательство СКАД СОФТ, 2010-670с.Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Устойчивочть равновесия конструкций и родственные проблемы. Том 1.-М.: Издательство СКАД СОФТ, 2010-670с.Bleich N.N. Nonlinear creep deformations of columns of rectangular cross section [Нелинейные поперечные деформации колонн квадратного поперечного сечения] // Yourn. of Appl. Mech. Dec. 1959.Bleich N.N. Nonlinear creep deformations of columns of rectangular cross section [Нелинейные поперечные деформации колонн квадратного поперечного сечения] // Yourn. of Appl. Mech. Dec. 1959.Алфутов H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем. - 2-е изд. перераб. и доп. : М.: Машиностроение, 1991. - 336. с.Алфутов H.A. Основы расчета на устойчивость упругих систем. - 2-е изд. перераб. и доп. : М.: Машиностроение, 1991. - 336. с.Болотин В.В. О понятиях устойчивости в строительной механике. Проблемы устойчивости в строительной механике // Сб. статей. М.: Стройиздат. 1965. - С. 6-27.Болотин В.В. О понятиях устойчивости в строительной механике. Проблемы устойчивости в строительной механике // Сб. статей. М.: Стройиздат. 1965. - С. 6-27.Андреев В.И. Некоторые задачи и методы механики неоднородных тел // : М.: Издательство АСВ, 2002. - 288. с.Андреев В.И. Некоторые задачи и методы механики неоднородных тел // : М.: Издательство АСВ, 2002. - 288. с.Муханов В.В. Оптимизация строительных конструкций на основе численного и аналитического решения задач механики неоднородных тел. Автореферат дисс. канд техн. наук. - Ростов-на-Дону, РГСУ. 2103 - 24 с.Муханов В.В. Оптимизация строительных конструкций на основе численного и аналитического решения задач механики неоднородных тел. Автореферат дисс. канд техн. наук. - Ростов-на-Дону, РГСУ. 2103 - 24 с.Никора Н.Д. Продольный изгиб стержней переменной жесткости с учетом деформаций ползучести и температурных воздействий. Дисс. канд техн наук. Ростов, РГСУ. 2016. 120с.Никора Н.Д. Продольный изгиб стержней переменной жесткости с учетом деформаций ползучести и температурных воздействий. Дисс. канд техн наук. Ростов, РГСУ. 2016. 120с.Клименко Е.С. Устойчивость сжатых неоднородных стержней с учетом физической нелинейности материала: монография: /. Ростов на Дону: РГСУ. 2012. 77 с.Клименко Е.С. Устойчивость сжатых неоднородных стержней с учетом физической нелинейности материала: монография: /. Ростов на Дону: РГСУ. 2012. 77 с.Кулинич И.Г. Устойчивость продольно-сжатых стержней переменной жесткости при ползучести. Автореферат канд техн наук, Ростов РГСУ. 2012 24 с.Кулинич И.Г. Устойчивость продольно-сжатых стержней переменной жесткости при ползучести. Автореферат канд техн наук, Ростов РГСУ. 2012 24 с.Кулиинич И.Г., Ливанов В.В., Блягоз А.М. Выпучивание стеклопластиковых стержней переменной жесткости// Новые технологии. 2012. №4, с. 75-81.Кулиинич И.Г., Ливанов В.В., Блягоз А.М. Выпучивание стеклопластиковых стержней переменной жесткости// Новые технологии. 2012. №4, с. 75-81.Сеницкий Ю.Э., Ишутин А.С. Общая устойчивость сжатых составных стержней переменного сечения // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Физико-математические науки. 2015. Т. 19, № 2. С. 341-357.Сеницкий Ю.Э., Ишутин А.С. Общая устойчивость сжатых составных стержней переменного сечения // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Физико-математические науки. 2015. Т. 19, № 2. С. 341-357.Семенов А.А., Маляренко А.А., Старцева Л.В., Порываев И.А. Строительная механика (спецкурс). Применение ПК SCAD Office для решения задач динамики и устойчивости стержневых систем. Учебное пособие / М.: Изд. СКАД СОФТ, Издательский дом АСВ. 2016. - 255 с.Семенов А.А., Маляренко А.А., Старцева Л.В., Порываев И.А. Строительная механика (спецкурс). Применение ПК SCAD Office для решения задач динамики и устойчивости стержневых систем. Учебное пособие / М.: Изд. СКАД СОФТ, Издательский дом АСВ. 2016. - 255 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.