<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">construction</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Строительство и реконструкция</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Building and Reconstruction</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2073-7416</issn><publisher><publisher-name>Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.33979/2073-7416-2023-105-1-16-27</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">construction-570</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>THEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ГЕОМЕТРИЯ И СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТОНКИХ ОБОЛОЧЕК С ЛИНЕЙЧАТЫМИ СРЕДИННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ С ГЛАВНЫМ КАРКАСОМ ИЗ ТРЕХ СУПЕРЭЛЛИПСОВ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>GEOMETRY AND STATIC ANALYSIS OF THIN SHELLS WITH RULED MIDDLE SURFACES OF THREE SUPERELLIPSES AS MAIN FRAME</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мамиева</surname><given-names>Ираида Ахсарбеговна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mamieva</surname><given-names>Iraida A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">i_mamieva@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Карневич</surname><given-names>Валерий Вячеславович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Karnevich Valery V.</surname><given-names>Valery V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">valera.karnevich@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Российский университет дружбы народов</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>03</month><year>2023</year></pub-date><volume>1</volume><issue>1</issue><fpage>16</fpage><lpage>27</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Мамиева И.А., Карневич В.В., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Мамиева И.А., Карневич В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Mamieva I.A., Karnevich Valery V. V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://construction.elpub.ru/jour/article/view/570">https://construction.elpub.ru/jour/article/view/570</self-uri><abstract><p>Доказано и проиллюстрировано, что имея одинаковый главный каркас поверхности можно построить три разные поверхности переноса велароидального типа. Взяв эти три разные линейчатые поверхности в качестве срединных поверхностей тонких строительных оболочек, можно расширить число архитектурных форм, приемлемых для строительной практики.</p><p>Показана возможность определения напряженно-деформированного состояния линейчатых оболочек с рассматриваемыми срединными поверхностями при помощи типового компьютерного комплекса СКАД. Из представленных изополей очевидно, что напряженнодеформированные состояния разных линейчатых оболочек на овальном плане, но с одним и тем же главным каркасом, отличаются незначительно у двух из трех оболочек. При этом было установлено, что данные две оболочки имеют отрицательную гауссову кривизну, а третья – нулевую. Следовательно, искать более оптимальную оболочку по критерию прочности среди двух оболочек с отрицательной гауссовой кривизной не имеет смысла, следует выбирать оболочку по другому критерию, например, по критерию трудоемкости изготовления.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The possibility of generating three different translational surfaces of velarodial type by having the same main frame of the surface is proved and illustrated. Using these three different ruled surfaces as middle surfaces of thin shells allows to extend the number of architectural forms in construction practice.</p><p>Static analysis of the shells with the middle surfaces under consideration is performed using the SCAD standard finite element software. The results of the analysis of different ruled shells with oval-shaped base, but of the same main frame, imply that the stress, moment and displacement distributions are almost identical in two of the three shells. Moreover, it is established that the Gaussian curvature of these two shells is negative, and is zero in the third one. Therefore, there is no sense in determining the optimal shell in terms of strength out of the two shells with negative Gaussian curvature. Rather, these two shells may be evaluated based on another criterion, for example, complexity of manufacturing.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>тонкая оболочка</kwd><kwd>метод конечного элемента</kwd><kwd>линейчатая поверхность</kwd><kwd>алгебраическая поверхность</kwd><kwd>главный каркас поверхности</kwd><kwd>суперэллипс</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>thin shell</kwd><kwd>finite element method</kwd><kwd>ruled surface</kwd><kwd>algebraic surface</kwd><kwd>main frame of surface</kwd><kwd>superellipse</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Krivoshapko S.N. Tangential developable and hydrodynamic surfaces for early stage of ship shape design // Ships and Offshore Structures. 2022. Published online: 26 Apr. 2022. Pp. 1-9. doi:10.1080/17445302.2022.2062165.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivoshapko S.N. Tangential developable and hydrodynamic surfaces for early stage of ship shape design // Ships and Offshore Structures. Published online: 26 Apr. 2022. Pp. 1-9. doi:10.1080/17445302.2022.2062165.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кривошапко С.Н. Алгебраические судовые поверхности с каркасом из трех плоских кривых в координатных плоскостях // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2022. Т. 23. № 3. С. 207-212. doi:10.22363/2312-8143-2022-23-3-207-212.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivoshapko S.N. Algebraic ship hull surfaces with a main frame from three plane curves in coordinate planes // RUDN Journal of Engineering Research. 2022. Vol. 23. No. 3. Pp. 207-212. doi:10.22363/2312-8143-2022- 23-3-207-212. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карневич В.В. Построение гидродинамических поверхностей каркасами из кривых Ламе на примере корпуса подводной лодки // Вестник РУДН. Инженерные исследования. 2022. Т. 23. № 1. С. 30-37. doi:10.22363/2312-8143-2022-23-1-30-37.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karnevich V.V. Generating hydrodynamic surfaces by families of Lame curves for modelling submarine hulls // RUDN Journal of Engineering Research. 2022. Vol. 23. No. 1. Pp. 30-37. doi:10.22363/2312-8143-2022-23-1- 30-37. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кривошапко С.Н, Алёшина О.О., Иванов В.Н. Статический расчет оболочек, очерченных по поверхностям с главным каркасом из трех заданных суперэллипсов // Строительная механика и расчет сооружений. 2022. № 6. С. 18–27. doi:10.37538/0039-2383.2022.6.18.27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivoshapko S.N., Aleshina O.O., Ivanov V.N. Static analysis of shells with middle surfaces containing the main frame from three given superellipses // Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2022. No. 6. Pp. 18-27. doi:10.37538/0039-2383.2022.6.18.27. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Weisstein E.W. Superellipse. From MathWorld – A Wolfram Web Resource. [Электронный ресурс]. URL: https://mathworld.wolfram.com/Superellipse.html (дата обращения: 11.10.2022).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Weisstein E.W. Superellipse. From MathWorld – A Wolfram Web Resource. [Online]. URL: https://mathworld.wolfram.com/Superellipse.html (date of application:11.10.2022).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мамиева И.А. Линейчатые алгебраические поверхности с главным каркасом из трех суперэллипсов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022. Т. 18. № 4. C. 387–395. doi:10.22363/1815-5235-2022-18-4-387-395.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mamieva I.A. Ruled algebraic surfaces with a main frame from three superellipses // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 4. Pp. 387-395. doi:10.22363/1815-5235- 2022-18-4-387-395. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кривошапко С.Н. К вопросу об основных архитектурных стилях, направлениях и стилевых течениях для оболочек и оболочечных структур// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022. Т. 18. № 3. С. 255-268. doi:10.22363/1815-5235-2022-18-3-255-268.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivoshapko S.N. On the basic architectural styles, directions, and style flows for shells and shell structures // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. Vol. 18. No. 3. Pp. 255-268. doi:10.22363/1815-5235-2022-18-3-255-268. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Амиров М., Каченюк А.Н. Криволинейное проецирование на поверхности Каталана // Прикладная геометрия и инженерная графика. Киев, 1971. Вып. 13. С. 118-120.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amirov M., Kachenyuk A.N. Curvilinear проецирование on Catalan’s surface // Prikladnaya Geometriya i Inzhenernaya Grafika. Kiev, 1971. No. 13. Pp. 118-120.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tocariu L. Stages in the study of cylindroid surfaces // The SORGING Journal. 2007. Vol. 2. No. 1. Pp. 37-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tocariu L. Stages in the study of cylindroid surfaces // The SORGING Journal. 2007. Vol. 2. No. 1. Pp. 37-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сысоева Е.В. Научные подходы к расчету и проектированию большепролетных конструкций // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. №. 2 (101). С. 131–141. doi:10.22227/1997-0935.2017.2.131-141.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sysoeva E.V. Scientific approaches to calculation and design of large-span structures // Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2017. Vol. 12. No. 2(101). Pp. 131-141. doi:10.22227/1997-0935.2017.2.131-141. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goldenveizer A.L. Theory of Elastic Thin Shells. New York: Published by Pergamon Press. 1961. 544 р.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goldenveizer A.L. Theory of Elastic Thin Shells. New York: Published by Pergamon Press, 1961. 544 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кривошапко С.Н. Два вида расчетных уравнений для оболочек в произвольных криволинейных координатах // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2017. № 1. С. 15-22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivoshapko S.N. Two types of governing equations for shells with the middle surfaces given in arbitrary curvilinear coordinates // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2017. No. 1. Pp. 15-22. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григоренко Я.М., Тимонин А.М. Об одном подходе к численному решению краевых задач теории оболочек сложной геометрии в неортогональных криволинейных системах координат // Доклады Академии наук Украинской ССР. 1991. № 4. Вып. 9. С. 41–44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigorenko Ya.M., Timonin A.M. On one approach to the numerical solution of boundary problems on theory of complex geometry shells in the non-orthogonal curvilinear coordinate systems // Doklady AN Ukrainskoy SSR [Reports of AS of Ukraine USR], 1991. Vol. 4. No. 9. Pp. 41-44. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тупикова Е.М. Анализ метода В.Г. Рекача для расчета напряженно-деформированного состояния длинного пологого косого геликоида // Строительная механика и расчет сооружений. 2016. № 1 (264). С. 14-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tupikova E.M. Investigation of V.G. Rekatch's method of stress-strain analysis of the shell of long shallow oblique helicoid form // Struct. Mech. and Analysis of Constr. 2016. No. 1. Pp. 14-19. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Schnobrich W.C. Different methods of numerical analysis of shells // Lect. Notes Eng., 1987. No.26. Pp. 1-17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Schnobrich W.C. Different methods of numerical analysis of shells // Lect. Notes Eng., 1987. No. 26. Pp. 1-17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Noor A.K. Bibliography of books and monographs on finite element technology // AMR. June 1991. Vol. 44. No. 6. Pp. 307-317.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Noor A.K. Bibliography of books and monographs on finite element technology // AMR. June 1991. Vol. 44. No. 6. Pp. 307-317.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карпиловский В.С., Криксунов Э.З., Маляренко А.А., Микитаренко М.А., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. Вычислительный комплекс SCAD. М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2021. 656 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karpilovskiy V.S., Kriksunov E.Z., Malyarenko A.A., Mikitarenko M.A., Perelmuter A.V., Perelmuter M.A. Computing Complex SCAD. Moscow: SCAD SOFT Publ., 2021. 656 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Flöry S., Nadai Y., Isvoranu F., Pottmann H., Wallner J. Ruled free form. In L. Hesselgren et al. (eds.), Advances in Architectural Geometry 2012, Springer 2012. Pp. 57–66.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Flöry S, Nadai Y., Isvoranu F., Pottmann H., Wallner J. Ruled free form. In L. Hesselgren et al. (eds.), Advances in Architectural Geometry 2012, Springer 2012. Pp. 57-66.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Клочков Ю.В., Вахнина О.В., Киселева Т.А. Расчет тонких оболочек на основе треугольного конечного элемента с корректирующими множителями Лагранжа // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2015. № 5. Рр. 55-59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Klochkov Y.V., Vakhinina O.V., Kiseleva T.A. Calculation of thin shells on the basis of the triangular final element with the correcting Lagrange's coefficients // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2015. No. 5. Pp. 55-59. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Flöry S., Pottmann H. Ruled surfaces for rationalization and design in architecture// Proc. ACADIA (Proceedings of the 30th Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture). 2010. Pp. 103-109. doi:10.52842/conf.acadia.2010.103.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Flöry S., Pottmann H. Ruled surfaces for rationalization and design in architecture// Proc. ACADIA (Proceedings of the 30th Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture). 2010. Pp. 103-109. doi:10.52842/conf.acadia.2010.103.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сальков Н.А. Общие принципы задания линейчатых поверхностей. Часть 2 // Геометрия и графика. 2019. Т. 7. № 1. С. 14–27. doi:10.12737/article_5c9201eb1c5f06.47425839.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sal`kov N.A. Obshchie printsipy zadaniya lineychatykh poverkhnostey. Chast`2 [General principles of definition of linear surfaces. Part 2]. Geometriya i grafika [Geometry and Graphics], 2019. Vol. 7. No. 1. Pp. 14-27. doi:10.12737/article_5c9201eb1c5f06.47425839. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Maleček Kamil, Szarková Dagmar. A method for creating ruled surfaces and its modifications // KoG. 2002. Vol. 6. No. 6. Pp. 59-66.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Maleček Kamil, Szarková Dagmar. A method for creating ruled surfaces and its modifications. KoG, 2002. Vol. 6. No. 6. Pp. 59-66.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ванин В.В., Шамбина С.Л., Вирченко Г.И. Вариантное компьютерное макетирование оболочек на основе полипараметризации их срединных поверхностей // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2015. № 6. С. 3–8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vanin V.V., Shambina S.L., Virchenko G.I. Variant computer shell prototyping based on polyparameterization of middle surfaces // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2015. No. 6. Рр. 3-8. (rus).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
