vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-5-174-184QTVHRSvestniktgasu-2223Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONМоделирование напряженно-деформированного состояния металлических конструкций трамплина летающих лыжников в условиях реконструкцииFinite Element Modeling of Stress-Strain State of SkiJump Metal Structures under ReconstructionПодшиваловИ. И.PodshivalovI. I.

Подшивалов Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Ivan I. Podshivalov, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

ivanpodchivalov@list.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202529102025275174184Copyright © Подшивалов И.И., 20252025Подшивалов И.И.Podshivalov I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2223

Объектом исследования являются металлические конструкции трамплина летающих лыжников в условиях реконструкции с заданным уровнем нагружения и с анализом статической схемы работы трамплина до и после усиления нижних поясов ферм напрягаемыми стальными тросами.

Цель работы состоит в расчетном обосновании необходимого уровня усиления металлических ферм при реконструкции трамплина, чтобы обеспечить нормативную прочность/устойчивость и жесткость трамплина летающих лыжников.

 Поверочный расчет выполнен с учетом фактической конструктивной схемы трамплина летающих лыжников и его реальными прочностными характеристиками стали с разработкой пространственной расчетной конечно-элементной модели в программном комплексе Ing+2021 MicroFe.

Результаты. Для трамплина как системы повышенной деформативности расчетным путем обоснован способ повышения его недостаточной жесткости с помощью усиления нижних поясов ферм с применением напрягаемых стальных тросов с конкретным усилием их натяжения. Выполнен анализ изменившегося напряженно-деформированного состояния усиленных металлических конструкций и проведен конструктивный расчет элементов трамплина летающих лыжников с целью оценки прочности/устойчивости и жесткости металлических конструкций в условиях реконструкции.

Purpose

Purpose: The aim of this work is to calculate the required level of reinforcement of ski-jump metal structures under reconstruction in order to provide its referenced strength/stability and rigidity.

Methodology/approach

Methodology/approach: The stress-strain state of the ski-jump structure and its real strength properties is performed by the finite element method using the verified software package Ing+ 2021 MicroFe.

Research findings

Research findings: The ski-jump rigidity is improved by reinforcement of bottom chords using tensile steel flexible cables with the certain tension force. The strength analyses are given to a changed stress-strain state of strengthened structures and ski-jump elements.

трамплинметаллические фермыповерочный расчетрасчетная модельжесткостьусилениеконструктивный расчетski-jumpmetal structurecheck analysiscomputational modelrigidityreinforcementstrength analysisReferencesТуснина О.А. Расчетное сопровождение реконструкции каркасов действующих металлургических цехов // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 2. С. 241–253. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.2.241-253. EDN: PUYOWXTusnina O.A. Calculation of Framework Reconstruction in Operating Metallurgical Workshops. Vestnik MGSU. 2023; 18 (2): 241–253. (In Russian)Золина Т.В. Порядок проведения обследования здания с целью последующей оценки его остаточного ресурса // Вестник МГСУ. 2014. № 11. С. 98–108. EDN: SZCFCR 3. Золина Т.В., Туснин А.Р. Увеличение срока эксплуатации промышленного объекта введением конструктивных мер // Вестник МГСУ. 2015. № 6. С. 41–49. EDN: TYCWVVZolina T.V. Examination Procedure for Building Residual Service Life. Vestnik MGSU. 2014; (11): 98–108. (In Russian)Боровский Д.С. Расчет на прочность усиливаемых под нагрузкой стержневых элементов стальных конструкций при многопараметрическом нагружении // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2. С. 36–41. DOI: 10.23968/1999-5571-2021-18-2-36-41Zolina T.V., Tusnin A.R. Extending of Operation Life of Industrial Building. Vestnik MGSU. 2015; (6): 41–49. (In Russian)Михаськин В.В., Астахов И.В. К усилению изгибаемых элементов стальных конструкций, находящихся под нагрузкой // Вестник гражданских инженеров. 2023. № 2. С. 30–36. DOI: 10.23968/1999-5571-2023-20-2-30-37Borovskiy D.S. Strength Analysis of Rod Elements of Steel Structures under Multiparameter Loading. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2021; 2 (85): 36–41. (In Russian)Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. Москва : Наука, 1971. 807 с.Mikhaskin, V.V., Astakhov, I.V. Reinforcement of Bending Elements of Steel Structures under Load. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2023; 97 (2): 30–36. (In Russian)Стрелецкий Н.С. Материалы к курсу стальных конструкций. Москва : Госстройиздат, 1959. 283 с.Timoshenko S.P. Stability of Rods, Plates and Shells. Moscow: Nauka, 1971. 807 p. (In Russian)Белый Г.И., Лобовский М.О. Устойчивость ветвей решетчатых элементов стальных конструкций // Вестник гражданских инженеров. 2023. № 2. С. 18–29. DOI: 10.23968/1999-5571-2023-20-2-18-29. EDN: YWGOEAStreletskii N.S. Course on Steel Structures. Vol. 1: Work of Compressed Vertical Rods. Moscow: Gosstroyizdat, 1959. 284 p. (In Russian)Туснина В.М., Коляго А.А. К вопросу действительной работы податливых узлов стальных каркасов многоэтажных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 2. С 28–34. EDN: YTCEAUBelyi G.I., Lobovskii M.O. Stability of Lattice Branch Elements of Steel Structures. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2023; 97 (2): 18–29. (In Russian)Туснин А.Р., Бергер М.П. Расчет металлической фермы с поврежденными элементами // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 11. С. 35–41. EDN: YOGUHBTusnina V.M., Kolyago A.A. Toward Actual Work of Pliable Nodes of Steel Frames of Multistory Buildings. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2018; (2): 28–34. (In Russian)Гаранжа И.М., Танасогло А.В. Анализ напряженно-деформированного состояния анкерно-угловой воздушной линии электропередачи 110 кВ // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 4. С. 74–85. DOI: 10.31675/1607-1859-2018-20-4-74-85. EDN: XWCDBBTusnin A.R., Berger M.P. Strength Analysis of Metal Truss with Damaged Elements. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo. 2018; (11): 35–41. (In Russian)Голиков А.В., Ситников И.Р. Напряженно-деформированное состояние башен с решетчатыми поясами // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 7. С 43–50.Garanzha I.M., Tanasoglo A.V. Stress-Strain State Analysis of Angle-Tension, Two-Circuit 110 kV Suspension Tower. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2018; 20(4): 74–85. DOI: 10.31675/1607-1859-2018-20-4-74-85. EDN: XWCDBB (In Russian)Беленя Н.Е. Предварительно напряженные металлические конструкции. Москва : Стройиздат, 1963. 324 с.Golikov A.V., Sitnikov I.R. Stress-strain State of Towers with Lattice Belts. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo. 2018; (7), 43–50. (In Russian)Кравчук В.А., Кравчук Е.В. Развитие исследований предварительно напряженных строительных металлических конструкций // Вестник гражданских инженеров. 2019. № 6. С. 86–92. DOI: 10.23968/1999-5571-2019-16-6-86-92. EDN: IWTGOIBelenya N.E. Prestressed Metal Structures. Moscow: Stroyizdat, 1963. 324 p. (In Russian)Чесноков А.В., Михайлов В.В., Сабитов Л.С. Двухпоясная предварительно напряженная тросовая система с конструктивным зазором // Известия КазГАСУ. 2010. № 2. С. 137–142.Kravchuk V.A., Kravchuk E.V. Development of Research on Prestressed Building Metal Structures. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2019; 77 (6): 86–92. (In Russian)Гарифуллин М.Р., Семенов С.А., Беляева С.В., Порываев И.А., Сафиуллин М.Н., Семенов А.А. Поиск рациональной геометрической схемы пространственной металлической конструкции покрытия большепролетного спортивного сооружения // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 2. С. 107–124. EDN: RWGNQFChesnokov A.V., Mikhailov V.V., Sabitov L.S. Two-Belt Prestressed Cable System with a Structural Gap. Izvestiya KazGASU. 2010; 2 (14): 137–142. (In Russian)Беленя Е.И. Предварительно напряженные металлические несущие конструкции. Москва : Стройиздат, 1963. 324 с.Garifullin M.R., Semyonov S.A., Belyaeva S.V., Poryvaev I.A., Safiullin M.N., Semyonov A.A. Search for Rational Geometry of Spatial Metal Structure of Large-Span Sports Facility Cover. Stroitel'stvo unikal'nykh zdanii i sooruzhenii. 2014; 2 (17): 107–124. (In Russian)Москалев М.Б., Горюнов М.В. К вопросу о регулировании НДС конструкций с учетом прогрессирующего обрушения // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 6. С.70–76. EDN: ECFSSCBelenya E.I. Prestressed Metal Bearing Structures. Moscow: Stroyizdat, 1963. 324 p. (In Russian)Moskalev M.B., Goryunov M.V. Toward Regulation of VAT of Structures with Respect to Progressive Collapse. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2020; 6 (83): 70–76. (In Russian)Moskalev M.B., Goryunov M.V. Toward Regulation of VAT of Structures with Respect to Progressive Collapse. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2020; 6 (83): 70–76. (In Russian)

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