vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2020-22-3-94-105vestniktgasu-809Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONКритерий оценки оптимальных решений при формировании кусочно-постоянных участков полосы, усиливающей стенку стержней двутаврового поперечного сечения, при ограничениях по устойчивости или на величину первой частоты собственных колебанийAssessment criterion for optimum design solutions of piecewise constant sections in I-rods with stability or first eigen-frequency limitsЛяховичЛ. С.LyakhovichL. S.

Ляхович Леонид Семенович, докт. техн. наук, профессор, академик Российской академии архитектуры и строительных наук

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Leonid S. Lyakhovich, DSc, Professor, Academy Fellow of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences, Department of Structural Mechanics

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

lls@tsuab.ruАкимовП. А.AkimovP. A.

Акимов Павел Алексеевич, докт. техн. наук, профессор, академик Российской академии архитектуры и строительных наук, Томский государственный архитектурно-строительный университет; главный ученый секретарь президиума, Российская академия архитектуры и строительных наук

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2107031, г. Москва, ул. Большая Дмитровка, 24, стр. 1

Pavel A. Akimov, DSc, Professor, Chief Academic Secretary, Academy Fellow of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences; Professor, Tomsk State University of Architecture and Building

24, Bol'shaya Dmitrovka, 107031, Moscow2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

akimov@raasn.ruТухфатуллинБ. А.TukhfatullinB. A.

Тухфатуллин Борис Ахатович, канд. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Boris A. Tukhfatullin, PhD, A/Professor, Department of Structural Mechanics

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

bat9203@gmail.comТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университет; Российская академия архитектуры и строительных наукРоссияRussian Academy of Architecture and Construction Sciences; Tomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20202906202022394105Copyright © Ляхович Л.С., Акимов П.А., Тухфатуллин Б.А., 20202020Ляхович Л.С., Акимов П.А., Тухфатуллин Б.А.Lyakhovich L.S., Akimov P.A., Tukhfatullin B.A.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/809

Ранее был сформулирован критерий минимальной материалоёмкости полос, усиливающих стенки двутавра, при ограничениях на величину критической силы или первой частоты собственных колебаний и непрерывном изменении варьируемого параметра. Также известно, что такое решение позволяет оценивать реальный конструкторский проект не только по критерию его близости к минимально материалоёмкому, но и использовать его как ориентир при реальном проектировании. Во многих случаях для этого используется замена непрерывного изменения варьируемого размера полос, усиливающих стенку, по её длине кусочно-постоянными участками. Границы участков выбираются на основе минимально материалоёмкого проекта, а размеры ширины полос на участках определяются методами оптимизации. В статье предлагается критерий, позволяющий объективно оценивать окончание процессов такой оптимизации.

The criterion for the minimum material consumption of strips strengthening the I-rod with stability or first eigen-frequency limits is formulated in previous studies for the case of continuous change of the variable parameter. It is known that this solution allows evaluating a real design project not only by the criterion of its proximity to the minimum material consumption, but also by the reference point in the real design. In many cases, it is used to replace the continuous change in the variable size of the rod-strengthening piecewise constant sections. The boundaries of these sections are based on the minimum material consumption. The width of the strengthening strips is determined by the optimization methods. The paper proposes the criterion allowing to correctly assess the termination of the optimization processes.

усилениекритерийоптимизацияматериалоемкостьустойчивостьчастота собственных колебанийкритическая силаформы потери устойчивостиформы собственных колебанийнапряженияизгибдвутаврstrengtheningcriterionoptimizationconsumptionsustainabilitynatural frequencycritical forcebucklingmode shapesstressesbendingI-rodReferencesЛяхович Л.С. Особые свойства оптимальных систем и основные направления их реализации в методах расчета сооружений. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2009. 372 с.Lyakhovich L.S. Osobye svoistva optimal'nykh sistem i osnovnye napravleniya ikh realizatsii v metodakh rascheta sooruzhenii [Specific properties of optimum systems using methods of structural analysis]. Tomsk: TSUAB, 2009. 372 p. (rus).Afzal M., Liu Y., Cheng J.C.P., Gan V.J.L. Reinforced concrete structural design optimization: A critical review // Journal of Cleaner Production. 2020. V. 260. Article 120623.Afzal M., Liu Y., Cheng J.C.P., Gan V.J.L. Reinforced concrete structural design optimization: A critical review. Journal of Cleaner Production. 2020. V. 260. Article 120623.Khan W., Siraj-ul-Islam, Ullah B. Structural optimization based on meshless element free Galerkin and level set methods // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2019. V. 344. P. 144−163.Khan W., Siraj-ul-Islam, Ullah B. Structural optimization based on meshless element free Galerkin and level set methods. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2019. V. 344. Pp. 144−163.Martin A., Deierlein G.G. Structural topology optimization of tall buildings for dynamic seismic excitation using modal decomposition // Engineering Structures. 2020. V. 216. Article 110717.Martin A., Deierlein G.G. Structural topology optimization of tall buildings for dynamic seismic excitation using modal decomposition. Engineering Structures. 2020. V. 216. Article 110717.Mayencourt P., Mueller C. Hybrid analytical and computational optimization methodology for structural shaping: Material-efficient mass timber beams // Engineering Structures. 2020. V. 215. Article 110532.Mayencourt P., Mueller C. Hybrid analytical and computational optimization methodology for structural shaping: Material-efficient mass timber beams. Engineering Structures. 2020. V. 215. Article 110532.Zhang R., Phillips B.M., Fernández-Caban P.L., Masters F.J. Cyber-physical structural optimization using real-time hybrid simulation // Engineering Structures. 2019. V. 195. P. 113−124.Zhang R., Phillips B.M., Fernández-Caban P.L., Masters F.J. Cyber-physical structural optimization using real-time hybrid simulation. Engineering Structures. 2019. V. 195. Pp. 113−124.Ляхович Л.С., Малиновский А.П. Критерий минимальной материалоемкости при усилении стержней двутаврового поперечного сечения и ограничениях на величину критической силы или первой собственной частоты // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5. С. 41–50.Lyakhovich L.S., Malinovskii A.P. Kriterii minimal''noi materialoemkosti pri usilenii sterzhnei dvutavrovogo poperechnogo secheniya i ogranicheniyakh na velichinu kriticheskoi sily ili pervoi sobstvennoi chastoty [Minimum materials consumption at rebar H-shaped section strengthening and critical load and first eigenfrequency restrictions]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2015. No. 5. Pp. 41–50. (rus)Ляхович Л.С., Малиновский А.П., Тухфатуллин Б.А. Критерии оптимального усиления стенки стержней двутаврового поперечного сечения при ограничениях по устойчивости или на величину первой собственной частоты // International Jornal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016. V. 12. I. 2. С. 118−125.Lyakhovich L.S. Malinovskii A.P. Tukhfatullin B.A. Kriterii optimal'nogo usileniya stenki sterzhnei dvutavrovogo poperechnogo secheniya pri ogranicheniyakh po ustoichivosti ili na velichinu pervoi sobstvennoi chastoty [Criterion for optimum strengthening of I-rods with stability or first eigen-frequency limits]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2016. V. 12. No. 2. Pp. 118−125.Ляхович Л.С., Перельмутер А.В. Некоторые вопросы оптимального проектирования строительных конструкций // International Jornal for Computational Civil and Structural Engineering. 2014. V. 10. I. 2. P. 14–23.Lyakhovich L.S., Perel'muter A.V. Nekotorye voprosy optimal'nogo proektirovaniya stroitel'nykh konstruktsii [Optimum structural design]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2014. V. 10. No. 2. Pp. 14–23.Ляхович Л.С., Акимов П.А., Тухфатуллин Б.А. О задачах поиска минимума и максимума в строительной механике // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. Т. 13. № 2. С. 103–124.Lyakhovich L.S., Akimov P.A., Tukhfatullin B.A. O zadachakh poiska minimuma i maksimuma v stroitel'noi mekhanike [Search for minimum and maximum in structural theory]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. V. 13. No. 2. Pp. 103–124.

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