Construction and industrial safety Construction and industrial safety Строительство и техногенная безопасность 2413-1873 105635 10.29039/2413-1873-2025-38-65-75 Инженерное обеспечение Engineering Support Инженерное обеспечение DYNAMIC STRENGTH STUDY OF CYLINDRICAL BULK SILOS UNDER SEISMIC LOAD CONDITIONS ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ БУНКЕРОВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ Чемодуров В. Т. Chemodurov V. T. Литвинова Э. В. Litvinova E. V. Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского Crimean Federal University of a name of V.I.Vernadsky 21 10 2025 21 10 2025 38 65 75 21 10 2025 https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/319

В статье рассмотрен расчет бункера сыпучих материалов при динамических нагрузках. Этот расчет является опорным для оценки прочности конструкции в условиях возможного землетрясения. Показано, что в условиях землетрясений такие конструкции не выдерживают нагрузки, возникающие в процессе колебаний. Применение математических методов дает возможность подобрать как толщину обечайки бункера, так и параметры ребер подкрепления, которые, в совокупности, дают значительный экономический эффект, заключающий в том, что конструкция выдержит любые колебания, свойственные заданной бальности движения грунта. В настоящее время все большее применение находят методы математического моделирования для выбора таких значений параметров устройств, которые в состоянии обеспечить прочность, устойчивость и долговечность конструкции для самых неблагоприятных условий ее эксплуатации. Необходимо отметить, что расчеты на прочность цилиндрических бункеров сыпучих материалов от воздействия возможных землетрясений (что характерно для Крыма) не проводились. В статье предложен алгоритм расчета на прочность цилиндрического бункера с учетом действия сейсмической нагрузки. Рассматриваются сдвиговые деформации и колебания конструкции для возможных землетрясений вплоть до 9 баллов. Предмет исследования. Изучение напряженно-деформируемого состояния оболочки бункера при нестационарном динамическом воздействии. Материалы и методы. Разработка моделей колебательного процесса цилиндрических тонкостенных объектов и их исследование в плане обеспечения прочности и устойчивости. Моделирование колебательных процессов опирается на известные методы, принятые на практике. Результаты. В результате анализа различных математических моделей колебания баков с сыпучим материалом мы получили перемещения точек системы. Имея эти данные легко определяются внутренние усилия в цилиндрической обечайке при динамических нагрузках. Выводы. При анализе реакции конструкций, заполненных сыпучим материалом, следует кроме расчета по формам их изгиба как балки с бесконечным числом степеней свободы также учитывать и расчет их местной деформации стенок, влияющей на образование присоединенных масс вмещаемой в них жидкости.

The article calculation of bulk material hopper at dynamic loads is considered. This calculation is a reference for assessing the strength of the structure under possible earthquake conditions. It is shown that in earthquake conditions such structures do not withstand loads arising during vibrations. The use of mathematical methods makes it possible to select both the thickness of the hopper shell and the parameters of the reinforcement ribs, which, together, give a significant economic effect, which means that the structure will withstand any fluctuations inherent in a given point of ground movement. Mathematical modeling methods are now increasingly being used to select device parameter values that are able to provide strength, stability and durability to the structure for the most adverse operating conditions. It should be noted that calculations for the strength of cylindrical bunkers of bulk materials from the impact of possible earthquakes (which is typical for the Crimea) were not carried out. The article proposes an algorithm for calculating the strength of a cylindrical bunker taking into account the effect of seismic load. Shear deformations and structure vibrations for possible earthquakes up to 9 points are considered. Research subject. Study of the stress-strain state of the hopper shell under unsteady dynamic impact. Materials and methods. Development of models of oscillation process of cylindrical thin-walled objects and their study in terms of ensuring strength and stability. Simulation of oscillatory processes relies on well-known methods adopted in practice. Results. As a result of the analysis of various mathematical models of vibrations of tanks with bulk material, we obtained movements of system points. Having these data, the internal forces in the cylindrical shell under dynamic loads are easily determined. Conclusions. When analyzing the reaction of structures filled with loose material, in addition to calculating their bending as beams with an infinite number of degrees of freedom, one should also take into account the calculation of their local deformation of the walls, which affects the formation of the attached masses of the liquid contained in them.

 динамическая прочность цилиндрических бункеров сейсмические нагрузки формы колебаний цилиндрическая обечайка бункера материальный стержень с бесконечным числом степеней свободы dynamic strength of cylindrical hoppers seismic loads vibration forms cylindrical shell of the hopper material rod with an infinite number of degrees of freedom

Чемодуров, В.Т. Моделирование систем: монография / В. Т. Чемодуров, Э. В. Литвинова. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2016. – 236 с. Chemodurov, V.T. Modelirovanie sistem: monografiya / V. T. Chemodurov, E. V. Litvinova. – Simferopol': IT «ARIAL», 2016. – 236 s. Пособие по проектированию предприятий, зданий и сооружений по хранению и переработке зерна (к СНиП 2.10.05-85 «Предприятия, здания и сооружения по хранению и переработке зерна») / ЦНИИ Posobie po proektirovaniyu predpriyatiy, zdaniy i sooruzheniy po hraneniyu i pererabotke zerna (k SNiP 2.10.05-85 «Predpriyatiya, zdaniya i sooruzheniya po hraneniyu i pererabotke zerna») / CNII СП 359.1325800.2017 Силосы стальные вертикальные цилиндрические для хранения сыпучих продуктов. Правила проектирования. – Москва: Стандартинформ, 2018. – 20 с. SP 359.1325800.2017 Silosy stal'nye vertikal'nye cilindricheskie dlya hraneniya sypuchih produktov. Pravila proektirovaniya. – Moskva: Standartinform, 2018. – 20 s. Чапаев Т.М., Балкизов А.Б., Сасиков А.С., Шогенова Ж.Х., Кушаева Е.А. Анализ известных теоретических и экспериментальных исследований устойчивости стенки цилиндрического зернобункера // ИВД. Chapaev T.M., Balkizov A.B., Sasikov A.S., Shogenova Zh.H., Kushaeva E.A. Analiz izvestnyh teoreticheskih i eksperimental'nyh issledovaniy ustoychivosti stenki cilindricheskogo zernobunkera // IVD. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах / И.В. Горюшинский, И.И. Кононов, В.В. Денисов, Е.В. Горюшинская, Н.В. Петрушкин. Под общей редакцией И.В. Горюшинского: Учебное Emkosti dlya sypuchih gruzov v transportno-gruzovyh sistemah / I.V. Goryushinskiy, I.I. Kononov, V.V. Denisov, E.V. Goryushinskaya, N.V. Petrushkin. Pod obschey redakciey I.V. Goryushinskogo: Uchebnoe Безухов, Н.И. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах: Учебное пособие для строительных специальностей вузов / Н.И. Безухов, О.В. Лужин, Н.В. Колкунов. 3-е изд., перераб. – М.: Bezuhov, N.I. Ustoychivost' i dinamika sooruzheniy v primerah i zadachah: Uchebnoe posobie dlya stroitel'nyh special'nostey vuzov / N.I. Bezuhov, O.V. Luzhin, N.V. Kolkunov. 3-e izd., pererab. – M.: СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* (с Изменением №1). – Москва: Стандартинформ, 2018. – 114 с. SP 14.13330.2018 Stroitel'stvo v seysmicheskih rayonah. Aktualizirovannaya redakciya SNiP II-7-81* (s Izmeneniem №1). – Moskva: Standartinform, 2018. – 114 s. Немчинов, Ю.И. Сейсмостойкость зданий и сооружений / Ю.И. Немчинов. – Киев: НИИСК Минрегионстроя Украины, 2008. – 480 с.: ил. Nemchinov, Yu.I. Seysmostoykost' zdaniy i sooruzheniy / Yu.I. Nemchinov. – Kiev: NIISK Minregionstroya Ukrainy, 2008. – 480 s.: il. Назаров Ю.П., Позняк Е.В., Симбиркин В.Н., Курнавин В.В. Расчет конструкций линейно-спектральным методом при дифференцированном сейсмическом движении грунта, заданном акселерограммами. Nazarov Yu.P., Poznyak E.V., Simbirkin V.N., Kurnavin V.V. Raschet konstrukciy lineyno-spektral'nym metodom pri differencirovannom seysmicheskom dvizhenii grunta, zadannom akselerogrammami. Перцев, А.К. Динамика оболочек и пластин (Нестационарные задачи) / А.К. Перцев, Э.Г. Платонов. – Л.: Судостроение, 1987. – 316 с. Percev, A.K. Dinamika obolochek i plastin (Nestacionarnye zadachi) / A.K. Percev, E.G. Platonov. – L.: Sudostroenie, 1987. – 316 s. Погорелов, В.И. Строительная механика тонкостенных конструкций / В. И. Погорелов. – СПб.: БХВ – Петербург, 2007. – 528 с. Pogorelov, V.I. Stroitel'naya mehanika tonkostennyh konstrukciy / V. I. Pogorelov. – SPb.: BHV – Peterburg, 2007. – 528 s. Назаров, Ю. П. Аналитические основы расчета сооружений на сейсмические воздействия / Ю. П. Назаров. – М.: Наука, 2010. – 468 c. Nazarov, Yu. P. Analiticheskie osnovy rascheta sooruzheniy na seysmicheskie vozdeystviya / Yu. P. Nazarov. – M.: Nauka, 2010. – 468 c. Шакирзянов, Р.А. Динамика и устойчивость сооружений: Учебное пособие. − 2-е перераб. изд. / Р.А. Шакирзянов, Ф.Р. Шакирзянов. − Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2015. − 120 с. Shakirzyanov, R.A. Dinamika i ustoychivost' sooruzheniy: Uchebnoe posobie. − 2-e pererab. izd. / R.A. Shakirzyanov, F.R. Shakirzyanov. − Kazan': Izd-vo Kazansk. gos. arhitekt.-stroit. un-ta, 2015. − 120 s.