В рамках исследования ученые выбрали в качестве испытательного образца трубу котельной в Красноперекопске, Республика Крым. Эта труба высотой 180 метров может раскачиваться под действием ветра, отклоняясь почти на полтора метра. Особенно опасен ветровой резонанс, который может привести к катастрофическим последствиям, если труба обрушится.
Новый метод расчета
Разработанный метод включает в себя виртуальное деление трубы на сотню кольцевых элементов с известными размерами и массой. Это позволяет строить матрицы масс, жесткости и демпфирования, что значительно повышает точность прогнозирования. Ветровая пульсация моделируется как параболическое повторяющееся действие импульсов, что позволяет более точно учитывать колебания конструкции.
Специалисты рассмотрели колебания с периодичностью пульсаций по трем низшим – наиболее опасным – собственным формам. Точность нового метода достигает 0,06 наноньютона, что в сотни раз превышает точность существующих методов, используемых в строительстве. Это позволяет более эффективно оценивать риски и принимать меры для предотвращения обрушений, отметил профессор Александр Потапов.
Практическое применение
Метод уже был опробован на практике и показал свою эффективность. Он может быть применен не только для дымовых труб, но и для других высотных конструкций, таких как объекты ветроэнергетики, градирни и башни. Это открывает новые горизонты для проектных и конструкторских организаций, работающих с высотными сооружениями.
