Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Алгоритм нормативной проверки болтовых соединений элементов антенно-мачтовых сооружений
  • УДК 004.942:624.014.2
    doi: 10.33622/0869-7019.2025.12.52-57
    Юлия Дмитриевна МАРКИНА, кандидат технических наук, старший преподаватель, poluektoff@bk.ru
    Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 603000 г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65
    Аннотация. Рассмотрена задача повышения надежности металлических антенно-мачтовых сооружений за счет автоматизации нормативной проверки болтовых соединений. Актуальность работы определяется ключевой ролью болтовых узлов в обеспечении надежности и долговечности конструкций, а также отсутствием специализированных инструментов, позволяющих выполнять массовую проверку всех соединений в цифровом формате. В инженерной практике традиционно применяются программные комплексы SCAD Office и ЛИРА-САПР, однако встроенные в них модули рассчитаны на поузловую обработку, что делает проверку сотен соединений в башнях и мачтах крайне трудоемкой. В работе предложен алгоритм, обеспечивающий автоматическую подстановку усилий из расчетной схемы, проверку всех основных типов болтовых соединений решетчатых антенно-мачтовых сооружений и формирование унифицированного отчета. Методы исследования включают в себя применение нормативных проверок, формализацию расчетных процедур и автоматизацию анализа на основе табличных алгоритмов. В качестве примера выполнена апробация на металлической башне, для которой проведены сотни проверок соединений, результаты полностью совпали с ручными расчетами. Научная новизна работы состоит в формализации и алгоритмизации массовой проверки болтовых соединений, адаптированной к отечественным нормативам и программному обеспечению. Практическая значимость заключается в существенном сокращении трудоемкости экспертизы и повышении надежности проектных решений.
    Ключевые слова: антенно-мачтовое сооружение, болтовое соединение, автоматизация расчета, массовая обработка соединений, инженерные расчеты, фланцевое соединение, срезное соединение, надежность конструкций
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Kong Q., Li Y., Wang S., Yuan C., Sang X. The influence of high-strength bolt preload loss on structural mechanical properties [Влияние потери предварительного натяга высокопрочных болтов на механические свойства соединений]. Engineering Structures, 2022, vol. 271, art. 114955. doi: 10.1016/j.engstruct.2022.114955
    2. Lyu Y. F., Du X., Wang Q. Y., Xu Y. L. Effect of bolt pre-tension on bearing behavior of high-strength steel single-bolt connections [Влияние предварительного натяга болтов на работу соединений из высокопрочной стали]. Engineering Structures, 2021, vol. 243, art. 112688. doi: 10.1016/j.engstruct.2021.112688
    3. Yan X., Li Y., Xu C., Chen Y. Behavior of bolted connections under combined tension and shear: experimental and numerical investigation [Работа болтовых соединений при совместном действии растяжения и сдвига: экспериментальное и численное исследование]. Journal of Constructional Steel Research, 2024, vol. 213, art. 107985. doi: 10.1016/j.jcsr.2023.107985
    4. Yang K., Li M., Zhao Z. Experimental study on preload loss of bolted joints under environmental effects [Экспериментальное исследование потери предварительного натяга в болтовых соединениях под воздействием среды]. Engineering Failure Analysis, 2023, vol. 149, art. 107237. doi: 10.1016/j.engfailanal.2023.107237
    5. Abdelrahman A. H. A., Abed F., Elsamadony A. Hysteretic behavior and nonlinear modeling of single-bolted angle connections for lattice towers [Гистерезисное поведение и нелинейное моделирование соединений уголков на одном болте для решетчатых башен]. Advances in Structural Engineering, 2020, vol. 23, no. 12, pp. 2605-2619. doi: 10.1177/1369433220935699
    6. Yu H., Chen Z., Qiu Z. Hysteretic model of single-bolted angle connections for lattice towers [Гистерезисная модель соединений уголков на одном болте для решетчатых башен]. Journal of Engineering Mechanics (ASCE), 2020, vol. 146, no. 6, art. 04020053. doi: 10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0001778
    7. Qu S., Zhang W., Chen H., Zhao Y. Staggered two-bolt connections in transmission towers: experimental and FE study [Ступенчатые двухболтовые соединения в опорах ЛЭП: эксперимент и численный анализ]. Buildings, 2025, vol. 15, no. 4, art. 629. doi: 10.3390/buildings15040629
    8. Knight G. M. S., Santhakumar A. R. Influence of joint details on the behavior of transmission towers [Влияние конструктивных решений узлов на работу опор ЛЭП]. Journal of Structural Engineering (ASCE), 1993, vol. 119, no. 3, pp. 698-712. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1993)119:3(698)
    9. An L., Wu J., Jiang W. Experimental and numerical study of axial stiffness of bolted joints in lattice tower legs [Экспериментальное и численное исследование осевой жесткости болтовых соединений в ногах решетчатых башен]. Engineering Structures, 2019, vol. 196, art. 109307. doi: 10.1016/j.engstruct.2019.109307
    10. Криксунов Э., Микитаренко М., Перельмутер А., Перельмутер М. Программа "Кристалл" для расчета стальных конструкций // CADmaster. 2001. № 3(08). С. 22-25.
    11. Маляренко А. А. Пакет программ SCAD Office. CADmaster. 2002. № 2(12). С. 64-70.
    12. Нюхина Н. С., Мазур Е. В., Ибрагимова А. А. Обзор программных комплексов для расчета и проектирования мостовых сооружений // Интернет-журнал "Транспортные сооружения". 2024. Т. 11. № 2. URL: https://t-s.today/PDF/06SATS224.pdf (дата обращения: 11.10.2025).
    13. Маркина Ю. Д. Автоматизация сбора статической составляющей ветровой нагрузки на решетчатую башню // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2025. Т. 22. № 9. C. 23-30. doi: 10.14489/vkit.2025.09.pp.023-030
    14. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 202569007. Инженерный расчет нагрузок от рабочих площадок антенно-мачтовых сооружений. Маркина Ю. Д. Правообладатель: ФГБОУ ВО "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет". Опубл. 05.11.2025.
    15. Wald F., Sokol Z., Sedlacek G. Component-based finite element design of steel joints: principles and verification [Компонентное конечно-элементное моделирование стальных соединений: принципы и верификация]. Civil Engineering Design, 2020, vol. 2, no. 3, pp. 92-104. doi: 10.1002/cend.202000015
    16. Ye J., Li P., Guo T. Robust FE model for simulation of bolted steel joints [Устойчивое КЭ-моделирование болтовых соединений стальных конструкций]. Engineering Structures, 2022, vol. 252, art. 113602. doi: 10.1016/j.engstruct.2021.113602
    17. Mascolo I., Afshan S., Gardner L. Design of stainless steel joints using CBFEM method [Расчет соединений из нержавеющей стали методом CBFEM]. Case Studies in Construction Materials, 2024, vol. 21, art. e02089. doi: 10.1016/j.cscm.2024.e02089
    18. Kasapoрlu B., Giorjao R. A., Nassiri A., Sezen H. Verification of IDEA StatiCa finite element analysis results for steel connections according to U.S. design codes [Верификация результатов IDEA StatiCa по американским нормам]. Final Report, The Ohio State University, 2021, 52 p.
    19. Modern Steel Construction. New products: IDEA StatiCa 24.0 - Batch design of steel joints [Новые продукты: IDEA StatiCa 24.0 - пакетная проверка стальных соединений]. Modern Steel Construction, 2024, vol. 64, no. 7, pp. 54-56.
  • Для цитирования: Маркина Ю. Д. Алгоритм нормативной проверки болтовых соединений элементов антенно-мачтовых сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2025. № 12. С. 52-57. doi: 10.33622/0869-7019.2025.12.52-57

НАЗАД