<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">44163</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2021-9-2-46-50</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.23.17 Строительная механика</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.23.17 CONSTRUCTION MECHANICS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.23.17 Строительная механика</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">IMPROVEMENT OF STRUCTURES OF TOWER STRUCTURES AND THEIR NUMERICAL MODELING BY EXAMPLE OF WIND-DRIVEN PLANT TOWER</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ БАШЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ И ИХ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ПРИМЕРЕ БАШНИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сабитов</surname>
       <given-names>Линар Салихзанович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Sabitov</surname>
       <given-names>Linar Salikhzanovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>sabitov-kgasu@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>докторант технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctoral candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Маилян</surname>
       <given-names>Левон Рафаэлович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mailyan</surname>
       <given-names>Levon Rafaelovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>mailyan@sroufo.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБОУ ВО МГСУ</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">ФГБОУ ВО МГСУ</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Донской государственный технический университет</institution>
     <country>RU</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Don state technical University</institution>
     <country>RU</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>9</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>46</fpage>
   <lpage>50</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://riorpub.com/en/nauka/article/44163/view">https://riorpub.com/en/nauka/article/44163/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В данной статье рассматриваются новые эффективные конструкции башенных сооружений (опоры линий электропередачи (ЛЭП), опора ветроэлектрических установок (ВЭУ) и т.д.), на которые получены патенты РФ на изобретения. Приводятся методы их расчеты в программном комплексе ANSYS c целью определения напряженно-деформированного состояния (НДС) и определения их действительной работы. Применение новых технических решений при строительстве башен ВЭУ позволит сократить материалоемкость на 15%.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>In this article new effective designs of tower constructions (support of power lines (power line), a support of vetroelektrichesky installations (VEU), etc.) on which patents of the Russian Federation for inventions are taken out are considered. Methods of their calculations are given in the ANSYS software complex in order to determine the stress-strain state (VAT) and determine their actual operation. The use of new technical solutions in the construction of HEU towers will reduce material consumption by 15%.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>башня ВЭУ</kwd>
    <kwd>сооружение башенного типа</kwd>
    <kwd>опора линии электропередачи</kwd>
    <kwd>метод конечных элементов</kwd>
    <kwd>компьютерное моделирование</kwd>
    <kwd>теория прочности по Мизесу</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>HEU tower</kwd>
    <kwd>tower-type structure</kwd>
    <kwd>power line support</kwd>
    <kwd>finite element method</kwd>
    <kwd>computer modeling</kwd>
    <kwd>Mises strength theory</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>При строительстве конструкций башенных сооружений используются в основном три типа технических решений: а) решетчатые, б) сплошнотнечатые, б) комбинированные [2]. Для каждого типа решений есть область оптимального применения по критерию минимума массы. В данной статье рассмотрим конструкцию башни сплошностенчатую с новыми техническими решениями представленные на рисунке 1 [2,3]. Рисунок 1 – Конструкция башни ветроэлектрической установки а) общий вид ВЭУ Acciona AW-82-1500 класса IEC IIIB; б) новая конструкция телескопического стыка (патент РФ № 2743116); новая конструкция базы (патент РФ № 2743980) Объектом исследования является реальная башня ВЭУ Acciona AW-82-1500 класса IEC IIIB применённая при строительстве Адыгейской ветроэлектрической станции (ВЭС). Общий вид ветроэлектрической установки представлен на рисунке 1, а. Характеристики рассматриваемой ВЭУ представлены в таблице 1.  Таблица 1 – Характеристики ветроэлектрической установки Acciona AW-82-1500 класса IEC IIIB Адыгейской ветроэлектрической станции №, п/пНаименованиеЗначение1Установленная мощность, МВт1.52Ометаемая площадь, м253453Количество лопастей, шт.34Диаметр ветроколеса, м825Длина одной лопасти, м396Масса одной лопасти, кг57807Масса ротора, кг323408Масса гондолы, кг525009Высота башни до оси ступицы, м8010Радиус ступицы, м3.3 Башня – трёх-секционная тонкостенная стержень-оболочка; толщина стенки нижней секции –t_1=30 мм, средней – t_1=25 мм и верхней – t_1=15 мм, башня имеет диаметр сечения по внешнему периметру внизу – D_1=4.3 м, наверху – D_2=2.6 м. Материал конструкции – сталь С355. Для учета физической нелинейности использована модель билинейного кинематического упрочнения (Bilinear Kinematic Hardening), представленной на рисунке 2. Поверхность текучести описывается критерием Вон-Мизеса и представляет из себя цилиндр, ось которого совпадает с осью гидростатического сжатия в осях главных напряжений (рисунок 3).Расчетная модель представлена трехсекционным стержневым конечным элементом КЭ-410 переменной жесткости. Ветроколесо, ротор и гондола замоделированы в виде сосредоточенной массы в верхней точке башни. Узел сопряжения башни и фундамента – жесткий. Расчет выполнен как на основное сочетание нагрузок, так и на особое. Согласно отчету о микросейсмическом районировании, сейсмичность площадки строительства – 8 баллов по шкале MSK-64. Сейсмическое воздействие уровня «Максимальное расчетное землетрясение» представлено однокомпонентной акселерограммы (рисунок 4).  Рисунок 2 – Билинейная диаграмма деформирования стали Рисунок 3– Поверхность текучести по критерию Вон-Мизеса в осях главных напряжений Рисунок 4 – Однокомпонентная акселерограмма сейсмического воздействия Пространственный характер сейсмического воздействия в расчете не учитывался ввиду использования симметричного сечения. Опорный узел и телескопический узел стыка за моделированы при помощи пластинчатых конечных элементов КЭ-42, 44. Фундаментные болты замоделированы одноузловым конечными элементами упругой связи КЭ-56, а болты телескопического стыка с использованием универсального стержневого конечного элемента КЭ-10. Передача внутренних усилий с стержневых конечных элементов на модели узлов осуществляется за счет абсолютно твердых тел. Общие виды узлов представлены на рисунках 5, 6. Рисунок 5 –Расчетная модель ветроэлектрической установки а) общий вид модели; б) общий вид телескопического стыка. Общие результаты расчета для опорного узла приведены на рисунке 7. Дополнительно на рисунке 8 представлены графики внутренних усилий в фундаментных болтах в период сейсмического воздействия. Рисунок 6– База башни ВЭУ а) деформированный вид опорного узла; б) мозаика продольных усилий в КЭ-56, моделирующих фундаментные болты Рисунок 7– Графики внутренних усилий в фундаментных болтах в период сейсмического воздействия. Для иллюстрации полученных результатов на рисунках 8-11 приведены распределения интенсивности напряжений по Мизесу для варианта расчета от особого сочетания. Интенсивность напряжений по Мизесу вычисляется по формуле:  Рисунок 8 - Изополя эквивалентных напряжений Вон Мизеса по верхней грани пластинчатых конечных элементов опорного узла Рисунок 9 - Изополя эквивалентных напряжений Вон Мизеса по нижней грани пластинчатых конечных элементов опорного узла Рисунок 10 - Изополя эквивалентных напряжений Вон Мизеса по верхней грани пластинчатых конечных элементов телескопического узла стыка Рисунок 11 - Изополя эквивалентных напряжений Вон Мизеса по нижней грани пластинчатых конечных элементов телескопического узла стыка  Выводы:Предложены новые эффективные конструкции башенных сооружений, новизна которой подтверждается патентами РФ.Анализ расчетов конструкций применительно к башне ВЭУ Acciona AW-82-1500 класса IEC IIIB показал, что применения новых технических решений позволяет уменьшить материалоемкость на 15%.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов И.Л., Сабитов Л.С., Исаев А.В. КОНСТРУКЦИИ С СОЕДИНЕНИЯМИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ РАЗНОГО ДИАМЕТРА монография М-во образования и науки Российской Федерации, Казанский гос. архитектурно-строительный ун-т. Казань, 2012.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kuznecov I.L., Sabitov L.S., Isaev A.V. KONSTRUKCII S SOEDINENIYaMI STAL'NYH TRUB RAZNOGO DIAMETRA monografiya M-vo obrazovaniya i nauki Rossiyskoy Federacii, Kazanskiy gos. arhitekturno-stroitel'nyy un-t. Kazan', 2012.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л., Пеньковцев С.А. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ТИПА ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ОПОР Приволжский научный журнал. 2014. № 4 (32). С. 90-94.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabitov L.S., Kuznecov I.L., Pen'kovcev S.A. VYBOR RACIONAL'NOGO TIPA POPEREChNOGO SEChENIYa OPOR Privolzhskiy nauchnyy zhurnal. 2014. № 4 (32). S. 90-94.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л., Зиганшин А.Д., Киямов И.К., Ахтямова Л.Ш., Кабирова Г.И., Маилян А.Л., Языев С.Б. Опора из секций многогранного сечения Патент на изобретение RU 2743116, заявка №2020128337 от 24.08.2020</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabitov L.S., Kuznecov I.L., Ziganshin A.D., Kiyamov I.K., Ahtyamova L.Sh., Kabirova G.I., Mailyan A.L., Yazyev S.B. Opora iz sekciy mnogogrannogo secheniya Patent na izobretenie RU 2743116, zayavka №2020128337 ot 24.08.2020</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л., Зиганшин А.Д., Киямов И.К., Ахтямова Л.Ш., Кабирова Г.И., Хайретдинов С.Р., Языев Б.М. Опора из многогранных секций Патент на изобретение RU 2743980, заявка №2020128338 от 24.08.2020</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabitov L.S., Kuznecov I.L., Ziganshin A.D., Kiyamov I.K., Ahtyamova L.Sh., Kabirova G.I., Hayretdinov S.R., Yazyev B.M. Opora iz mnogogrannyh sekciy Patent na izobretenie RU 2743980, zayavka №2020128338 ot 24.08.2020</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л., Богданович А.У. Напряженно-деформированное состояние слабоконичного стержня переменного сечения Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 7 (90). С. 71-77.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabitov L.S., Kuznecov I.L., Bogdanovich A.U. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie slabokonichnogo sterzhnya peremennogo secheniya Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2014. № 7 (90). S. 71-77.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов И.Л., Исаев А.В., Сабитов Л.С. УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ Патент на изобретение RU 2288399 C8, 27.11.2006. Заявка № 2005111480/06 от 07.04.2005.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kuznecov I.L., Isaev A.V., Sabitov L.S. UZEL SOEDINENIYa TRUB Patent na izobretenie RU 2288399 C8, 27.11.2006. Zayavka № 2005111480/06 ot 07.04.2005.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л., Гатиятов И.З. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УЗЛОВ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ РАЗНОГО ДИАМЕТРА В ОПОРАХ КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА Вестник гражданских инженеров. 2014. № 6 (47). С. 90-95.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sabitov L.S., Kuznecov I.L., Gatiyatov I.Z. EKSPERIMENTAL'NYE ISSLEDOVANIYa UZLOV SOEDINENIYa TRUB RAZNOGO DIAMETRA V OPORAH KONTAKTNYH SETEY ELEKTROTRANSPORTA Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2014. № 6 (47). S. 90-95.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Маилян Л.Р., Зубрицкий М.А., Ушаков О.Ю., Сабитов Л.С. РАСЧЕТ ВЫСОТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ УРОВНЯ «КОНТРОЛЬНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ» НЕЛИНЕЙНЫМ СТАТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ НА ПРИМЕРЕ АДЫГЕЙСКОЙ ВЭС Строительные материалы и изделия. 2020. Т. 3. № 1. С. 14-20.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mailyan L.R., Zubrickiy M.A., Ushakov O.Yu., Sabitov L.S. RASChET VYSOTNYH SOORUZhENIY PRI SEYSMIChESKOM VOZDEYSTVII UROVNYa «KONTROL'NOE ZEMLETRYaSENIE» NELINEYNYM STATIChESKIM METODOM NA PRIMERE ADYGEYSKOY VES Stroitel'nye materialy i izdeliya. 2020. T. 3. № 1. S. 14-20.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Стрелков Ю.М., Радайкин О.В., Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л. Сравнительный анализ статической работы различных типов стальных опор линий электропередач на основе компьютерного моделирования системы &quot;опора - фундамент - грунт основания&quot; Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 1 (282). С. 71-79.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Strelkov Yu.M., Radaykin O.V., Sabitov L.S., Kuznecov I.L. Sravnitel'nyy analiz staticheskoy raboty razlichnyh tipov stal'nyh opor liniy elektroperedach na osnove komp'yuternogo modelirovaniya sistemy &quot;opora - fundament - grunt osnovaniya&quot; Stroitel'naya mehanika i raschet sooruzheniy. 2019. № 1 (282). S. 71-79.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гатиятов И.З., Сабитов Л.С., Кузнецов И.Л. Анализ результатов, полученных при механических испытаниях фрагментов опор электрического транспорта. В сборнике: Эффективные строительные конструкции: теория и практика сборник статей XIV Международной научно-технической конференции. Под редакцией Н.Н. Ласькова. 2014. С. 42-45.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gatiyatov I.Z., Sabitov L.S., Kuznecov I.L. Analiz rezul'tatov, poluchennyh pri mehanicheskih ispytaniyah fragmentov opor elektricheskogo transporta. V sbornike: Effektivnye stroitel'nye konstrukcii: teoriya i praktika sbornik statey XIV Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii. Pod redakciey N.N. Las'kova. 2014. S. 42-45.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
