Сұйықты  магниттеу  құрылғысында  ядролық  магниттік  резонансты  пайдалана  отырын,  басқару

● Техникалыќ єылымдар

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

155

Түйін  сөздер:  Сұйықты  магниттеу,  ядролық  магниттік  резонанс,  автоматтандырылған  басқару  жүйесі, 

динамикалық жиілікті-имнульстік модулятор, вольтерлік модель, 2-ретті апериодтық буыннын фильтрі. 

Aitchanov B.H., AIdibekova A.N. 

A dynamic pulse-frequency modulator in the control systems with the use of nuclear magnetic resonance 

devices magnetization liquids 

Summary.  The  paper  deals  with  the  modeling  of  automated  process  control  system  magnetization  dynamic 

frequency-modulated filter which is implemented as a delay element of order 2 (DCH1M with FAZ). 

Obtained  from  equation  DCH1M  PHASE  2-order  management  regime  parameters.  Structural  model  DCH1M 

with PHASE 2-order processes which are identical processes in real modulator. 

Key words:  Magnetization  liquids,  nuclear  magnetic resonance,automatic control  system, dynamic pulse-

frequency modulator. Volterra model, dynamic pulse-frequency modulator, filter as a delay element of order 2. 

УДК 699.841.(075.8) 

Ж.Б. Байнатов, А.П. Турганбаев  

(Казахский национальный технический университет имени К.И Сатпаева.  

Алматы, Республика Казахстан, 

rpzs@list.ru

)

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕСТНИЧНЫХ МАРШЕЙ И МЕТОДЫ 

ИХ УСИЛЕНИЯ И РАСЧЕТА 

Аннотация. Описывается общее строени

е лестницы и ее характерная повреждения и принятые способы 

усиления.  Основны

ми  элементами  усиления  являются  пространственная  рама,  стойки  который  проходят  по 

четырем  внутренним  углом  лестницы  и  соединяются  между  собой  раскосами  проходящие  под  косоуров.  Для 

расчета  пространственная  рама  расчленен

а на плоские фермы, выполнены расчеты на устойчивость с учетам 

поперечных сил и определены критические силы. 

Ключевые слова: сейсмика, лестница, усиления, устойчивость, прочность. 

Изменение  карты  сейсмического  районирование  территории  Казахстана,  в  том  числе  и 

г.Алматы,  привело  к  необходимости  переоценк

и  сейсмообеспеченности  жилых  и  общественных 

зданий  и  других  сооружений

,  расположенных  в  сейсмически  активных  регионах,  а  также  в 

примыкающих  к  ним  территориях.  При  этом,  если  в  сейсмических  районах  функционирующие 

объекты,  как  правило,  имеют  те  или  иные  элементы  антисейсмического  усиления  основных 

конструкций,  то  в  ранее  несейсмических  здан

ях  сейсмостойкими  при  нынешней  экономической 

ситуации  в  республике  вообще  не  может  быть  постановлен,  поэтому  необходимо  решать  задачу 

усиления  зданий  доведением  сейсмообеспеченности  до  уровней,  регламентируемых  действующим 

СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах». 

Усилени

е здания способом снятия штукатурки, установления с двух сторон стены арматурной 

сетки  и  соединения  их  через  отверстия  шпильками  с  последующим  торкретированиям  бетонам  не 

дает  желаемого  результаты.  Во-первых,  куда  жильцов  эвакуировать,  кто  делает  после  усиления 

ремонт  в  квартирах;  во-вторых,  здания  становятся  еще  тяжелее,  т.е.  становится  уязвимым  к 

сейсмическим воздействием; в-третьих, это просто не экономично, долго и дорого. 

Выход всегда есть, не сам дома усиливать, а его основную часть, 

куда надо при землетрясении 

сразу стремит

ься.  

По  нашему  мнению

, это лестничные клетки зданий. Лестницы предназначены для сообщения 

между  помещениями,  расположенными  на  разных  уровнях  (этажах),  а  также  для  осуществления 

аварийной эвакуации из зданий людей и имущества и облегчения работы пожарных команд. 

Лестницы  размещают,  как  правило,  в  специально  выделенных  помещениях,  называемых 

лестничными клетками. 

Основные  требования,  предъявляемые  к  лестницам:  удобство  ходьбы  по  ним,  достаточная 

пропускная способность, пожарная безопасность, экономичность. 

Удобства  ходьбы  по  лестницам  достигают  применением  соответствующих  уклонов  маршей, 

формой ступеней, правильным назначением их числа в маршах, освещением лестниц естественным 

светом, размерами и формой ограждений. 

● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

156 

Для пропуска пожарных рукавов между маршами должны предусматриваться зазоры шириной 

не менее 100 мм. 

Ширину площадок лестничных клеток проектируют равной ширине марша (до ограждения) и 

не менее 1200 мм. 

При проектировании зданий повышенной этажности особенно важно обеспечить безопасность 

эвакуации жителей. 

В жилых домах высотой 10 этажей и более в целях создания безопасности условий эвакуации 

предусматривают  незадымляемые  лестничные  клетки.  Незадымляемость  обеспечивают  переходы 

через открытое пространство или подпор воздуха и самозакрывающиеся двери. Безопасность лестниц 

обеспечивают приданием им соответствующей прочности, жесткости и огнестойкости. Предпочтение 

должно быть отдано конструкциям из железобетона, как наиболее отвечающим этим требованиям.  

Удельный вес стоимости лестниц в общей стоимости здания невелик – 1,3-1,4% и масса тоже 

небольшая  –  в  пределах  1,6-2,5%.  Стоимость  лестниц  различного  конструктивного  решения 

колеблется  в  пределах  20%,  следовательно,  замена  более  дорогих  лестницами  меньшей  стоимости 

может  дать  общую  экономию  не  более  (1,3-1,4)0,20=0,25-0,30%  от  стоимости  здания.  Поэтому  в 

выборе  типа  лестниц  более  важным  фактором  является  показатель  трудоемкости.  Трудоемкость 

устройства  лестниц  на  стройке  из  целых  маршей  меньше,  чем  из  штучных  железобетонных  или 

стальных конструктивных элементов, в 3-4 раза. 

 

Рис.1. Разновидности лестничных маршей 

а – типы лестниц; б – изменение стоимости 1 м

2

 рабочей  

площади в зависимости от этажности; 1 – двухмаршевая лестница; 2 - двухмаршевая с уширенным 

центральным маршем; 3 – трехмаршевая; 4 – четырехмаршевая. 

Следует отметить, что в практике расчета и конструирования стоек за шарнирные соединения 

могут  быть  приняты  просто  нежесткие  соединения,  например,  концы  стоек  междуэтажных 

перекрытий  и  др.,  иногда  занимающие  промежуточное  положение  между  шарниром  и  жесткой 

заделкой, решая задачу, таким образом, с некоторым запасом прочности. 

Сила,  срезывающая  планки,  может  быть  найдена  рассматривая  изгиб  сечения  стойки  под 

действием поперечных сил (рис 2): 

2

2

l

Q

Tb





   или   

,

b

l

Q

Tb





         

    (1) 

где 

Q

– поперечная сила, 

l

 – расстояние между осями планок, 

b

 – расстояние между центрами тяжести ветвей стойки. 

а) 

1) 

б) 

2) 

3) 

4)

● Техникалыќ єылымдар

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

157

Рис.2 

Формулу  эту  можно  получить  также  путем  преобразования  известной  формулы  для 

определения скалывающих напряжений при изгибе 

I

QS





 и 

.

I

l

QS

l

T











 

Обозначая площадь сечения одной ветви через 



, будем иметь 

2

b

S





 и 

 

2

2

2 b

I





 без учета

собственного момента инерции; подставляя S и I, получим вышеприведенную формулу: 

.

2

2

4

2

b

l

Q

b

l

b

Q

T















 

При расположении планок с двух сторон на одну из них действует срезывающее усилие 

.

2

2

1

b

l

Q

T

T







          

     (2) 

По  высоте  ветви  стойки  должны  быть  соединены  маршами  через  каждые  2,5-3  м,  что 

обеспечивает неизменяемость ее поперечного сечения. 

Рассмотрим  устойчивость  плоской  рамы.  Перейдем  теперь  к  случаю,  когда  пояса  составного 

стержня соединены между собой лишь рядом поперечных планок (рис.3). Такого рода конструкция 

нашла  за  последнее  время  широкое  распространение  в  сжатых  мостовых  элементах.  Положим,  что 

при  сжатии  составной  стержень  может  выпучиться  в  плоскости  ху.  Обозначим  через 

0

J

  момент 

инерции всего сечения относительно оси z-ов, через 

1

J

 момент инерции поперечного сечения одного 

пояса,  через 

2

J

  момент  инерции  соединительной  планки.  Мы  опять  можем  воспользоваться 

формулой (3). 

GF

k

EJ

l

P

кр





2

2

1



      (3) 

Для этого установим связь между углом перекрашивания 

3



 и поперечной силой  Q .        

Выделим из стержня (рис.3) сечениями 

mn

 и 

1

1

n

m

 элемент длиной 



.

Перекрашивание его под действием поперечной силы  Q  представлено на рис.3. Легко видеть, 

что 

    

.

)

(

2

2

1

3

a











 (4) 

Предполагая, что точки перегиба поясов совпадают с сечениями 

mn

 и 

1

1

n

m

, получим 

● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

158 

,

6

2

2

2

1

EJ

Qab

a











        

,

8

2

1

3

2

EJ

Qa









      

   (5) 

следовательно, 

.

24

12

1

2

2

3

















J

a

J

ab

E

Q



       

   (6) 

Вставляя величину 















1

2

2

24

12

1

J

a

J

ab

E

 вместо 

GF

k

 в формулу (3), получим 

      

.

24

12

1

1

2

2

2

0

2

EJ

a

EJ

ab

EJ

l

P

III

кр









 (7) 

Рис.3 

Результаты, получаемые по этой формуле, будут вполне удовлетворительны, пока 

2

/

кр

P

 мало 

по  сравнению  с 

2

2

1

a

EJ



,  т.  е.  пока  сжимающее  усилие,  приходящееся  на  каждый  пояс,  мало  по 

сравнению  с  критической  нагрузкой,  вычисленной  для  элемента  пояса  между  двумя  поперечными 

планками.  В  противном  случае  определяемые  по  формуле  (7)  значения 

кр

P

  будут  несколько 

преувеличенными  и  действительная  устойчивость  стержня  будет  менее  расчетной.  Изменяя 

расстояние 

b

  между  поясами  и  жесткость  планок,  мы  можем,  оставляя  постоянной  величину 

1

J

, 

беспредельно  увеличивать 

0

J

  и 

2

J

.  В  таком  случае  два  первых  члена  в  знаменателе  формулы  (7) 

будут  стремиться  к  нулю,  и  мы  в  пределе  получим 

2

1

24

a

EJ

P

кр



,  т.  е.  значение  критической 

нагрузки  получится  большим,  чем  для  одной  рамы  с  бесконечно  жесткими  распорками.  Для  рамы 

критическая нагрузка будет 

.

2

2

2

1

a

EJ



   

Такой  результат  можно  объяснить  тем,  что  при  исследовании  перекашивания  элемента, 

представленного  на  рис.3,  мы  не  приняли  во  внимание  влияние  продолной  сжимающей  силы  на 

величину  прогиба.  Влиянием  этим  можно  пренебречь  лишь  в  том  случае,  когда 

2

/

кр

P

  мало  по 

сравнению с  

2

2

1

2

a

EJ



, как это обыкновенно и бывает на практике. 

Если принять во внимание продольную силу, то прогиб 

2



 (см. рис. 3) будет 

● Техникалыќ єылымдар

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

159

,

1

1

8

2

2

1

3

2









EJ

a

Q

    

где   

,

:

2

2

2

1

2

a

EJ

P

кр







 

и формула для определения критической нагрузки напишется так:  

.

1

1

24

12

1

2

1

2

2

2

0

2













EJ

a

EJ

ab

EJ

l

P

IV

кр

        

    

(8) 

При  расчетах  по  формуле  (8)  следует  поступать  так.  В  качестве  первого  приближения 

определить 

кр

P

  из  (7)  и  на  основании  полученного  результата  вычислить 

2



.  Вставляя 

2



  в  (8), 

найдем  второе  приближение  для 

кр

P

,  на  основании  которого  можно  более  точно  определить 

2



  и 

повторить  вычисление 

кр

P

.  Конечно,  эти  вычисления  приходится  проделывать  лишь  в  том  случае, 

если 

2



 не мало. На практике почти всегда можно ограничиться формулой (7).        

ЛИТЕРАТУРА 

1. Байнатов  Ж.Б.,  Садыров  Р.К.  Устройство  для  усиления  лестничной  клетки  многоэтажного  здания.

А.С.N9536 Бюл.изобрет.№10. 2000. 

2. Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек изд. «Наука» М.1971 – 808с.

3. Безухов П.И., Лужин О.В., Колкунов Н.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах.

–М: ВШ. 1987 – 264 с.

4. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. –М: Наука, 1967 – 984 с.

5. Дарков А.В. Шапошников Н.Н. Строительная механика. –М: ВШ., 1986 – 607 с.

REFERENCES 

1. Baynatov Zh.B., Sadyrov R.K. Device to enhance the stairwell of a multistory building. C.N9536

Byul.izobret. № 10. 2000.  

2. Timoshenko S.P. Stability of rods, plates and shells ed. "Nauka" M.1971 – 808 p.

3. Bezuhov P.I., Luzhin O.V., Kolkunov N.V. Stability and structural dynamics in the examples and problems.

M: VSH. 1987 - 264 p. 

4. Volmir A.S. Stability of deformable systems. M: Science, 1967 - 984 p.

5. Darkov A.V. Shaposhnikov N.N. Structural Mechanics. M: VSH., 1986 - 607 p.

Байнатов Ж.Б., Турганбаев А.П. 

Саты қадамының конструктивтік ерекшеліктері жəне оларды күшейту мен есесптеу əдістері 

Түйіндеме.

  Берілген  мақалада  сатының  жалпы  құрылымы  мен  оның  зақым  келтіру  қасиеттері  жəне 

келтірілген  күшейту  əдістері  көрсетліген.  Негізгі  күшейту  элементтері  кеңістіктегі  рама  болып  табылады. 

Келтіліген бағана, сатының ішкі төрт бұрышы арқылы өтіп, косоурдың астынан өтетін раскостары арқылы бір-

бірімен байланады. Кеңстіктегі раманы есептеу үшін, жазық ферма есебі келтірілген жəне де көлденең күшімен 

есептелген орнықтылық есебі мен критикалық күш анықталған. 

Кілт сөздер: 

сейсмика, саты, күшейту, орнықтылық, беріктілік. 

Байнатов Ж.Б., Турганбаев А.П.  

Конструктивные особенности лестничных маршей и методы их усиления и расчета 

Резюме.

  В  статье  описывается  общее  строени

е  лестницы  и  ее  характерные  повреждения  и  принятые 

способы  усиления.  Основны

ми  элементами  усиления  является  пространственная  рама,  стойки  который 

проходят по четырем внутренним углом лестницы и соединяются между собой раскосами

, проходящими под 

косоуров.  Для  расчета  пространственная  рама  расчленен

а  на  плоски  фермы  и  выполнены  расчеты  на 

устойчивость с учет

ом поперечных сил и определены критические силы. 

Ключевые слова

: сейсмика, лестница, усилени

е, устойчивость, прочность.  

Baynatov Zh.B. Turganbayev A.P. 

Design features stairways and methods of calculating and the gain 

Summary. 

The  paper  describes  the  overall  structure  of  the  ladder  and  its  characteristic  damage  and  accepted 

ways  to  strengthen.  Key  elements  of  the  gain  is  the  space  frame  rack  that  held  four  inner  corner  of  the  stairs  and 

interconnected  struts  passing  under  the  stringers.  To  calculate  the  spatial  frame  broken  up  into  flat  farm  and  made 

calculations on the stability under consideration of shear forces and determined the critical force. 

Key words: 

seismic, stairs, gain, stability, strength. 

● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

160 

УДК 624.042.8 

Э.В. Бубнович, К.Б. Калдыгазов 

(Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева,  

Алматы, Республика Казахстан, kuka_begalyuly@mail.ru.) 

К ВОПРОСУ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕЛИНЕЙНЫХ ВЗАИМОСВЯЗННЫХ 

КОЛЕБАНИЙ ГИБКОЙ НИТИ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ 

Аннотация: 

Рассматриваются нелинейные взаимосвязнные колебания гибкой пологой нити. В качестве 

динамической нагрузки принято случайное стационарное воздействие. Условия устойчивости колебаний нити в 

среднем получены на основнии критерия Рауса-Гурвица. 

Ключевые  слова:

  гибкая  пологая  нить,  нелинейные  колебания,  импульс,  амплитуда,  фаза, 

математическое  ожидание, дисперсия  

Теоретические  исследования  резонансных  колебаний  гибкой  пологой  нити  при  случайных 

динамических воздействиях типа сейсмических выполнены на кафедре «Строительство» в институте 

«Архитектура  и  строительство».  Необходимость  такого  исследования  вызвана  тем,  что  в  нити, 

находящейся  в  условиях  параметрического  резонанса,  при  наличии  случайного  возмущения 

происходит  потеря динамической устойчивости. Возникает вопрос, существуют ли такие параметры 

системы  и  возмущающей  силы,  при  которых  колебания  нити  будут  устойчивыми.  Задачи  о 

вынужденных  колебаниях  некоторых  параметрических  систем  рассматривались  в  работах  ряда 

авторов. [1, 2, 3]. 

Целью  работы  является  определение  условия  динамической  устойчивости  колебаний  нити  в 

среднем, то есть условия, при котором средние значения координат при неограниченном возрастании 

времени остаются ограниченным. 

Предполагается,  что  нить  одновременно  может  совершать  поперечные  колебания  в  своей 

плоскости и маятниковые колебания относительно хорды, соединяющей точки закрепления ( рис.1). 

Дифференциальные уравнения колебаний имеют вид: [4]. 

,       

        (1) 

. 

Здесь 

  и 

    обобщенные  координаты; 

  и 

-  парциальные  частоты  линейных 

поперечных и маятниковые колебаний нити, удовлетворяющие условию: 

, где     –  

Рис.1.

 Расчетная схема маятниковых колебаний нити 

целое  число; 

  -  коэффициент  затухания; 

– коэффициенты,  зависящие  от

параметров нити;    – естественный малый параметр;  

– случайное  стационарное воздействие с

нулевым средним значением и с заданной корреляционной функцией. 

В  системе,  описываемой  уравнениями  (1)  ,  при  отсутствии  внешнего  воздействия  возникают 

так  называемые  внутренние  резонансные  колебания,  сопровождающиеся  заметным  энергообменом 

между обобщенными координатами [5]. 

В случае внешнего источника возмущений 

, действующего в горизонтальном направлении, 

в такой системе могут возникнуть не только маятниковые, но и поперечные колебания. 

жүктеу/скачать 15,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: