Методика визначення ефективних параметрів трубобетонних балкових ферм з їздою зверху
| dc.contributor.author | Співак, Дмитро Сергійович | |
| dc.contributor.author | Ключник, Сергій Владиславович | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-02T12:33:03Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Д. Співак: ORCID 0000-0002-8155-7497; С. Ключник: ORCID 0000-0001-7771-8377 | |
| dc.description.abstract | UKR: Мета. У статті розглянуто методику пошуку ефективних розмірів головних розрізних балкових ферм із використанням трубобетону із трикутною решіткою та верхнім розташуванням проїзної частини. Основною метою роботи є розробка алгоритму, який дозволяє визначити оптимальні геометричні та конструкційні параметри таких ферм на основі комплексного врахування впливу матеріалів, навантажень і роботи елементів конструкції. Методика. Дослідження ґрунтується на чисельному моделюванні із застосуванням програмних комплексів Mathcad та ЛІРА–САПР. У його межах реалізовано метод рівномірного пошуку, що забезпечує генерацію всіх можливих комбінацій параметрів ферм, їх аналіз та фільтрацію відповідно до критеріїв ефективності. Основну увагу зосереджено на верхньому поясі ферм, виконаному з трубобетону, що дозволяє максимально реалізувати несну здатність трубобетонних елементів. Для розрахунків узято нормативні навантаження АК, НК, СК, а також проведено перевірку умов роботи трубобетонних елементів згідно з положеннями Єврокоду 4. Результати. Розроблений алгоритм дозволяє автоматично генерувати, перевіряти та фільтрувати варіанти з урахуванням меж несної здатності. Перевірка розрахункових результатів підтвердила їхню відповідність нормативним вимогам та ефективне використання матеріалів. Середній час розрахунку одного варіанту достатній для визначення ефективних трубобетонних перерізів, але не є граничним показником і свідчить про наявність потенціалу для подальшої оптимізації та прискорення алгоритму. Наукова новизна. Автори розробили методику пошуку оптимальних параметрів трубобетонних розрізних балкових ферм із трикутною решіткою та верхнім розташуванням проїзної частини. Уперше запропоновано деталізовану багаторівневу структуру розрахунку трубобетонних ферм за нормативними навантаженнями ДБН, при цьому розрахунок трубобетонних елементів здійснено відповідно до положень Єврокодів. Практична значимість. Розроблено адаптивний інструмент, призначений для оптимізації трубобетонних фермовних конструкцій у мостобудуванні. Запропонований підхід сприяє зменшенню матеріаломісткості та забезпечує раціональне використання трубобетону в елементах головних балкових ферм. | |
| dc.description.abstract | ENG: Purpose. This article presents a methodology for determining the effective dimensions of main beam trusses with triangular lattices and top-deck traffic arrangement using concrete-filled steel tubes. The aim of the study is to develop an algorithm that enables identification of optimal geometric and structural parameters of such trusses based on comprehensive consideration of material properties, loads, and structural element behavior. Methodology. The research is based on numerical modeling using Mathcad and LIRA–CAD software packages. Within its framework, a uniform search method is implemented, which ensures the generation of all possible combinations of truss parameters, their analysis, and filtering according to efficiency criteria. Special emphasis is placed on the upper chord of the trusses, made of concrete-filled steel tubes, which allows for maximum utilization of the load-bearing capacity of these elements. The calculations incorporate standard Ukrainian loads (AK, NK, CK), and verification of the operating conditions of concrete-filled steel tube elements is performed in accordance with Eurocode 4 provisions. Results. The developed algorithm facilitates automatic generation, verification, and filtering of variants considering load-bearing capacity limits. The validation of calculation results confirmed their compliance with regulatory requirements and effective material use. The average computation time per variant is sufficient for determining efficient concrete-filled steel tube cross-sections but is not a limiting factor and indicates potential for further optimization and acceleration of the algorithm. Originality. The authors propose a methodology for searching optimal parameters of segmented concrete-filled steel tube beam trusses with triangular lattices and top-deck traffic layout. For the first time, a detailed multi-level calculation structure of concrete-filled steel tube trusses under regulatory loads according to Ukrainian codes (DBN) is introduced, with element design carried out in accordance with Eurocodes. Practical value. The study develops an adaptive tool aimed at optimizing concrete-filled steel tube truss structures in bridge engineering. The proposed approach contributes to reducing material consumption and ensures rational use of concrete-filled steel tubes in the elements of main beam trusses. | en |
| dc.identifier.citation | Співак Д. С., Ключник С. В. Методика визначення ефективних параметрів трубобетонних балкових ферм з їздою зверху. Наука та прогрес транспорту. 2025. № 2. С. 176–190. DOI: 10.15802/stp2025/332766. | |
| dc.identifier.issn | 2307-3489 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2307-6666 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://stp.ust.edu.ua/ | |
| dc.identifier.uri | https://stp.ust.edu.ua/article/view/332766 | |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20894 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Український державний університет науки і технологій, Дніпро | |
| dc.subject | трубобетон | |
| dc.subject | сталезалізобетонна балкова ферма | |
| dc.subject | метод рівномірного пошуку | |
| dc.subject | ефективні параметри | |
| dc.subject | параметричний аналіз | |
| dc.subject | concrete-filled steel tube | |
| dc.subject | composite reinforced concrete beam truss | |
| dc.subject | uniform search method | |
| dc.subject | effective parameters | |
| dc.subject | parametric analysis | |
| dc.subject | КТІ ДІІТ | |
| dc.title | Методика визначення ефективних параметрів трубобетонних балкових ферм з їздою зверху | |
| dc.title.alternative | Methodology for Determining the Effective Parameters of Concrete-Filled Steel Tube Beam Trusses with Top-Deck Traffic | |
| dc.type | Article |