Совершенствование методики расчета стальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки

• Автор: Чебровский, Артем Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 232 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ БАЛОК, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО

НАПРЯЖЕННЫХ БЕЗЗАТЯЖЕЧНЫМ СПОСОБОМ

1Л. Обзор исследований и классификаций предварительно

напряженных конструкций

1Л Л. Преимущества предварительно напряженных конструкций перед конструкциями без

предварительного напряжения

1 Л.2. Способы предварительного напряжения

стальных балок

1 Л.3. Недостатки предварительного напряжения с

помощью затяжек
1 Л.4. Достоинства предварительного напряжения
вытяжкой стенки
1.2. Состояние исследований приопорного участка
тонкостенных биметаллических балок
1.2.1. Исследование несущей способности сплошностенчатых биметаллических балок
1.2.2. Исследование приопорного участка тонкостенных предварительно напряженных и обычных балок
1.2.3. Исследование влияния на балку локальных и местных напряжений, вызванных сосредоточенными
и поперечными нагрузками
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ ПРИ ДЕЙСТВИИ КАСАТЕЛЬНЫХ И ЛОКАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

2.1. Напряженное состояние стальной балки на стадии
предварительного напряжения вытяжкой стенки
2.2. Соотношение параметров тавра и двутавра
2.3. Напряженное состояние стальной предварительно напряженной балки под действием внешней нагрузки
2.4. Оптимальные параметры сечения тавра и двутавра
2.5. Определение сдвиговых усилий на контакте «стенка-
пояс» на стадии предварительного напряжения балок вытяжкой стенки
2.6. Исследование касательных напряжений в стальной тонкостенной балке предварительно напряженной вытяжкой стенки
2.6.1. Определение касательных напряжений на стадии предварительно напряжения стальной балки вытяжкой стенки
2.6.2. Определение дополнительных деформаций продольных волокон балки на стадии предварительного напряжения вытяжкой стенки
2.6.3. Определение касательных напряжений в предварительно напряженной стальной балке от внешней нагрузки
2.7. Исследование влияния предварительных касательных напряжений на напряженно-деформированное состояние стальной тонкостенной балки в опорной зоне
2.7.1. Определение влияния предварительного напряжения на величину максимальной поперечной силы, действующей в опорной зоне стальной тонкостенной балки
2.7.2. Определение влияния предварительного напряжения на геометрические размеры поперечного сечения в опорной зоне стальных тонкостенных балок

2.8. Местная устойчивость элементов предварительно
напряженной стальной балки в приопорной зоне
2.8.1. Предпосылки обеспечения местной устойчивости стенки предварительно напряженной балки
2.8.2. Местная устойчивость приопорной зоны стенки предварительно напряженной стальной балки
2.8.3. Устойчивость сжатого пояса стальной балки, предварительно напряженной вытяжкой стенки
2.9. Исследование локальных напряжений в стальной
тонкостенной балке предварительно напряженной вытяжкой стенки
2.9.1. Определение локальных напряжений в средней зоне предварительно напряженной стальной балки при действии сосредоточенной силы
2.9.2. Определение локальных напряжений в приопорной зоне предварительно напряженной стальной балки при действии сосредоточенной силы реакции опоры
2.10. Конструирование стальных балок, предварительно
напряженных вытяжкой стенки
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ
ТОНКОСТЕННЫХ БАЛОК ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ВЫТЯЖКОЙ СТЕНКОЙ
3.1. Задачи исследования
3.2. Расчет необходимого для экспериментального
исследования количества образцов
3.3. Оборудование и образцы для экспериментального
исследования балок
3.4. Методика экспериментального исследования
3.5. Анализ результатов натурных испытаний
3.6. Методика проведения численного эксперимента
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ СТАЛЬНЫХ БАЛОК ПРИ ДЕЙСТВИИ КАСАТЕЛЬНЫХ И ЛОКАЛЬНЫХ
НАПРЯЖЕНИЙ
2.1 Напряженное состояние стальной балки на стадии предварительного напряжения вытяжкой стенки
Предварительное напряжение в стенке балки создается вытяжкой ее до напряжений, равных расчетному сопротивлению материала стенки. В напряженном состоянии к стенке присоединяется верхний «анкерный» пояс и усилия предварительного напряжения в стенке снимаются. В результате этой операции по поперечному сечению тавра, образованному стенкой и верхним поясом, получается эпюра предварительных нормальных напряжений, представленная на рисунке 2.1. Затем к тавру присоединяется нижний пояс.
Таким образом, на стадии изготовления ставится задача создать в конструкции, представляющей собой тавр, составленный из стенки и верхнего пояса, предварительные напряжения, позволяющие при работе ее на внешние воздействия обеспечить уровень сжимающих напряжений в стенке в пределах сопротивления материала Яу. Согласно теории проф. В. А. Кравчука [56] такой уровень достигается растяжением стенки с площадью поперечного сечения А усилием Ы0 =Лм,Лу (рисунок 2.1 а).
Растянутая стенка после присоединения к ней верхнего пояса с площадью поперечного сечения А{ и снятия усилий предварительного напряжения,
обжимает сечение тавра сжимающим напряжением а0 = ^° = , где площадь
А к0+
поперечного сечения тавра Ад - Аг + Ач. (рисунок 2.1 б).