Прочность стальных сжато-изогнутых перфорированных элементов в упруго-пластической стадии

• Автор: Рогатовских, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 206 с. : ил.

Содержание

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР РАЗВИТИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ФОРМ И МЕТОДОВ РАСЧТА СТЕРЖНЕЙ С ПЕРФОРИРОВАННОЙ СТЕЛ 1КОЙ

1.1. Конструирование и изготовление перфорированных стержней

1.2. История развития и область применения перфорированных стержней.

1.3. Экспериментальнотеоретические исследования.

1.3.1. Упругая стадия работы.

1.3.2. Упругопластическая стадия работы.

1.4. Оптимальное проектирование

1.5. Выводы по главе 1. Задачи исследования

2. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ СЖАТОИЗОГНУТОГО ПЕРФОРИРОВАННОГО СТЕРЖНЯ
2.1. Предпосылки расчта.
2.2. Методика расчта в упругопластической стадии
2.2.1. Предельные усилия при раздельном действии продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы
2.2.2. Предельные усилия в случае расположения граничной
линии на границе полки со стенкой.
2.2.3. Предельные усилия в случае расположения граничной
линии в полке.
2.2.4. Предельные усилия в случае расположения граничной
линии в стенке
2.2.5. Алгоритм определения предельного состояния перфорированного элемента
2.2.6. Предельные усилия при максимальной поперечной силе
и отсутствии продольной силы
2.2.7. Предельные усилия при максимальной поперечной силе
и отсутствии изгибающего момента
2.2.8. Инженерная методика расчта в упругопластической
стадии
2.3. Сравнительный анализ предельных усилий в упругой и упругопластической стадиях
2.4. Выводы по главе 2
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ СЖАТОИЗОГНУТЫХ ПЕРФОРИРОВАН ПЛХ ЭЛЕМЕНТОВ В УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОЙ СТАДИИ.
3.1 Цели и задачи экспериментального исследования
3.2 Методика экспериментальных исследований
3.2.1 Испытываемые конструкции
3.2.2 Установка для испытаний.
3.2.3 Организация и проведение испытаний
3.3 Обработка и анализ результатов испытаний
3.4 Выводы по главе 3.
4. АНАЛИЗ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЖАТОИЗОГНУТОГО ПЕРФОРИРОВАННОГО СТЕРЖНЯ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В УПРУГО ПЛАСТИЧЕСКОЙ СТАДИИ.
4.1. Предпосылки расчта
4.2. Расчет перфорированных стержней методом конечных элементов
4.3. Обработка и анализ результатов расчта МКЭ.
4.3.1. Распределение нормальных и касательных напряжений
в упругопластической стадии.
4.3.2. Предельное состояние внсцентрснносжатого перфорированного стержня без влияния поперечной силы
4.3.3. Предельное состояние сжатоизогнутого
перфорированного стержня. Влияние поперечной силы
4.4. Выводы по главе 4
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗА
СТЕНКИ СЖАТОИЗОГНУТЫХ ПЕРФОРИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
С УЧТОМ РАБОТЫ В УПРУГОПЛАСТШСКОЙ СТАДИИ
5.1. Особенности оптимизации перфорированных элементов
5.2. Целевая функция. Ограничения.
5.3. Алгоритм решения. Блоксхема.
5.4. Результаты оптимизации.
5.5. Выводы по главе 5
основные вывода
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Полученные таким образом перфорированные элементы не имели отклонений, превышающих допустимые по СНиП П-1. В г. Рекомендации по изготовлению развитых по высоте балочных профилей для строительных конструкций». Удачный опыт проектирования и возможность поточного изготовления перфорированных конструкций позволяют учёным заняться разработкой различных типов перфорированных элементов. В конце -х годов в нашей стране большее внимание уделялось проектированию изгибаемых конструкций. В ЦНИИПСК в г. Разработаны типовые конструкции -метровых перфорированных прогонов. Эти конструкции можно применять в покрытиях промышленных зданий с кровлей из стального профилированного настила. Сортамент прогонов по нагрузкам включает 6 типоразмеров с несущей способностью от 5,3 до ,5 кН/м которые предусмотрено изготовлять из горячекатаных двутавров типа Б по ГОС'Г 0-. Бисталь-ные прогоны были применены в покрытии корпуса № Сафоновского завода пластмасс в количестве т. Разработаны также конструкции бистальных стропильных балок пролетом м с несущей способностью - кН/м. Сравнение приведенных затрат составило - % по сравнению с ж/б балками и - % по сравнению с фермами из уголков. В г. США компанией: Wescol/Westok были разработаны и запатентованы перфорированные балки с круглыми отверстиями - cellular beams (см. Предложенная конфигурация отверстий исключает резкую перемену сечения и, как следствие, концентрацию напряжений. Компания SMI Steel Products, получив лицензию на использование патентных решений, широко внедряет такие балки на территории Северной и Южной Америки. Перфорированные двутавры успешно применяются в качестве подвесных путей. Отличительной особенностью конструктивных разработок, выполненных в ЦННИЛСК, является применение перфорированного элемента для балок подвесных кранов по ГОСТ 5-. Рисунок 1. Примеры применения балок с перфорированных стенкой: а) Выставочный павильон автомобилей, г. Пави. Италия; б) Пивоварня. Цех по производству бутылок, г. Винтерхур. Швейцария, в) Спаренные перфорированные балки г) Кран-балка, машиностроительный завод, г. Лебедянь. Россия; д) Многоэтажная автостоянка, г. Липецк. Россия. Начав с успехом конкурировать со сплошными изгибаемыми элементами (см. Дальнейшим развитием в области создания стальных перфорированных конструкций явилась трехшарнирная рама из развитых двутавров переменного сечения. Элементы рамы (рис. Высокая эффективность использования трехшарпирных рам подтверждена технико-экономическими показателями сельскохозяйственных зданий пролетом м. В других странах мира также большое внимание уделено исследованию конструкций из перфорированных элементов и поиску экономических строительных форм из металла для бескрановых зданий многоцелевого назначения в промышленности, в сельском хозяйстве и др. Например, в Венгерской Народной республике широкое применение получили однопролетные здания для сельского хозяйства "Агротерв" (см. Ригели каркасов многоэтажных зданий являются одной из конструктивных форм, где применение перфорированных двутавров целесообразно не только из-за экономии стали, но и по конструктивным соображениям: наличие отзерстий в стенке позволяет свободно размещать различные коммуникации в уровне перекрытий. В настоящее время изготовлением и поставкой перфорированных элементов занимаются многие крупные фирмы или их филиалы: ArcelorMittal (Люксембург), Feal (Италия); Фудзи Сеймецу (Япония); Appleby Fordingham Steel Company, Austins of Dewsbry ltd, Forster ltd, Sanders and Vickers, Waston (Англия); Krupp Fridrich, Peine, Willems Arbed (Германия); JPI Contracting, K. P.F. F., Regional Construction Resources SMI R&H Construction, R. F. Steams, Steel Products, The Hanover Company (США) и др. Рисунок 1. Примеры применения перфорированных конструкций в качестве: а) шедовых покрытий; б) ригелей рам каркасов многоэтажных зданий, в) Библиотека г. Мэдстон. Великобритания. Покрытие в форме декаэдра, с несущими перфорированными элементами, г) Концертный зал в г. Франкфурт на Майне. Ребристо-кольцевой купол. Верхний пояс, ребра, кольцевые прогоны из перфорированных элементов.