Напряженно-деформированное состояние балок замкнутого сечения с перфорированными стенками

• Автор: Юрченко, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. ВИДЫ, КОНСТРУКЦИИ И ФОРМЫ БАЛОК КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ

1.2. Балки с перфорированной стенкой.

1.2.1. Опыт применения балок с перфорированной стенкой

1.2.2. Напряженное состояние в перфорированной балке

1.2.3. Деформированное состояние в балках с перфорированной стенкой.

1.3. Теоретические и экспериментальные исследования кручения стержней

ОТКРЫТОГО, ЗАМКНУТОГО и ЧАСТИ ЗАМЫ 1УТОГО СЕЧЕНИЯ

1.4. Объект и задачи исследований

ГЛАВА 2. НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ БАЛОК ЗАМКНУТОГО СЕЧЕНИЯ С ПЕРФОРИРОВАННЫМИ СТЕПКАМИ.
ПРИ ИЗГИБЕ С КРУЧЕНИЕМ.
2.1. Напряженнодеформированное состояние при изгибе.
2.1.1. Постановка задачи исследования прогибов в балках с перфорированной стенкой от поперечного изгиба
2.1.2. Анализ алгоритмов определения прогибов стальных составных двутавровых балок с учетом деформаций сдвига при поперечном изгибе
2.1.3. Предлагаемый алгоритм определения прогибов в балке с перфорированной стенкой с учетом деформаций сдвига.
2.2 Напряженнодеформированное состояние при кручении
2.2.1. Определение касательных напряжений в стенке перфорированной балки замкнутого сечения.
2.2.2. Оптимальные параметры моделирования в МКЭ балок коробчатого сечения с перфорированными стенками при свободном кручении.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ БАЛОК КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ. СКОМПОНОВАННЫХ ИЗ ДВУХ ПЕРФОРИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ
3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований.
3.2. Основные размеры опытных балок.
3.3. Испытательные приборы и оборудование для доведения испытаний
3.3.1. Испытательный стенд С1 при испытании на кручение и кручение с изгибом.
3.3.2. Испытательный стенд С2 при испытании на изгиб
3.3.3. Приборы и оборудование
3.4. Проведение испытаний.
3.5. Результаты испытаний балок.
3.5.1. Испытание балки Б1 на кручение.
3.5.2. Результаты испытания балок Б1 Б5 на изгиб
3.5.3 Результаты испытания балки Б1 на изгиб с кручением.
3.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДА1 ЩИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В БАЛКАХ КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ С ПЕРФОРИРОВАННЫМИ СТЕНКАМИ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Несущая способность повышается и за счет жесткости коробчатой формы сечения, поскольку у такого строительного элемента значительно увеличивается общая устойчивость. Местная устойчивость листов стенки от придания им формы гиперболического параболоида возрастает, поэтому толщина листов стенки из нескольких гиперболических параболоидов может быть весьма существенно уменьшена. При очень тонких листах местную устойчивость стенки могут обеспечить гофры, ориентированные вдоль прямолинейной образующей, которая Соединяет пояса строительного элемента. Нсдоводеевым В. Я [] предложена балка с плоскими поясами, стенками-оболочками двоякой кривизны, укрепленными изнутри продольным ребром жесткости с осью, направленной под углом к поясам. Кромки криволинейных стенок, максимально удаленных от осей ребер, соединены между собой (рис. Точками, обведенными кружками, обозначены возможные места совмещения кромок. Их не обязательно совмещать во всех отмеченных точках, а лишь в некоторых из них, например только верхних или нижних, что позволяет регулировать форму кривизны стенок. За счет наклонного положения ребра и искривленной стенки, по мнению авторов, снижается металлоемкость и трудоемкость изготовления балки, при этом повышается несущая способность. На Питсбургском заводе в США выпускаются балки замкнутого сечения, стенки которых изогнуты по окружности (рис. Пояса балок выполняются из горизонтальных листов с отбортованными кромками, а стенки из’листов, вогнутых вдоль продольной оси по окружности и укрепленных ребрами и диафрагмами. Такая конструкция, по мнению авторов, даст возможность рационального использования внецен-тренно сжатой стенки. Рис. Проведенные испытания подобных конструкций [] с различным радиусом закруглений, выполненных из алюминиево-магниевого сплава, показали высокую несущую способность по сравнению с простой балкой коробчатого сечения. Для перекрытия больших пролетов может использоваться шпренгельная балка, изготовляемая из двух спаренных перфорированных двутавров, соединенных планками и усиливаемых одно]! Предложенная конструкция служит для перекрытия пролетов . Вынос затяжек в середине пролета составляет 1/8. Высота балки жесткости 1/. Внедрение такой конструкции позволяет снизить расход стали на -%, а также трудоемкость монтажа по сравнению с ^перфорированными балками. Применение таких балок может быть оправдано лишь при соответствующем экономическом обосновании, так как в большинстве случаев более выгодно применять фермы. Исследования напряженно-деформированного состояния при кручении замкнутых профилей проводили следующие ученые: Уманский А! Д., Образцов И. В.В. Бирюлсв В. В, Отрешко Л. И., Исабаев Ш. И., Лампси Б. Б. [3, ,-]. Одним из наиболее рациональных типов легких металлоконструкций в строительстве являются балки с перфорированными стенками, изготавливаемые на специализированной установке с высоким уровнем механизации заготовительных и сборочно-сварочных операций. Балка с перфорированной стенкой образуется путем разрезки стенки прокатного профиля по зиїзагообразной линии с последующей раздвижкой, смещением до соединения іребней впритык, а на длине отрезков стыка накладывается стыковой шов. В технической литературе такая балка получила несколько названий - двутавр с перфорированной стенкой, двутавр с развитым сечением, сквозной двутавр []. Профили с перфорированными стенками используются в производственных зданиях в качестве ригелей и прогонов покрытий балок перекрытий рабочих площадок, в крановых конструкциях легких режимов работы, в мостах малых пролетов, в качестве элементов каркаса градирен, в щедовых покрытиях, в колоннах и ригелях рамных конструкций []. Балки со сквозной стенкой из прокатных двутавров нашли широкое применение в странах Европы и в США как для несущих конструкций покрытий промышленных зданий пролетом - м. Экономический эффект при использовании таких конструкций взамен ферм достигается за счет снижения расходов металла и трудоемкости монтажа, улучшения условий транспортировки, снижения эксплуатационных расходов, высокого уровня механизации процесса изготовления.