Совершенствование конструктивных решений, методов моделирования и расчета гофрированных элементов

• Автор: Рыбкин, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

1.1 Особенности работы двутавровых конструкций с гофрированной стенкой.

1.2 Развитие методов расчета конструкций с гофрированной стенкой

1.3 Мировой опыт использования конструкций двутавровою поперечного сечения с гофрированной сгенкой в строительной индустрии

1.4 Цель и задачи исследования

1.5 Выводы по главе.

Глава 2. УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ДВУТАВРОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ГОФРИРОВАННОЙ СТЕНКОЙ

2.1 Предпосылки к расчету.

2.2 Общая устойчивость стенки.

2.2.1 Определение значения критических нормальных
напряжений
2.2.иределение значения критических касательных напряжений
2.3 Местная устойчивость стенки
2.3.1 Определение значения местных критических нормальных напряжений
2.3.2 Определение значения местных критических касательных напряжений
2.3.3 Местная устойчивость стенки за пределами упругости
2.3.4 Закритическая деформация гладкостенных, подкрепленных отсеков комбинированных конструкций
2.3.5 Закритическая деформация гладкостенных, подкрепленных отсеков при сдвиге.
2.4 Устойчивость сжатого пояса.
2.4.1 Определение значения критических нормальных напряжений.
2.4.2 Определение значения критических касательных напряжений.
2.5 Выводы по главе
Глава 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОФРИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СХОЖЕЙ ГЕОМЕТРИИ
3.1 Основные положения.
3.2 Стенки арочных конструкций
3.3 Стенки балочных конструкций и колонн
3.4 Купольные, складчатые, шатровые и иные поверхности покрытий и других элементов.
3.5 Выводы по главе.
Глава 4. КОНСТРУКЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ГОФРИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Основные положения
4.2 Сравнительный анализ НДС изгибаемых двутавровых балочных конструкций с гофрированной стенкой
4.3 Исследование НДС и устойчивости двутавровых балок с трапецеидально гофрированной стенкой
4.4 О критериях оценки точности МКЭ.
4.5 Выводы по главе.
Глава 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
5.1 Критериальный подход к области применения гофрированных элементов в строительстве.
5.2 Рекомендации но оптимальному проектированию гофрированных элементов
5.3 О технологичности гофрированных элементов.
5.4 Изготовление гофрированных элементов
5.5 Выводы по главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Основоположником теоретических и экспериментальных исследований конструкций с гофрированными стенками в нашей стране является В. Н. Горнов. В году им испытаны двутавровые балки с вертикально-гофрированной стенкой и нагруженные двумя сосредоточенными симметричными силами. По результатам исследований В. В приведенных формулах Му - изгибающий момент, - поперечная сила, И*. Интенсивные научно-исследовательские работы по изучению гофрированных элементов и конструкций, содержащих такие элементы, применительно к строительной индустрии начались в шестидесятых годах прошлого столетия. Существенный вклад в понимание работы гофрированных элементов и формирование методологического подхода к их расчету заложили исследования Г. А. Аржемачева [5,6,7], проводимые в Казахском отделении ЦНИИПСК. В - гг. Испытуемые балки загружались двумя сосредоточенными силами. Для оценки напряженно-деформированного состояния Г. А. Аржемачев использовал метод хрупких лаковых покрытий и электрические тензометры. Результаты испытаний подтвердили, что гофрированная стенка обладает существенно большей жесткостью по сравнению с гладкостенной на изгиб и кручение, меньшей на -% дсформативностью, а также более высоким (приблизительно в два раза) уровнем касательных напряжений при сохранении устойчивости. Г.А. Е - модуль упругости материала стенки. Используя принципы теории анизотропных пластин, Г. Теоретические выкладки автор подтверждает результатами новых натурных испытаний. М.К. Глозман, Ш. З. Локшин, а также А. Л. Васильев, решая задачу изгибаемых гофрированных переборок, используют теорию упругости и разделяют балку на два пояса и стенку - ортотропную пластинку [,]. Авторы проводят испытания стальной двутавровой балки с трапецеидально-гофрированной стенкой и балки из оргстекла, нагруженных двумя сосредоточенными силами. Авторы утверждают, что результаты теоретических и экспериментальных исследований удовлетворительно совпадают (рис. В вышедшей в году работе Е. М. Концевого [] исследуется устойчивость подкрановых балок с продольно-гофрированной односторонним гофром стенкой. Рсг = 0. Рис. Теоретические и экспериментальные значения нормальных напряжений в сжатом поясе изгибаемой двутавровой балки с гофрированной стенкой. Длинные гофры, по мнению автора, можно рассчигывать, идеализируя их простым стержнем, по формулам сопротивления материалов; короткие следует рассчитывать как оболочку. Автор предлагает рассматривать гофры как упругие и абсолютно жесткие и использует теорию устойчивости В. З. Власова. Проводя экспериментальные исследования и сопоставляя их результаты с теоретическими, Е. М. Концевой формулирует характерные особенности работы продольно гофрированной стенки, рассмотренные в предыдущем параграфе. С по годы выходят работы В. Ф. Кириленко и Г. Л. Окрайнеца [], в которых делается вывод, что наиболее рациональным, с экономической точки зрения, является пологий гофр, т. Установлено, что на возрастание критических напряжений гофрированной пластинки влияет увеличение относительной кривизны гофров. Для описания напряженного состояния балки с гофрированной стенкой авторы рассматривают стенку как ортотропную пластинку, причем, линия контакта поясов и стенки спрямляется. В.Ф. Скорректированные таким образом полученные ранее теоретические выкладки удовлетворительно подтверждались проведенным экспериментом. Специфика проводимых в конце шестидесятых - начале семидесятых годов Я. И. Ольковым и А. Н. Степаненко исследований заключается в рассмотрении балок с волнистой стенкой с различным наклоном гофров к оси балки [,,,,]. Авторы демонстрируют два приема описания напряженного состояния исследуемых конструкций. МВП =-? Si - отношение длины дуги полуволны линии контакта стенки с поясом к длине ее полуволны. Второй прием основан на самостоятельном рассмотрении элементов балки, где стенка рассматривалась как ортотропная пластинка. В результате этого, авторами получены выражения нормальных и касательных напряжений в произвольном поперечном сечении пластинки с наклонными гофрами. Результаты по первому и второму приему совпадают.