Пространственная устойчивость элементов конструкций из холодногнутых профилей

• Автор: Астахов, Иван Витальевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Краткие сведения о гнутых профилях

1.1.1 Применение гнутых профилей в несущих конструкциях

1.1.2 Обзор исследований свойств гнутых профилей

1.2 Основы расчета тонкостенных стержней на устойчивость

1.3 Краткий обзор исследований пространственной устойчивости

1.4 Краткий обзор исследований местной устойчивости

1.5 Цели и задачи работы

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАР1СТВЕННОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
2.1 Постановка задачи, гипотезы и допущения
2.2 Уравнения равновесия упругого тонкостенного стержня и метод
их решения. Алгоритм Стержень
2.3 Учет упругопластической работы материала
2.3.1 Методика расчета с использованием алгоритма Сечение
2.3.2 Учет остаточных напряжений и упрочнения стали
2.3.3 Увязка алгоритмов Стержень и Сечение
2.4 Учет потери местной устойчивости
2.5 Результаты исследования
2.6 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И УСТОЙЧИВОСТИ СТОЕК ИЗ ХОЛОДНОГНУТОГО ШВЕЛЛЕРА
3.1 Цель и задачи эксперимента
3.2 Объект испытаний, приборы, испытательная установка
3.3 Методика проведения эксперимента
3.4 Механические характеристики стали испытываемых стержней
3.5 Определение величины стеснения депланации торцов
3.6 Анализ экспериментальных и теорегических результатов
3.7 Выводы по главе
4 ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
4.1 Предварительные замечания
4.2 Пространственная устойчивость элементов из гнутых профилей
4.3 Влияние редуцирования сечения на устойчивость элементов
конструкций
4.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Достоверность результатов основывается на использовании хорошо апробированных теорий и методов расчета стержневых элементов металлических конструкций, а также на удовлетворительном согласовании теоретических и экспериментальных результатов. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на -й и -й Международных научно-технических конференциях молодых ученых, проходивших в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете (СПб. Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (СПб. Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Объем работы составляет 3 страницы машинописного текста, рисунков и таблиц. Список литературы состоит из 1 наименования, из них 5 - на русском языке. Одним из достоинств гнутых профилей является возможность получать сечения любой формы. Зарубежный опыт [] свидетельствует о широких возможностях создания высокоэффективных конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей. Сортамент гнутых профилей включает сотни типоразмеров. В расчетах широко используются резервы закритической работы тонкостенных элементов. Доля гнутых профилей, на примере США составляет % от всего количества металлоконструкций []. В нашей стране есть все возможности для применения конструкций такого типа. Полумеханизированный процесс, в котором используется металлогибочный станок или пресс со стандартным набором штампов и приспособлений. Производственные возможности этого способа ограничены низкой производительностью и ограничением по длине элемента. Полностью механизированный процесс протяжки полосы или ленты через последовательно установленные пары катков профилегибочного стана. Каждая пара катков последовательно придает материалу желаемую форму. Этот способ высокотехнологичен и нашел широкое применение. Наибольшее распространение получили гнутые профили толщиной до 8 мм. Производство гнутых профилей большей толщины возможно, но требует применения более сложного технологического оборудования. Гнутые профили разделяют на профили открытого и замкнутого сечений. В данной работе рассматриваются профили открытого сечения. Рассматриваются несущие конструкции, в которых применены гнутые профили, с целью выявления наиболее распространенных типов сечений и узлов сопряжений стержневых элементов. В году Г. Г. Голенко [] на базе ЦНИИСК имени Кучеренко экспериментально исследовал работу стропильных ферм пролетом м с применением гнутых профилей открытого сечения. Геометрическая схема и сечения элементов фермы представлены на рис. Рис. Элементы решетки присоединялись к нижнему поясу с помощью фасонок, к верхнему поясу - непосредственно к внутренним плоскостям стенок. Толщины элементов составляли 5. Вес фермы с применением гнутых профилей получился меньше веса аналогичной фермы из прокатных уголков на 8 %. Проведенные экспериментально-теоретические исследования установили надежность предложенной конструкции фермы и послужили основой для разработки и применения стропильных ферм из гнутых профилей пролетом м. В году в ЦНИИСК имени Кучеренко [] были разработаны фермы пролетом м из гнутых профилей открытого сечения для малоуклонных (рис. Рис. Элементы решетки крепились к поясам без фасонок. Разработанные фермы оказались легче типовых одноуголковых ферм на 7 %. Широкое применение гнутые профили открытого типа нашли в конструкциях металлических опор линий электропередач []. Исследования, проводимые в ЦНИИПСК имени Мельникова и ЦНИИСК имени Кучеренко [] показали, что гнутые стальные профили целесообразно применять в стержневых конструкциях (в фермах, опорах линий электропередач, башенных конструкциях, в связях), а также в фахверках промышленных зданий, каркасах легких зданий, сборноразборных конструкциях. Следует отметить исследования несущих конструкций из гнутых профилей, проводимые в . Красноярском ПромстройНИИпроекте [, , , , ] авторами В. И. Трофимовым, Б. Н. Решетниковым и другими. Разработаны конструкции покрытий с фермами пролетом м из С-образных профилей (рис.