Прочность стальных двутавровых балок с поясами из широкополочных тавров при воздействии локальных нагрузок

• Автор: Макарсков, Алексей Альбертович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 184 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1 Влияние сложного напряженного состояния на несущую способность стальных балок при воздействии локальных нагрузок.

1.2 Основные направления повышения надежности стальных балок

1.3 Особенности работы балочных конструкций при подвижной нагрузке

2. ПРОЧНОСТЬ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ ПРИ ЛОКАЛЬНОЙ НАГРУЗКЕ

2.1 Зарубежный опыт определения предельной нагрузки для стальных двутавровых балок при воздействии сосредоточенной нагрузки

2.2 Напряженное состояние подкрановых балок с поясами из тавров

и особенности компоновки их поперечного сечения.
2.3 Предельное состояние балок с поясами из тавров,
у которых устойчивость стенкивставки обеспечена
2.4 Предельное состояние балок с поясами из тавров, у которых возможна потеря устойчивости стенкивставки.
2.5 Предложения по расчету балок с отношением НЬ г
при воздействии локальных нагрузок
2.6 Предельное состояние балок с поясами из тавров при локальной нагрузке, приложенной с эксцентриситетом относительно плоскости стенки
2.7 Определение угла закручивания поясного тавра двутавровой
балки при изгибе с кручением
2.8 Учет влияния тормозной конструкшш подкрановой балки с поясами из тавров на предельную нагрузку при изгибе с кручением
3. УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕНКИВСТАВКИ ДВУТАВРОВОЙ БАЛКИ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ
3.1 Обоснование метода расчета на устойчивость стенкивставки.
3.2 Устойчивость пластинки при сложном напряженном состоянии
3.3 Последовательность расчета на устойчивость стенкивставки
балки с поясами из тавров.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТОГО ПОЯСНОГО ТАВРА СТАЛЬНОЙ БАЛКИ. КАК БАЛКИ НА ДЕФОРМИРУЕМОМ ОСНОВАНИИ
4.1 Модель деформируемого основания и решение дифференциального уравнения изгиба балки
4.2 Несущая способность сжатого поясного тавра стальной балки,
как балки на деформируемом основании.
4.3 Пример расчета поясного тавра как балки на деформируемом основании
4.4 Кручение балок на упругом основании
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТАЛЬНЫХ СОСТАВНЫХ ДВУТАВРОВЫХ БАЛОК ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛОКАЛЫ1ЫХ НАГРУЗОК
5.1 Цели и задачи, опытные образцы и методика проведения эксперимента.
5.2 Выбор метода исследований и аппаратуры.
5.2.1 Методы исследований НДС
5.2.2 Схема отражательного полярископа и аппаратура.
5.2.3 Определение области пластических деформаций.
5.3 Физикомеханические характеристики материала балок
5.4 Физикомеханические характеристики оптически акт ивного материала.
5.5 Результаты экспериментального исследования
5.6 Сравнение результатов эксперимента с данными теоретических исследований
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ЗОНЫ ПЛАСТИЧНОСТИ В СОСТАВНОЙ ДВУТАВРОВОЙ БАЛКЕ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
6.1 Теоретические основы конечных элементов и описание применяемого конечного элемента.
6.2 Определение значений физических характеристик стали.
6.3 Результаты расчета составных двутавровых балок
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В первую очередь изучение работы балок с более эффективными формами сечений. Одними из простых и хорошо себя зарекомендовавшими являются балки с поясами из широкополочных тавров и листовой стенкойвставкой. Значительным преимуществом таких балок, по сравнению с обычными трехлистовыми двутавровыми балками является отсутствие сварного шва в месте сопряжения стенки и полки. Сварной шов находится ближе к центральной оси, а поэтому уменьшается степень его разрушения изза сложного напряженного состояния в месте приложения локальной нагрузки. Вопросы определения напряжннодеформированного состояния в стенке с учтом местного кручения изучались в работах многих авторов 5, 8, , 1, 2, 8, 0, 2. Однако до настоящего времени не исследовался вопрос определения предельно допустимого вертикального усилия на двутавровую балку, вызывающего е кручение. Возможность аналитического определения несущей способности предельной нагрузки, подразумевающей учет пластической стадии работы для балок такого типа сечения с учетом кручения, позволит обеспечить определенную экономию стати, и как минимум даст представления о качественном характере работы конструкции на предельных стадиях. Цель работы провести теоретические и экспериментальные исследования работы стальных балок составного сечения с поясами из тирокополочных тавров и стенкивставки за пределами упругой стадии работы при воздействии локальной нагрузки, приложенной центрально и с эксцентриситетом и предложить практический метод их расчета. ЬЬ при воздейст вии локальной нагрузки. НИР и 9 ИР от 1 октября г. Ф Применение математического моделирования и интеллектуальных систем для исследования процессов стабилизации конструкций, работающих в упругой и упругопластической стадиях. Результаты исследований докладывались на всероссийской конференции Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции г. Чебоксары, г. Строительные конструкции секция Металлические конструкции, г. Москва, г. Н. Новгород, г. Архитектура оболочек и прочностной расчет тонкостенных строительных и машиностроительных конструкций сложной формы г. Москва, РУДН, г. VIII всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике г. Пермь, ПГТУ, г. СамГАСА Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Практика г. ЬЛ. По теме диссертации опубликовано печатных работ. Основные положения опубликованы в журнале Известия вузов. Строительство, а также в сборниках докладов международной и российских конференций. Как в строительстве, так и в других отраслях техники одними из наиболее широко применяемых несущих конструкций являются металлические изгибаемые элементы. Как правило, они представляют собой тонкостенные призматические стержни, состоящие из системы плоских полос, соединенных между собой сваркой или образующиеся в процессе прокатки. Наиболее распространенным типом поперечного сечения в общем ряде изгибаемых элементов является двутавровое ссчснис. В первую очередь благодаря своей простоте и оптимальности распределения металла по сечению с точки зрения характера его работы на изгиб. Расчет напряжений и деформаций в тонкостенных стержнях в настоящее время базируется на теории В. З.Власова стержни открытого профиля и А. Н.Уманского 7 стержни закрытого профиля. Теоретическими и экспериментальными исследованиями 6, , , , , , 0, 1, 1, 5, 8 установлено, что распределение напряжений и деформаций, а следовательно и предельное значение несущей нагрузки для тонкостенного стержня открытого профиля при поперечном изгибе зависит не только от величины изгибающего момента, но так же и от положения плоскости действия внешней силы, характера приложения и поверхности ее распределения. Закон плоских сечений гипотеза Вернули, лежащий в основе элементарной теории изгиба балок соблюдается только в одном из частных случаев воздействия внешней поперечной нагрузки, а именно в случае, когда эта нагрузка проходит через так называемый центр изгиба. Как известно , 8, для балочного стержня открытого профиля поперечные сечения не остаются плоскими.