Прочность и устойчивость конструкций из двутавра с волнистой стенкой

• Автор: Степаненко, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 234 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Краткая история развития теории и практики проектирования конструкции из двутавров с волнистой стенкойII

1.2. Краткий обзор работ по устойчивости гофрированных

и конструктивноортотропных пластинок

1.3. Краткий обзор работ по устойчивости

цилиндрических панелей.

1.4. Выводы по главе.

Глава 2. ПРЕДПОСЫЛКИ К РАСЧЕТУ. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ

И СЕК ГОРИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЧЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВУТАВРОВОГО СТЕРЖНЯ С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ
2.1. Геометрические характеристики
2.2. Сскториальные характеристики.
2.3. Выводы по главе
Глава 3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСИЛИЯ И НАПРЯЖЕНИЯ
В ЭЛЕМЕНТАХ СЕЧЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ
ИЗ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВУТАВРА
С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ.
3.1. Дополнительные усилия от изгибающего момента.
3.2. Дополнительные усилия от перерезывающего усилия . .
3.3. Дополнительные усилия от продольного осевого
3.4. Дополнигельные усилия от погонной поперечной нагрузки.
3.5. Усилия от сосредоточенного крутящего момента.
3.6. Напряжения в произвольном поперечном сечении
от дополнительных усилии.
3.7. Выводы по главе
Глава 4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСИЛИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ
АРКИ ИЗ ДВУТАВРА С ВОЛНИСТОЙ СТОПКОЙ
4.1. Влияние изменчивости размеров гофров на геометрические и сскториальные характеристики
поперечных сечений
4.2. Дополнительные усилия от изгибающее момента
4.3. Дополнительные усилия от перерезывающего усилия
4.4. Дополнительные усилия от продольной силы.
4.5. Дополнительные усилия от погонной поперечной нагрузки.
4.6. Упрощения при определении дополнительных
4.7. Выводы по главе
Глава 5. ОБЩАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО
ДВУТАВРОВОГО СТЕРЖНЯ С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ ПРИ СЖАТИИ И ИЗГИБЕ
5.1. Общее решение
5.2. Критическое состояние стержня при центральном
5.3. Критическое усилие изгиба стержня
5.4. Критическое усилие при внецентренном сжатии
стержня.
5.5. Выводы по главе
Глава 6. МЕСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДВУТАВРА С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ
6.1. Устойчивость стенки
6.1.1. Обеспечение общей устойчивости стенки.
6.1.2. Обеспечение местной устойчивости стенки.
6.1.3. О работе волнистой стенки на сжатие растяжение
6.2. Обеспечение местной устойчивости сжатого пояса
6.3. Выводы по главе
Глава 7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ
КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДВУТАВРА С ВОЛНИСТОЙ
СТЕНКОЙ.
7.1. Обеспечение прочности элементов сечения
7.2. Обеспечение жесткости стержня.
Глава 8. ЭКСПЕРИМН1ГГЛЛЬНАЯ ОЦЕ1 ПчА
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ В ИЗГИБАЕМОМ ДВУТАВРЕ С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ
8.1. Методика испытаний. Образцы фрагменты испытанных стержней.
8.2. Содержание и результаты испытаний.
8.3. Выводы по главе.
Глава 9. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДВУТАВРОВЫХ
СТЕРЖНЕЙ С ВОЛНИСТОЙ СТЕНКОЙ В КОНСРУКЦИЯХ.
9.1. Снижение расхода материала в стержне при его работе
на изгиб в плоскости стенки
9.2. Снижение расхода материала в стержне при его работе
на осевое сжатие и сжатие с изгибом в плоскости стенки
9.3. О других показателях эффективности применения двутавровых стержней с волнистой стенкой
9.4. Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература


МПа), а потери устойчивости не произошло, т. В своем автореферате [6] Г. А. Ажермачев утверждает о наличии в плоскости поясов поперечного усилия, создаваемого сдвигающим усилием, передаваемым стенкой по криволинейной линии ее примыкания к поясу, и изгибных усилий. Зависимости этих усилий от размеров гофров он не приводит. По методике Г. А. Ажермачсва и при личном его участии для Чимкентского цементного завода запроектированы подкрановые балки с волнистой стенкой пролетом 9 м иод краны тяжелою режима работы. Исследования I . A. Ажермачева подтверждают предложенную В. Н. Горновым методику расчета изгибаемых двутавровых стержней с тонкой волнистой стенкой и дополняют ее описанием критического состояния стенки. В году выходит работа Е. М. Концевого 2), в которой он рассматривает устойчивость стенок главных балок мостовых кранов, усиленных односторонним продольным гофром. Все гофры автор делит на длинные и короткие. Для первых гофров, по его утверждению, справедливы формулы сопротивления материалов, т. Второй тип гофров предлагается рассчитывать как оболочку. Как и ребра, гофры предлагается разделить на упругие и абсолютно жесткие. При упругих гофрах стенка выпучивается вместе с ними, при абсолютно жестких - на участке между гофрами. В работе приводится расчет устойчивости (с выводами) отдельного полукруглого гофра как упруго защемленного (в пластинке) стержня открытого профиля на продольные усилия и скручивание с использованием теории пространственной устойчивости В. З. Власова. Для проверки предложенного решения, а также изучения действительной работы гофра в составе стенки балки, Е. М. Концевой проводит экспериментальное исследование двух образцов, представляющих собой тонкостенные вертикальные панели, подкрепленные двумя горизонтальными гофрами и поясами из двух уголков. Длина панели 0 мм, толщина 1 мм, высота между поясными уголками 0 мм. Испытанием получена подробная картина поведения гофров стенки. Уменьшение отношения — уменьшает критическую силу, причем увеличение его за счет расширения гофров является нерациональным. Основными выводами работы Е. С года начали заниматься гофрированными балками (с волнистыми стенками из фанеры) JI. V Дмитриев и Ю. К. Осипов (, , ]. Из результатов их работ интерес представляет исследование критического состояния волнистой стенки, описанное с использованием решения С. Бергмана и X. Райснсра, в котором с целью некоторого упрощения цилиндрическая жесткость волнистой пластинки в направлении оси балки принята равной нулю (Dv = 0). Окончательное выражение для критического касательного напряжения Ю. Следует отмстить, что деревянные балки с волнистой стенкой из фанеры с успехом применяются в сельскохозяйственном строительстве Швейцарии и в ФРГ [], причем заводской выпуск их полностью автоматизирован. С года стальными балками с гофрированными стенками начал заниматься В. Ф. Кириленко. Первые его работы (. Числовым примером авторы устанавливают, что с увеличением относительной кривизны гофров критические напряжения гофрированной пластинки расту т. В работе [] В. Ф. Кириленко и Г. Л. Окрайнец делают попытку описать напряженное состояние балки с гофрированной стенкой при действии равномерно распределенной погонной нагрузки на верхний пояс. Балка рассматривается как система, составленная из трех элементов (двух поясов и гофрированной стенки). Для упрощения расчетов гофрированная стенка представляется ортотропной пластикой, а линия контакта поясов со стенкой условно совмещается с осью поясов. При этом стенка и пояса загружаются в их плоскостях погонными усилиями, приведенными на рис. Рис. Пояса принимаются относительно узкими, т. Дх)-(1х. Ьг^г ? Сг = _ад>. Е(ху) = ^Гп(у)^П1. Г„(у) используются приемы []. Приравнивание деформаций смежных точек стеикн и поясов, дает два уравнения с двумя неизвестными у'п и у , входящими в функции нагрузок (1. Следует отметить, что для численного примера, выполненного по предложенной в работе [] методике, максимальные напряжения в поясах совпачи с напряжениями, определяемыми простой формулой В. II. Горнова.