Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов

• Автор: Лапшин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 154 с. : ил. + Прил. (с.155-379 : ил. )

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОЮ1АЧЕИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ НЕРАЗРЕЗНЫХ БАЛОК

1.1 Теоретические и экспериментальные исследования неразрезных балок при изгибе без учета поперечной силы.
1.2 Теоретические и экспериментальные исследования стальных балок при одновременном учете изгибающего момента

и поперечной силы.

1.3 Упругопласгическая работа балок при учете

местных напряжений

1.4 Влияние конструктивных факторов на НДС неразрезных балок

2. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРУГОЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ОПОРНОЙ ЗОНЫ НЕРАЗРЕЙ ДВУХПРОЛЕТНОЙ БАЛКИ
2.1 Учет касательных напряжений при определении опорной реакции средней опоры неразрезной двухиролстной балки
2.2 Численный анализ влияния конструктивных особенностей средней опоры неразрезной балки на величины опорных реакций
2.3 Анализ давления пояса на ребра жесткости средней опоры.
2.4 Определение доли усилий, воспринимаемой ребром жесткости
3. ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СТАЛЬНЫХ НЕРАЗРЕЗНЫХ ДВУХПРОЛЕТНЫХ БАЛОК ПРИ СИММЕТРИЧНОМ ЗАГРУЖЕНИИ ЛОКАЛЬНЫМИ НАГРУЗКАМИ
3.1 Предельная нагрузка, соответствующая началу образования пластических деформаций в пролетах и над средней опорой стальных неразрезных балок.
3.2 Анализ численных и экспериментальных методов оценки глубины зоны пластических деформаций.
3.3 Предельное состояние стальных неразрезных двухпролетных балок при действии локальных нагрузок
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТАЛЬНЫХ НЕРАЗРЕЗНЫХ БАЛОК ДВУТАВЮВОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЛОКАЛЬНЫХ НАГРУЗОК
4.1 Основная цель, опытные образцы и методика проведения эксперимента
4.2 Механические характеристики и химический анализ
материала балок.
4.3 Анализ конца упругой работы стенки на средней опоре и в сечении под нагрузкой опытных балок БЛ1, БЛ2, БЛ4 БЛ6.
4.4 Анализ развития зон пластических деформаций в стенках экспериментальных балок при нагрузках, превышающих
конец упругой работы
4.5 Анализ предельных нагрузок, соответствующих потере экспериментальными балками несущей способности
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С учетом разработанной методики оценки несущей способности стержней открытого профиля в , рассмотрен вопрос о несущей способности неразрезных балок исходя из представлений о последовательном образовании ряда пластических шарниров в поперечных сечениях стержневой расчетной схемы с учетом влияния всех компонент местных напряжений о,, ау, т плоского
Потеря несущей способности здесь рассмотрена по трем схемам рис. Ц1фм1м2, длу о. Эти коэффициенты связаны между собой схемой загружения балки рис. Рис. Рис. Конструктивная схема загружения балки В были рассмотрены балки с опорными ребрами жесткости и при наличии нескольких нагрузочных сил, к которым отнесли и реакцию средней опоры. К Эй 0 с г,у, Е У. К 1,2, 3, или на опоре К 0. Уи , е5 1. При составлении выражений 1. При этом усилия М и 2 определялись по стержневой расчетной схеме. Исходя из этих представлений было получено решение рассмариваемой задачи в виде предельных значений сосредоточенных нагрузок Ртк и предельных значений изгибающих моментов М. К, при которых под одной из этих нагрузок возникает первый пластический шарнир Изменив далее стержневую расчетную схему, а именно, полагая в лгом поперечном сечении наличие пластического шарнира с предельной величиной изгибающею момента МПРК, устанавливались величины дополнительных нагрузок, вызывающих появление второго пластического шарнира Для двухпролетиой балки это и есть полное предельное состояние. Если сечение балки ПОСТОЯННО ПО всей длине, ТО предельный момент МГ чистого изгиба одинаков для всех поперечных сечений. Х . Л.
1. Мпгл мпр Ф и мпр. А,. Хрл2. Определяются относительные напряжения . Мс осг. Сечение К, для которого рЛ. Поэтому, изменив соответственно расчетную схему путем введения здесь шарнира с предельным моментом, производится дополнительный расчет до образования второго шарнира пластичности. Определенный вклад в разработку методов расчета стальных балок от действия локальных нагрузок при учете сложного напряженного состояния внесли теоретические и экспериментальные исследования Ширманова , , С. Г. Юдннкова , И В. Пестрякова , Л. М. Ковлягина . При расчете тонкостенных стальных балок ТСБ с подкрепленными стенками возникает вопрос о роли, работе и расчете ребер жесткости. В классических бачках с устойчивой стенкой ребра жесткости препятствуют только выпучиванию стенки из плоскости. В ТСБ ребра жесткости, выполняя те же функции, являются одновременно еще и элементами, которые от действия сдвига резко изменяют картину распределения напряжения в примыкающих к ребру жесткости зонах стенки и испытывают при этом значительные продольные усилия Их работа, как отмечают многие исследователи, сходна с работой стоек раскосных ферм. В наиболее полных исследованиях по работе ТСБ , со ссылкой на эксперимент указывается, что ребра жесткости почти не работают, но это справедливо только для балок с малыми приведенными гибкостями поясов, которые в основном и исследованы в . В обзоре отмечается, чго в большинстве исследований вопрос о необходимых размерах ребер жесткосги обходится молчанием высказывается мнение , что ребра жесткости воспринимают усилия, равные разнице между поперечной силой и ее критическим значением, не связывая величины этого усилия с гибкостью пояса, возможным вариагтом загружепня ребра жесткости силой Р, а также соотношением знака поперечных сил О в разделяемых ребром отсеках. Задачи об опенке влияния ребер жесткости на распределение давления в стенке балки были изучены также Б. М. Броуде , которым также были сделаны предположения о том, что в районе примыкания ребра жесткости к верхнему поясу стенка бачки полностью разгружается от локального смятия. Б.М. Броуде рассмотрел случай, когда сосредоточенная сила приложена к поясу двутавровой балки между ребрами жесткости и симметрично по отношению к ним. Если длина панели а при этом превышает величину Л. Х0 2. Х 8. V 2. X асо5Т
Здесь 1П момент инерции пояса относительно собственной оси. Таким обратом, Ь. М. Броуде рассмотрел один предельный случай, когда сила максимально удалена от ближайших к ней ребер жесткости. Б.Б Лампси и Н. В. Курочкина в , рассмотрели другой случай, когда сила приложена к поясу над ребром см. А
т
А
Рис. Схема приложения нагрузки на балку а конструктивная схема балки, б расчетная схема пояса.