Действительная работа продольных конструкций стального каркаса одноэтажного производственного здания при температурных воздействиях

• Автор: Кузьмичев, Григорий Павлович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ДАННОЙ РАБОТЫ

1.1. Основные направления исследований напряженнодеформированного состояния конструкций одноэтажных производственных зданий при температурных воздействиях II
1.2. Исследования работы продольных конструкций каркаса при температурных воздействиях

1.3. Исследования работы узлов сопряжения продольных конструкций каркаса

1.4. Актуальность изучаемого вопроса. Задачи работы

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ

РАБОТЫ ПРОДОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯ КАРКАСА ПРИ ТОТЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

2.1. Цель и задачи исследования

2.2. Методика испытаний

2.2.1. Измерение температуры конструкций
2.2.2. Измерение абсолютных перемещений
2.2.3. Измерение деформаций и оценка напряжений .
2.2.4. Измерение перемещений в температурных швах .
2.2.5. Измерение перемещений в узлах
2.3. Результаты испытаний
2.3.1. Температурные поля конструкций
2.3.2. Перемещения конструкций
2.3.3. Напряженнодеформированное состояние колонн
2.3.4. Оценка податливости узлов
2.4. Выводы по главе
Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПРОДОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАРКАСА ПРИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Задачи исследования
3.2. Континуальная расчетная модель. Расчет на температурный перепад
3.3. Связь характеристик континуальной схемы и конструкции
3.4. Влияние податливости узлов сопряжения подкрановых балок с колоннами на соотношение жесткостей элементов продольных конструкций
3.5. Оценка диапазона изменения геометрических характеристик элементов продольной рамы
3.6. Оценка точности решений для континуальной
расчетной схемы
3.7. Анализ влияния геометрических и жесткостных параметров двухъярусной продольной рамы на термонапряженное и деформированное состояние
ее элементов
3.7.1. Сравнительный анализ работы одноярусных и двухярусных рам
3.7.2. Распределение температурных перемещений и усилий по длине двухъярусной многопролетной
3.7.3. Влияние отношения жесткостей ригеля на работу двухъярусной рамы
3.7.4. Влияние соотношений геометрических параметров верхней и нижней частей колонны на перемещение двухъярусной рамы
3.7.5. Влияние отношения приращений температур ригелей на перемещения и продольные силы
в двухъярусной раме
3.7.6. Влияние коэффициента отпорности колонн
на перемещения и усилия двухъярусной рамы .
3.8. Сравнение результатов экспериментальных исследований с результатами расчета по двух
и одноярусной схемам
3.9. Определение и анализ асимптотических значений перемещений и продольных сил в продольных конструкциях при температурных воздействиях
3.9.1. Одноярусная рама
3.9.2. Двухъярусной рама
3 Напряжения в элементах продольных конструкций .
.Изгибающие моменты в крайних колоннах температурного блока
.Напряжения в колоннах и ригелях
3 Выводы по главе
Глава 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ
КОЛОННАМИ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
ПРОДОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Одноярусная продольная рама с вертикальными связями, произвольно расположенными по длине температурного блока
4.1.1. Метод определения перемещений и усилий в раме .
4.1.2. Анализ температурныз перемещений одноярусной продольной рамы со связями
4.2. Двухъярусная продольная рама с нижними вертикальными связями в торце температурного блока
4.2.1. Метод определения перемещений и усилий в двухъярусной раме с нижними связями
4.2.2. Анализ температурных перемещений двухъярусной рамы с нижними связями
4.3. Двухъярусная продольная рама с верхними вертикальными связями в торце температурного
4.3.1. Метод определения перемещений и усилий в двухъярусной раме с верхними сеязями
4.3.2. Анализ температурных перемещений двухъярусной рамы с верхними связями .
4.4. Двухъярусная продольная рама с верхними и нижними вертикальными связями, расположенными
в торце температурного блока
4.4.1. Метод определения перемещений и усилий в двухъярусной раме с верхними и нижними
связями
4.4.2. Анализ температурных перемещений двухъярусной рамы с верхними и нижними связями .
4.5. Выводы по главе
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ
ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК С КОЛОННАМИ
5.1. Задачи исследования
5.2. Методика экспериментального исследования
5.3. Программа испытаний
5.3.1. Элементы примыкания балки к колонне
5.3.2. Элементы стыка балок
5.3.3. Примыкание балки к колонне
5.3.4. Стык балок
5.3.5. Узел в целом
5.4. Результаты испытаний и анализ работы
отдельных элементов узла
5.4.1. Элементы примыкания балок к колонне
5.4.2. Элементы стыка балок
5.5. Результаты испытаний и анализ работы
примыкания и стыка
5.5.1. Примыкание балки к колонне
5.5.2. Стык балок
5.6. Результаты испытания и анализ работы
узла в целом
5.7. 0 практическом использовании результатов
5.8. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Поэтому, рассчитывая продольные конструкции этих зданий по одноярусной расчетной модели, мы не только исключаем влияние верхнего ригеля на работу продольных конструкций, но и теряем возможность оценить собственное напряженнодеформированное состояние этого важного элемента. Рассматривая влияние нижних вертикальных связей на работу одноярусной рамы, А. С.Никольский дает приближенную оценку перемещения ригеля только в месте прикрепления связей рис. Поэтому его вывод о незначительном влиянии вертикальных связей на работу продольных конструкций представляется не вполне обоснованным. А.С. Никольским получены интересные фактические данные о температурных перемещениях подкрановых балок, колонн и связей и выявлены причины повреждения узлов и связей в зданиях с повышенными тепловыделениями. Однако, его предложения о необходимости проверки подкрановых балок и колонн с учетом температурных усилий требует более глубокого обоснования, так как вопросы взаимодействия температурных и силовых воздействий в упругопластической стадии работы стальных конструкций, особенно при циклическом режиме нагружения, изучены недостаточно. Этот вопрос затрагивается в работе В. А.Дворникова ,
а
Л Л . РД с. РДС
з ЕГссобг. Е . РисЗ. На основании модельного испытания шести образцов колонн и теоретического рассмотрения их упрощенной расчетной схемы, автор показывает, что несущая способность сжатого стержня не зависит от принудительного смещения одного из его концов до 1 высоты стержня. Практическое применение этого положения при проектировании Хабаровского завода металлических конструкций позволило увеличить ширину температурного отсека до 0 м вместо 0 м по нормам и при этом существенно снизить расход стали на колонны по сравнению с результатами проектирования по общепринятой методике. Однако следует отметить, что простота принятой схемы колонны может быть оправдана только при качественном анализе изучаемого вопроса, а выбранный материал модели колонны, условия нагружения и число испытаний накладывают серьезные ограничения на возможную область применения полученных результатов. Из приведенного обзора видно, что для оценки напряженнодеформированного состояния продольных конструкций стального каркаса при температурных воздействиях необходим более полный анализ работы этой системы как двухъярусной рамы при различных соотношениях температуры и соотношениях жесткостей верхнего и нижнего ригелей, при различных схемах размещения верхних и нижних вертикальных связей между колоннами. Кроме того, большая часть вышеперечисленных экспериментальных исследований проведена при кратковременных температурных воздействиях, связанных, в основном, с технологическими тепловыделениями. В то же время, возможное увеличение размеров блоков в первую очередь, видимо. Поэтому возникает необходимость в продолжительных экспериментальных исследованиях, которые могли бы дать фактическую картину напряженнодеформированного состояния всех элементов продольной двухярусной рамы при полном цикле годового изменения температуры окружающей среда. Как было установлено в 1 , поведение продольных конструкций каркаса при температурных воздействиях существенно зависит от податливости узлов. Д.Н. ПекусСахновский и А. И.Марченко испытали соединение металлической подкрановой балки с железобетонной колонной на анкерных болтах различных диаметров , м и м отверстия в балке под болты соответственно равны , и мм. Диаграммы работы соединения показаны на рис. Для болтов диаметром и мм диаграммы имеют вид ломаной линии, состоящей из двух участков. Первый участок с большими перемещениями до мм при малых значениях приложенной горизонтальной нагрузки этот участок обусловлен сдвигом за счет черноты в отверстиях i 0,5 . Второй участок почти параллелен оси нагрузки. Для болтов мм диаграмма работы соединения почти линейна. Вывода авторов работы I деформативность соединения зависит от диаметра и расчетной длины болтов 2 податливость болтов диаметром более мм можно не учитывать 3 для болтов диаметром мм с линейной диаграммой работы коэффициент податливости равен х1СГ3 сыкН. Заметим, что измеренные величины сдвига зависят от случайного первоначального положения болтов в отверстиях. Рис. Н .