|
Читайте также: |
Проблемой эволюции конструкций, проблемой технического прогресса и общей проблемой народного хозяйства остается повышение эффективного использования металла в конструкциях, выражаемого в снижении их массы и стоимости изготовления и монтажа при сохранении необходимой несущей способности и заданных эксплуатационных качеств.
Одним из путей снижения материалоемкости строительных металлических конструкций является применение в них тонколистовой стали с обеспечением местной устойчивости элементов сечения путем придания им пространственной формы. Современное развитие технологии производства позволяет изготовлять такие конструкции.
Традиционным и наиболее распространенным типом сечения стержневых строительных металлических конструкций в настоящее время остается прокатный или сварной двутавр, стенка которого из-за необходимости обеспечения ее местной устойчивости выполняется относительно толстой, что делает сечение нерациональным, особенно при большой расчетной длине и использовании сталей повышенной и высокой прочности.
Двутавровый стержень становится существенно легче, если толщину его стенки назначить по условиям прочности, а для обеспечения местной устойчивости придать ей пространственную форму, например, поперечным гофрированием. Пояса такого двутавра тоже могут быть меньшей толщины, чем в традиционных двутаврах, и с большей шириной. Их местная устойчивость также повышается прикреплением к ним пространственной стенки. Кроме того двутавр даже с тонкой, но гофрированной стенкой, обладает повышенной жесткостью на чистое и из-гибное кручение, что сказывается на повышении общей устойчивости стержня как в эксплуатации, так и при его транспортировке и монтаже.
Эффективность использования гофрированных стержней в качестве балок на малых образцах экспериментально впервые установил в прошедшем столетии В. Н. Горнов [31]. Первое серьезное исследование балочных гофрированных стержней (гофрированных балок) провел Г.А. Ажермачев [3.6]. С 60-х годов прошлого столетия эксперимен6 тальные и теоретические исследования гофрированных балок ведутся в Ленинградском кораблестроительном [28], Харьковском инженерно-строительном [24, 39, 40], Хабаровском и Уральском политехнических [64.68, 97.119], Ленинградском инженерно-строительном [17, 18, 95, 96, 124] институтах, в Казахском отделении ЦНИИПСК [51.53, 70.74] и других организациях. В восьмидесятые годы ушедшего века Казахским отделением ЦНИИПСК разрабатываются проекты производственных зданий, в качестве ригелей покрытий которых использованы гофрированные балки [70, 73]. В это же время в Липецком отделе ЦНИ-ИЛМК разрабатывается проект сельскохозяйственного здания арочного типа со стальными гофрированными арками, а в ЦНИИПСК проводятся исследования сварных балок с односторонними разреженными закрытыми гофрами в стенке [56.58]. В 90-х годах проведено первое исследование по сварным колоннам с тонкими поперечно гофрированными стенками [63].
Все проведенные экспериментальные и теоретические исследования свидетельствуют о большой эффективности применения гофрированных балок, арок и колонн с непрерывными поперечными гофрами в стенке. Установлено, что по сравнению с традиционными плоскостен-чатыми балками гофрированные балки обладают значительно большей изгибно-крутильной жесткостью всего сечения и повышенной устойчивостью стенки, а также при почти полном исключении стенки из работы на изгиб оказываются, как правило, легче.
В большинстве выполненных теоретических исследований для описания напряженного состояния сечения гофрированная балка расчленяется на три элемента (два пояса и стенку), причем гофрированная стенка, как правило, заменяется плоской ортотропной пластиной. Удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными теоретические напряжения в поперечном сечении балки определяются через сдвигающее усилие, действующее по линиям контакта стенки с поясами, при равенстве деформаций смежных точек стенки и поясов. При этом пояса считаются узкими и равномерно нагруженными по сечению, что не соответствует действительности.
Более точно описание напряженного состояния поясов гофрированной балки приведено в [106], где неравномерность нормальных напряжений в них объясняется поперечным изгибом поясов в своих плос7 костях, вызванного периодическим изменением направления передаваемого гофрированной стенкой сдвигающего усилия.
Достаточно подробно в проведенных теоретических исследованиях описано критическое состояние стенки гофрированной балки с непрерывным волнистым [3, 5, 39, 52, 102] и остроугольным складчатым [15, 70] профилем гофров.
Наиболее совершенная на сегодня методика расчета гофрированных стержней, нагруженных поперечной нагрузкой, полученная в основном по результатам экспериментальных исследований различных авторов и использованная в проектах Казахского отделения ЦНИИПСК и Липецком отделе ЦНИИЛМК, приведена в [15]. В ней упрощенно представлено описание напряженного состояния стержня, при котором считается, что в сечении действуют изгибающий момент, воспринимаемый только поясами, и перерезывающее усилие, воспринимаемое только стенкой, причем смещением стенки в сечениях пренебрегается как при определении их геометрических характеристик, так и при определении усилий в сечениях.
В проведенных на сегодня исследованиях по гофрированным стержням нет работ по описанию напряженного состояния всех элементов поперечных сечений с учетом отклонений отдельных участков стенки от продольной оси стержня, неполно исследовано критическое состояние сжатых поясов [15, 106] гофрированных стержней (в том числе работающих на поперечный изгиб), отсутствуют исследования по общей их устойчивости и какие-либо работы по изучению напряженного состояния криволинейных гофрированных стержней.
В настоящей работе приводится подробное теоретическое исследование напряженного и критического состояния изгибаемых и сжатых прямолинейных двутавровых стержней с тонкой волнистой стенкой и описывается напряженное состояние такого же стержня, изогнутого по дуге окружности в плоскости стенки. Непрерывное гофрирование стенки выполняется в поперечном направлении наклонным волнистым, параболическим или близким к ним профилем открытых гофров [22], который с целью упрощения расчетов удобно представлять синусоидальным профилем. Непрерывное поперечное гофрирование (или профилирование) полосы также позволяет выполнить ее криволинейной в своей плоскости в процессе профилирования с заранее заданным радиусом 8 кривизны, что значительно упрощает изготовление криволинейных стержней с волнистой стенкой.
Представление двутавра с волнистой стенкой тонкостенным стержнем с переменной по его длине геометрией поперечного сечения и использование теории проф. В. 3. Власова позволило получить для произвольного поперечного сечения стержня геометрические и секториаль-ные характеристики и дополнительные изгибно-крутящие усилия (момент чистого кручения, изгибно-крутящие момент и бимомент), вызываемые периодическим смещением стенки с его оси и действием в стержне основных (балочных, рамных или арочных) усилий.
Уточнение напряженного состояния стержня с волнистой стенкой достигается учетом действия в нем напряжений от дополнительных усилий, пренебрегать некоторыми из которых небезопасно. Для криволинейного стержня дополнительно учитывается влияние на его напряженное состояние изменчивости размеров гофров по высоте стенки. 9
Заключение диссертации доктор технических наук Степаненко, Анатолий Николаевич
9.4. Выводы по главе
Замена плоских и усиленных ребрами жесткости стенок сварных двутавровых стержней, выполненных из стали С245, на волнистые (с поперечным расположением гофров) не смотря на исключение их из работы сечения на нормальные напряжения приводит к снижению расхода металла:
- в изгибаемых стержнях с относительной характеристикой жесткости п0 >400 на 16.68 % при поперечной нагрузке до 20 кН/м и пролетах от 6 до 18 м. При этом % экономии металла растет с увеличением пролета стержня, величины п0 и расчетного сопротивления материала стержня;
- в центрально сжатых стержнях с приведенной длинной 6. 15м, усилием до 800 кН и гибкостью 100 и менее - от 11 до 64 %. Причем величина экономии металла растет с уменьшением продольного усилия, уменьшением гибкости и увеличением расчетного сопротивления материала и приведенной длины стержня;
- во внецентренно сжатых стержнях с приведенной длиной в плоскости изгиба 6. 15 м, гибкостью 60. 120 и относительным эксцентриситетом приложения продольной силы 10 и менее - от 8 до 20 %. При этом более эффективными оказываются стержни с меньшей гибкостью, большей приведенной длиной и расчетным сопротивлением материала и меньшим относительным эксцентриситетом приложения продольной силы.
Заметное снижение массы двутавров с волнистой стенкой делает их несколько менее трудоемкими в изготовлении и монтаже и не дороже сварных плоскостенчатых двутавров.
Повышение местной устойчивости элементов и всего стержня в це лом путем придания его стенке пространственной формы должны уве личить долговечность и повысить эксплуатационную надежность двутавровых стержней с волнистой стенкой.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из обзора работ по исследованиям двутавровых стержней с гофрированной стенкой установлено, что более рациональным является поперечное гофрирование стенок. Оставляя поперечное сечение стержня неизменяемым и исключая стенку из работы его на нормальные напряжения, поперечное гофрирование значительно повышает устойчивость стенки, делает стержень несколько жестче, а при определенных условиях и легче. Однако, попытки по внедрению этого типа стержня в качестве несущих конструкций покрытий зданий, начатые в 80-х годах прошедшего столетия Казахским отделением ЦНИИПСК и Липецким отделом ЦНИИЛМК, не получили пока распространения в нашей стране. Основной причиной этому служило отсутствие совершенной методики расчета этих стержней, позволяющей четко объяснять картину их действительного напряженного и деформированного состояния.
В работе путем представления составного двутаврового стержня с волнистой стенкой (ДТВС) тонкостенным пространственным стержнем с использованием теории тонкостенных упругих стержней проф. В.З. Власова аналитически описано его действительное напряженное состояние, уточнено деформированное состояние и установлено:
1. Периодическое смещение стенки с оси стержня, вызывая местные искривления осей центров тяжести и центров изгиба его сечений, приводит к появлению в сечениях дополнительных усилий в виде из-гибных Мз и СЬ (от действия в стержне основного осевого усилия 1ЧХ), изгибно-крутящих момента Мт и бимомента Вю и момента чистого кручения Мк (от действия в стержне основного изгибающего момента Му, основного перерезывающего усилия или местной поперечной нагрузки qz), определяемых видом основных (балочных, рамных или арочных) усилий или нагрузок, размерами гофров в стенке и соотношением площадей стенки и пояса.
2. Представление симметричного непрерывного волнистого профиля гофров стенки синусоидальным профилем позволило весьма просто и непрерывно описать линии центров тяжести и центров изгиба сечений и получить выражения для любой геометрической и сектори 199 альной характеристики произвольного поперечного сечения и его точек.
3. В прямолинейном стержне наиболее значимыми из дополнительных усилий являются изгибно-крутящий бимомент ВшМ от основного изгибающего момента Му и изгибающий момент в поясах М3 от осевого усилия 1ЧХ. Краевые нормальные напряжения в поясах стержня от этих дополнительных усилий могут достигать ±30 и ±40 % от основных при отношениях Aw/Af = = 0,4 и соответственно 11%-при А*,/Аг=£Ъ = 0,2.
Значимыми в прямолинейном стержне являются и изгибно-крутящие моменты МюМ и М^, вызываемые основными усилиями Му и С>2 соответственно. От этих дополнительных усилий появляются дополнительные касательные напряжения в стенке, наибольшие значения которых действуют в крайних по высоте точках и достигают 5 % от основных касательных напряжений при отсутствии в стержне зон с одновременно действующими значительными основными усилиями Му и В случае наличия в стержне таких зон дополнительные касательные напряжения в крайних точках стенки от усилия Мим могут превышать 30 % от основных напряжений, вызваемых усилием С>2 в рассматриваемом сечении.
Значимым для зон с одновременно действующими значительными основными усилиями Му и будет и дополнительное усилие Вшд, поэтому в окончательных расчетах им пренебрегать не следует.
Всеми остальными дополнительными усилиями (Мк от всех основных усилий, Вюч и Мо;)С1 - от нагрузки qz) в практических расчетах можно пренебречь из-за их малости.
4. Изменение размеров гофров у поясов ДТВС, изогнутого по дуге окружности радиусом Я, практически не сказывается на геометрических и секториальных характеристиках его сечений при -- < 0,2,
2 • И. однако, вызывает новые (так называемые "вторые") дополнительные усилия в сечениях стержня, которые могут достигать 5 % от величины "первых" их значений при рекомендуемом отношении ЭДГ > 0,3. Последнее условие рекомендуется соблюдать с целью сохранения 200 прямолинейности образующих гофров в криволинейном стержне и исключения "вырождения" их у верхнего пояса. Характерным для изогнутого стержня является то, что "вторые" дополнительные усилия догружают только нижний его пояс и разгружают верхний.
5. Описанием критического состояния ДТВС с учетом наличия в нем дополнительных усилий получены выражения критических усилий для центрально сжатого, изгибаемого и внецентренно сжатого стержней и установлено, что гофрирование стенки повышает его жесткость из плоскости стенки и чисто крутильную жесткость, причем более существенно (до 80 %) для зауженных сечений. Главным фактором при этом является высота полуволны гофра (с ее увеличением растут критические усилия в стержнях). Достаточно значимым фактором влияния на критическое состояние стержня является и длина полуволны гофра - с ее увеличением критические усилия падают.
6. Путем представления волнистой стенки ортотропной пластинкой с известными ее изгибными упругими постоянными и использованием известных решений теории упругости анизотропных пластинок получены выражения для критических касательных напряжений в ней и критических сжимающих напряжений под равномерно нагруженным поперечной нагрузкой одним поясом. Варьированием относительных размеров гофров можно увеличить критические сжимающие напряжения в стенке до 1,5 раз и критические касательные в 48.720 раз. Последнее подтверждает возможность назначения толщины стенки только из условий обеспечения ее прочности на местное сжатие или срез при обеспечении устойчивости размерами гофров.
За критические напряжения для элементов гофров приняты минимальные значения из известных в машиностроении.
7. Из условия обеспечения устойчивости стенки как пластинки (общей ее устойчивости) предложены формулы для определения минимальной высоты гофров в стенке, а из условия обеспечения устойчивости элементов гофров (местной устойчивости стенки) получено выражение требуемой (предельной) длины полуволны гофров.
Из условия равновесия фрагмента гофра установлено, что волнистая стенка с относительной высотой гофра 17^ = 5.20 может воспринимать нормальные напряжения в направлении поперек гофров
201 величиной не более 1/31.1/121 от предела текучести ее материала. Это свидетельствует о справедливости принятого в расчетах допущения об исключении стенки из работы поперечного сечения на нормальные напряжения от основных усилий: изгибающего момента и продольной силы.
8. Для сжатого пояса методами теории упругости описано его критическое состояние с учетом изменчивости ширины свесов и наличия в нем касательных напряжений. Получены выражения для критических значений действующих в поясе напряжений и предельной его ширины. Последние свидетельствуют о возможном повышении устойчивости пояса гофрированием стенки до 50 % и увеличении его относительной ширины не менее, чем на 23 %.
9. Из условия обеспечения жесткости изгибаемого ДТВС предложена формула для определения минимальной высоты его сечения. Ее же рекомендовано принимать и оптимальной.
10. Испытанием трех фрагментов на плоский поперечный изгиб и изгиб с кручением получена экспериментальная картина напряженного состояния поперечных сечений ДТВС, удовлетворительно согласующаяся с теоретической и подтверждающая возможность использования в практических расчетах предлагаемой методики определения дополнительных усилий и описания напряженного состояния стержня. Хорошо согласуются с теоретическими и экспериментальные деформации изгибаемого в плоскости стенки стержня.
11. Проектировочными расчетами определена рациональная область использования ДТВС в качестве изгибаемых и сжатых стержневых конструктивных элементов, при этом установлено, что эффективность применения исследуемых стержней растет при увеличении прочности его материала, жесткости и расчетной длины, а также при уменьшении действующих в нем усилий.
12. В виде подробной блок-схемы предложен алгоритм подбора сечений изгибаемого распределенной поперечной нагрузкой стержня и сжатых осевым и смещенным в плоскости стенки усилием стержней.
Список литературы диссертации доктор технических наук Степаненко, Анатолий Николаевич, 2001 год
1. Ааре И.И. Расчет и проектирование тонкостенных металлических ба-лок//Труды Таллинского политехнического института. Серия А. № 259. 1968. С. 29-58.
2. Ададуров P.A., Балабух Л.И. Расчет тонкостенных конструкций. М.: ЦАГИ. 1947. С. 179-183.
3. Ажермачев Г.А. Об устойчивости волнистой стенки при действии сосредоточенной нагрузки. //Строительство и архитектура. 1963. №3. С. 50 53.
4. Ажермачев Г.А. Балки с волнистыми стенками. //Промышленное строительство. 1963. №4. С. 54 56.
5. Ажермачев Г.А. Об устойчивости волнистых стенок двутавровых балок при действии касательных усилий. //Строительство и архитектура. 1968. №5.С. 44 46.
6. Ажермачев Г.А. Исследование сварных стальных балок с волнистыми стенками. Автореф. дис. на соик. уч. степ. канд. техн. наук. Новосибирск. НИСИ. 1969. -16 с.
7. Андреева Л.Е. Расчет гофрированных мембран как анизотропных пластинок//Инженерный сборник. Т. XXI. 1955. С. 128-141.
8. Андреева Л.Е. Расчет гофрированных мембран. //Расчеты на прочность в машиностроении. Вып. 46. М.: Машгиз. 1955. С. 100-123.
9. Андреева Л.Е. Расчет характеристик гофрированных мембран// Приборостроение. 1956. № 3. С. 11-17.
10. Аржаков В.Г. Расчет и конструирование облегченных балочных конструкций. Якутск. Изд. Якутского гос. ун-та. 1990. С. 42-52.
11. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химической технологии. М.: Высшая школа. 1978. 319 с.
12. Балабух Л.И. Устойчивость фанерных пластинок//Техника воздушного флота. 1937. № 9. С. 19-38.
13. Беляев В.Ф., Михайлова Т.В., Кириленко В.Ф. Напряженное состояние балок с закрытой периодической гофрировкой стенки. Строительная механика и расчет сооружений. 1989. № 1. С. 5-8.
14. Бирюлев В.В., Кошин И.И., Крылов И.И., Сильвестров A.B. Проектирование металлических конструкций. Специальный курс. Л.: Стройиздат. 1990. С. 46-59.
15. Бирюлев В.В., Остриков Г.М., Максимов Ю.С., Барановская С.Г. Местное напряженное состояние гофрированной двутавровой балки при локальной нагрузке. Изв. вуз. "Строительство и архитектура". 1969. № u.c. 13-15.
16. Бономанко С.Б., Труль В.А. Испытание двутавровых балок с горизонтально гофрированной стенкой. //Металлические конструкции и испытание сооружений. Л.: ЛИСИ. 1980. С. 98-105.
17. Бономанко С.Б. Напряженно-деформитованное состояние и устойчивость металлических балок с горизонтально гофрированной стенкой при изгибе. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канл. техн. наук. Л.: ЛИСИ. 1983. -16 с.
18. Броуде Б.М. Устойчивость пластинок в элементах конструкций. М.: Машстройиздат. 1949. -340 с.
19. Бычков Д.В. Строительная механика тонкостенных конструкций. М.: Стройиздат. 1962. С. 275-279.
20. Васильев А.Л. и др. Прочные судовые гофрированные переборки. Л.: Судостроение. 1964. -315 с.
21. Вехов П.В. Расчетные формулы для волнистых и складчатых профилей. М.: Стройиздат. 1964.-42 с.
22. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1959. 568 с.
23. Воблых В.А., Кириленко В.Ф. К вопросу устойчивости гофрированных пластинок при сдвиге//Строительная механика и расчет сооружений. 1969. № 5. с. 41-43.
24. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. М.: "Наука".: 1967.С. 338-350, С. 47-53.
25. Воронель Д.А. Деревянные конструкции заводского изготовления. //Обзорная информация. Строительство и архитектура. Серия "Строительные конструкции". Вып. 1. 1992. М.: ВНИИНТПИ. С. 319.204
26. Воронов Н.М., Степаненко А.Н., Кравчук В.А. Облегченные металлические конструкции покрытий и перекрытий. Учебное пособие. Хабаровск.: ХПИ. 1973. С. 7-24.
27. Глозман М.К., Локшин Ш.З. Теоретическое и экспериментальное исследование балок с гофрированными стенками/ЛГруды ЛКИ. В. XXXV, 1962. С. 29-37.
28. Горев В.В., Огневой В.Г. Предельная несущая способность сжатых стоек двутаврового сечения. //Металлические конструкции и испытание сооружений. Межвуз. тематич. сб. тр. JI. ЛИСИ. 1991. С. 17-21.
29. Горев В.В., Огневой В.Г. Обеспечение надежности стальных колонн с учетом региональных особенностей. Изв. вуз. Строительство. 1995. № 12. С. 13-19.
30. Горнов В.Н. Новые тонкостенные конструкции. Проект и стандарт. 1937. №3. С. 25-28.
31. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука. 1970.- 432с.
32. Дмитриев П.А., Осипов Ю.К. Клееные балки с волнистой стенкой из фанеры//Строительство и архитектура. 1967. № 11. С. 35-41.
33. Дмитриев П.А., Осипов Ю.К. Результаты длительных испытаний деревянных балок с волнистой стенкой из фанеры//Строительство и архитектура. 1969. № 1. С. 10-13.
34. Дукарский Ю.М. Устойчивость гофрированных пластинок при чистом сдвиге//Строительная механика и расчет сооружений. 1968. № 2. С. 32-34.
35. Захаров К.В. Изгиб ортотропных балок касательной нагруз-кой//Прочность материалов и конструкций: Труды ЛИИ. М.: Гостех-издат.В. 196, 1958. С. 73-81.
36. Кан С.Н., Свердлов И.А. Расчет самолета на прочность. М.: Оборон-гиз. 1940. С. 250-268.
37. Карякин Н.И. Основы расчета тонкостенных конструкций. М.: Высшая школа. 1960. -239 с.
38. Кириленко В.Ф., Воблых Г.А. Устойчивость гофрированных стенок крановых балок при действии сдвигающих сил. //Вестник машиностроения. 1968. №11. С. 14 15.205
39. Кириленко В.Ф., Окрайнец Г.А. К вопросу расчета балок с гофрированной стенкой. //Строительство и архитектура. 1969. №4. С. 2327.
40. Кириленко В.Ф., Беляев В.Ф., Емельянов Б.Н. Напряженно-деформированное состояние и расчет балок с вертикально гофрированной стенкой. Строительная механика и расчет сооружений. 1989. №4. С. 12-15.
41. Концевой Е.М. Устойчивость гофр в стенках крановых балок конструкции В НИИ П Т М А Ш//Ис следов алия крановых металлоконструкций. В. 5(69), 1966. С. 3-24.
42. Короткин Я.И., Максимоджи А.И. Формулы для проверки местной прочности волнистых гофрированных переборок//Судостроение. 1958. №4. С. 9-12.
43. Короткин Я.И., Постнов В.А., Сивере H.JI. Строительная механика корабля и теория упругости. Том 1. JL: Судостроние. 1968. -423 с.
44. Курдюмов A.A. и др. Строительная механика корабля и теория упругости. JL: Судостроение. Т. 2. 1968. -419 с.
45. Лампси Б.Б. Прочность тонкостенных металлических конструкций. М.: Стройиздат. 1987. -279 с.
46. Лехницкий С. Г. Устойчивость анизотропных пластин. Пособие для авиаконструкторов. M.-JL: ОГИЗ. 1943. С. 54-55.
47. Лехницкий С.Г. Анизотропные пластинки. М.: Гостехиздат. 1957. -463 с.
48. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение. 1985. -344 с.
49. Лозбинев В.Н. Напряженное состояние ортотропной пластин-ки//Известия вузов Машиностроение. 1966. № 9. С. 45-48.
50. Максимов Ю.С., Остриков Г.М. Стальные балки с тонкой гофрированной стенкой эффективный вид несущих конструкций покрытий производственных зданий. //Промышленное строительство. 1984. № 4. С. 10-11.
51. Максимов Ю.С., Остриков Г.М., Долинский В.В. Устойчивость гофрированных стенок двутавровых балок. //Строительная механика и расчет сооружений. 1985. № 6. С. 43-45.
52. Максимов Ю.С., Остриков Г.М. Сельскохозяйственные здания из легких металлических конструкций. //Комплектные здания из легких206металлических конструкций. Тезисы докладов всесоюзного совещания М.: ЦБНТИ. 1988. С. 56-58.
53. Марьин В.А. Устойчивость цилиндрической панели при сдвиге //Расчет пространственных конструкций. В. 5. 1959. С. 485-501.
54. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) // Под общ. Ред. В.В. Кузнецова. М.: Изд-во АСВ, 1998, С. 223-230.
55. Михайлова Т.В. Экспериментальные исследования сварных двутавровых балок с периодическими гофрами в стенке.// Типизация и стандартизация металлических конструкций. Сб. научн. тр. ЦНИ-ИПСК. М.: ЦНИИПСК. 1987. С. 64-71.
56. Михайлова Т.В. О влиянии периодических закрытых гофров стенки балки на ее несущую способность. //Разработка и исследование стали для металлических конструкций. Сб. научн. тр. ЦНИИПСК. М.: ЦНИИПСК. 1988. С. 158-162.
57. Муштари Х.М., Галимов К.З. Нелинейная теория упругости оболочек. Казань. Таткнижиздат. 1957. -431 с.
58. Нежданов К.К. Повышение долговечности стальных подкрановых балок. Промышленное строительство. 1987. № 1. С. 41-43.
59. Нежданов К.К. Снижение локальных напряжений в подкрановой балке гофрированием стенки. Строительная механика и расчет сооружений. 1989. № 4. С. 9-12.
60. Новиков В., Гарф Э., Шумицкий О. Экспериментальное исследование тонкостенных замкнутых гнутосварных профилей усиленных гофром //Промышленное строительство и инженерные сооружения. 1968. №5. С. 20-23.
61. Огневой В.Г. Исследование работы стальных колонн одноэтажных промышленных зданий с тонкой гофрированной стенкой. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Воронеж. ВоронежГАСА. 1994.-18 с.207
62. Олысов Я.И., Степаненко А.Н. Поисковые исследования рациональной конструкции тонкостенных балок. //Исследования по строительным конструкциям. Свердловск.: УПИ. 1969. С. 89-95.
63. Ольков Я.И., Степаненко А.Н. О расчете металлических балок с гофрированной стенкой. //Известия вузов "Строительство и архитектура". 1972. № 10. С. 12-15.
64. Ольков Я.И., Степаненко А.Н. О методике и результатах испытания гофрированных металлических балок. //Материалы к III Всесоюзной конференции по экспериментальным исследованиям инженерных сооружений. Свердловск. 1973. С. 70-76.
65. Ольков Я.И., Степаненко А.Н. и др. Теоретические и экспериментальные исследования балок с тонкими волнистыми стенками. //В кн. "Легкие металлические конструкции". Свердловск.: УПИ. 1975. С. 159-171.
66. Осипов Ю.К. Экспериментально-теоретическое исследование устойчивости волнистой стенки из фанеры//Строительство и архитектура. 1968. №9. С. 18-25.
67. Остриков Г.М., Максимов Ю.С. Легкие стальные конструкции покрытий производственных зданий: Экспресс-информация. Серия: Промышленное строительство. №1. Алма-Ата.: КазЦНТИС Госстроя КазССР. 1987. -41 с.
68. Остриков Г.М., Максимов Ю.С., Долинский В.В. Исследование несущей способности стальных двутавровых балок с вертикально гофрированной стенкой. //Строительная механика и расчет сооружений. 1983. № 1.С. 68-70.
69. Остриков Г.М. Оптимальные конструктивные формы стальных двутавровых балок. Известия вузов Строительство и архитектура. 1988. №5. С. 10-14.
70. Остриков Г.М., Барановская С.Г. Нормальные напряжения в стенке металлической двутавровой балки от локальных нагрузок. Изв. вуз. Строительство и архитектура. 1989. № 8. С. 109-111.
71. Павлинова Е.А., Филиппео М.В. Устойчивость гофрированных переборок с волнистыми гофрами при осевом сжатии //Судостроение. Январь, 1962. С. 11-12.
72. Папкович П.Ф. Строительная механика корабля. Ч. И. Сложный изгиб и устойчивость стержней. Изгиб и устойчивость пластин. Л.: Гос-судпром. 1941. С. 181-404, С. 494-948.
73. Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Т. 4 (Устойчивость стержней, перекрытий и пластинок). Л.: Судпромгиз. 1963.-551 с.
74. Подорожный А.А. Данные для расчета обшивки с гофром на сжатие и сдвиг//Труды ЦАГИ. В. 520, 1940. -48 с.
75. Подорожный А.А. Подбор рациональных размеров гофра в панелях, работающих на сжатие//Технические отчеты ЦАГИ. Серия Ш. В. III-13, 1941.-10 с.
76. Прочность и устойчивость тонкостенных конструкций в самолетостроении. Сб. переводов//Под ред. А.А Уманского и П.М. Знаменско-го.М.: ЦАГИ. 1937. С. 7-28; 58-167.
77. Прочность. Устойчивость. Колебания. Том 2. /Под общей ред. И. А. Биргера и Я. Г. Пановко. М. Машиностроение. 1968. С. 149.
78. Прочность. Устойчивость. Колебания. Том 3. /Под общей ред. И. А. Биргера и Я. Г. Пановко. М. Машиностроение. 1968. С. 100.
79. Ржаницын А.Р. Теория составных стержней строительных конструкций. М.: Стройиздат. 1948. -192 с.
80. Ромашевский А.Ю. Исследование работы балочных систем с тонкой стенкой с параллельными поясами. Труды ЦАГИ. В. 206. 1935. -88 с.
81. Ромашевский А.Ю. К расчету тонкостенных балочных конструкций на изгиб при произвольной зависимости между напряжениями и деформациями. Труды ЦАГИ. В. 658. 1948. -16 с.
82. Садетов С.Я. Расчет тонкостенных стержней открытого профиля. Росвузиздат. 1963. -86 с.209
83. Секерж-Зенькович Я.И. К расчету на устойчивость листа фанеры как анизотропной пластинки. Труды ЦАГИ. В. 76, 1931. С. 184-189.
84. Семенов П.И. К расчету балки с гофрированной стенкой. Строительные конструкции. Киев. Буд1вельник. 1971. Вып. XVIII. С. 47-58.
85. СНиП П-В.5-64. Алюминиевые конструкции. М.: Стройиздат. 1965. -67 с.
86. СНИП П-23.81*. Стальные конструкции. М.: ЦИТП. 1990. -96 с.
87. СНиП 2.03.06-85. Алюминиевые конструкции /Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР. 1988. -48 с.
88. СНИП 2.01.07.85. Раздел 10. М.: Госстрой СССР. 1989. -8 с.
89. Справочник авиаконструктора. Т. 3. Прочность самолета. //Под ред. М.Л. Лурье. М. ЦАГИ. 1939. С. 194-229.
90. Стариков О.П. О расчете сварных двутавровых балок с вертикальной гофрированной стенкой при плоском изгибе. Инженерные конструкции //Краткое содержание докл. к XXXI начучн. конф. ЛИСИ. Л.: ЛИСИ. 1973. С. 42-47.
91. Стариков О.П. Экспериментальные исследования работы сварных двутавровых балок с вертикально гофрированной стенкой при изгибе. Инженерные конструкции //Краткое содержание докл. к XXXI начучн. конф. ЛИСИ. Л.: ЛИСИ. 1973. С. 48-54.
92. Степаненко А.Н. Испытание алюминиевых балок с гофрированной стенкой. //Строительство и архитектура. 1970. №1. С. 31-35.
93. Степаненко А.Н. К вопросу о применении балок с гофрированными стенками. //Строительная механика и строительные конструкции. Вып. XXV. Хабаровск.: ХПИ. 1971. С. 94-97.
94. Степаненко А.Н. Экспериментальные исследования алюминиевых балок с волнистой стенкой. //Строительная механика и строительные конструкции. Хабаровск.: ХПИ. 1971. С. 133-142.
95. Степаненко А.Н. К вопросу о предварительном напряжении гофрированных балок. //Строительство и архитектура. 1971. №1. С. 3-6.210
96. Степаненко А.Н. Исследование работы металлических балок с тонкими гофрированными стенками при статическом загружении. Канд. дис. Свердловск.: 1972. -211 с.
97. Степаненко А.Н. К вопросу общей устойчивости наклонно гофрированной тонкой стенки металлической балки. //Исследование металлических конструкций с профилированными элементами сечения. Хабаровск.: ХПИ. 1975. С. 29-37.
98. Степаненко А.Н. К вопросу оптимизации вертикально гофрированной металлической балки на ЭВМ. //Исследование облегченных строительных конструкций. Хабаровск.: ХПИ. 1977. С. 40-46.
99. Степаненко А.Н. Об эффективности применения балок с тонкой гофрированной стенкой. //Исследования облегченных строительных конструкций. Хабаровск.: ХПИ. 1977. С. 47-53.
100. Степаненко А.Н. О расчете наклонно гофрированных судовых переборок на изгиб в своей плоскости. //Строительная механика корабля. Вып 1. Владивосток.: ДВГУ. 1977. С. 151-154.
101. Степаненко А.Н. Напряженное состояние и предельная ширина поясных листов балки с гофрированной стенкой. //Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск.: ХПИ. 1978. С. 13-19.
102. Степаненко А.Н. К вопросу определения местных напряжений в гофрированной стенке стальной балки. //Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск.: ХПИ. 1978. С. 108-110.
103. Степаненко А.Н. Безносько С.Н. Дополнительные усилия в поперечных сечениях вертикально гофрированной стальной балки. //Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск.: ХГТУ. 1994. С. 7-9.
104. Степаненко А.Н. Облегченные арочные покрытия сельскохозяйственных зданий. //Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск.: ХГТУ. 1994. С. 30-32.
105. Степаненко А.Н. Безносько С.Н. Приближенное уравнение углов закручивания оси стальной гофрированной балки. //XXXIV юбилейная научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Книга 4. Владивосток. ДВГТУ. 1994. С. 99-101.211
106. Степаненко A.H. Вариант облегченной несущей металлической конструкции покрытия малого сельскохозяйственного здания. // Тезисы докладов региональной научно-технической конференции по МРНТП "Дальний Восток России". ХГТУ. Хабаровск.: 1995. С. 9192.
107. Степаненко А.Н., Безносько С.Н., Боброва Т.Б. Критические напряжения в сжатом поясе составного двутавра с тонкой волнистой стенкой. //Совершенствование методов расчета строительных конструкций зданий и сооружений. Хабаровск.: ХГТУ. 1997. С. 103-106.
108. Степаненко А.Н. Крутящие и изгибно-крутящие усилия в стальных арках с волнистой стенкой. //Совершенствование методов расчета строительных конструкций зданий и сооружений. Хабаровск.: ХГТУ. 1997. С. 106-112.
109. Степаненко А.Н. Стальные двутавровые стержни с волнистой стенкой: Учебное пособие. -Хабаровск: Изд-во Хабар, гос. техн. ун-та, 1999. -115 с.212
110. Степаненко А. H. О моменте инерции сечения двутаврового стержня с тонкой волнистой стенкой при свободном кручении. //Научные чтения памяти профессора М. П. Даниловского. Хабаровск.: ХГТУ. 1999. С. 43-47.
111. Стригунов В.М. Теоретическое и экспериментальное исследование тонкостенных балок. Труды НАГИ. В. 349. 1938. -60 с.
112. Тамплон Ф.Ф. Металлические ограждающие конструкции. JI: Стройиздат. 1988. С. 154-158.
113. Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. М.: Наука, 1971,-807 с.
114. Трофимов В.И., Дукарский Ю.М. К расчету гофрированных пластинок на сжатие//Строительные алюминиевые конструкции. М.: Стройиздат. В. 3, 1967. С. 50-57.
115. Трулль В.А., Стариков О.П. Теоретические основы постановки экспериментальных исследований двутавровых балок с конструктивно-ортотропной стенкой//Инженерные конструкции. JL: ЛИСИ. 1970. С. 73-76.
116. Уманский A.A. Строительная механика самолета. М.: Оборонгиз. 1961.-529 с.
117. Фесик С.Г. Справочник по сопротивлению материалов. Киев. Бу-дивельник. 1970. -308 с.
118. Шалкин М.К. Об одном методе расчета прочности гофрированных конструкций//Труды Горьковского политехнического института. Горький.: ГИСИ. T. XXI1, В. 3, 1966. С. 26-30.
119. Bergmann S., Reissner H. Neuere Probleme aus der Flugzeugstatik//Zeitschrift fur Flugtechnik und Motorluftschiffahrt (Z.F.M.), Bd. 20, Helf 18, 1929. S/ 475-481.
120. Dean W.R. The elastic stability of a corrugated plate// Proceedings of the Royal Society. Ser. A T, III, 1926. S. 144-167.
121. Kromm A/ Stabiiitat von homogenen Platten und Schalen im elastischen Bereich //Rinbuch der Luftfahrttechnik. Bd. 11,1940. S. 3-26.213
122. Marguerre K. Zur Theorie der gekrümmten Platten grosser Formänderung //Jahrbuch 1939 der deutschen Luftfahrtforschung. P. 1413-1414.
123. Marguerre K. Der Einfluss der Lagernugsbedingungen und Formgenauigkeit //Jahrbuch 1940 der deutschen Luftahrtforschung. P. 18671872.
124. Rothwell A. The Buckling of Shallow Corrugated Webs in Shear //The Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society. V. 72, 1968. P. 883-886.
125. Southwell R.V., Skan S.W. On the stability under shearing forces of a flat elastic strip //Proceedings of the Royal Society. Ser A, Bd. 105, 1924. S. 582-607.
126. Seydel E. Ausbeul Schublast rechteckiger Platten //Z.F.M. Bd. 24, Helf 3, 1933. S. 78-83.
127. Seydel E. Uber das Ausbeulen von rechteckigen, isotropen oder orthogonalanisotropen Platten bei Schubbeanshruchung //Ingenieur Archiv. Bd. 4. Helf 2, 1933. S. 169-191.
128. Thivans P., Godart B., Calgaro J.-A., Cheyrezy M. Structures a ames metalliques plissees. "Ann. Inst, techn. batim. et trav. publies". 1987. № 458. P.48-66.
129. Wagner H. Ebene Blechwandtrager mit dem dünnen Stegblech //Z.F.M. Bd. 20. 1929: Helf 8, S. 200-207; Helf 9, S. 227-233; helf 10, S. 256-262; Helf 11, S. 274-284; Helf 12, S. 306-314.
130. Wagner H. Sheet-metal airplane construction //Aeronautical Engineer. Bd. 3, Helf 4, 1931. S. 151-161.214
 ГЛАВНАЯ УСЛУГИ ЦЕНЫДОКУМЕНТЫ СТАТЬИВЕДОМСТВАРЕЕСТР ПАТЕНТОВРЕЕСТР ТОВАРНЫХ ЗНАКОВКОНТАКТЫРЕЕСТР ТОВАРНЫХ ЗНАКОВРЕЕСТР ПАТЕНТОВ
Назад к списку
|
| |||||||||||||
(54) МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННАЯ ДВУТАВРОВАЯ БАЛКА (57) Реферат: Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям металлодеревянных балок, используемых в качестве несущих элементов перекрытий или покрытий зданий. Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемого изобретения, заключается в уменьшении трудоемкости изготовления металлодеревянных двутавровых балок и повышении прочности соединения стенки и поясов. Технический результат достигается тем, что металлодеревянная двутавровая балка включает верхний и нижний пояса из древесины с пазами и цилиндрическими углублениями для установки стенки из тонколистового металла с поперечными ребрами полуцилиндрической формы, направленными в разные стороны, и цилиндрического нагеля для закрепления гофров стенки в поясах. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям металлодеревянных балок, используемых в качестве несущих элементов перекрытий или покрытий зданий. Известна двутавровая стальная балка, включающая пояса и гофрированную стенку, прикрепленную к поясам на сварке [см. кн. Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкции. Под ред. В.В.Горева. 3-е изд. - М.: Высшая школа. 2004. с.294-296]. Недостаток известной конструкции состоит в большом расходе стали, сложности изготовления, а при применении в покрытиях утепленных зданий образуется «мостик» холода. Известна другая двутавровая балка, включающая верхний и нижний пояса из древесины и волнистую фанерную стенку. Крепление волнистой фанерной стенки к поясам балки выполнено на клею, для чего в поясах на конусошлифовальном станке выбирают криволинейные пазы клиновидного сечения, в которые вставляют фанерную стенку [кн. К.-Г.Гетц, Д.Хоор, К.Меллер, Ю.Наттерер. Атлас деревянных конструкций. М.: Стройиздат, 1985. С.52-53]. Недостатком клеефанерной балки с волнистой стенкой является сложность изготовления конструкции, требующая повышенных затрат. Наиболее близкой к изобретению является металлодеревянная двутавровая балка, включающая верхний и нижний пояса из древесины и стенку, состоящую из нескольких слоев древесины со средним слоем из металлической полосы, закрепленную в пазах верхнего и нижнего поясов балки на клею [Рекламный проспект ООО «Ленкотлес». Балки деревянные со стальными сердечниками для опалубки. www.lenkotles.ru ]. Недостатком этой металлодеревянной балки является сложность изготовления стенки балки и невысокая прочность соединения стенки с поясами балки, обеспечиваемая прочностью клея. Изобретение направлено на уменьшение трудоемкости изготовления и повышение прочности соединения стенки и поясов балки. Результат достигается тем, что в металлодеревянной двутавровой балке, включающей верхний и нижний пояса из древесины и металлическую плоскую стенку, установленную и закрепленную в продольных пазах верхнего и нижнего поясов балки, на плоской стенке выполнены поперечные гофры полуцилиндрической формы, а в пазах полок балки с шагом, равным шагу поперечных гофр стенки, предусмотрены цилиндрические углубления, в которые заведены гофры стенки балки и зафиксированы в них цилиндрическими нагелями. Для повышения местной устойчивости стенки балки поперечные гофры стенки следует выполнять с разной ориентацией относительно плоскости стенки и размещать с разным шагом по ее длине, уменьшая этот шаг к опорам. На Фиг.1 изображен общий вид металлодеревянной двутавровой балки. На Фиг.2 и Фиг.3 показаны поперечные разрезы балки, соответственно разрез 1-1 на Фиг.2 и разрез 2-2 на Фиг.3. На Фиг.4 показан фрагмент балки в момент ее изготовления. Металлодеревянная двутавровая балка включает верхний 1 и нижний 2 пояса из древесины и металлическую стенку 3 с поперечными гофрами 4. Для крепления стенки балки 3 к поясам 1 и 2 в последних выполнен продольный паз 5 и цилиндрические углубления 6, в которые вставлены плоские и гофрированные участки кромок стенки 3, при этом гофры 4 зафиксированы в углублениях 6 цилиндрическими нагелями 7. Сборку металлодеревянной двутавровой балки выполняют в следующей последовательности. В деревянных поясах балки 1 и 2 выполняют продольные пазы 5 и цилиндрические углубления 6. Стенку балки из оцинкованного стального листа подвергают поперечному гофрированию. Поперечные гофры 4 выполняют полуцилиндрической формы. Поперечные гофры 4 для повышения местной устойчивости стенки ориентируют относительно плоскости стенки балки в разные стороны, при этом шаг поперечных гофр уменьшают к опорам балок. После изготовления поясов и стенки балки (Фиг.4) плоские и гофрированные участки кромок стенки 3 заводят соответственно в пазы 5 и цилиндрические углубления 6 и закрепляют в них на клею, причем гофры фиксируют цилиндрическими нагелями 7. Собранная металлодеревянная двутавровая балка обладает высокой прочностью узла соединения стенки и поясов балки и обеспечивает уменьшение трудоемкости изготовления.
1. Металлодеревянная двутавровая балка, включающая верхний и нижний пояса из древесины и металлическую плоскую стенку, установленную и закрепленную в продольных пазах верхнего и нижнего поясов балки, отличающаяся тем, что на плоской стенке выполнены гофры полуцилиндрической формы, а в пазах полок балки с шагом, равным шагу поперечных гофр стенки, предусмотрены цилиндрические углубления, в которые заведены гофры стенки балки и зафиксированы в них цилиндрическими нагелями. 2. Металлодеревянная двутавровая балка по п.1, отличающаяся тем, что поперечные гофры поочередно ориентированы в разные стороны относительно плоскости стенки балки и размещены по ее длине с разным шагом, уменьшаясь к опорам. Дата добавления: 2015-07-19; просмотров: 323 | Нарушение авторских прав
|
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ