Введение к работе
Актуальность темы. Современный этап развития строительной индустрии характереэуется совершенотвованием металлических конструкций, которое направлено на повышение служебных качеств, снижение металлоемкости, трудоемкости и стоимости гаготовления и монтаяа.
В некоторых областях промышленного и гразданского строительства с успехом применяются металлические безраскосные фер-йи. В основном они используются когда в пределах мелщуэтаянях іерекрнтлЛ или покрытий необходимо разместить крупногабаритные инженерные коммуникации: различные технологические трубо-троіюдн, вентиляционные короба, воздуховоды системы кондпци-шированпя воздуха и т.п. Другой областью применения безраскос-шх ферм является организация технических этажей, потребность з которых часто возникает как в промышленных, так и в граяцан-jitnx зданиях. Тактм образом, применение безраскосных ферл оправдано, когда в "Наиболее полной мера используется их неотъем-icmog свойство, связанное с возможностью предоставить для іу.тд техно логических или иных процессов, протекающих в здати или сооружении, больших не затенённых раскосами пространств ;е.тду поясами.
В последние годы в связи с тенденцией увеличения доли кіогозта-кгах производственных зданий с укрупненной сеткой элонн (12x6, 12x12, 18x6 м) и размещением в них современных :аукоемких произсодетв с часто меняющейся технологией и тре-іуетзпе весьма развитых сетей различных производственных тру-іопроводов, систем вентиляции и кондиционирования воздуха, смещения вспомогательного оборудования в технических эта-ех, все чаще появляется необходимость в применении.в качес-'БЗ балочных систем металлических безраскоскых ферм с парал-[зльными поясами, в наибольшей степени удовлетворяющих этим
'СЛОЕНЯМ.
Однако, активное распространение таких конструкции одаривается повышенным расходом металла. Вместе с тем, возмож-:ости экономии металла з них еще далеко не исчерпаны. Даная работа направлена на снижение металлоемкости безраскосых ферм. Консультации по отдельным вопросам расчета даны :.т.н, доцентом З.Г.Себеиевым.
. Целью работ:,і является повышение .офїюктивности металличес-кгос бозраскосньк фері с параллельными поясами путей оптимизации их геометрических нчраметрови более полного использования резервов несущей способности за пределами упругой работы. При птом поставлены следующие основные задачи:
1. Подтвердить целесообразность применения безраскосных
ферм в случаях необходимости размещения крупногабаритных ком
муникаций в пределах покритий и перекрытий.
2, Оптимизировать геометрические параметры безраскосных
Ферм с заданной топологией.
2. Разработать инженерную методику определения усилий в безраскосных фермах в пределах упругой работы.
-
Разработать методику определения предельной несущей способности по прочности безраскосных ферм с учетом пластических свойств материала.
-
Экспериментально исследовать работу безраскосных ферм. Еыявить их фактическую несущую способность и особенности наступления предельного состояния.
Кроме того, в связи с тем, что на нефте- и газопромыслах Западной Сибири скопилось большое количество некондиционных труб нефтяного сортамента, которые уже не могут быть применены до прямому назначению и кдут использования на местах, в том числе в строительстве, в число задач включена следующая:
6. Разработать несущие конструкции покрытия в виде без-
раоісосних ферм с поясами из некондиционных труб нефтяного
сортамента на пролеты 9...18 м и экспериглентально проверить их
работоспособность.
Научная новизна работи состоит в следующем:
получены оптимальные при заданной топологии геометрические параметры (высота, распределение изгибных жесткостей элементов) металлических безраскосных ферм пролетом 12 и 18 м из прокатных двутавров;
разработана методика приближенного определения усилий в без раскосных фермах щ... -си; матричном нагружении;
разработана методика определения предельной несущей способности по прочности металлических безраскосных ферм на основе критерия образования шарниров пластичности;
получены результаты экспериментальных исследований крупномасштабных моделей стальных безраскосных ферм;
- разработана конструкция безраскосной ферш с поясами
из некондиционных труб нефтяного сортамента для применения в
покрытиях каркасов вспомогательных прот^зводственных зданий,
возводили; в отдаленных п труднодоступных районах нефте- и
газопрзмыслов Западной Сибири. Получены результату испытаний
таких конструкций.
Практическая ценность работа. Разработаны инженерная методика вычисления усилзй в безрасісосішх фермах и методика определения предельной несущей способности таких конструкций, реализованная в виде программы для ЭВМ, применимые к непосредственному использованию в проектировании. Даны рекомендации по ращюнальноі.у назначению основных геометрических параметров ферм. Разработана несущая конструкция покрытия на пролеты 9...18 м для применения в каркасах вспомогательных производственных зданий, возводимых в отдаленных и труднодоступных районах нефта- и газопромыслов Западной Сибири, в которых в качестве поясов используются тлеющиеся в этих районах негодные к применению по прямому назначению трубы.
Внедрение результатов. Программа расчета на ЭВМ для определения предельной несущей способности металлических безраскосных ферм передана и используется при проектировании в институте "Новосибирский ПромстроГшроект'.' Проектные разработки несущей конструкции в виде безраскосной фермы с поясами из некондиционных труб нефтяного сортамента приняты трестом "Тюменгазоргтехстрой", ПО "Ямбурггаздобыча", трестом "Ямбург-стройгаздобыча" для применения при строительстве вспомогательных производственных зданий на промыслах Западной Сибири.
Апробячия работы. Основные положения работы доложены и обсуждены:
на 45...47 научно-технических конференциях НИСИ им. В.В.Куйбышева, Новосибирск, 1988...1990 гг;
на научно-технической конференции "Строительные конструкции в экстремальных условиях эксплуатации" Иркутск, 1990г.
Полностью работа доложена на заседании кафедры металлических конструкций ШЇСИ им. В.В.Куйбышева, 1990 г.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений.