Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Михайлова Ольга Викторовна

Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки
<
Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Михайлова Ольга Викторовна. Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 : Москва, 2003 141 c. РГБ ОД, 61:04-5/1386

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований балок с перфорированной стенкой 7

1.1. Опыт проектирования и применения конструкций с перфорированной стенкой 7

1.2. Теоретические исследования конструкций с перфорированной стенкой 33

1.3. Достоинства и недостатки балок с несимметричной перфорацией стенки 40

1.4. Объект и задачи исследований 42

Глава 2. Экспериментальное исследование с балок с несимметричной перфорацией стенки 43

2.1. Задачи исследований и образцы для испытаний 43

2.2. Методика и организация проведения испытаний 57

2.3. Результаты экспериментальных исследований 63

2.4. Анализ результатов экспериментальных исследований 76

Глава 3. Теоретическое исследование балок с несимметричной перфорацией стенки 77

3.1. Оптимизация конструктивного решения 77

3.2. Исследование напряженного состояния балок с несимметричной перфорацией стенки 94

3.3. Исследование устойчивости элементов балки с несимметричной перфорацией стенки 103

2.3.1. Устойчивость стенки большого тавра 103

2.3.2. Устойчивость сжатого пояса над отверстием 104

3.4. Методика расчета балок с несимметричной перфорацией стенки 107

3.5. Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований балок с несимметричной перфорацией стенки 115

Глава 4. Рекомендации и внедрение 126

4.1. Рекомендации по конструированию и расчету балок с несимметричной перфорацией стенки 126

4.2. Внедрение балок с несимметричной перфорацией стенки в строительную практику 128

Основные выводы 129

Библиографический список использованной литературы 131

Вспомогательные указатели 140

Введение к работе

Одной из важнейших задач исследований в области строительства является разработка новых конструктивных форм сооружений, позволяющих максимально использовать их несущую способность, снизить материалоемкость и себестоимость конструкций, что связано с внедрением методов оптимального проектирования, снизить затраты на изготовление и монтаж. Такой постановке задачи в большей степени соответствуют легкие металлические конструкции, в частности конструкции из прокатных профилей.

Поиски путей повышения эффективности прокатных двутавров привели к идее использования в строительных конструкциях своеобразной конструктивной формы - двутавра с отверстиями в стенке, который получается путем продольного роспуска стенки прокатного двутавра по зигзагообразной линии и последующей сварки по выступам стенки. В технической литературе он получил несколько названий: сквозной развитый по высоте балочный профиль, сквозной двутавр, двутавр с перфорированной стенкой. В настоящей работе используется последний термин, применяемый в нормах.

Эффективность двутавров с перфорированной стенкой по сравнению с исходными обуславливается возрастанием несущей способности первых за счет увеличения их высоты в 1,3 - 1,5 раза, что влечет снижение металлоемкости на 20 - 30% и снижение стоимости на 10 - 18%. По трудоемкости изготовления двутавры с перфорированной стенкой на 25 - 35% эффективнее, чем сварные составные двутавры, за счет сокращения операций обработки и объема сварки.

В целом преимуществами покрытий из двутавровых балок с перфорированной стенкой являются повышение несущей способности, экономия металла по сравнению с прокатными профилями, небольшая масса конструкции по сравнению со сплошностенчатыми балками и малая строительная высота по сравнению фермами.

Вышеперечисленные доводы позволяют сделать вывод, что применение таких конструкций дает ощутимый экономический эффект, а сами конструкции представляют интерес для научно-исследовательской работы.

К новой конструктивной форме перфорированных балок относятся балки с несимметричным расположением отверстий, которые обладают теми же достоинствами, что и традиционные перфорированные балки.

Цель работы - разработка рекомендаций по расчету перфорированных балок с несимметричным расположением отверстий в стенке (далее «балок с несимметричной перфорацией стенки») с учетом оптимизации конструктивной формы и на основе изучения их действительной работы под нагрузкой.

Для достижения этой цели потребовалось решение следующих задач:

1. экспериментальные исследования балок с несимметричной перфорацией для изучения их работы под нагрузкой, в том числе в предельном состоянии.

2. исследование влияния параметров реза исходных двутавров, технологических параметров изготовления и других факторов на эффективность балок с несимметричной перфорацией с целью оптимизации конструктивного решения;

3. теоретическое исследование плоского напряженного состояния балок при различных геометрических размерах отверстий;

4. исследование устойчивости стенки и сжатого пояса балок с несимметричной перфорацией с целью определения оптимальных размеров сечения;

5. исследование деформированного состояния балок с несимметричной перфорацией;

6. разработка практических рекомендаций по расчету балок, которые позволяют полнее использовать резервы несущей способности прокатных дву-тавровах балок.

Научная новизна работы состоит: 1. в исследовании новой конструктивной формы балки с несимметричной перфорацией стенки;

2. в разработке способа оптимизации конструктивного решения перфорированных балок с новым видом перфорации;

3. в определении влияния отверстий в стенке на деформативность балки с несимметричной перфорацией стенки;

4. в разработке практических рекомендаций по конструированию и расчету балок с несимметричной перфорацией стенки.

Практическое значение работы — заключается в разработке методики по расчету перфорированных балок с несимметричной перфорации стенки и рекомендаций по определению геометрических параметров реза этих балок, а так же в использовании в строительстве легких металлоконструкций с применением перфорированных балок с несимметричной перфорацией стенки.

Реализация работы. Разработаны проекты производственных зданий пролетом до 18 м и унифицированных сборно-разборных зданий пролетом до 12 м с применением в покрытии перфорированных балок с несимметричной перфорацией стенки. Отдельные части диссертационной работы были включены в материалы теоретического курса лекций "Металлические конструкции" для специальности ПГС МГУП.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы были представлены на научно-технических конференциях МГУП, полностью работа была доложена на научном семинаре кафедры «Инженерные конструкции».

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка, насчитывающего 90 наименований и вспомогательных указателей. Обший объем диссертации составляет 141 страницу, в том числе 73 рисунка и 4 таблицы.

Работа выполнена на кафедре «Инженерные конструкции» Московского государственного университета природообустройства.

Теоретические исследования конструкций с перфорированной стенкой

Приложение метода начальных параметров к расчету перфорированных балок по теории упругости рассмотрено в работах Я.А.Мендела и З.Шукри [85, 88]. Идея метода состоит в том, чтобы свести решение уравнения (1) к решению алгебраических уравнений, при этом частные производные бигир-монического уравнения заменяются конечными разностями, с использованием граничных условий для каждой точки в прямоугольной сетке.

Значительно большими возможностями обладает метод конечного элемента. В его основу положено расчленение рассматриваемой конструкции или его части на отдельные элементы простой геометрической конфигурации - прямолинейной или треугольной. Соединяются элементы в узлах, где полностью удовлетворяются условия равновесия и неразрывности перемещений. В работах Ю.М.Дукарского и А.Б.Руссоника [13, 49], были продемонстрированы большие возможности этого метода при достаточно корректном выборе граничных условий и густоты делительной сетки.

Метод конечного элемента использовался и многими зарубежными авторами для оценки распределения напряжений по сечениям, определения коэффициента концентрации напряжений в местах изменения сечений, а также определения прогибов [70, 71, 72, 79, 81, 82].

Теоретическому определению прогибов балок с симметричной перфорацией уделяли внимание многие исследователи: В.В.Холопцев, Г.М.Остри-ков, В.В Бирюлев, В.М.Добрачев и др. [3, 38, 62, 69, 73, 75, 76, 77]. Прогибы балок с перфорированной стенкой превышают на 5...40% [3] прогибы, определяемые, как для обычных балок, с моментом инерции по ослабленному сечению. Разброс показателей зависит от влияния поперечной силы, которое возрастает с увеличением высоты сечения и уменьшением пролета. Имеются предложения, согласно которым прирост прогиба за счет деформаций сдвига простенков и изгиба поясных тавров учитывается интегрально - введением дополнительного коэффициента где /о - прогиб балки, определенный по моменту инерции сплошностенчато-го, либо ослабленного сечения. В работе ВНИИМонтажспецстроя [46] величина дополнительного коэффициента принята равной 1,06 для балочных конструкций с соотношением высоты сечения к длине 1/15. В работах ЦНИИПСК значение коэффициента предлагается изменять в зависимости от геометрических размеров сечения и отношения высоты балки к пролету от 1,04 до 1,4. Однако этот метод применим для шестиугольных отверстий традиционных перфорированных балок. Использование метода конечного элемента для анализа прогибов, предлагаемое зарубежными авторами [82], в котором пространственная задача в данном случае заменяется плоской (полка считается стержневым элементом), дает значительные расхождения с экспериментальными данными. В 1981 г. в нормы проектирования стальных конструкций (СНиП П-23-81 ) впервые была включена глава о дополнительных требованиях по проектированию балок с перфорированной стенкой. В основу этих рекомендаций лег приближенный метод И.С.Подольского для расчета безраскосных ферм Виренделя. Прогиб таких балок по нормам проверяется с учетом момента инерции по сечению с отверстием, умноженного, для балок с соотношением пролета балки к высоте стенки более 12, на коэффициент 0,95.

Оптимизация балок с перфорированной стенкой имеет ряд особенностей. Задачей оптимального проектирования перфорированных балок является назначение таких геометрических размеров сечения и отверстий, которые при заданном пролете дают максимальную несущую способность и наименьший расход стали.

Развитие способов оптимизации перфорированных балок тесно переплетается с развитием методов расчета. Расчет балок с симметричной перфорацией производится по приближенной методике, что предопределяет недостатки известных способов оптимизации. Даже на достигнутом уровне теоретических исследований вопросу оптимизации перфорированных балок уделяется мало внимания.

Вопросам оптимизации балок с перфорированной стенкой посвящена работа А.И.Скляднева [55, 56], в которой предложены графики для широко-полочных и обычных двутавров, позволяющие подобрать нужный профиль по заданному пролету и определить оптимальные размеры отверстий в перфорированной балке.

В реальном проектировании назначение геометрических размеров реза осуществляется, в основном, на основе отработанной технологии, различающейся в каждой стране.

Множественность критериев существенно усложняет задачу оптимизации конструктивной формы, поскольку эти критерии противоречивы. Для выбора оптимального решения необходимо проводить сравнение принятых целевых функций, характеризующих тот или иной вариант конструктивной формы на ЭВМ. В качестве целевых функций могут быть приняты несущая способность, масса металла, трудоемкость изготовления, трудоемкость монтажа, скорость возведения и стоимость.

Применительно к задаче оптимизации, поставленной в представленной работе необходимо определить оптимальное соотношение геометрических параметров реза определяющих несущую способность и, следовательно, расход стали. Очевидно, основное внимание должно быть уделено анализу заводской стоимости конструкции, т.е. металлоемкости и стоимости ее изготовления.

Краткий литературный обзор теоретических и экспериментальных исследований показал, что перфорированные конструкции нашли большое распространение в практике строительства. Появление балок с перфорированной стенкой связано, во-первых, с технологическими условиями проката двутавров, накладывающими определенные ограничения на их геометрические размеры, что приводит к неполному использованию принципа концентрации материала, во-вторых, с достоинствами перфорированных конструкций. Увеличенная несущая способность при небольшой массе, малая строительная высота по сравнению с фермами, транспортабельность, возможность поточного изготовления дают основание отнести перфорированные балки к классу легких конструкций.

Балки с несимметричной перфорацией стенки в полной мере отвечают вышеперечисленным требованиям и, кроме того, имеют ряд достоинств по сравнению с балками с симметричной перфорацией. 1) В балках с несимметричной перфорацией нет ярко выраженных ослабленного и сплошного сечений, это позволяет произвольно определять месторасположение сосредоточенных нагрузок. 2) Площадь поперечного сечения балки с несимметричной перфорацией равна площади поперечного сечения исходного двутавра в любом сечении. 3) Балка с несимметричной перфорацией имеет постоянную жесткость по длине вследствие циклического изменения положения центра тяжести. 4) Суммарная длина сварных швов балки с несимметричной перфорацией меньше, чем суммарная длина сварных швов балки с симметричной перфорацией. 5) Для безотходного изготовления балок с симметричной перфорацией необходима специальная установка, предназначенная для разрезки двух прокатных балок одновременно, в которой центральный поворотный кондуктор вместе с двумя половинами разворачивается на 180 относительно продольной оси (см. раздел 1.1). А для изготовления балок с несимметричной перфорацией такая установка не нужна, после роспуска двутавра необходимо только приподнять и сдвинуть одну из частей разрезанной балки, предварительно закрепив полки исходного профиля для предотвращения деформаций при резке.

Методика и организация проведения испытаний

В соответствии с поставленными задачами изучения работы балок с несимметричной перфорацией стенки, была запроектирован и изготовлен стенд, позволяющий провести такие испытания. Стенд для испытаний балок в горизонтальной плоскости представляет собой стационарную рычажную базу (рис.2.10 - 2.12), состоящую из двух опор, на которых размещаются испытываемые балки и пяти стоек с рычагами загружения. Опорные стойки выполнены из прокатных двутавров №16, которые опираются на крестообразную станину из двутавров №16 и скреплены с опорной стойкой четырьмя подкосами из уголков №50x5. К верхней части опорной стойки приварены опорные пластины толщиной 12 мм, служащие для опирання испытываемого образца. Загрузочные стойки состоят из двух швеллеров №16, раскрепленными горизонтально расположенными швеллерами вверху одним №8, а внизу двумя №30. Для обеспечения необходимой неподвижности и жесткости загрузочная конструкция крепятся к силовому полу посредством анкерного соединения. Для обеспечения устойчивости к задней стенке стоек приварены подкосы из швеллеров №16. На стойке наварены пластины служащие упором для крепления рычагов. Рычаги коробчатого сечения, состоящие из уголков №63x6, служат для передачи усилия на балку с увеличением в 10 раз и как связь, обеспечивающая общую устойчивость балок. Загружение испытываемого образца происходило укладкой грузов в корзины, прикрепленные к рычагам. В зоне опирання рычага для увеличения площади опирання предусмотрены подкладки, выполненные из плиты с вырезом. Такое конструктивное решение стенда позволяло избежать потери общей устойчивости испытываемого образца балки и обеспечивало свободное перемещение балок в плоскости изгиба. При исследовании напряженно-деформированного состояния экспериментальных балок производились следующие измерения: 1) прогибы балок измерялись с помощью прогибомеров типа 6ПАО с точностью измерений 0,01 мм, прогибомеры устанавливались в середине пролета; 2) осадка опор фиксировалась индикатором часового типа ИЧ-1 с точностью измерения 0,01 мм; установленные на концах балки индикаторы крепились к жесткому основанию, не связанному с балкой; 3) измерение относительных деформаций для выявления напряженного состояния производилась с помощью тензорезисторов типа 2ПКБ-10-100В с базой 10 мм, одиночные тензорезисторы наклеивались в VA пролета каждой балки, на опоре наклеивались трехкомпонентные розетки типа 2ФКРГ-5-100ГВ с базой 10 мм (см.рис.2.2); 4) для регистрации деформации применялся цифровой тензоментри-ческий мост ЦТК-3, который состоит из измерителя деформации в датчиках и принтера, выводящего результаты измерений на печать. В начале испытаний опытных балок при укладке первого груза проверяли работу тензометрической аппаратуры, прогибомеров, индикаторов и закреплений. В процессе испытаний нагрузка прикладывалась ступенями по 30 кг (10% от расчетной) до расчетной нагрузки и по 15 кг после расчетной нагрузки, чтобы фиксировать моменты перехода балок в предельное состояние. За расчетную была принята условная нагрузка, при которой прогиб составлял 1,3 см равный 1/230 пролета, что соответствовало работе стали в упругой стадии. За предельную принималась нагрузка, при которой напряжения были близки к пределу текучести стали образца балки, что соответствовало упруго-пластической стадии работы. Все балки загружались по одной схеме сосредоточенными силами, расположенными на расстоянии 50 см от опор и 50 см между рычагами. Во время контроля осуществлялось наблюдение за соотношением прогиба и прикладываемой нагрузки. Испытания проводились с выдержкой 15 минут после каждой ступени нагружения. Проводилось наблюдение за отдельными датчиками, подсчиты-валось приблизительно напряжение в этих датчиках и сравнивалось с предыдущими показаниями датчиков, при этом оценивалось напряжение в балках. Те же самые наблюдения проводились для прогибов. Все балки доводились до перехода в упруго-пластическую стадию, принятую в качестве предельного состояния. Обработка датчиков велась вручную и с использованием ЭВМ по программе «Статистическая обработка массива чисел».

Исследование напряженного состояния балок с несимметричной перфорацией стенки

Экспериментальные исследования балок с несимметричной перфорацией стенки подтвердили предложенную формулу определения прогибов, расхождение теоретических и экспериментальных значений составило в среднем 14%.

Хорошее совпадение теоретических и экспериментальных результатов, как количественных, так и качественных, дает возможность для практических расчетов балок с несимметричной перфорацией стенки использовать формулы (5) для определения стх в наиболее напряженных точках сечения балки, формулы (6, 7) — для определения касательных напряжений в малом и большом тавре и формулы (9,10) - для определения прогибов в этих балках.

Исследование балок с несимметричной перфорацией стенки, выполненное в настоящей работе, позволяет разработать рекомендации по конструированию и расчету балок с несимметричной перфорацией стенки.

При определении геометрических параметров отверстия и расчете балок с несимметричной перфорацией стенки следует принимать следующие положения. Участок стенки балки над опорой должен быть укреплен ребром жесткости и рассчитан по СНиП П-23-81 , п.7.12. Внедрение балок с несимметричной перфорацией стенки в строительную практику Материалы настоящей работы были использованы при разработке проектов каркаса производственных зданий пролетом до 18 м и унифицированных сборно-разборных зданий пролетом до 12 м с применением в покрытии перфорированных балок с несимметричным расположением отверстий, вместо применяемых ранее в покрытии, балок с симметричной перфорацией (шифр Минэнерго СССР УСРЗ 7002, УСРЗ 7003). Балки с несимметричной перфорацией стенки были использованы при строительстве административного здания филиала Энерготехпрома в г. Чайковский Пермской обл. 1. Проведение настоящего исследования показало, что конструктивное решение балок с несимметричной перфорацией стенки является более рациональным с точки зрения распределения материала и трудозатрат на изготовление по сравнению с традиционным решением перфорированных балок. В балках с несимметричной перфорацией нет ярко выраженных ослабленного и сплошного сечений, это позволяет произвольно определять месторасположение сосредоточенных нагрузок, жесткость вследствие циклического изменения положения центра тяжести по длине в таких балках постоянна, а площадь поперечного сечения равна площади поперечного сечения исходного двутавра в любом сечении. С точки зрения трудозатрат на изготовление - для балок с несимметричной перфорацией не требуется специальной установки для разворота разрезанных половин двутавра и суммарная длина сварных швов значительно меньше, чем суммарная длина сварных швов балки с симметричной перфорацией. 2. Выявлено, что основным параметром, влияющим на напряженное состояние балки с несимметричной перфорацией стенки, является глубина реза, а на деформированное состояние балки - длина перфорации, с увеличением длины перфорации растет деформативность балки, при этом снижаются затраты на резку и сварные швы. По результатам исследования в гл. 4 приводятся рекомендуемые размеры параметров реза. 3. На основе теоретического исследования напряженного состояния балок с несимметричной перфорацией стенки, проведенного численными методами теории упругости, определено, что: - нормальные напряжения в малом тавре распределяются линейно, а в большом тавре на 1/3 высоты меняются по линейному закону со сменой знака; — наиболее напряженными являются крайние точки сечения и точки, рас положенные по верхней и нижней граням отверстия; - касательные напряжения по величине и характеру распределения не значительно отличаются от касательных напряжений в балках с симметричной перфорацией стенки в зоне отверстий. 4. Получено качественное подтверждение теоретических результатов о распределении напряжений в сечениях исследуемых перфорированных балок в процессе проведенного экспериментального исследования . 5. Установлено, что соотношения размеров элементов, составляющих профиль балки с несимметричной перфорацией, не выходят за пределы рекомендаций обеспечения местной устойчивости, регламентируемых СНиП П-23-81 . 6. Характер деформаций балок с несимметричной перфорацией стенки обусловлен значительным влиянием поперечных сил, доля влияния которых зависит от глубины реза, длины перфорации и соотношения высоты перфорированной балки к пролету, и в исследуемых балках составляет от 32% до 48%. Экспериментальные исследования общего деформированного состояния балок подтвердили возможность использования предложенной формулы для определения прогибов. 7. Предложена методика расчета балок с несимметричной перфорацией стенки на основе которой разработана программа для ПЭВМ, включающая подбор сечения перфорированных балок, проверки прочности и деформативно-сти. 8. По результатам исследования составлены рекомендации по проектированию и расчету балок с несимметричной перфорацией стенки.

Рекомендации по конструированию и расчету балок с несимметричной перфорацией стенки

Для наиболее экономичного решения вопроса устойчивости элементов перфорированной балки используются двутавровые профили, в которых материал сечения разместился по возможности дальше от центра тяжести.

Низший предел толщины стенок такого сечения определяется или возможностью конструктивного выполнения, или тем, чтобы при работе стержня не произошло местных деформаций тонкой стенки.

Устойчивость стенки в прокатных двутаврах обеспечивается толщиной стенки, полученной по условию проката. Максимальная гибкость, которую можно получить в заводских условиях, hjtw = 55. В балках с несимметричной перфорацией стенки это отношение увеличивается, вследствие увеличения высоты сечения.

Увеличение отношения высоты двутавра к толщине его стенки при фиксированной площади сечения приводит к существенному улучшению геометрических характеристик сечений, определяющих несущую способность профиля. Для изгибаемых и сжато-изогнутых элементов одной из основных таких характеристик является момент сопротивления сечения.

Опасным участком с точки зрения потери устойчивости является стенка большого тавра, когда она находится в сжатой зоне. Так как нейтральная ось в рассматриваемых балках всегда располагается в стенке большого тавра, очевидно, что часть этой стенки находится в растянутой зоне, являясь тем самым закреплением для сжатого участка стенки. В этом случае, соотношение высоты сжатого участка стенки к его толщине оказывается в пределах, исключающих потерю местной устойчивости, что было подтверждено аналитическими расчетами, некоторые результаты которых представлены в табл.3.2.

Устойчивость стенки вблизи опоры проверяется по формулам СНиП П-23-81 , п.п. 7.2...7.4. Участок стенки балки над опорой должен быть укреплен ребром жесткости и рассчитан по СНиП П-23-81 , п.7.12. В рассматриваемом участке малого тавра, находящемся в сжатой зоне, при максимальной глубине реза, соотношения размеров свесов полки к ее толщине, а так же остающаяся высота части стенки тавра к толщине не выходят за пределы рекомендаций обеспечения их устойчивости, регламентируемых СНиП П-23-81 , п.7.24, табл. 30 и п.7.12. В то же время необходимо ограничить максимальное значение длины перфорации а по условию устойчивости тавровой части балки над отверстием в сжатой зоне, рассматривая малый тавр как стержень, работающий на сжатие с изгибом. Устойчивость стержня, подвергающегося действию осевой сжимающей силы с изгибом, согласно СНиП П-23-81 производится по формуле (51), п.5.27. С увеличением длины перфорации возрастает изгибная составляющая нормальных напряжений в поясе от действия поперечных сил. Анализ, проведенный нами для двутавров, применяемых для изготовления балок с несимметричной перфорацией стенки, показал, что реальный размер длины перфорации, находящийся в пределах (0,75 - 1,25) от высоты исходного двутавра, дает гибкость сжатого участка не более 30, соответственно условную гибкость около 1, принимая характер закрепления стержня шарнирным. Относительный эксцентриситет - в пределах 0,15...0,5. При таких условиях коэффициент Фе близок к 1, поэтому максимальное значение длины перфорации а допустимо определять условиями прочности пояса п.5.25 СНиП П-23-81 . Основная цель - определение размеров поперечного сечения балки с несимметричной перфорацией стенки с учетом рационального распределения материала по сечению в упругой стадии работы. Примем ряд предпосылок и дополнительных упрощений: 1. Рассматривается действие равномерно распределенных нагрузок, приложенных в вертикальной плоскости симметрии балки, при этом местные напряжения, возникающие в точках приложения сосредоточенных сил, не принимаются во внимание. 2. Потеря устойчивости элементов стенки не учитывается, т.к. она обеспечена соотношением размеров сечений. 3. Остаточные напряжения от проката, газовой резки и сварки не учитываются. 4. Не учитывается увеличение площади поперечного сечения из-за закруглений в местах соединений полок со стенкой (сечение считается составленным из прямоугольных элементов). Наиболее опасными сечениями в случае совместного действия изгибающего момента и поперечной силы являются сечения по углам отверстий, где нормальные напряжения тх складываются из основных - от изгибающих моментов, и дополнительных — от поперечных сил.

Похожие диссертации на Стальные балки с несимметричной перфорацией стенки