ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Проектирование и конструирование строительных систем. Проблемы механики в строительстве

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГИБОВ БАЛОК С РОМБОВИДНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ СТЕНКИ

  • Притыкин Алексей Игоревич - Калининградский государственный технический университет (КГТУ)
  • Емельянов Константин Анатольевич - «Литана»
DOI: 10.22227/1997-0935.2018.7.814-823
Страницы: 814-823
Предмет исследования: в связи с внедрением в строительную практику балок с ромбовидной перфорацией стенки исследовалось влияние параметров таких вырезов на прогибы балок. В настоящее время в строительных правилах как отечественных, так и зарубежных отсутствуют рекомендации по определению прогибов указанных балок, хотя нормативные требования содержатся. Цели: разработка удобной для инженерных расчетов аналитической зависимости для оценки прогибов балок с ромбовидной перфорацией. Материалы и методы: получение формулы для прогибов произведено с применением одного из эффективных методов расчета деформаций двутавровых перфорированных балок, основанного на использовании теории составных стержней. Некоторые числовые коэффициенты, входящие в выражение для коэффициента жесткости упругого слоя, образованного перемычками, уточнялись с помощью расчетов методом конечных элементов. В качестве критерия надежности аналитической оценки прогибов служат результаты расчета балок методом конечных элементов с применением программного комплекса ANSYS. Результаты: проверена применимость предложенной зависимости к расчету прогибов балок с разной формой ромбовидной перфорации при варьировании как высоты вырезов, так и ширины перемычек. Неизменным во всех случаях оставался только угол наклона сторон, принятый равным 60°. Приведен пример расчета перфорированной балки по рассмотренному методу. Для балок, изготовленных по безотходной технологии, когда ширина перемычек равна горизонтальной стороне выреза, при ромбовидной перфорации с постоянной относительной высотой вырезов суммарная площадь вырезов практически остается неизменной при любой ширине перемычек. Следствием этого является слабое влияние относительной ширины перемычек на прогибы балок с фиксированной высотой вырезов. Выводы: полученная инженерная зависимость представит несомненный практический интерес для проектировщиков и может быть рекомендована для включения в своды правил РФ.
  • прогиб;
  • аналитическая зависимость;
  • перфорированная балка с ромбовидными вырезами;
  • теория составных стержней;
  • коэффициент жесткости упругого слоя;
  • МКЭ;
Литература
  1. Притыкин А.И. Прогибы перфорированных балок с шестиугольными вырезами: две формы решения // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 12. С. 53-54.
  2. Притыкин А.И. Влияние сдвига на деформации перфорированных балок с шестиугольными вырезами // Известия вузов. Строительство. 2012. № 3. С. 111-118.
  3. Проектирование металлических конструкций: спец. курс. Л., 1990. 432 с.
  4. Соловьев А.В., Васюков И.А. Анализ жесткостных характеристик перфорированных балок с круглой перфорацией стенки // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 3. С. 36-38.
  5. Полевщиков А.С., Елькина Л.В., Крупин М.Н. Перфорированные балочные конструкции // Advanced Science. 2017. № 3. С. 300-307.
  6. Hosain M.U., Cheng V.V. Deflection analysis of expanded open-web steel beams. // Computers and Structural. 1974. Vol. 4. No. 2. Pp. 327-336.
  7. Gardner N.J. An investigation into the deflection behavior of castellated beams // Transaction of the Engineering Institute of Canada. 1969. Vol. 9. No. A.7. Pp. 56-64.
  8. Gibson J.E., Jenkins B.S. An investigations of the stress and deflection in castellated beams // Structural Engineer. 1957. No. 12. Pp. 464-479.
  9. Havbok M.M., Hosain M.U. Castellated beams deflection using substructuring // Journal of the structural Division Proceedings of the ASCE. 1977. Vol. 103. No. 1. Pp. 265-269.
  10. Raftoyiannis I.G., Ioannidis G.I. Deflection of Castellated beams under Transverse Loading // Steel Structures. 2006. No. 6. Рр. 31-36.
  11. Jamadar F.M., Kumbhar P.D. Parametric study of castellated beam with circular and diamond shaping openings // International Research Journal of Engineering and Technology. 2015. vol. 2. No. 2. pp. 715-722.
  12. Pritykin A.I., Lavrova A.S. Prediction of the stress level and stress concentration in cellular beams with circular openings // Mechanika. 2017. No. 3. Pp. 61-66.
  13. Lagros N.D., Psarras L.D., Papadrakasis M., Panagiotou G. Optimum design of steel structures with web opening // Journal of Engineering Structures. 2008. Vol. 30. No. 4. Pp. 2528-2537.
  14. Liu T.C., Chung K.F. Steel beam with large web opening of various shapes and sizes: Finite element investigation // Journal of Constructional Steel Research. 2003. Vol. 59. Pp. 1159-1176.
  15. Chung K.F., Liu T.C., Ko A.C. Investigation on Vierendeel mechanism in steel beams with circular web openings // Journal of Constructional Steel Research. 2001. Vol. 57. Pp. 467-490.
  16. Devinis B., Kvedaras A.K. Investigation of rational depth of castellated steel i- beam // Journal of Civil Engineering and Management. 2008. Vol. 149. No. 3. Pp. 163-168.
  17. Durif S., Bouchair A., Vassart O. Experimental tests and numerical modeling of cellular beams with sinusoidal openings // Journal of Constructional Steel Research. 2013. Vol. 82. No. 1. Pp. 72-87.
  18. Бойцов Г.В., Палий О.М., Постнов В.А. и др. Справочник по строительной механике корабля: в 3 т. Т. 1. Л. : Судостроение, 1982. 376 с.
СКАЧАТЬ (RUS)