Местная потеря устойчивости стальных холодногнутых профилей в условиях поперечного изгиба

Местная потеря устойчивости стальных холодногнутых профилей в условиях поперечного изгиба

Автор: Трубина Дарья Алексеевна, Кононова Лидия Александровна, Кауров Арсений Андреевич, Пичугин Егор Дмитриевич, Абдулаев Джамал Амирович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Рубрика: Металлические конструкции

Статья в выпуске: 4 (19), 2014 года.

Бесплатный доступ

В большинстве инженерных методик расчета несущей способности профилей с сечением сложной формы опасность местной потери устойчивости (МПУ) практически не учитывается, а задача о МПУ стержня сводится к задаче об общей устойчивости. На стадии проектирования конструкций из тонкостенных профилей важно иметь простой аппарат для оценки несущей способности, который корректно учитывал бы возможность потери местной и общей устойчивости конструкции.В статье рассмотрены различные методики расчета тонкостенных конструкций, и представлены результаты расчета в ПК SCAD на общую и местную устойчивость. Поставлена задача определить зависимость МПУ от различных параметров сечения и выявить степень влияния на МПУ промежуточных усилителей стенки, а так же проанализировать разницу между запасом общей и местной устойчивости системы.

Еще

Тонкостенный стержень, общая устойчивость, местная устойчивость, ребро жесткости, депланация

Короткий адрес: https://sciup.org/14322102

IDR: 14322102   |   УДК: 691.714

Local buckling of steel cold-formed profiles under transverse bending

Danger local buckling (LPA) are virtually ignored in most engineering methods for calculating the cross- section profiles with complex shapes. The problem of LPA rod is reduced to the problem of overall sustainability. At the stage of design of thin-walled sections structures, it is important to have a simple device for assessing the carrying capacity of a particular size. The article discusses the different methods of calculation of thin-walled structures, and the calculation results in a PC SCAD on general and local resistance. It was tasked to determine the dependence of LPA on various parameters section and the degree of influence on the LPA repeaters wall, to analyze the difference between the reserve general and local stability of the system.

Еще

Список литературы Местная потеря устойчивости стальных холодногнутых профилей в условиях поперечного изгиба

  • Рыбаков В. А. Основы строительной механики легких стальных тонкостенных конструкций. СПб.: Издво СПбГПУ, 2011. 207 с.
  • Ватин Н. И., Рыбаков В. А. Экспертное заключение проектного решения по устройству балкона выполненного ЗАО «И.И.С» в 2011г. СПб, 2013.16 с.
  • Власов В. З. Тонкостенные упругие стержни (прочность, устойчивость, колебания) М.:Стройиздат, 1940. 276 с.
  • Власов В. З. Тонкостенные упругие стержни. М.: Физматгиз, 1959. 574 с.
  • Власов В. З. Избранные труды Т. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 507 с.
  • Власов В. 3. Тонкостенные упругие стержни. -М.: Физматгиз, 1959. 574 с.
  • Гурвиц Г. А. Изгиб и устойчивость нелинейно-деформируемых пластинчатых систем. М., 1985. 136 с.
  • Астахов И. В. Пространственная устойчивость элементов конструкций из холодногнутых профилей. СПб., 2006. 123 с.
  • Рыбаков В. А. Методы решения научно-технических задач в строительстве. Численные методы расчета тонкостенных стержней: учебное пособие. Спб.: Изд-во СпбГПУ, 2013. 166 с.
  • Рыбаков В. А., Гамаюнова О. С. Напряженно-деформированное состояние элементов каркасных сооружений из тонкостенных стержней//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 7 (12). С. 79-123.
  • Рыбаков В. А. Применение полусдвиговой теории В.И. Сливкера для анализа напряженно-деформированного состояния систем тонкостенных стержней: автореф. дисс. канд. тех. наук: 01.02.04. СПб, 2012. 184 с.
  • Лалин В. В., Рыбаков В. А., Морозов С. А. Исследование конечных элементов для расчета тонкостенных стержневых систем//Инженерно-строительный журнал. 2012. № 1 (27). С. 53-73.
  • Ватин Н. И., Рыбаков В. А. Расчет металлоконструкций: седьмая степень свободы//Стройпрофиль. 2007. № 2. С. 60.
  • Рыбаков В. А., Коломийцев Д. Е., Родичева А. О. Огнестойкость междуэтажного перекрытия на основе стальных с-образных профилей//Инженерно-строительный журнал. 2010. № 8. С. 32-37.
  • Рыбаков В. А., Недвига П. Н. Эмпирические методы оценки несущей способности стальных тонкостенных просечно-перфорированных балок и балок со сплошной стенкой//Инженерно-строительный журнал. 2009. № 8. С. 27-30.
  • Рыбаков В. А., Гамаюнова О. С. Влияние перфорации стенки на несущую способность термопрофилей//Стройпрофиль. 2008. № 1. С. 128.
  • Лалин В. В., Рыбаков В. А. Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей//Инженерно-строительный журнал. 2011. № 8. С. 69-80.
  • Альхименко А. И., Ватин Н. И., Рыбаков В. А. Технология легких стальных тонкостенных конструкций. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2008. 27 с.
  • Hicks S., Davies C. Light Steel-framed house gets the earthquake test. Build. October/November 2009. Pp. 54-55.
  • Жмарин Е. Н., Рыбаков В. А. ЛСТК -инструмент для реализации программы «Доступное и комфортное жилье»//Журнал «СтройПРОФИль». 2007. № 7(61). С. 166-167.
  • Keerthan P., Mahendran M. Thermal performance of load bearing cold-formed steel walls under fire conditions using Numerical studies. Journal of Constructional Steel Research. 2013. №80. Pp. 412-428.
  • Louise C. N., Md Othuman A. M., Ramli M. Performance of lightweight thin-walled steel sections: theoretical and mathematical considerations. Applied Science Research. 2012. №3 (5). Pp. 2847-2859
  • Dubina D., Ungureanu V., Szabo I. Codification of imperfections for advanced finite analysis of cold-formed steel members. Proceedings of the 3rd ICTWS, 2001. Pp. 179-186.
  • Koiter, W. T. The effective width of flat plates for various longitudinal edge conditions at loads far beyond the buckling load. Rep. № 5287. National Luchtvaart Laboratorium. 2012. Pp. 365-374.
  • The finite element method for thin-walled members-applications/Sarawit А. Т., Kim Y., Bakker M. С M., Pekoz T.//Proceedings of the 3rd ICTWS. 2001. Pp. 437-448.
  • Finite element simulation of the axial collapse of metallic thin-walled tubes with octagonal cross-section/Mamalis A. G., Manolakos D. E., Ioannidis M.B., Kostazos P.K., Dimitriou C.//Thin-Walled Structures. 2003. Vol. 41. Issue 10. Pp. 891-900.
  • Rasmussen J. R. Kim. Bifurcation of locally buckled point symmetric columns -Experimental investigations//Thin-Walled Structures. 2006. Vol. 44. Issue 11. Pp. 1175-1184.
  • Chen Ju, Young B. Cold-formed steel lipped channel columns at elevated temperatures//Engineering Structures. 2007. Vol. 29. Issue 10. Pp. 1161-1174.
  • Silvestre N., Young B., Camotima D. Non-linear behaviour and load-carrying capacity of CFRP-strengthened lipped channel steel columns. Engineering Structures. 2008. Vol. 30. Issue 10. Pp. 2613-2630.
  • Rogers C. A., Yang D., Hancock G. J. Stability and ductility of thin high strength G550 steel members and connections//Thin-Walled Structures. 2003. Vol. 41. Issues 2-3. Pp. 149-166.
  • The direct strength method for stainless steel compression members/Becque J., Lecce M., Rasmussen J., Kim R.//Journal of Constructional Steel Research. 2008. Vol. 64. Issue 11. Pp. 1231-1238.
  • Зверев В. В. Эффективные строительные металлоконструкции на основе объемно-формованного тонколистового проката: Исследование, проектирование, изготовление. Липецк, 2000. 395 с.
  • Ватин Н. И., Попова Е. Н. Термопрофиль в легких стальных строительных конструкциях. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2006. 63 с.
  • Орлова А. В., Жмарин Е. Н., Парамонов К. О. Энергетическая эффективность домов из ЛСТК//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 6 (11). С. 1-13.
  • Айрумян Э. Л., Галстян В. Г. Исследование действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов из оцинкованной стали//Промышленное и гражд. стр-во. 2002. № 6. С. 31-34.
  • Айрумян Э. Л. Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутих стальных оцинкованных профилей производства ООО «Балтпрофиль». М.: ЦНИИПСК им. Мельникова. 2004. 64 с.
  • Айрумян Э. Л., Каменщиков Н. И. Рамные конструкции стального каркаса из оцинкованных гнутых профилей для одноэтажных зданий различного назначения//Мир строительства и недвижимости. 2006.№36. С.9-11.
  • Легкие стальные каркасы из оцинкованных гнутых профилей для одноэтажных зданий массового применения/Айрумян Э. Л., Беляев В. Ф., Каганов А. А., Румянцева И. А.//Промышленное и гражданское строительство. 2003. № 6. С. 23-24.
  • Airumyan E. L., Boiko O. I., Kamynin S. V. Effective use of cold-formed steel structures for low-story urban buildings. Improvement of Buildings' Structural Quality by New Technologies//Proceedings of the Final Conference of COST Action C12. 2005. Pр. 431-437.
  • Павлов А. Б., Айрумян Э. Л., Камынин С. В., Каменщиков Н. И. Быстровозводимые малоэтажные здания с применением легких стальных тонкостенных конструкций//Промышленное и гражданское строительство. 2006. № 9. С. 51-53.
  • Белый Г. И., Э. Л. Айрумян Исследования работы стальной фермы из холодногнутых профилей с учётом их местной и общей устойчивости//Промышленное и гражданское строительство 2010. № 5 С. 35-38.
  • Туснин А. Р. Численный расчет конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля. М: Издательство АСВ, 2009. 144 с.
  • Колесов А. И., Ямбаев И. А., Морозов Д. А. О резервах несущей способности сжато-изогнутых стержней//Электронный журнал. Предотвращение аварий зданий и сооружений, 2010. 12 с.
  • Нехаев Г. А. Легкие металлические конструкции. Тула: Изд ООО «ПрофСтальПрокат», 2012. 90 с.
  • Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. СПб.: Изд-во Наука, 1979, 450 с.
  • Жмарин Е. Н. Международная ассоциация легкого стального строительства//Строительство уникальных зданий и сооружений. 2012. №2. С. 27-30.
  • Ватин Н. И., Жмарин Е. Н., Куражова В. Г., Усанова К. Ю. Конструирование зданий и сооружений. Легкие стальные тонкостенные конструкции: учеб. Руководство. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012.266 с.
  • Белый Г. И. Особенности работы стержневых элементов конструкций из оцинкованных гнутых профилей//Вестник гражданских инженеров. 2012. № 3. С. 99-103.
  • Белый Г. И. К расчету на устойчивость стержневых элементов стальных конструкций//Вестник гражданских инженеров. 2013. № 2 (37). C. 44-48.
  • Белый А. Г. Деформационный расчет и устойчивость тонкостенных призматических стержней произвольного профиля сжатых с двухосным эксцентриситетом/дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н., Спец.: 05.23.17. СПб, 2000. 114 с.
  • Шишкин В. М. Разработка эффективных методов расчета тонкостенных конструкций с учетом пластических и демпфирующих свойств материала/дисс. на соиск. учен. степ. д.т.н. Спец.: 05.13.18. Казань, 2008. 414 с.
  • Чернов С. А., Дьяков И. Ф. К расчету пространственной тонкостенной стержневой системы//Автоматизация и современные технологии: ежемесячный межотраслевой научно-технический журнал. 2008. №2. С. 3-6.
  • Тугаев А. С. Устойчивость пластин и тонкостенных стержней/дисс. на соиск. учен. степ к.т.н. Спец.: 01.02.03. М, 2007. 151 с.
  • Тимошенко С. П. Об устойчивости упругих систем. К.: Изд-во Киевского политехнического института. 1910. 182 с.
  • Тананайко О. Д., Шварц М. А. Смешанный метод расчета стержневых систем на прочность, колебания и устойчивость//Труды ЛИИЖТ. СПб.: Изд-во СПбГУПС, 1976. С. 23-28.
  • Eurocode 3: Desiqn of steel structures. EN 1993-1-3: 2004 Part 1-3: General rules. Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. CEN. European Committee for Standardisation.
  • СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81
  • Белов И. Д., Юрченко В. В. Про проверку устойчивости центрально-сжатых стержней из одиночных тонкостенных холодногнутых профилей открытого сечения//Металлические конструкции. 2010. Т. 16. № 4. С. 239-250.
  • Смазнов Д. Н. Конечно-элементное моделирование работы жестких вставок тонкостенных холодноформованных стальных профилей//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2011. № 67. С. 101-113.
  • Смазнов Д. Н. Конечно-элементное моделирование стоек замкнутого сечения холодногнутых профилей//Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. № 123. С. 334-337.
  • Шатов Д. С. Конечно-элементное моделирование перфорированных стоек открытого сечения из холодногнутых профилей//Инженерно-строительный журнал. 2011. № 3. С. 32-35.
  • Дьяков С. Ф., Лалин В. В. Построение и анализ конечных элементов тонкостенного стержня открытого профиля с учетом деформаций сдвига при кручении//Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2011. № 2. С. 130-140.
  • Дьяков С. Ф. Сравнительный анализ задачи кручения тонкостенного стержня по моделям Власова и Сливкера//Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2013. № 1 (1). С. 24-31.
  • Назмеева Т. В. Обеспечение пространственной жесткости покрытия в зданиях из ЛСТК//Инженерностроительный журнал. 2009. №6. С. 12-15.
  • Марченко Т. В., Банников Д. О. Сопоставительный анализ форм потери устойчивости тонкостенных стержневых элементов//Металлические конструкции. 2009. Т. 15. № 3. С. 177-188.
  • Ульшин А. Н. Обобщенный показатель качества стальных конструкций//Инженерно-строительный журнал. 2011. № 7. С. 62-70.
  • Каталонская М. А. ЛСТК -быстрое решение для строительства доступного жилья//Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. №10. С.75-75.
  • Гусева Т. П. Инновационные технологии для жилищного строительства//Жилищное строительство. 2009. № 4. С. 4-6.
  • Субботин С. Л. Изгиб и кручение тонкостенных стержней при температурных воздействиях. Калинин, 1984. 185 с.
  • Тамбовцева М. Е. Современное состояние и проблемы инновации в индивидуальном строительстве//Интернет-Вестник ВолгГАСУ. 2011. № 2. С. 7.
  • Перельмутер А. В., Юрченко В. В. О расчете пространственных конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля//Строительная механика и расчет сооружений. 2012. № 6. С. 18-25.
  • Перельмутер А. В., Сливкер В. И., Устойчивость равновесия конструкций и родственные проблемы. М.: Изд-во СКАД СОФТ, 2011. 388 с.
  • Перельмутер А. В., Сливкер, В. И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. М.: Издво ДМК Пресс, 2002. 618 с.
  • Карпиловский В. С., Криксунов Э. З., Перельмутеp А. В., Перельмутер М. А. SCAD OFFICE. Формирование сечений и расчет их геометрических характеристик. М.: Изд-во АСВ, 2004. 80с.
  • Юрченко В. В. Проектирование каркасов зданий из тонкостенных холодногнутых профилей в среде «SCAD Office»//Инженерно-строительный журнал. 2010. № 8. С. 38-46.
  • Гордеева А. О., Ватин Н. И. Расчетная конечно-элементная модель холодногнутого перфорированного тонкостенного стержня в программно-вычислительном комплексе SCAD Office//Инженерно-строительный журнал. 2011. № 3. С. 36-46.
  • Карпиловский В. С., Криксунов Э. З., Маляренко А. А., Перельмутер А. В., Перельмутер М. А. Вычислительный комплекс SCAD. М.: Изд-во АСВ, 2007. 592 с.
  • Кузьмин Н. А., Лукаш П. А., Милейковский И. Е. Расчет конструкций из тонкостенных стержней и оболочек. М.: Изд-во Госстройиздат, 1960. 264 с.
  • Осокин А. В. Развитие метода конечных элементов для расчета систем, включающих тонкостенные стержни открытого профиля/дисс. на сосик. учен. степ. к.т.н. Спец.: 05.23.17. М., 2010. 134 с.
  • Косых Э. Г. Поперечный изгиб тонкостенного стержня с переменной по длине жесткостью. Минск: Издво центр БГУ, 2013. 3 с.
  • Уманский А. А. Кручение и изгиб тонкостенных авиаконструкций. М.:Изд-во Оборонгиз, 1939. 112 с.
  • Малинин М. Ю. Исследование напряженно-деформированного состояния пространственных тонкостенных конструкций сложной геометрии методом конечных элементов/дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н. Спец.:01.02.04. Брежнев, 1984. 153 с.
  • Каменских И. В. Математическое и численное моделирование задач устойчивости тонкостенных конструкций методом модуль-элементов/дисс. на соиск. учен. степ. д.ф-м. н. Спец: 05.13.18. Комсомольск-на-Амуре, 2004. 210 c.
  • Воробьев Л. Н. Деформационный расчет и устойчивость тонкостенных стержней открытого профиля//Труды Новочеркасского политехнического института. Новочеркасск: Изд-во ЮРГПУ(НПИ), 1958. Том 69/83. С.3-48.
  • Ветюков Ю. М., Елисеев В. В. Упругие деформации и устойчивость равновесия тонкостенных стержней открытого профиля//Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2007. № 52-1. С. 49-53.
  • Бычков Д. В. Расчет балочных и рамных стержневых систем из тонкостенных элементов. М.: Изд-во Стройиздат, 1948. 208 с.
  • Брудка Я., Лубиньски М. Легкие стальные конструкции. Изд. 2-е, доп, Пер. с польск./Под ред. С. С. Кармилова. М., Стройиздат, 1974. 342с.
  • Анучкин А. П. Изыскание оптимальных форм балок и колонн из тонкостенных штампованных профилей/дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н. Спец.: 05.23.01. М., 1949. 169 с.
  • Александров В. Г. Расчет тонкостенных неразрезных балок на совместное действие изгиба и кручения при подвижной нагрузке/дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н. Спец.: 05.23.01. Ростов н/Д, 1948. 130 с.
  • Белоусов В.П. Исследование устойчивости стержней при продольном и поперечном нагружении/дисс. на соиск. учен. степ. к.т.н. Спец.: 01.02.03. Джамбул, 1983. 215 с.
  • Дьяков С.Ф., Лалин В.В. Дисперсия крутильной волны, распространяющаяся в тонкостенном стержне//Интернет-журнал «Науковедение», 2013. № 5 (18).10 с.
  • Дьяков С. Ф., Лалин В. В. Построение и анализ конечного элемента тонкостенного стержня с учетом деформаций сдвига для решения задач динамики//Интернет-журнал «Науковедение», 2013. № 5 (18)10 с.
  • Назмеева Т.В. Несущая способность сжатых стальных тонкостенных элементов сплошного и перфорированного сечения из холодногнутого С-профиля//Инженерно-строительный журнал. 2013. №5(40). С. 44-51
  • Назмеева Т.В. Обеспечение пространственной жесткости покрытия в зданиях из ЛСТК//Инженерностроительный журнал. 2009. № 6(8). С. 12-15.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp