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

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

Статья обзорная