Напряженное состояние Г-образных тонкостенных стержневых соединений при изгибе-кручении

Автор: Рыбаков Владимир Александрович, Ес Владислав Андреевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 1 (99), 2022 года.

Бесплатный доступ

Работа посвящена исследованию стесненного кручения в соединениях плоских тонкостенных стержневых систем. Цель работы – проанализировать напряженное состояние узлов конечной жесткости из двух тонкостенных разомкнутых стержней с разными параметрами, находящихся в условиях изгибного кручения (Объект исследования), и определить соответствующий коэффициент поворота . Метод. Основным методом исследования в статье является метод конечных элементов. Программа ABAQUS используется для проектирования и расчета одномерных и трехмерных конечно-элементных моделей различных соединений и конструкций из тонкостенных профилей. Полученные результаты. Определены области применения ранее известных гипотез: гипотезы А.Р. Туснин; гипотеза А.С. Городецкий и др. Путем построения и расчетов трехмерных конечно-элементных моделей исследовано поведение передачи бимоментов в соединениях из тонкостенных профилей: с различной жесткостью; соединены под разными углами; с учетом конструктивных элементов (косынка, уголки, болтовые соединения). Определены рекомендуемые значения «коэффициента поворота оси поперечного сечения» в соединениях тонкостенных профилей, соединенных под углом 90°. Показано существование угла между профилями Г-образного соединения, при котором коэффициент поворота равен нулю, что в свою очередь свидетельствует об отсутствии передачи бимоментов в соединении.

Еще

Стальные конструкции легкого сечения, изгиб-кручение, плоские шпангоуты, тонкостенные стержни, жесткое соединение, бимомент, деформация, напряжения

Короткий адрес: https://sciup.org/143178765

IDR: 143178765 | DOI: 10.4123/CUBS.99.3

Список литературы Напряженное состояние Г-образных тонкостенных стержневых соединений при изгибе-кручении

Nazmeeva, T., Sivokhin, A. Numerical investigations of the connections between cold-formed steel curtain walls and reinforced concrete slabs. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 456(1). DOI:10.1088/1757-899X/456/1/012081.
Garifullin, M., Bronzova, M., Pajunen, S., Mela, K., Heinisuo, M. Initial axial stiffness of welded RHS T joints. Journal of Constructional Steel Research. 2019. 153. Pp. 459–472. DOI:10.1016/J.JCSR.2018.10.025.
Horacek, M., Melcher, J., Balazs, I., Pesek, O. On Problem of Torsional Characteristics of Thinwalled Steel Beams with Web Openings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. 471(5). DOI:10.1088/1757-899X/471/5/052040.
Gebre, T.H., Galishnikova, V. V. The impact of section properties on thin walled beam sections with restrained torsion. Journal of Physics: Conference Series. 2020. 1687(1). DOI:10.1088/1742-6596/1687/1/012020.
Galishnikova, V. A theory for space frames with warping restraint at nodes. Advances in the Astronautical Sciences. 2020. 170. Pp. 763–784.
Rybakov, V., Dyakov, S., Sovetnikov, D., Azarov, A., Ivanov, S. Finite elements apparatus in thinwalled rods dynamics problems. MATEC Web of Conferences. 2018. 245. DOI:10.1051/matecconf/201824508007.
Lalin, V. V., Rybakov, V.A., Ivanov, S.S., Azarov, A.A. Mixed finite-element method in V.I. Slivker’s semi-shear thin-walled bar theory. Magazine of Civil Engineering. 2019. 89(5). Pp. 79–93. DOI:10.18720/MCE.89.7.
Rybakov, V.A., Lalin, V. V., Ivanov, S.S., Azarov, A.A. Сoordinate functions quadratic approximation in V.I. Slivker’s semi-shear stability theory. Magazine of Civil Engineering. 2019. 89(5). Pp. 115–128. DOI:10.18720/MCE.89.10.
Nazmeeva, T. V., Vatin, N.I. Numerical investigations of notched C-profile compressed members with initial imperfections. Magazine of Civil Engineering. 2016. 62(2). Pp. 92–101. DOI:10.5862/MCE.62.9.
Garifullin, M., Nackenhorst, U. Computational analysis of cold-formed steel columns with initial imperfections. Procedia Engineering. 2015. 117(1). Pp. 1073–1079. DOI:10.1016/j.proeng.2015.08.239.
Atavin, I. V., Melnikov, B.E., Semenov, A.S., Chernysheva, N. V., Yakovleva, E.L. Influence of stiffness of node on stability and strength of thin-walled structure. Magazine of Civil Engineering. 2018. 80(4). Pp. 48–61. DOI:10.18720/MCE.80.5.
Al Ali, M. Resistance of closed compressed cold-formed steel cross-sections with intermediate stiffeners. Advances and Trends in Engineering Sciences and Technologies - Proceedings of the International Conference on Engineering Sciences and Technologies, ESaT 2015. 2016. Pp. 3–8. DOI:10.1201/B19249-3.
Gorodetskiy, A.S., Zdorenko, V.S., Karpilovskiy, V.S. Primeneniye MKE k raschetu tonkostennykh sterzhnevykh sistem [Application of FEM to the design of thin-walled bar systems]. Soprotivleniye materialov i teoriya sooruzheniy. 1976. 28. Pp. 134–140.
Postnov, V.A., Kharkhurim, I.Y. Metod konechnykh elementov v raschetakh sudovykh konstruktsiy [Finite element method in calculations of ship structures]. Moscow, 1974. 344 p.
Nemchinov, Y.I. Raschet tonkostennykh prostranstvennykh sistem metodom konechnykh elemen-tov [Calculation of thin-walled spatial systems by the finite element method]. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 1976. 5. Pp. 14–17.
Nemchinov, Y.I. Raschet zdaniy i sooruzheniy metodom prostranstvennykh konechnykh elementov [Calculation of buildings and structures by the spatial finite element method]. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 1981. 5. Pp. 29–33.
Cichoń, C., Koczubiej, S. No TitleConsistent FEM model for thin-walled space frames. Czasopismo Techniczne. 2008. 21. Pp. 3–20.
Rezaiee-Pajand, M., Moayedian, M. Explicit stiffness of tapered and monosymmetric I beam–columns. InternationalJournal of Engineering. 2000. 13(2). Pp. 1–18.
Bazant, Z.P., El Nimeiri, M. Large-deflection spatial buckling of thin-walled beams and frames. ASCE J Eng Mech Div. 1973. 99(EM6). Pp. 1259–1281. DOI:10.1061/jmcea3.0001837.
Tusnin, A. Chislennyy raschet konstruktsiy iz tonkostennykh sterzhney otkrytogo profilya [Numerical calculation of thin-walled structures of public profile]. Moscow, M.: MGSU: Izd-vo ASV, 2009. 143 p.
Tusnin, A.R. Finite element for numeric computation of structures of thin-walled open profile bars. Metal constructions. 2009. 15(1). Pp. 73–78.
Tusnin, A. Use thin-walled finite element in calculating chase an open profile. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Povolzhya. 2012. 6(405–408).
Tusnin, A. Finite Element for Calculation of Structures Made of Thin-Walled Open Profile Rods. Procedia Engineering. 2016. 150. Pp. 1673–1679. DOI:10.1016/J.PROENG.2016.07.149.
Perelmuter, A., Yurchenko, V. Calculation of spatial structures from thin_walled bars with open profile. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2012. 245(6). Pp. 18–25.
Perelmuter, A., Yurchenko, V. On the issue of structural analysis of spatial systems from thin-walled bars with open profiles. Metal Constructions. 2014. 20. Pp. 179–190.
Selyantsev, I.M., Tusnin, A. Cold-formed steel joints with partial warping restraint. Magazine of Civil Engineering. 2021. 101(1). DOI:10.34910/MCE.101.1.
Britvin, E.. Analysis jf frame structurs formed of thinwalled bar elements. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2016. 4. Pp. 43–54.
Serpik, I., Shkolyarenko, R. Calculation of thin-walled systems of channel bars taking into account the restrained torsion. Building and Reconstruction. 2018. 78(4). Pp. 31–41.
Serpik, I., Shkolyarenko, R. Refinement of the accounting methodology of bi-moments transfer at the junctions of the I-section bars. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. 365(4). DOI:10.1088/1757-899X/365/4/042011.
Rybakov, V., Sovetnikov, D., Jos, V. Cross-Sectional Warping of Thin-Walled Rods at Plane Frame Joints. Lecture Notes in Civil Engineering. 2020. 70. Pp. 231–243. DOI:10.1007/978-3-030-42351-3_20.
Rybakov, V.A., Sovetnikov, D.O., Jos, V.A. Bending torsion in Γ-shaped rigid and warping hinge joints. Magazine of Civil Engineering. 2020. 99(7). DOI:10.18720/MCE.99.9.

Еще

Статья научная