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

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
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp