Русский
English 31-46 стр.
В данной статье рассмотрен метод статического расчета многопролетных тонкостенных балок при стесненном кручении в рамках полусдвиговой теории В.И.Сливкера. Основным достоинством полусдвиговой теории является то, что она подходит для стержней как открытого, так и замкнутого (а также открыто-замкнутого и многоконтурного) профилей ввиду схожести дифференциальных уравнений по теориям В.И. Сливкера и А.А. Уманского, а также повышается точность вычисления вследствие учета части деформации сдвига. Получено анали-тическое решение задачи на основе системы уравнений трех бимоментов, в т.ч. значения кореллирующих функций для случаев приложения крутящих нагрузок в пролете и на консоли тонкостенных многопролетных неразрезных балок. Получены функции бимомента для ряда простых балок в рамках полусдвиговой теории. Показано, что значения параметра влияния формы сечения полусдвиговой теории колеблется в пределах от 1,000086 до 1,0014 для направляющих профилей, при этом наличие отгибов полок (С-профиль) по сравнению с направляющим профилем в пределах 10% снижает значение данного параметра, что свидетельсвует о более низком вкладе части сдвиговых деформаций в НДС при стестенном кручении стоечного профиля. Показано, что несмотря на сходство результатов расчета предложенным методом ввиду близости значений параметра влияния формы к 1,0 с аналогичным по теории В.З. Власова, границы применения предложенного метода существенно шире (как открытые, так и за-мкнутые профили).
[1] Шевцов С.В., Астафьева Н.С. Концепция модульного строительства на примереиспользования легких металлических конструкций // Инженерные исследования. 2022. № 3 (8). С. 30 – 37.
[2] Советников Д.О., Виденков Н.В., Трубина Д.А. Легкие стальные тонкостенные конструкции в многоэтажном строительстве // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 3 (30). С. 152 – 165. DOI: 10.18720/CUBS.30.11
[3] Бондарь В.Т. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния профилированных листов С-44-1.5 мм, С-21-1.5 мм, CIMC-D02-01A 1.6 // Инженерные исследования. 2022. № 3 (8). С. 11 – 19.
[4] 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 (21). С. 36 – 46. DOI: 10.18720/MCE.21.2
[5] 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
[6] Власов П.П., Лалина И.И., Савченко А.В., Емельянов Е.В., Нестеров А.А. Конечно-элементный анализ стальной опоры в ПК SCAD // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 11 (38). С. 27 – 41. DOI: 10.18720/CUBS.38.3
[7] Назмеева Т.В., Ватин Н.И. Численные исследования сжатых элементов из холодногнутого просечного Спрофиля с учетом начальных несовершенств // Инженерно-строительный журнал. 2016. № 2 (62). С. 92 – 101. DOI: 10.5862/MCE.62.9
[8] 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. DOI: 10.18720/CUBS.12.10
[9] Советников Д.О., Азаров А.А., Иванов С.С., Рыбаков В.А.. Методы расчета тонкостенных стержней: статика, динамика, устойчивость // AlfaBuild. 2018. № 3 (1). С. 7 – 33.
[10] Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни М.: Госиздатфизматлит, 1959. 508 с.
[11] 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
[12] Белый Г.И. Расчет упругопластических тонкостенных стержней по пространственнодеформируемой схеме // Межвуз. темат. сб. тр. (Строительная механика сооружений). 1983. № 42. С. 40 – 48.
[13] Уманский А.А. Изгиб и кручение тонкостенных авиационных конструкций М.: Оборониздат, 1939. 112 с.
[14] Galishnikova V. A theory for space frames with warping restraint at nodes. Advances in the Astronautical Sciences. 2020. 170. P. 763 – 784.
[15] Туснин А.Р. Численный расчет конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля. М.: МГСУ, Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2009. 143 с.
[16] Перельмутер А.В., Юрченко В.В. К вопросу о расчете пространственных конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля // Металлические конструкции. 2014. Т. 20. № 3. С. 179 – 190.
[17] Кузьмин Н.Л., Лукаш П.А., Милейковский И.Е. Расчет конструкций из тонкостенных стержней и оболочек. М.: Госстройиздат, 1960. 266 с.
[18] Гребенюк Г.И, Гаврилов, А.А., Яньков Е.В. Расчет и оптимизация неразрезной балки тонкостенного профиля // Известия вузов. Строительство. 2013. № 7. С. 3 – 11.
[19] Сливкер В.И. Строительная механика. Вариационные основы: учебное пособие. М.: Изд-во АСВ, 2005. 736 с.
[20] Лалин В.В., Рыбаков В.А. Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 8 (26). С. 69 – 80. DOI: 10.5862/MCE.26.11
[21] 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. DOI: 10.5862/MCE.27.7
[22] Rybakov, V.A. The V.I. Slivker’s semi-shear theory finite elements research for calculation of thin-walled closed profile rods // AlfaBuild. 2022. № 24 (4). P. 2403 – 2403. DOI:10.57728/ALF.24.3
[23] 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). Article No. 9909. DOI: 10.18720/MCE.99.9
[24] Константинов И.А., Лалин В.В., Лалина И.И. Строительная механика. Расчет стержневых систем с использованием программы SCAD: учебно-методический комплекс. Часть 2. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 228 с.
[25] Гребенников М.Н., Дибир А.Г., Пекельный Н.И.. Расчёт многопролётных неразрезных былок. Уравнение трёх моментов. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т “Харьк. авиац. ин-т,” 2010. 46 с.
[2] Советников Д.О., Виденков Н.В., Трубина Д.А. Легкие стальные тонкостенные конструкции в многоэтажном строительстве // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 3 (30). С. 152 – 165. DOI: 10.18720/CUBS.30.11
[3] Бондарь В.Т. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния профилированных листов С-44-1.5 мм, С-21-1.5 мм, CIMC-D02-01A 1.6 // Инженерные исследования. 2022. № 3 (8). С. 11 – 19.
[4] 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 (21). С. 36 – 46. DOI: 10.18720/MCE.21.2
[5] 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
[6] Власов П.П., Лалина И.И., Савченко А.В., Емельянов Е.В., Нестеров А.А. Конечно-элементный анализ стальной опоры в ПК SCAD // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 11 (38). С. 27 – 41. DOI: 10.18720/CUBS.38.3
[7] Назмеева Т.В., Ватин Н.И. Численные исследования сжатых элементов из холодногнутого просечного Спрофиля с учетом начальных несовершенств // Инженерно-строительный журнал. 2016. № 2 (62). С. 92 – 101. DOI: 10.5862/MCE.62.9
[8] 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. DOI: 10.18720/CUBS.12.10
[9] Советников Д.О., Азаров А.А., Иванов С.С., Рыбаков В.А.. Методы расчета тонкостенных стержней: статика, динамика, устойчивость // AlfaBuild. 2018. № 3 (1). С. 7 – 33.
[10] Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни М.: Госиздатфизматлит, 1959. 508 с.
[11] 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
[12] Белый Г.И. Расчет упругопластических тонкостенных стержней по пространственнодеформируемой схеме // Межвуз. темат. сб. тр. (Строительная механика сооружений). 1983. № 42. С. 40 – 48.
[13] Уманский А.А. Изгиб и кручение тонкостенных авиационных конструкций М.: Оборониздат, 1939. 112 с.
[14] Galishnikova V. A theory for space frames with warping restraint at nodes. Advances in the Astronautical Sciences. 2020. 170. P. 763 – 784.
[15] Туснин А.Р. Численный расчет конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля. М.: МГСУ, Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2009. 143 с.
[16] Перельмутер А.В., Юрченко В.В. К вопросу о расчете пространственных конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля // Металлические конструкции. 2014. Т. 20. № 3. С. 179 – 190.
[17] Кузьмин Н.Л., Лукаш П.А., Милейковский И.Е. Расчет конструкций из тонкостенных стержней и оболочек. М.: Госстройиздат, 1960. 266 с.
[18] Гребенюк Г.И, Гаврилов, А.А., Яньков Е.В. Расчет и оптимизация неразрезной балки тонкостенного профиля // Известия вузов. Строительство. 2013. № 7. С. 3 – 11.
[19] Сливкер В.И. Строительная механика. Вариационные основы: учебное пособие. М.: Изд-во АСВ, 2005. 736 с.
[20] Лалин В.В., Рыбаков В.А. Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 8 (26). С. 69 – 80. DOI: 10.5862/MCE.26.11
[21] 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. DOI: 10.5862/MCE.27.7
[22] Rybakov, V.A. The V.I. Slivker’s semi-shear theory finite elements research for calculation of thin-walled closed profile rods // AlfaBuild. 2022. № 24 (4). P. 2403 – 2403. DOI:10.57728/ALF.24.3
[23] 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). Article No. 9909. DOI: 10.18720/MCE.99.9
[24] Константинов И.А., Лалин В.В., Лалина И.И. Строительная механика. Расчет стержневых систем с использованием программы SCAD: учебно-методический комплекс. Часть 2. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 228 с.
[25] Гребенников М.Н., Дибир А.Г., Пекельный Н.И.. Расчёт многопролётных неразрезных былок. Уравнение трёх моментов. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т “Харьк. авиац. ин-т,” 2010. 46 с.
Рыбаков В.А. Уравнение трех бимоментов полусдвиговой теории В.И. Сливкера для расчета многопролетных тонкостенных балок // Строительные материалы и изделия. 2023. Том 6. № 3. С. 31 – 46. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-3-31-46