Напружено-деформований стан гофрованої стінки балки при локальному навантаженні
Заголовок (російською):
Напряженно-деформированное состояние гофрированной стенки балки при локальном нагружении
Заголовок (англійською):
Stress-strain state of beam corrugated web under patch loading
Автор(и):
Семчук І.Ю.
Нілова T.О.
Автор(и) (англ):
Semchuk I.Y.
Nilova T.O.
Ключові слова (укр):
гофрована стінка, напружено-деформований стан, умова міцності, локальне навантаження.
Ключові слова (рус):
гофрированная стенка, напряженно-деформированное состояние, условие прочности, локальное нагружение
Ключові слова (англ):
corrugated web, stress-strain state, strength condition, patch loading
Анотація (укр):
Згідно сучасним нормам проектування, гофровані стінки зварних балок під дією локальних навантажень, прикладених до поясів в площині стінки, повинні перевірятися на міцність за умовою пружної роботи сталі. Але в наш час в нормах проектування науково обґрунтована методика такого розрахунку відсутня.
У роботі запропоновано чисельно-аналітичний метод визначення граничного стану гофрованої стінки при локальному навантаженні, який базується на аналізі за методом МСЕ напружено-деформованого стану фізико-математичних моделей, створених відповідно до сортаменту гофрованих профілів компанії Zeman. При аналізі міцності балки моделювалися СЕ тонкої оболонки за умовами пружної роботи сталі. Встановлено, що висота стінки практично не впливає на значення нормальних напружень в рівні її з'єднання з поясами. Суттєвий вплив на величину локальних напружень надають товщина стінки і довжина розподілу локального навантаження.
Розроблено основоположну таблицю, яка дозволяє знайти всі необхідні дані для визначення максимального значення локальної навантаження за умовою пружної роботи сталі. У випадках, коли товщина поясу або довжина розподілу локального навантаження відрізняється від табличних значень, необхідно використовувати лінійну інтерполяцію.
Враховуючи, що в області спряження стінки з поясами діють одночасно локальні тангенціальні і нормальні напруження, міцність стінки слідує перевіряти за критерієм Хубера-Мізеса-Хенкі.
Анотація (рус):
Приведены результаты численного исследования методом конечных элементов (МКЭ) напряженного состояния гофрированной стенки балки при действии локальной нагрузки в её площади. Установлено, что величина локальных нормальных напряжений на уровне соединения стенки с поясом непосредственно зависит от толщины стенки, изгибной и продольной жесткости поясов и практически не зависит от высоты стенки. Разработана практическая методика определения величины локальных нормальных напряжений в стенке и ее предельного состояния.
Анотація (англ):
It’s presented results of numerical investigation via the finite elements method (FEM) of stress-strain state of beam corrugated web under local load action in its plane. It’s concluded that the values of local normal stresses at the level of the web and the flange connection are directly dependent on the web thickness, the flexural and the longitudinal rigidity of the flanges and virtually don’t depend on the web height. A practical technique for determining the limit values of local normal stresses in the web and its stress-strain state is developed.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (рус):
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2019, number 102
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Документ:
Дата публікації:
19 September 2019
Номер збірника:
Університет автора:
Kyiv National University of Construction and Architecture, Povitroflotsky ave., 31, Kyiv, Ukraine 03680
Литература:
1. Eurocode No. 3 Design of Steel Structures. Part 1.1. General rules and rules for buildings (European Prestandard ENV-1993-1-1).2. Eurocode No. 3, Design of Steel Structures. Part 1.5. Plated structural elements (EN 1993-1-5, 2008).3. Siokola W., Wellstegträger. Herstellung und Anwendung von Trägern mit profiliertem Steg. — Stahlbau 9/1997. — P. 596 — 605.4. Ramberger G., Gutachten über die Berechnung von Geschweissten I-Trägern Mit Stegen Aus Gewellten Blechen. — O. Univ., Wien 1989 — not published.5. Pasternak H., Brańka P., Tragverhalten von Wellstegträgern unter lokaler Lasteinleitung. — Bauingenieur 5/1999. — P. 219 — 224.6. Kuchta K.R., Nośność i Sztywność Blachownic o Falistych środnikach. — Politechnika Krakowska. — Kraków 2004.7. Broude B.M., Raspredelenie sosredotochennogo davleniya v metallicheskih balkah. (Distribution of concentrated pressure in metal beams) — Stroyizdat, Moskva — Leningrad 1950.8. Luo R., Edlund B., Strength of Plate Girders with Trapezoidally Corrugated Webs in Shear or under Patch Loading — Proceedings of Nordic Steel Construction Conference, Malmö, — 1995, — P. 79 — 86.9. Luo R. and Edlund B., Shear Capacity of Plate Girders with Trapezoidally Corrugated Webs. — Thin-Webed Structures, — 1996, Vol. 26, No. 1, — P. 19 — 44.10. Kuchta K.R., Design of corrugated webs under patch load. — Advanced Steel Construction, — 2007, — Vol. 3, — No. 4. — P. 737 — 751. https://doi.org/10.18057/IJASC.2007.3.4.3
References:
1. Eurocode No. 3 Design of Steel Structures. Part 1.1. General rules and rules for buildings (European Prestandard ENV-1993-1-1).2. Eurocode No. 3, Design of Steel Structures. Part 1.5. Plated structural elements (EN 1993-1-5, 2008).3. Siokola W., Wellstegträger. Herstellung und Anwendung von Trägern mit profiliertem Steg. — Stahlbau 9/1997. — P. 596 — 605.4. Ramberger G., Gutachten über die Berechnung von Geschweissten I-Trägern Mit Stegen Aus Gewellten Blechen. — O. Univ., Wien 1989 — not published.5. Pasternak H., Brańka P., Tragverhalten von Wellstegträgern unter lokaler Lasteinleitung. — Bauingenieur 5/1999. — P. 219 — 224.6. Kuchta K.R., Nośność i Sztywność Blachownic o Falistych środnikach. — Politechnika Krakowska. — Kraków 2004.7. Broude B.M., Raspredelenie sosredotochennogo davleniya v metallicheskih balkah. (Distribution of concentrated pressure in metal beams) — Stroyizdat, Moskva — Leningrad 1950.8. Luo R., Edlund B., Strength of Plate Girders with Trapezoidally Corrugated Webs in Shear or under Patch Loading — Proceedings of Nordic Steel Construction Conference, Malmö, — 1995, — P. 79 — 86.9. Luo R. and Edlund B., Shear Capacity of Plate Girders with Trapezoidally Corrugated Webs. — Thin-Webed Structures, — 1996, Vol. 26, No. 1, — P. 19 — 44.10. Kuchta K.R., Design of corrugated webs under patch load. — Advanced Steel Construction, — 2007, — Vol. 3, — No. 4. — P. 737 — 751. https://doi.org/10.18057/IJASC.2007.3.4.3