Новости

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФЕРМ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ УЗЛОВ

Работа добавлена:






ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФЕРМ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ УЗЛОВ на http://mirrorref.ru

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФЕРМ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ УЗЛОВ

Зернов Владимир Викторович1, Зайцев Михаил Борисович2, Валякин Владимир Анатольевич3123Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

АннотацияДанная статья посвящена вопросу экспериментально - теоретического исследования устойчивости металлических ферм. Показано влияние габаритов узловых фасонок на несущую способность металлических ферм из условия устойчивости.

Ключевые слова: испытания моделей фермметаллическая фермамодель металлической фермынесущая способностьспособы усиленияузловые фасонки

С целью определения наиболее слабых узлов и элементов металлических ферм, усиление которых в наибольшей степени повлияет на повышение несущей способности всей конструкции фермы из условия устойчивости были проведены экспериментально-теоретические исследования моделей металлических ферм в предельном состоянии.

Для этого были изготовлены две модели фермы пролетом 18 м в масштабе 1:10. Элементами фермы являются металлические стержни прямоугольного сечения размерами 40х1 мм и 40х0.8 мм. Жесткость узлов моделировалась защемлением стержней в металлические круглые барабаны диаметром 50 мм. Опирание моделей в крайних узлах принималось шарнирным.

На первом этапе испытания проводились на исходных (без усиления) моделях. В результате были получены значения критических узловых нагрузок для испытываемых моделей, а также схемы деформаций их, определяемые углами поворота узлов верхнего пояса. По выявленным схемам деформаций фермы при потере устойчивости был сделан вывод, что наиболее слабыми элементами являются средние элементы верхнего пояса.

Для усиления данных моделей были приняты три способа (схемы):

1. Увеличение сечений средних элементов верхнего пояса.

2. Установка дополнительных вертикальных элементов(стоек) в каждую панель, уменьшающих расчетную длину сжатых стержней верхнего пояса.

3. Постановка напрягаемой затяжки ломаного очертания, концы которой были закреплены в опорных узлах.

При увеличении размеров сечений средних стержней в плоскости фермы в два раза критическая узловая нагрузка возросла на 30 %. При этом в критическом состоянии наиболее слабыми оказались опорные раскосы.

Установка дополнительных стоек (2-я схема усиления) повысила критическую нагрузку на 29.6 %. Особенно эффективна такая схема усиления в тех (средних) панелях, где в верхнем поясе сжимающие продольные усилия имеют наибольшие значения.

Установка напрягаемой затяжки проводилась двумя способами:

1. Закрепление троса затяжки в крайних узлах верхнего пояса.

2. Закрепление троса в опорных узлах(нижнего пояса).

Усилие в тросе затяжки контролировалось перемещением специального устройства в механизме натяжения.

При установке затяжки по первому способу критическая нагрузка возросла на 11.1 %, по второму способу натяжения критическая нагрузка возросла на 37 %. При этом усилие в затяжке составило 2 значения предполагаемой критической нагрузки.

При расчете на ПЭВМ данных моделей ферм без учета конечных размеров узловых закреплений было выявлено расхождение с экспериментальными значениями критической нагрузки порядка 10 – 12 %. При расчете же с учетом жесткости узлов, которые имитировали габариты узловых фасонок процент расхождения составил 2 – 3 %. Это говорит о том, что учет жесткости узлов в виде конечных элементов большой жесткости значительно влияет на значение критической нагрузки. Таким образом, экспериментально и численно (с применением ПЭВМ) показано, что учет габаритов узловых фасонок приводит к повышению несущей способности металлических ферм примерно на 10 – 12 %. На основе такого (уточненного расчета) можно получить экономию металла такого же порядка.

Кроме описанных трех схем усиления моделей ферм было выполнено усиление опорных узлов, которое имитировало жесткое защемление их в составе поперечной рамы промышленного здания. В первом усиленном варианте (верхнего пояса) при защемлении опорных узлов критическая нагрузка для модели фермы повысилась на 66 %. Такой результат объясняется тем, что в этом варианте усиления наиболее слабыми элементами в критическом состоянии оказались опорные раскосы. В реальных же случаях, как правило, опорные раскосы оказываются наиболее жесткими и неподатливыми к потере устойчивости. Испытания исходных моделей подтвердили этот вывод.

Библиографический список

  1. Шеин А.И., Зайцев М.Б. Метод смещенных разностей для решения систем дифференциальных уравнений движения механических систем // Строительная механика и расчет сооружений. 2012. № 2. С. 38-41.
  2. А.Н. Раевский, М.Б. Зайцев. Определение градиента условия критического состояния для рам и ферм и использование его для рационального усиления. Ж-л «Известия вузов», Строительство N4, 1999 г.
  3. В.В. Зернов, М.Б. Зайцев, Н.Н. Ласьков. Определение критической нагрузки для стропильных ферм в упругой и упруго-пластической стадиях работы. Ж-л «Региональная архитектура и строительство», N4, 2014 г.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФЕРМ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ УЗЛОВ на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат Сопряжения ферм с колоннами. К-ция узлов сопряжения и их расчет. Укрупнительные стыки ферм

2. Реферат Исследование жесткости узлов станка статическим (лабораторным) способом

3. Реферат Проверка жесткости и устойчивости подкрановой балки

4. Реферат НАХОЖДЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА УСИЛЕНИЯ ФЕРМ ПО СХЕМЕ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ПОТЕРЕ УСТОЙЧИВОСТИ

5. Реферат Определение усилий в э-тах фермы. Расчетные длины. Проверка прочности и устойчивости э-тов ферм

6. Реферат ВЛИЯНИЕ ГАБАРИТОВ УЗЛОВЫХ ФАСОНОК НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ФЕРМ ИЗ УСЛОВИЯ ОБЩЕЙ ФОРМЫ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ

7. Реферат Системы решёток стальных стропильных ферм. Типы сечений стержней ферм

8. Реферат Исследования газотурбинной установки с тепловым насосом с учетом переменного графика тепловой нагрузки

9. Реферат Основные теоретические модели внимания и его экспериментальные исследования

10. Реферат Восприятие брендов территорий с социальными проблемами: теоретические основы исследования