Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 4 (64), 2021
Расчетный анализ распределения усилий в металлическом рамном каркасе с учетом пластических деформаций материала
Варнавский В. С., Габриелян Г. Е., Востриков В. В.
Варнавский В. С., канд. тех. наук, доц. кафедры строительной механики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: mailVVS@inbox.ru Габриелян Г. Е., канд. тех. наук, доц. кафедры строительной механики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: grayr2010@rambler.ru Востриков В. В., магистр, инженер Центра экспертизы строительных конструкций, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: vlad-vost2012@yandex.ru | | | | | Постановка задачи. С целью снижения материалоемкости строительных конструкций нормативные документы рекомендуют учитывать пластические свойства стали в прочностных расчетах. Это требует развития соответствующих методов расчета с применением современного программного обеспечения.
Результаты. Усовершенствована методика расчета плоского стального рамного каркаса на статическую нагрузку на основе принципа предельного равновесия с применением программно-вычислительного комплекса «ЛИРА». Исследован поэтапный характер разрушения конструкции при воздействии сверхнормативных нагрузок.
Выводы. Показано, что применение пошагового метода нагружения позволяет моделировать поведение конструкции в ходе увеличения нагрузки. Проведенные исследования позволяют давать верхнюю оценку максимально возможной нагрузки, возникающей в исключительных условиях эксплуатации. | | | | Ключевые слова: металлическая рама, прогрессирующее разрушение, несущая способность, предельное равновесие, программный комплекс «ЛИРА». |
DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.013 | | | Библиографический список 1. Алмазов, В. О. Проблемы прогрессирующего разрушения / В. О. Алмазов // Строительство и реконструкция. — 2014. — № 6 (56). — С. 3—10.
2. Варнавский, В. С. Определение несущей способности металлического рамного каркаса с применением программного комплекса Лира / В. С. Варнавский, А. С. Поворин // Строительная механика и конструкции. — 2011. — Т. 2, № 3. — С. 113—121.
3. Варнавский, В. С. Численное исследование несущей способности металлической рамы на основе программного комплекса Лира / В. С. Варнавский, А. О. Болотов // Строительная механика и конструкции. — 2014. — Т. 1, № 8. — С. 117—125.
4. Варнавский, В. С. Расчет плоского стального каркаса на статическую нагрузку с учетом пластических деформаций материала / В. С. Варнавский, Г. Е. Габриелян, М. М. Мартынова // Строительная механика и конструкции. — 2018. — Т. 3, № 18. — С. 51—60.
5. Варнавский, В. С. Расчет плоского стального каркаса на постоянную и временную нагрузку c учетом пластических деформаций материала / В. С. Варнавский., Г. Е. Габриелян, В. В. Востриков // Строительная механика и конструкции. — 2019. — Т. 3, № 22. — С. 76—86.
6. Гвоздев, А. А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия / А. А. Гвоздев. — М.: Стройиздат, 1949. — 280 с.
7. Геммерлинг, А. В. Расчет стержневых систем / А. В. Геммерлинг. — М.: Стройиздат, 1974. — 207 с.
8. Кац, А. С. Расчет неупругих строительных конструкций / А. С. Кац. — Л.: Стройиздат, 1989. — 168 с.
9. Потапкин, А. А. Проектирование стальных мостов с учетом пластических деформаций / А. А. Потапкин. — М.: Транспорт, 1984. — 200 с.
10. Расчет плоских стержневых систем из идеального упругопластического материала методом конечных элементов в форме смешанного метода / В. Д. Раков, Ф. А. Красина, Л. Е. Путеева, Б. А. Тухфатуллин // Инновации технических решений в машиностроении и транспорте: сб. ст. VI Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых и студентов с междунар. участием / Под общ. ред. В. В. Салмина. — 2020. — С. 161—163.
11. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям / В. А. Балдин, И. И. Гольденблат, В. И. Коченов и др. — М.: Госстройиздат, 1951. — 272 с.
12. Рекомендации по расчету стальных конструкций на прочность по критериям ограниченных пластических деформаций. — М.: ЦНИИПСК, 1985. — 48 с.
13. Ржаницын, А. Р. Строительная механика / А. Р. Ржаницын — М.: Высш. шк., 1982. — 400 с.
14. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* (с поправкой, с изм. № 1). — М.: АО «Кодекс», 2017. — 148 с.
15. СП 56.13330.2011. Промышленные здания. — М., 2011.
16. Чирас, А. А. Теория и методы оптимизации упругопластических систем / А. А. Чирас, А. Э. Боркаускас, Р. П. Каркаускас. — Л.: Стройиздат, 1974. — 279 с.
17. Comite Europeen de Normalisation, Draft prEN 1991-1-7: March 2002, Eurocode 1: Actions on Structures. Part 1.7: General Actions — Accidental actions due to impact and explosions. First Project Team (stage 32) draft, Amended version 8, Brussels, 2002.
18. Design of Buildings to Resist Progressive Collapse. The Unified Facilities Criteria (UFC) 4-023-03, Department of Defense, Approved for public release. — 2003. — 176 p.
19. Factors influencing the progressive collapse resistance of rc frame structures / Azim I., Yang J., Bhatta S. [et al.] // Journal of Building Engineering. — 2020. — Vol. 27. — Р. 100986.
20. Kirk, A. Marchand, Farid Alfawakhive. Blast and Progressive Collapse / A. Kirk // AISC, 2005.
21. Progressive collapse of framed building structures: current knowledge and future prospects / Kiakojouri F., Sheidaii M. R., De Biagi V. [et al.] // Engineering Structures (incorporating Structural Engineering Review). — 2020. — Vol. 206. — P. 110061.
22. Progressive collapse of multi-storey buildings due to sudden column loss — part II: Application / Vlassis A. G., Izzudin B. A., Elghazouli A. Y. [et al.] // Engineering Structures. — 2008. — № 30 (5). — P. 1424—1438. | | | | | Ссылка для цитирования Варнавский, В. С. Расчетный анализ распределения усилий в металлическом рамном каркасе с учетом пластических деформаций материала / В. С. Варнавский, Г. Е. Габриелян, В. В. Востриков // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 4 (64). - С. 137-145. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.013. | | | | | | | | | English version | | | Computational Analysis of the Forces Distribution in a Metal Frame Structure Taking into Account Plastic Deformations of the Material | Varnavsky V. S., Gabrielyan G. E., Vostrikov V. V. | | | | | Varnavsky V. S., PhD in Engineering., Assoc. Prof. of the Dept. of Structural Mechanics, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: mailVVS@inbox.ru Gabrielyan G. E., PhD in Engineering., Assoc. Prof. of the Dept. of Structural Mechanics, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: grayr2010@rambler.ru Vostrikov V. V., Master of Engineering, Engineer of the Center for Building Structures Expertise, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: vlad-vost2012@yandex.ru | | | Statement of the problem. In order to reduce the material consumption of building structures, in regulatory documents it is recommend that the plastic properties of steel in strength calculations are taken into account. This requires the development of appropriate calculation methods by means of modern software.
Results. The method of calculating a flat steel frame structure for static load based on the principle of limiting equilibrium using the design-computational complex LIRA has been improved. The gradual nature of structural failure under the influence of excessive loads is studied.
Conclusions. It is shown that the application of the step-by-step loading method makes it possible to model the behavior of the structure during an increase in load. The studies allow us to provide an upper estimation of the maximum possible load that occurs under exceptional operating conditions.
| | | | Keywords: metal frame, progressive destruction, load-bearing capacity, limiting equilibrium, design-computational complex LIRA. |
DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.013
References 1. Almazov, V. O. Problemy progressiruyushchego razrusheniya / V. O. Almazov // Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. — 2014. — № 6 (56). — S. 3—10.
2. Varnavskii, V. S. Opredelenie nesushchei sposobnosti metallicheskogo ramnogo karkasa s primeneniem programmnogo kompleksa Lira / V. S. Varnavskii, A. S. Povorin // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2011. — T. 2, № 3. — S. 113—121.
3. Varnavskii, V. S. Chislennoe issledovanie nesushchei sposobnosti metallicheskoi ramy na osnove programmnogo kompleksa Lira / V. S. Varnavskii, A. O. Bolotov // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2014. — T. 1, № 8. — S. 117—125.
4. Varnavskii, V. S. Raschet ploskogo stal'nogo karkasa na staticheskuyu nagruzku s uchetom plasticheskikh deformatsii materiala / V. S. Varnavskii, G. E. Gabrielyan, M. M. Martynova // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2018. — T. 3, № 18. — S. 51—60.
5. Varnavskii, V. S. Raschet ploskogo stal'nogo karkasa na postoyannuyu i vremennuyu nagruzku c uchetom plasticheskikh deformatsii materiala / V. S. Varnavskii., G. E. Gabrielyan, V. V. Vostrikov // Stroitel'naya mekhanika i konstruktsii. — 2019. — T. 3, № 22. — S. 76—86.
6. Gvozdev, A. A. Raschet nesushchei sposobnosti konstruktsii po metodu predel'nogo ravnovesiya / A. A. Gvozdev. — M.: Stroiizdat, 1949. — 280 s.
7. Gemmerling, A. V. Raschet sterzhnevykh sistem / A. V. Gemmerling. — M.: Stroiizdat, 1974. — 207 s.
8. Kats, A. S. Raschet neuprugikh stroitel'nykh konstruktsii / A. S. Kats. — L.: Stroiizdat, 1989. — 168 s.
9. Potapkin, A. A. Proektirovanie stal'nykh mostov s uchetom plasticheskikh deformatsii / A. A. Potapkin. — M.: Transport, 1984. — 200 s.
10. Raschet ploskikh sterzhnevykh sistem iz ideal'nogo uprugoplasticheskogo materiala metodom konechnykh elementov v forme smeshannogo metoda / V. D. Rakov, F. A. Krasina, L. E. Puteeva, B. A. Tukhfatullin // Innovatsii tekhnicheskikh reshenii v mashinostroenii i transporte: sb. st. VI Vseros. nauch.-tekhn. konf. molodykh uchenykh i studentov s mezhdunar. uchastiem / Pod obshch. red. V. V. Salmina. — 2020. — S. 161—163.
11. Raschet stroitel'nykh konstruktsii po predel'nym sostoyaniyam / V. A. Baldin, I. I. Gol'denblat, V. I. Kochenov i dr. — M.: Gosstroiizdat, 1951. — 272 s.
12. Rekomendatsii po raschetu stal'nykh konstruktsii na prochnost' po kriteriyam ogranichennykh plasticheskikh deformatsii. — M.: TsNIIPSK, 1985. — 48 s.
13. Rzhanitsyn, A. R. Stroitel'naya mekhanika / A. R. Rzhanitsyn — M.: Vyssh. shk., 1982. — 400 s.
14. SP 16.13330.2017. Stal'nye konstruktsii. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP II-23-81* (s popravkoi, s izm. № 1). — M.: AO «Kodeks», 2017. — 148 s.
15. SP 56.13330.2011. Promyshlennye zdaniya. — M., 2011.
16. Chiras, A. A. Teoriya i metody optimizatsii uprugoplasticheskikh sistem / A. A. Chiras, A. E. Borkauskas, R. P. Karkauskas. — L.: Stroiizdat, 1974. — 279 s.
17. Comite Europeen de Normalisation, Draft prEN 1991-1-7: March 2002, Eurocode 1: Actions on Structures. Part 1.7: General Actions — Accidental actions due to impact and explosions. First Project Team (stage 32) draft, Amended version 8, Brussels, 2002.
18. Design of Buildings to Resist Progressive Collapse. The Unified Facilities Criteria (UFC) 4-023-03, Department of Defense, Approved for public release. — 2003. — 176 p.
19. Factors influencing the progressive collapse resistance of rc frame structures / Azim I., Yang J., Bhatta S. [et al.] // Journal of Building Engineering. — 2020. — Vol. 27. — Р. 100986.
20. Kirk, A. Marchand, Farid Alfawakhive. Blast and Progressive Collapse / A. Kirk // AISC, 2005.
21. Progressive collapse of framed building structures: current knowledge and future prospects / Kiakojouri F., Sheidaii M. R., De Biagi V. [et al.] // Engineering Structures (incorporating Structural Engineering Review). — 2020. — Vol. 206. — P. 110061.
22. Progressive collapse of multi-storey buildings due to sudden column loss — part II: Application / Vlassis A. G., Izzudin B. A., Elghazouli A. Y. [et al.] // Engineering Structures. — 2008. — № 30 (5). — P. 1424—1438.
|
|
|
|
|
