Оптимізація регулюванням зусиль рамно-підкісного сталевого каркасу цивільної будівлі

Ключові слова: цивільна будівля, рамно-підкісний сталевий каркас, оптимізація розрахункової схеми, регулювання внутрішніх зусиль

Анотація

Сталеві конструкції дозволяють споруджувати будівлі з індивідуальними розмірами та різного функціонального призначення, використовуючи при цьому типові архітектурно-конструктивні рішення. Підвищенню рівня уніфікації несучих будівельних конструкцій сприяє використання однакових поперечних рам, що встановлюються з рівним кроком. Жорсткість рам у власній площині забезпечується або встановленням системи вертикальних і горизонтальних в’язей (при цьому вузли спирання балок на колони виконуються шарнірними), або влаштуванням жорстких вузлів між балками та колонами. Ще одним ресурсоефективним способом забезпечення жорсткості рами у власній площині є встановлення підкосів між колоною й балкою. Завдяки такому рішенню підвищується жорсткість кожної рами та збільшується робочий внутрішній простір будівлі за рахунок відсутності вертикальних в’язей між колонами у поперечному напрямку будівлі. Нерозрізний ригель перекриття у цьому випадку необхідно розраховувати як балку на шарнірних опорах на стійках рами та на проміжних пружних опорах із заданою попередньо визначеною жорсткістю на підкосах. Напруження по довжині ригеля перекриття можна регулювати та оптимізувати за рахунок зміни жорсткості підкосів і схеми їх установлення,. Показано, що нехтування різною жорсткістю стійок і підкосів завищує в декілька разів опорні моменти на підкосах. Це зі свого боку зменшує прольотні моменти, що загалом приводить до отримання хибних результатів статичного розрахунку. У цілому, використання рамно-підкісної схеми каркаса цивільної будівлі дало можливість ресурсоефективно відрегулювати внутрішні зусилля по довжині основних елементів поперечних рам будівлі – стійок і ригелів. Навіть із врахуванням додаткових витрат сталі на влаштування підкосів витрати металу на несучі рами будівлі зменшено на 6% (0,85 кг/м2) в основному за рахунок зменшення перерізу на один номер прокатного двотавра ригелів перекриття

 

Посилання

[1]. Pavlikov A.M., Mykytenko S.M., Hasenko A.V. (2018). Effective structural system for the construction of affordable housing. International Journal of Engineering & Technology, 7 (3.2), 291-298.
doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14422
[2]. Nilov A.A., Permyakov V.O., Shymanovs’kyy O.V., Bilyk S.I., Lavrinenko L.I., Byelov I.D., & Volodymyr-s’kij V.O. (2010). Metal structures. Kyiv: Steel.
[3]. Celik T. & Kamali S. (2018). Multidimensional Comparison of Lightweight Steel and Reinforced Concrete Structures. Tehnički vjesnik, 25 (4), 1234-1242.
doi.org/10.17559/TV-20160901185826
[4]. Hoholʹ M.V. (2014). Methodology and algorithm of combined metal structures rational design. Metal structures. 20 (1), 29-43.
[5]. Hudz S., Storozhenko L., Gasii G., & Hasii O. (2020). Features of Operation and Design of Steel Sloping Roof. Proc. of the 2nd Intern. Conf. on Building Innovations.
doi.org/10.1007/978-3-030-42939-3_8
[6]. Jorquera-Lucerga J.J. (2018). Form-Finding of Funicular Geometries in Spatial Arch Bridges through Simplified Force Density Method. J. Applied Sciences, 8 (12), 2553.
doi.org/10.3390/app8122553
[7]. Semko O.V., Hasenko A.V., Kyrychenko V.V. & Sirobaba V.O. (2020). The rational parameters of the civil building steel frame with struts. Part of the Lecture Notes in Civil Engineering book series, 73, 235-243.
[8]. Cai M., Yu J., & Jiang X. (2018). Stress and Strength Analysis of Non-Right Angle H-section Beam. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 62 (3), 612-619.
doi.org/10.3311/PPci.11280
[9]. Semko О.V., Hasenko A.V., Fenko O.G., J Godwin Emmanuel B., & Dariienko V.V. (2020). Architectural and constructive decisions of a triangular reinforced concrete arch with a self-stressed steel brace. Центральноукраїнський науковий вісник: Технічні науки, 3 (34), 209-217.
doi.org/10.32515/2664-262X.2020.3(34).209-217
[10]. Hasenko A.V., Yurko I.A., Yurko L.V. & Hasenko L.V. (2018). Finite-element calculation of off-center-compressed rods in the design of engineering structures reinforced concrete. Bridges and tunnels: research theory, practice, 13, 4-11.
doi.org/10.15802/bttrp2018/151059
[11]. Hasenko A.V. Pihulʹ O.V., & Mahan I.V. (2010). Modeling of stress-strain state of capitalless units of monolithic reinforced concrete floor with reinforced concrete columns. Bulletin of SNAU, 11, 53-60.
[12]. Farenyuk G., Filonenko O. & Datsenko V. (2018). Research on Calculation Methods of Building Envelope Thermal Characteristics. International Journal of Engineering & Technology, 8 (4.8), 97-102.
doi.org/10.14419/ijet.v7i4.8.27221
[13]. Kurdi, Budiono B., Moestopo M., Kusumastuti D. & Muslih M.R. (2017). Residual stress effect on link element of the eccentrically braced frame. Journal of Constructional Steel Research, 128, 397-404.
doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.09.006
[14]. Kim M., Park H., Han M., & Choi B.J. (2017). Experimental evaluation of bending-moment performance about steel plate-concrete structures with mechanical splice. Journal of Constructional Steel Research, 128, 362-370.
doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.09.007
[15]. Biegus A. (2015). Trapezoidal sheet as a bracing preventing flat trusses from out-of-plane buckling. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 15 (3), 735-741.
doi.org/10.1016/j.acme.2014.08.007
Опубліковано
2020-12-30
Як цитувати
Semko Oleksandr Оптимізація регулюванням зусиль рамно-підкісного сталевого каркасу цивільної будівлі / Oleksandr Semko, Anton Hasenko, Olena Filonenko, Nataliia Mahas // ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2020. – Т. 1 (54). – С. 47-54. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2020.54.2269.