НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ СТАЛЕВОГО ЕЛЕМЕНТА В ПЛАСТИЧНІЙ СТАДІЇ ПРИ СПОЛУЧЕННІ ВНУТРІШНІХ ЗУСИЛЬ І РОЗКРІПЛЕННІ
DOI:
https://doi.org/10.26906/znp.2019.53.1893Ключові слова:
бімомент, втрата стійкості, кручення, метод часткових внутрішніх зусиль, розкріпленняАнотація
Розглянуто особливості визначення несучої здатності поперечного перерізу сталевого профілю, прокатного чи складеного із трьох листів довільної товщини, з урахуванням розвитку пластичних деформацій при складному поєднанні
різних силових факторів. На основі нового підходу до аналізу характеру сприйняття внутрішніх зусиль було поставлено за мету дослідити їх здатність перерозподілятися між окремими лінійними елементами, на які розбивається поперечний переріз балки. Запропоновано збільшити економію матеріалу шляхом деталізації розрахунку. До розрахунків, у процесі виконання яких передбачається поява і потреба врахування додаткових внутрішніх зусиль обмеженого кручення, можна віднести: 1 – звичайний та альтернативний (за теорією другого порядку) розрахунок балок на загальну стійкість; 2 – розрахунок елементів на сумісну дію поперечного згину (в одній або двох площинах) і кручення
в результаті ексцентричності прикладення навантаження; 3 – розрахунок балок із викривленнями у площині найменшої жорсткості. У розрахунках за теорією другого порядку, що альтернативно враховують втрату стійкості плоскої форми згину елемента, вводиться еквівалентне початкове згинальне відхилення в площині найменшої жорсткості
профілю. Тоді балка починає працювати вже як просторовий елемент, і поряд зі звичайними напруженнями згину в
ній виникають додаткові напруження косого згину та кручення. Для збільшення точності розрахунків із застосуванням початкових недосконалостей і наближення їх до дійсних умов роботи конструкції внутрішні зусилля, в тому числі й від закручування, потрібно визначати за цією нелінійною теорією. Вона враховує геометричну нелінійність і
являє собою по суті розрахунок за деформованою схемою, в якому рівняння рівноваги записуються для деформованого стану системи. Крім цього, необхідно врахувати жорсткість конструкцій, що дискретно чи континуально розкріплюють стиснутий пояс балки в більшості практичних випадків і зменшують деформації його зміщення.
Посилання
Kindmann R. (2008). Stahlbau, Teil 2: Stabilität und Theorie II. Ordnung. Berlin: Ernst & Sohn. https://doi.org/10.1002/9783433600030 DOI: https://doi.org/10.1002/9783433600030
Kindmann R. & Ludwig C. (2014). Plastische Tragfähigkeit von gewalzten und geschweißten I‐Querschnitten. Stahlbau, 83(12), 890-904 https://doi.org/10.1002/stab.201410223 DOI: https://doi.org/10.1002/stab.201410223
Kindmann R. & Frickel J. (2017). Elastische und plastische Querschnittstragfähigkeit. Grundlagen, Methoden, Berechnungsverfahren, Beispiele. Online-Auflage.
Vlasov V.Z. (1959). Thin-walled elastic rods. Moscow: Fizmatgiz.
Bychkov D.V. (1962). Structural mechanics of rod thinwalled structures. Moscow: Gosstroyizdat.
Tusnin A.R., Prokich M. (2014). The work of symmetric I-sections in the development of plastic deformations and the
action of bending moment and bimoment. Civil Engineering Journal, 5(49), 44-53 https://doi.org/10.5862/MCE.49.5 DOI: https://doi.org/10.5862/MCE.49.5
Tusnin A.R., Prokich M. (2015). Experimental studies of the work of I-beams under the action of bending and torsion. Civil Engineering Journal, 1, 24-31. https://doi.org/10.5862/MCE.53.3 DOI: https://doi.org/10.5862/MCE.53.3
Hudz S.A., Gasii G.M. & Pents V.F. (2018). The Problem of Consideration Torsion Emergence in Beams. Intern. Journal of Engineering & Technology, 7(3.2), 141-148.
http://dx.doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14392 DOI: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14392
Kindmann R. & Krahwinkel M. (2001). Bemessung stabilisierender Verbände und Schubfelder. Stahlbau, 70, 885-899 https://doi.org/10.1002/stab.200102860 DOI: https://doi.org/10.1002/stab.200102860
Kuhlmann U. (2009). Stahlbau-Kalender 2009: Schwerpunkt – Stabilität. Berlin: Ernst & Sohn. https://doi.org/10.1002/9783433600320 DOI: https://doi.org/10.1002/9783433600320
Beyer A., Khelil A., Boissonnade N. & Bureau A. (2017). 13.08: Plastic resistance of U sections under majoraxis bending, shear force and bi-moments, Ce/Papers, 1(2-3), 3751-3760 https://doi.org/10.1002/cepa.431 DOI: https://doi.org/10.1002/cepa.431
