Области рациональной работы стальных прокатных балок, закрепленных от потери устойчивости

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Балочные клетки наиболее распространенный тип перекрытий рабочих площадок зданий и сооружений. По результатам критического анализа существующих методов расчета и компоновки размеров балочных клеток установлено отсутствие четких рекомендации по рациональной области выбора размеров балочных клеток в зависимости от поверхностной нагрузки. Цель исследования - представить области рациональной работы стальных прокатных балок, закрепленных от потери устойчивости, исходя из требований расчета по методу предельных состояний. Методы. Поставленные в работе задачи, направленные на достижения цели исследования, решены аналитическими методами, опираясь на основные закономерности строительной механики и существующие знания о действительной работе стальных прокатных балок под нагрузкой. Для построения основных зависимостей, представленных на номограммах, применены методы математической статистики. Результаты. Определены области рациональной работы стальных прокатных балок, закрепленных от потери устойчивости. Область рациональной работы балок представлена в виде номограмм, позволяющих на стадии проектирования применить ячейку балочной клетки максимальных размеров. В качестве критерия рационализации выбран критерий одновременного удовлетворения принятого сечения балки требованиям двух групп предельных состояний с минимальными запасами. Предложен уточненный алгоритм компоновки балочных клеток и уточненная методика расчета сечения прокатных балок, позволяющие компоновать размеры балочной клетки с минимальным расходом стали. Обосновано увеличение габаритных размеров ячеек рабочих площадок.

Об авторах

Александр Владимирович Голиков

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexandr_golikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6588-6031

доцент кафедры строительных конструкций, оснований и надежности сооружений, Институт архитектуры и строительства, кандидат технических наук

Российская Федерация, 400074, Волгоград, ул. Академическая, д. 1

Дмитрий Валерьевич Веремеев

Волгоградский государственный технический университет

Email: alexandr_golikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8121-0338

студент кафедры строительных конструкций, оснований и надежности сооружений, Институт архитектуры и строительств

Российская Федерация, 400074, Волгоград, ул. Академическая, д. 1

Список литературы

  1. Perelmuter A.V. The constructive form number one. Metal constructions. 2012;18(1):27-39. (In Russ.)
  2. Gorjachevskij O.S. Optimization of simply supported castellated I-beams loaded by a uniformly distributed load. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019;15(4):58-65. http://dx.doi.org/10.22337/2587-9618-2019-15-4-58-65
  3. Ali Laftah Abbas, Abbas Haraj Mohammed, Raad Dheyab Khalaf, Khattab Saleem Abdul-Razzaq. Finite Element Analysis and Optimization of Steel Girders with External Prestressing. Civil Engineering Journal. 2018;4(7):1490-1500. http://dx.doi.org/10.28991/cej-0309189
  4. Demidov N.N. Application of pre-stressed cross-beams of two directions made of steel rolled double tees. Industrial and Civil Engineering. 2016;(12):81-84. (In Russ.)
  5. Vedyakov I.I., Konin D.V., Yeremeyev P.G. Development of new standard (GOST R) for wide flange I-profile. Construction Materials, the Equipment, Technologies of XXI Century. 2017;3-4(218-219):40-43. (In Russ.)
  6. Tusnin A.R. Steel framework of a low-rise building. Industrial and Civil Engineering. 2017;(11):18-22. (In Russ.)
  7. Gebre T.H. The development of chart based method for steel beam designs using the Russian sections. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 2018;14(6):495-501. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-6-495-501
  8. Williams A. Steel structures design ASD/LRFD. The McGraw-Hill Companies; 2011. p. 201-204.
  9. Segui W.T. Steel design. 5th edition. Cengage Learning; 2013. p. 227-228.
  10. Subramanian N. Design of steel structures theory and practice. Oxford University Press; 2010. p. 117-119.
  11. Kindmann R., Kraus M. Steel structures design using FEM. Wilhelm Ernst & Sohn; 2011. https://doi.org/ 10.1002/9783433600771.fmatter
  12. Steel construction manual. 14th edition. American Institute of Steel Construction; 2011.
  13. Moore D.В., Brown D.G., Pope R.J. Handbook of structural steelwork. BCSA Publication No. 55/13. 2013. p. 440.
  14. Building research, worked examples for the design of steel structures BRE SCI based on BSI & Eurocode 3. 1.1. 1994.
  15. Bernuzzi C., Cordova B. Structural steel design to Eurocode 3 and AISC specifications. 2016. p. 218.
  16. Streleckij N.S., Geniev A.N., Belenja E.I., Baldin V.A., Lessig E.N. Metallicheskie konstrukcii [Metal structures]. Moscow: Strojizdat Publ.; 1961. p. 121-127. (In Russ.)
  17. Kuznecov V.V. (ed.) Metal structures. Part 1. General part. Moscow: ASV Publ., 1998. (In Russ.)
  18. Manual on the selection of sections of elements of building steel structures (part 2). Moscow: CNIIprosktstal'konstrukcija imeni N.P. Melnikova Publ.; 1987. (In Russ.)
  19. Gebre T.H., Negash N.A. The development of strength curve for compressive members using three different codes: 9 AISC, Eurocode and Russian steel construction. Engineering Systems - 2018: International Scientific and Applied Conference. Moscow; 2018. p. 59-67.
  20. Galishnikova V.V., Pahl P.J Analysis of frame buckling without sidesway classification. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(4):299-312. http://dx.doi.org/1815-5235-2018-14-4-299-312
  21. Winkler R., Kindmann R., Knobloch M. Lateral torsional buckling behavior of steel beams - on the influence of the structural system. Structures. 2017;(11):178-188. http://dx.doi.org/10.1016/j.istruc.2017.05.007
  22. Utkin V.S., Solovyev S.A The evaluation of ultimate load on existing steel beams by deflection criterion. Building and Reconstruction. 2016;6(68):85-89. (In Russ.)
  23. Utkin V.S., Solovyev S.A. Reliability analysis of existing steel beams with reduction (degradation) of the rigidity of the support. Building and Reconstruction. 2017;5(73):58-66. (In Russ.)
  24. Marutyan A.S. I-shaped bent closed profiles with tubular shelves and calculation of the optimal layout of their composite sections. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(5):334-350. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-5-334-350
  25. Marutyan A.S. Comparative calculation of optimal parameters of channel bent and bent closed profiles. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(6):415-432. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-6-415-432
  26. Bryantsev A.A., Absimetov V.E., Lalin V.V. The effect of perforations on the deformability of welded beam with corrugated webs. Magazine of Civil Engineering. 2019;87(3):18-34. (In Russ.) https://doi.org/10.18720/MCE.87.2
  27. Demidov N.N. Design of steel beams cross three directions with Sprengel. Magazine of Civil Engineering. 2017;4:46-53. https://doi.org/10.18720/MCE.72.6
  28. Hanus F., Vassart O., Caillet N., Franssen J.-M. High temperature full-scale tests performed on S500M steel grade beams. Journal of Constructional Steel Research. 2017;133:448-458. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.03.001
  29. Liu X., Wang Y., Ban H., Liu M., Veljkovic M., Bijlaard F.S.K. Flexural strength and rotation capacity of welded I-section steel beams with longitudinally profiled flanges. Journal of Constructional Steel Research. 2020;173:106255. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106255
  30. Wang Y., Liu X., Ban H., Liu M., Shi Y., Wangc Y. Deformation behavior at SLS of welded I-section steel beams with longitudinally profiled flanges. Journal of Constructional Steel Research. 2018;146:122-134. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.03.033
  31. Krylov A.S. Experimental assessment numerical simulation of steel beams with different boundary conditions. Building and Reconstruction. 2019;1(81):48-55. (In Russ.)
  32. Yan X.-L., Li G.-Q., Wang Y.B., Jiang J. Experimental and numerical investigation on flexural-torsional buckling of Q460 steel beams. Journal of Constructional Steel Research. 2020;174:106276. https://doi.org/ 10.1016/j.jcsr.2020.106276
  33. Bonopera M., Kuo-Chun Chang, Chun-Chung Chen, Tzu-Kang Lin, Tullini N. Bending tests for the structural safety assessment of space truss members. International Journal of Space Structures. 2018;33(3-4):138-149. https://doi.org/10.1177/0266351118804123
  34. Haji M., Azarhomayun F., Ghiami Azad A.R. Numerical investigation of truss-shaped braces in eccentrically braced steel frames. Magazine of Civil Engineering. 2021;102(2):10208. https://doi.org/10.34910/MCE.102.8
  35. Kiss L.P. Stability of fixed-fixed shallow arches under arbitrary radial and vertical forces. Magazine of Civil Engineering. 2020;95(3):31-41. https://doi.org/10.34910/MCE.102.8
  36. Zongxing Zhang, Shanhua Xu, Hao Wang, Biao Nie, Chao Su. Flexural buckling behavior of corroded hot-rolled H-section steel beams. Engineering Structures. 2021;229:111614. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111614
  37. Feng R., Liu J., Chen Z., Roy K., Chen B., Lim J.B.P. Numerical investigation and design rules for flexural capacities of H-section high-strength steel beams with and without web openings. Engineering Structures. 2020;225:111278. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111278
  38. Nabati A., Ghanbari-Ghazijahani T., Valipour H.R. Innovative flitch sandwich beams with steel core under four-point bending. Engineering Structures. 2020;233:111724. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111724
  39. Jia-LinMa, Tak-Ming Chan, Ben Young. Cold-formed high strength steel tubular beam-columns. Engineering Structures. 2020;232:111618. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111618
  40. Moon-Young Kim, Nemekhbayar Nanzad, Umar Hayat. Effects of un-bonded deviators on the out-of-plane buckling of steel H-beams pre-stressed by a straight tendon cable. Engineering Structures. 2020;214:110566. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110566

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».