Численно-аналитические исследования напряженного состояния опорной части элементов стальных связей

Способность сопротивляться горизонтальным нагрузкам от ветра или от землетрясения является основной задачей системы связей металлических каркасов одноэтажных и многоэтажных зданий. От надежности системы связей зависит прочность и устойчивость металлического каркаса в целом. Но на практике при проектировании зданий внимания связям уделяется крайне мало. Чаще всего предпочитают принимать стандартный вариант решения, не просчитывая и не исследуя другие возможные варианты крепления связей, что влечет за собой в некоторых ситуациях их разрушение при недогруженности здания в целом. В российской строительной практике вопросам напряженного состояния опорной части связей из квадратного или прямоугольного профиля уделяется недостаточное внимание, существующие теоретические варианты расчетов имеют недостаточную точность. В данной статье рассматриваются численно-аналитические исследования напряженного состояния опорных частей элементов стальных связей, которые выполнены из прямоугольного или квадратного профиля. Для определения напряженного состояния опорных частей связей применялся вычислительный комплекс для прочностного анализа конструкций методом конечных элементов SCAD Office. Рассмотрен наиболее простой и распространенный в российской и зарубежной строительной практике тип опорной части связей. Определено влияние размеров составляющих частей опор связей (толщина ребра, толщина фланца, габарит профиля, толщина профиля) на локальное напряженное состояние. Выполнено сравнение результатов определения напряженного состояния опорных частей связей, полученных по результатам применения нормативных методик, и результатов, полученных с использованием программного продукта. Предложены формулы для определения напряжений, возникающих в стенке основного элемента связей. Даны предложения для конструирования опорной части конструкции.

напряженное состояние, элемент стальных связей, узлы связей, крепление связей, сечение из прямоугольных или квадратных труб, stress state, steel bracing element, bracing connections, bracing fastener, cross-section made of rectangular or square tubes

1. Справочник проектировщика. Металлические конструкции / под ред. Н. П. Мельникова. М. : Строй-издат, 1980. 776 с.

2. СН РК 5.04-07.2004. Пособие по расчету и конструированию стальных сейсмостойких каркасов многоэтажных зданий (в развитие СНиП РК 2.03-04-2004) / Комитет по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства, Министерство индустрии и торговли Республики Казахстан. Астана, 2005. Ч. 2. 46 с.

3. Joints in Steel Construction. Simple Connections / The Steel Construction Institute and The British Constructional Steelwork Association. Ascot, Berkshire : Silwood park, 2002. 502 р.

4. Типовые строительные конструкции, изделия и узлы. Сер. 1.420.3-36.03 : Каркасы стальные типа «УНИТЕК». Одноэтажные производственные здания с применением конструкций из профилей стальных гнутых замкнутых сварных квадратных и прямоугольных. Екатеринбург, 2007. Вып. 0-1. 245 с.

5. Типовые строительные конструкции, изделия и узлы. Сер. 1.460.3-15.1КМ : Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий с применением ферм с поясами из широкополочных двутавров. М., 1982. Вып. 1. 116 с.

6. Мухин А. В. Напряженно-деформированное состояние узлов ферм из замкнутых гнутосварных профилей : дис.. канд. техн. наук : 05.23.01. М., 2007. 112 с.

7. СП 294.1325800.2017. Конструкции стальные. Правила проектирования. М., 2017. 158 с.

8. ТКП EN 1993-1-8-2009 (02250). Технический кодекс установившейся практики. Еврокод 3 : Проектирование стальных конструкций. Ч. 1-8 : Расчет соединений / Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск, 2010. 123 с.

9. Design gude for restangular hollow section (RHS) joints under predominantly static loading / J. A. Packer, J. Wardenier, X.-L. Zhao, G. J. van der Vegte and Y. Kurobane. Zoetermeer : CIDECT, 2009. 156 р.

10. Руководство по проектированию стальных конструкций из гнутосварных замкнутых профилей. М. : ЦНПИАСС, 1978. 44 с.