Результаты определения усилий в статически неопределимой двухшарнирной арке от радиальной нагрузки (гидростатическое давление)



В данной статье представлены результаты по определению усилий в арке от воздействия радиальной нагрузки. Определение проводилось путем решения статически неопределимой двухшарнирной арки методом сил. В итоге были определены усилия M, N, Q в двухшарнирной арке от гидростатического давления.

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, радиальная нагрузка, статически неопределимая арка, гидростатическое давление, метод сил.

In given article results by definition of efforts in an arch from influence of radial loading are presented. Definition was passed by the decision of statically indefinable arch by a method of forces. The efforts M, N, Q in an arch from hydrostatic pressure have defined.

Keywords: an arch, radial loading, statically indefinable arch, hydrostatic pressure, a method of forces.

В продолжение теоретического исследования холодногнутых вальцованных металлических профилей системы MIC-120, и создания методики их расчета определим усилия M, N, Q в буквенном выражении [1], [2], [3], [4], [6], [9], [10], [11], [12], [13], [14].

Цель: определить усилия в статически неопределимой двухшарнирной арке от гидростатического давления в буквенном выражении.

Материалы иметоды: в продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы MIC-120 определим усилия M, N, Q в буквенном выражении от воздействия радиальной нагрузки [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]. Усилия определим в вальцованном своде как двухшарнирной арке. Усилия в статически неопределимой арке определим применив метод сил. Форма загружения арки, геометрические постоянные, принятая система ОСМС и единичная нагрузка отражены на рис.1.

Рис. 1. Схема двухшарнирной арки загруженной радиальной нагрузкой

Разделив арку на интервалы определим усилия в основной системе. Выражения усилий имеют вид:

В интервале:

Выражения усилий имеют вид:

В интервале:

В интервале:

Выражения единичных перемещений при учете EI и EA имеют вид:

Усилия в основной системе от :

Определим искомые усилия для исходной схемы:

В интервале:

В интервале:

В интервале:

где:

Результаты: получены усилия M,N,Q для арки в буквенном выражении.

На основании представленных результатов можно продолжить дальнейшее теоретическое изучение вальцованных сводов из холодногнутых профилей [1], [2], [3], [4], [6], [9], [10], [11], [12], [13], [14].

Выводы: определили усилия M, N, Q в двухшарнирной арке от радиальной нагрузки.

Литература:

1. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Приведение вальцованного U-образного профиля с редуцированными жесткостными характеристиками к гладкому тавровому профилю // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 1. С. 30–37.
2. Айрумян Э. А., Румянцева И. А. Прочность и надежность бескаркасных арочных зданий из стальных холодногнутых профилей.//Монтажные и спец. работы в стр-ве. 1998. № 8.
3. Айрумян Э. Л., Емелин Е. И., Барсков Д. П. Устойчивость оболочек из гофрированных стальных профилей / / Промышленное строительство. 1990. № 10. С. 18–19.
4. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Экспериментальное изучение поведения свода из вальцованных металлических тонкостенных профилей при действии ветра и сравнение полученных результатов с результатами компьютерного моделирования обдувания свода ветром// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 2. С. 72–77.
5. Гордеев В. Н. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. М: АСВ, 2007.482с.
6. Карабутов М. С. Твердотельное моделирование тонкостенных вальцованных профилей металлических сводов// Материалы международной научно-практической конференции «Строительство-2008», Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2008. С. 55.
7. American Society of Civil Engineers. Minimum design loads for buildings and other structures. New York, 1998.
8. Frederick S. Merritt, Jonathan T. Ricketts Building design and construction handbook. Manufactured in the United States of America.2001.1722р.
9. Веселев Ю. А., Кузнецов Ю. В. Расчет цилиндрических сводов из вальцованных профилированных листов с учетом геометрической нелинейности// Легкие строительные конструкции, Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2006. С. 171.
10. Веселев Ю. А., Кузнецов Ю. В., Лавриенко А. В. Тонкостенные своды из вальцованных металлических профилей повышенной жесткости// Легкие строительные конструкции, Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, -2004. С. 150.
11. Веселев Ю. А., Кузнецов Ю. В. Работа цилиндрических сводов из вальцованных тонкостенных профилей повышенной жесткости при воздействии на них постоянных и климатических воздействиях// Материалы международной научно-практической конференции «Строительство-2005», Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2005. С. 79.
12. Кузнецов Ю. В. Работа цилиндрических сводов из вальцованных профилей повышенной жесткости при воздействии на них постоянных и климатических воздействий// Магистерская диссертация по направлению «Строительство», Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2005. С. 79.
13. Карабутов М. С. Твердотельное моделирование тонкостенных вальцованных профилей металлических сводов// Материалы студенческой региональной научно-практической конференции, Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2008. С. 164.
14. Карабутов М. С. Численный анализ металлических вальцованных тонкостенных профилей повышенной жесткости// Материалы юбилейной международной научно-практической конференции «Строительство-2009», Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2009. С. 228.