Численное определение поведения арки из вальцованного U-образного профиля несимметричного сечения при различных видах нагрузок | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №39 (277) сентябрь 2019 г.

Дата публикации: 30.09.2019

Статья просмотрена: 40 раз

Библиографическое описание:

Карабутов, М. С. Численное определение поведения арки из вальцованного U-образного профиля несимметричного сечения при различных видах нагрузок / М. С. Карабутов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 39 (277). — С. 189-194. — URL: https://moluch.ru/archive/277/62625/ (дата обращения: 26.01.2022).



В данной статье показано поведение деформированного состояния тонкостенных вальцованных профилей системы MIC-120 при загружении различными видами нагрузок.

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, деформации арок, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, гравитационная нагрузка, арка, свод, компьютерное моделирование.

This article shows the behavior of the deformed state of thin-walled rolled profiles of the MIC-120 system under different types of loads.

Keywords: rolled U-shaped profile of MIC-120 system, deformation of arches, wind load, hydrostatic pressure, gravitational load, arch, arch, computer modeling.

Смоделируем твердотельно в программном комплексе Solid Works арочный вальцованный профиль для изучения деформаций в арке из вальцованных U образных профилях системы MIC-120 [1], [3].

Цель: численное исследование поведения деформированного состояния тонкостенных вальцованных профилей системы MIC-120 при загружении различными видами нагрузок.

Материалы и методы: металлические арочные своды имеют ряд особенностей, обусловленных тонкостенностью профиля, повышенной деформативностью, гибкостью, несимметричностью сечений, гофрировкой полки и стенок профиля при его вальцовке (Рис.1,2) [2], [4]. Смоделируем твердотельно в программном комплексе Solid Works арочный вальцованный профиль для изучения детальной работы свода (Рис.2.). Гофрированность элемента при моделировании создаем с использованием оболочечных конечных элементов, учитывая тонкостенность профиля (Рис.2). Методологической основой исследования является расчет методом конечных элементов [1]. Арочный профиль был рассчитан методом конечных элементов и выявлены распределения перемещений и формы деформаций при следующих видах загружения: ветровое, гравитационное, гидростатическое давление и сосредоточенная нагрузка. Проведены численные эксперименты, по форме повторяющий физический эксперимент.

Для определения форм деформаций и перемещений арочного профиля использовали модели пролетом 9,4м, 15,4м, 18м, 22м и толщиной листа профиля 0,8мм, 1мм, 1,1мм, 1,2мм соответственно, в виде двухшарнирной статически неопределимой арки [1], [3]. Закрепляем связями стенки U-образного профиля из плоскости изгиба, учитывая, что в реальных конструкциях сводов соседние стенки профилей сцеплены и сдерживают друг друга. Поочередно загрузим арку ветровым, гравитационным, гидростатическим давлениями и сосредоточенной нагрузкой в коньке. Загружения приложены к гофрированной полке профиля. Величину нагрузок в зависимости от пролета остается постоянной.

Результаты вычислений по перемещениям и формам деформаций пролетом 9,4м и толщиной листа профиля 0,8мм представлены цветовой графикой на рис. 3–10 (деформаций профиля для наглядности показаны со значительным увеличением).

Рис. 1. Несимметричность поперечного сечения t=0,8–1,1мм.

Рис.2. Гофрированные полки и стенки профиля

Рис. 3. Перемещения при гидростатическом давлении на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.4. Деформации при гидростатическом давлении на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.5. Перемещения при ветровом давление на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.6. Деформации при ветровом давлении на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.7. Перемещения при гравитационной нагрузке на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.8. Деформации при гравитационной нагрузке на арку пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис.9. Перемещения при сосредоточенной нагрузке в коньке арки пролетом 9.4м t=0,8мм

Рис. 10. Деформации/перемещения при нагрузке в коньке арки пролетом 9.4м t=0,9мм

Результаты: получены формы деформаций и перемещения при воздействии ветрового, гидростатического, гравитационного давления и сосредоточенной нагрузки в зависимости от величины пролета при неизменной нагрузке.

Обсуждения: при действии различных видов нагрузок определен характер изменения перемещений и форм деформаций.

Выводы: из результатов видно повышенную деформативность и гибкость арки из вальцованного U образного профиля системы MIC-12 обусловленных тонкостенностью и гофрированностью элементов полки и стенок профиля, при нагрузках оказывающих значительное влияние на поведение конструкции нежели собственный вес свода.

Литература:

  1. Алямовский А. А. SolidWorks компьютерное моделирование в инженерной практике. — СПб: БВХ-Петербург, 2005. — 800с.
  2. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Особенности влияния ветрового потока, действующего на сводчатые покрытия под разными углами// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. — 2010.- № 4.- С. 11–17.
  3. 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.
  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.
Основные термины (генерируются автоматически): арка пролетом, гидростатическое давление, форма деформаций, сосредоточенная нагрузка, гравитационная нагрузка, перемещение, различный вид нагрузок, стенка профиля, арочный вальцованный профиль, арочный профиль.


Похожие статьи

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

В продолжение теоретического исследования холодногнутых вальцованных металлических профилей системы MIC-120, и создания...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, ветровая нагрузка, статически неопределимая арка, метод сил.

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы MIC-120, и создания методики их расчета...

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Классификация арочных покрытий по типу сечения. Высота сечения арки зависит от пролета и соотношения между величинами постоянной и переменной нагрузок и принимается

Сплошные сечения в арках следует принимать при условии возможности вальцовки прокатных профиле.

Рациональная форма лёгких арочных конструкций

Арочные конструкции из лёгких стальных тонкостенных профилей.

При равномерно-распределённой нагрузке рациональная дуга арки имеет параболическое очертание.

Ватин Н. И., Синельников А. С. Холодногнутый стальной профиль в малых мостовых конструкциях...

Особенности проектирования конвейерной галереи

– определение нагрузок на фундаменты. Нагрузки на галереи подразделяются на три группы: технологические, строительные, от атмосферных воздействий.

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для... Высота сечения арки зависит от пролета и соотношения между...

Особенности проектирования арочных рам для ремонтного...

Статья посвящена анализу проектирования арочных рам, основным этапам проектирования, наиболее часто встречающимся случаям при проектировании арочных рам, характеру и видам нагрузки...

Исследование напряженного состояния гофрированной стенки...

Оценить степень влияния приложения сосредоточенной нагрузки на работоспособность стенки балки можно в процессе численного эксперимента на основе метода конечных элементов (МКЭ). Для этого рассматривались две балки (с плоской и гофрированной стенкой) с...

Расчет напряженно-деформированного состояния рамы навесного...

В результате расчета при статическом действии нагрузки были получены численные значения и эпюры внутренних силовых факторов, действующих в

Рис. 3. Карта деформаций рамы плуга. Проведенные исследования напряженно-деформированного состояния рамы плуга при...

Похожие статьи

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

В продолжение теоретического исследования холодногнутых вальцованных металлических профилей системы MIC-120, и создания...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, ветровая нагрузка, статически неопределимая арка, метод сил.

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы MIC-120, и создания методики их расчета...

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Классификация арочных покрытий по типу сечения. Высота сечения арки зависит от пролета и соотношения между величинами постоянной и переменной нагрузок и принимается

Сплошные сечения в арках следует принимать при условии возможности вальцовки прокатных профиле.

Рациональная форма лёгких арочных конструкций

Арочные конструкции из лёгких стальных тонкостенных профилей.

При равномерно-распределённой нагрузке рациональная дуга арки имеет параболическое очертание.

Ватин Н. И., Синельников А. С. Холодногнутый стальной профиль в малых мостовых конструкциях...

Особенности проектирования конвейерной галереи

– определение нагрузок на фундаменты. Нагрузки на галереи подразделяются на три группы: технологические, строительные, от атмосферных воздействий.

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для... Высота сечения арки зависит от пролета и соотношения между...

Особенности проектирования арочных рам для ремонтного...

Статья посвящена анализу проектирования арочных рам, основным этапам проектирования, наиболее часто встречающимся случаям при проектировании арочных рам, характеру и видам нагрузки...

Исследование напряженного состояния гофрированной стенки...

Оценить степень влияния приложения сосредоточенной нагрузки на работоспособность стенки балки можно в процессе численного эксперимента на основе метода конечных элементов (МКЭ). Для этого рассматривались две балки (с плоской и гофрированной стенкой) с...

Расчет напряженно-деформированного состояния рамы навесного...

В результате расчета при статическом действии нагрузки были получены численные значения и эпюры внутренних силовых факторов, действующих в

Рис. 3. Карта деформаций рамы плуга. Проведенные исследования напряженно-деформированного состояния рамы плуга при...

Задать вопрос