Сравнение перемещений в своде с численным расчетом из гофрированного U-образного тонкостенного профиля системы MIC-120 при воздействии ветровой нагрузки.
Ключевые слова: вальцованный U образный профиль системы MIC-120, перемещения в своде, эмпирические данные, вальцованные конструкции, компьютерное моделирование, холодногнутый профили.
Comparison of displacements in the vault with numerical calculation of the corrugated U-shaped thin-walled profile of the MIC-120 system under the influence of wind load.,
Keywords: rolled U-shaped profile of MIC-120 system, displacements in the vault, empirical data, rolled structures, computer modeling, cold-formed profiles.
Сравнив напряжения и перемещения в арках из гофрированного U образного профиля при гидростатическом и гравитационном давлении определили возникновение наибольших напряжений в прямолинейных элементах, не гофрированных, при закреплении из плоскости верхних полок и оценив напряженно деформированное состояние свода размерами dx на dy без закрепления из плоскости изменим тип закрепления из плоскости, как закрепление нижней полки со стороны наименьшей верхней полки и показано на Рис.1 [2], [3], [4], [5]. Данное закрепление обусловлено несимметричным сечением и при загружении теряет устойчивость в данном направлении,
Материалы и методы: по твердотельной модели, выполненной в программном комплексе Solid Works в виде арки из вальцованного профиля U образного сечения, загрузим ветровым давлением профиль. Арочные профили были рассчитаны методом конечных элементов и выявлены перемещения для оценки распределение напряжений в гофрированном своде при незакрепленных верхних полок из плоскости, и закрепленной нижней из плоскости в которую профиль теряет устойчивость, моделирую воздействие соседних профилей не загруженных, что позволит максимально использовать поперечное сечение профиля и определить работу свода.
Для перемещений арочного профиля использовали модель с толщиной листа профиля 0,8мм пролетом 18м. В твердотельной модели загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля, нормально.
Рис. 1. Схема закрепления из плоскости
Рис. 2. Эпюра распределения перемещений вальцованного свода по оси Х
Рис. 3. Эпюра распределения перемещений вальцованного свода по оси У
Рис. 4. Максимальные перемещения точек свода, полученные экспериментально, при воздействии ветрового давления [6]
Рис. 5. Свод с закрепленными верхними полками
Рис. 6. Свод, потерявший устойчивость
Результаты: численно определили перемещения арки при работе как свод. Показаны эпюры распределения перемещений на рис.2,3.
Обсуждения: при отсутствии закрепления верхних полок из плоскости Рис.5 и закреплении нижней полки по результатам численного расчета получили, что прямолинейные элементы профиля теряют устойчивость из плоскости и перераспределяется напряжения по всему поперечному сечению вальцованного профиля, а перемещения увеличивается. Сравнивая эмпирические данные на Рис.4 и численный расчет по данной расчетной схемой подтвердил форму перемещений и максимальные значения перемещений полученных экспериментально по выбранным точкам измерений [6].
Выводы: получена модель для численного определения предельно допустимых нагрузок на свод в виде арки тонкостенного вальцованного профиля как от вида загружения, так и от соотношения стрелы подъема к пролету Рис.6.
Литература:
- Веселев Ю. А., Карабутов М. С. «Численное определение редуцированных геометрических характеристик тонкостенных металлических вальцованных профилей». «Легкие строительные конструкции»: сборник научных трудов. –Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит. ун-т, 2009. -112с.
- Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении критической нагрузкой // Молодой ученый. — 2019. — № 42. — С. 15–18. — URL
- Карабутов М. С. Численное определение критической нагрузки по предельным перемещениям и напряжениям арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении гравитационной нагрузкой // Молодой ученый. — 2019. — № 43. — С. 19–22 — URL
- Карабутов М. С. Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного профиля с результатами численных данных прямолинейного вальцованного металлического тонкостенного профиля // Молодой ученый. — 2019. — № 44. -С.103–106. — URL
- Карабутов М. С. Численное определение напряжённого состояния свода из гофрированного U-образного тонкостенного профиля // Молодой ученый. — 2019. — № 52. — URL
- 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.
