Численное определение предельно допустимой несимметричной нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №18 (308) май 2020 г.

Дата публикации: 11.04.2020

Статья просмотрена: 16 раз

Библиографическое описание:

Карабутов, М. С. Численное определение предельно допустимой несимметричной нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля / М. С. Карабутов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 18 (308). — С. 60-64. — URL: https://moluch.ru/archive/308/68777/ (дата обращения: 09.03.2021).



Численное определение предельно допустимой нагрузки в своде-арке из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении несимметричными нагрузками.

Ключевые слова: напряжения в гофрированных и прямолинейных арочных элементах, быстровозводимые бескаркасные арочные здания, легкие конструкции, ангары, MIC-120.

Numerical determination of the maximum permissible load in the vault-arches made of a corrugated U-shaped thin-walled profile when loaded with asymmetric loads.

Keywords: stresses in corrugated and rectilinear arch elements, prefabricated frameless arched buildings, light structures, hangars, MIC-120.

Определив предельно допустимые постоянные и ветровые нагрузки на профиль, определим предельно допустимую несимметричную нагрузку на профиль при различных схемах загружений по предельно допустимым нормальным напряжениям, в своде — арке Рис.1, закрепленного из плоскости в нижней полке, как элемент свода [1], [3]. Под предельной нагрузкой принято возникновение напряжений выше предельно допустимых значений, не приводящее к появлению пластического шарнира и потери устойчивости конструкции (за предельное напряжение принято 343232750Н/м2).

Материалы и методы: По твердотельной модели, выполненной в программном комплексе Solid Works в виде свода — арке полетом 18м и подъемом 8,5м из вальцованного профиля U образного сечения, загрузим нагрузками для определения распределения напряженно деформированного состояния свода и предельно допустимой нагрузки с закреплением из плоскости. Арочные профили были рассчитаны методом конечных элементов с незакрепленными верхними полками из плоскости, что позволит максимально использовать поперечное сечение профиля. Загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля.

Рис. 1. Сечения/расчетная схема для определения предельно допустимых нагрузок на свод.

толщина

профиля, мм

напряжения (норм)

МАХ,Н/м2

Напряжения (норм)

МIN, Н/м2

напряжения (танг)

МАХ,Н/м2

напряжения (танг)

МIN, Н/м2

величина

нагрузки, Н/мм2

перемещения вплоскости,мм

МАХперемещ.стенок из плоскости,мм

1мм.

2.58E+08

-3.43E+08

2.07E+08

-1.84E+08

0.0027011

84.5

4.2

0.6мм(а)

3.43E+08

-1.38E+08

5.79E+07

-5.67E+07

0.0001055

43.2

1.0

1.2мм

3.43E+08

-1.44E+08

5.41E+07

-4.19E+07

0.0002961

38.0

0.9

0.6мм

3.43E+08

-1.38E+08

6.77E+07

-9.29E+07

0.0013347

65.6

12.4

Безымянный4

Рис. 2. Форма загружения, эпюра распределения перемещений и нормальных, тангенциальных напряжений

C:\Users\user\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\Безымянный.png

Рис. 3. Форма загружения, эпюра распределения перемещений и нормальных, тангенциальных напряжений

Рис. 4. Форма загружения, эпюра распределения перемещений и нормальных, тангенциальных напряжений

Результаты: численно определили предельно допустимые нагрузки при соприкасающихся нижних полках профилей в своде и при загружении свода не по всей длине, так как незагруженные профили с противоположной стороны направления верхних полок обеспечивают закрепление показанное на рис.1, при небольших нагрузках. В зависимости от формы зугружений предельная нагрузка отражена в таблице, эпюры распределения напряжений/перемещений показаны на рис.2–4, на которых отражена работа нижней/верхних, гофрированных/прямолинейных участков при работе по данной расчетной схеме и отсутствие влияния несимметричного поперечного сечения(Мкр)(приблизительная величина предельно допустимой нагрузки по напряжениям (вычислена интерполяцией по одинаковым формам перемещений)). Предельные нагрузки приемлемы при условии закрепления всего поперечного сечения в узлах закрепления.

Обсуждения: данные нагрузки уместны при данном соотношении стрелы подъема к пролету с закреплением всего поперечного сечения в основании, при данном пролете 18м и стрелой подъема 8.5м.

Литература:

  1. 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
  2. Карабутов М. С. Численное определение предельно допустимой нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля. // Молодой ученый. — 2020. — № 10.
  3. Карабутов М. С. Численное определение предельно допустимой ветровой нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля. // Молодой ученый.
Основные термины (генерируются автоматически): допустимая нагрузка, нагрузка, напряжение, форма загружения, эпюр распределения перемещений, поперечное сечение, предельная нагрузка, профиль, расчетная схема.


Похожие статьи

Численное определение предельно допустимой ветровой...

Определив предельно допустимые постоянные нагрузки на профиль, определим предельно допустимую ветровую нагрузку на профиль при различных схемах загружений по предельно допустимым перемещениям и нормальным напряжениям, в своде — арке Рис.1...

Численное определение предельно допустимой нагрузки на...

Также показаны распределения напряжений в профиле при загружении радиальной и вертикальной нагрузках.

Рис. 1. Сечения/расчетная схема для определения предельно допустимых нагрузок на свод. Рис. 5. Эпюра распределения нормальных и тангенциальных...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

Численное изучение напряжений и перемещений в арке из гофрированного U-образного тонкостенного профиля системы MIC-120 при загружении гравитационной нагрузкой для определения критической нагрузкой.

Сравнение численного анализа работы свода с эмпирическими...

В твердотельной модели загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля

Рис. 1. Схема закрепления из плоскости. Рис. 2. Эпюра распределения перемещений

Выводы: получена модель для численного определения предельно допустимых нагрузок на...

Расчёт стержня с распределенными продольными связями

Получить зависимость распределения продольных сил по длине стержня и вычислить перемещение его концевого сечения.

где u — продольное перемещение сечения стержня; t — интенсивность суммарной продольной распределенной нагрузки.

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

Рис. 3.Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. при превышении предельных нормальных напряжений (при гидростатическом давлении). Данные расчета получены при действии гидростатической нагрузки при...

Численное определение напряжённого состояния свода из...

Рис. 2. Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. (при радиальной нагрузке). Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении...

Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного...

Численное значение предельной нагрузки ниже расчетных значений критической нагрузки

Рис. 2. Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м

Также показаны распределения напряжений в профиле при загружении радиальной и...

Расчет двух балок, лежащих на упругом неоднородном основании...

Такая расчетная схема дает возможность каждую из полученных отдельных балок рассмотреть и рассчитать, как простую балку конечной длины и постоянного поперечного сечения, лежащую на упругом неоднородном основании. Каждой отсеченной балке не учитываем её поперечные...

Похожие статьи

Численное определение предельно допустимой ветровой...

Определив предельно допустимые постоянные нагрузки на профиль, определим предельно допустимую ветровую нагрузку на профиль при различных схемах загружений по предельно допустимым перемещениям и нормальным напряжениям, в своде — арке Рис.1...

Численное определение предельно допустимой нагрузки на...

Также показаны распределения напряжений в профиле при загружении радиальной и вертикальной нагрузках.

Рис. 1. Сечения/расчетная схема для определения предельно допустимых нагрузок на свод. Рис. 5. Эпюра распределения нормальных и тангенциальных...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

Численное изучение напряжений и перемещений в арке из гофрированного U-образного тонкостенного профиля системы MIC-120 при загружении гравитационной нагрузкой для определения критической нагрузкой.

Сравнение численного анализа работы свода с эмпирическими...

В твердотельной модели загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля

Рис. 1. Схема закрепления из плоскости. Рис. 2. Эпюра распределения перемещений

Выводы: получена модель для численного определения предельно допустимых нагрузок на...

Расчёт стержня с распределенными продольными связями

Получить зависимость распределения продольных сил по длине стержня и вычислить перемещение его концевого сечения.

где u — продольное перемещение сечения стержня; t — интенсивность суммарной продольной распределенной нагрузки.

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

Рис. 3.Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. при превышении предельных нормальных напряжений (при гидростатическом давлении). Данные расчета получены при действии гидростатической нагрузки при...

Численное определение напряжённого состояния свода из...

Рис. 2. Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. (при радиальной нагрузке). Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении...

Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного...

Численное значение предельной нагрузки ниже расчетных значений критической нагрузки

Рис. 2. Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м

Также показаны распределения напряжений в профиле при загружении радиальной и...

Расчет двух балок, лежащих на упругом неоднородном основании...

Такая расчетная схема дает возможность каждую из полученных отдельных балок рассмотреть и рассчитать, как простую балку конечной длины и постоянного поперечного сечения, лежащую на упругом неоднородном основании. Каждой отсеченной балке не учитываем её поперечные...

Задать вопрос