Теоретические исследования напряжено-деформируемого состояния в составной балке | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (70) июль-2 2014 г.

Дата публикации: 17.07.2014

Статья просмотрена: 72 раза

Библиографическое описание:

Арискин М. В., Гарькин И. Н. Теоретические исследования напряжено-деформируемого состояния в составной балке // Молодой ученый. — 2014. — №11. — С. 37-40. — URL https://moluch.ru/archive/70/12126/ (дата обращения: 21.10.2018).

Рациональное использование строительных конструкций является ключом к снижению себестоимости зданий и сооружений. С целью разработки наиболее оптимальных сечений строительных конструкций на кафедре «Строительные конструкции» ведутся обширные исследования практического и теоретического характера [1], [2], [3]. Работы направленны как на получение экономического эффекта [4], так и для получения более эффективных конструкций [5]. Рассмотрим теоретические исследования напряжено-деформируемого состояния (НДС) в составной балке состоящей из уголков и металлической пластины.

Теоретические исследования проводились с целью:

1.      Получить картину и характер действительного напряжено-деформируемого состояния (НДС) в составной балке;

2.      Путем анализа напряженно деформированного состояния балки разработать оптимальную конструкцию составного сечения.

Расчет балки выполнен в программном комплексе SCAD v11.5, в качестве конечного элемента используется прямоугольный конечный элемент плиты 11 типа, модель построена в соответствии с расчетной схемой, показанной на рис 1.

При создании модели использовались следующие материалы: — металла Ех=210000 МПа, μ=0,3

Рис.1. Балка, разбитая на сетку конечных элементов

В расчетной схеме присутствуют пластинчатые элементы, для которых напряжения выводятся вдоль осей, отличных от осей местной системы координат элементов.

Параметры образцов, подвергаемых теоретическому расчету, назначались, исходя из поставленных целей исследования и проведенных экспериментов [6].

Результаты расчетов представлены ниже в виде изополей напряжений sx

Как видно из результатов расчетов, шаг расстановки болтов в составной балки существенно влияет на напряженно-деформированное состояние, так, при уменьшении шага расстановки болтов вдвое, с 500 до 250 мм, максимальные напряжения в стенке уменьшились на 59,8 %, ниже приведена сводная таблица напряжений в зависимости от шага

Таблица 1

Таблица напряжений в зависимости от шага

Максимальные напряжения в стенке (сжатие)

Изменение уровня напряжений %

Максимальные напряжения в стенке (растяжение)

Изменение уровня напряжений %

Максимальные напряжения в верхнем уголке (сжатие)

Изменение уровня напряжений %

Максимальные напряжения в верхнем уголке (растяжение)

Изменение уровня напряжений %

Sx

Sy

Sx

Sy

Sx

Sy

Sx

Sy

Sx

Sy

Б1

557,75

639,03

-

-

334,09

153,98

-

-

821,97

353,17

-

-

771,45

425,19

-

-

Б2

433,11

475,91

274,33

110,09

764,88

353,63

764,01

244,0

Б3

375,25

406,97

261,57

83,95

706,37

363,95

712,18

148,53

Как видно из изополей и таблицы 1, максимальные напряжения в стенке возникают в местах закрепления балок, а в местах стыковки стенки и уголка напряжения имеют большую концентрацию и с увеличением шага эта концентрация уменьшается как бы размываясь по поверхности стенки. Ниже представлены изополя напряжений в месте стыкования стенки и уголка.

Таблица 2

Изополя напряжений в месте стыкования стенки и уголка

Б1

Б2

Б3

Теоретические исследования позволяют существенно снизить время проведения, и повысить точность экспериментальной части исследования. Хотя, стоит отметить, что использования более современных программных комплексов дали бы ещё больший эффект [7], [8]. Данная проблема будет рассмотрена в следующих статьях.

Литература:

1.                  Нежданов К. К., Кузьмишкин А. А., Гарькин И. Н., Курткезов Д. Х. Быстро сооружаемая подкрановая балка с высоким техническим ресурсом эксплуатации // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 3; URL: http://www.science-education.ru/117–13115 (дата обращения: 16.05.2014).

2.                  Нежданов К. К., Гарькин И. Н. Способ проката двутаврового профиля сечения из низколегированной стали // Строительная механика и расчёт сооружений.: № 4 -2011,с.51–55 Москва ЦНИСК им.Курчеренко

3.                  Нежданов К. К., Железняков Л. А., Гарькин И. Н. Эффективный способ проката уголкового профиля// Строительная механика и расчёт сооружений.: № 1–2014,с.71–75 Москва ЦНИСК им.Курчеренко

4.                  Кузьмишкин А. А., Гарькин И. Н. Меры по снижению стоимости стальных подкрановых балок//Альманах современной науки и образования. 2013. № 11 (78). С. 93–95.

5.                  Нежданов К. К., Нежданов А. К., Гарькин И. Н. Способ проката профиля двутаврого сечения из низколегированной стали Патент РФ № 2486972, опубликовано 10.07.2013

6.                  Кузьмишкин А. А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Выносливость металлических подкрановых конструкций при тяжелом режиме циклических нагружений. — Пенза, 2006. — 187с.

7.                  Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Родина Е. В. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.

8.                  Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Агеева И. Ю. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2012. — № 10. — С. 31–33.

Основные термины (генерируются автоматически): изменение уровня напряжений, напряжение, составная балка, SCAD, верхний уголок, место стыкования стенки, расчетная схема, результат расчетов.


Похожие статьи

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

SCAD, программный комплекс, расчетная схема, напряжение, ANSYS, Выравнивание осей, ось, результат расчета, результат расчетов.

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Соединения несущих балок с колонной осуществлено по шарнирной схеме.

Значения этих напряжений могут быть разные в виде схем (рис.4)

Расчет сопряжения стенки цилиндрического резервуара с днищем методом перемещений.

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Принятая расчетная схема допустима, так как обе части балки работают симметрично относительно линии действия внешней силы.

По результатам расчета определены величина и характер распределения: нормальных напряжений — sx; sy; касательных напряжений — txy...

Разработка организационно-технологических решений новых...

Струбцины прикладываются в произвольных местах как на наружных панелях, так и на плитах перекрытия.

На рисунке (1). можно наблюдать результат метода просверливания, когда болт попал в

В тех случаях, когда условие не выполняется (Rw,ex < 0), весь дальнейший расчет...

Расчет сопряжения стенки цилиндрического резервуара с днищем...

Для составления расчетной схемы узла сопряжения из стенки и днища стального резервуара высотой H и радиусом R вырезаются полосы единичной ширины (рис. 1). Стенка резервуара толщиной рассматривается как полубесконечная балка на упругом основании с условным...

Расчет балок с микронеоднородной структурой с применением...

Напряжения определяются в любом компоненте неоднородной структуры балок.

На верхней поверхности балки в точках с координатами , , действуют вертикальные силы , где , , ; ; . Рис. 3. Расчетная схема балки. Базовая дискретная модель балки состоит из изотропных...

Совершенствование методики расчёта пологих железобетонных...

Результаты расчёта сравнены со значениями, полученными в результате инструментального анализа.

Определяем напряжения в расчётных точках балки и проводим проверку на прочность по первой группе предельных состояний по формулам (16), (17)

Оценка экономической эффективности сталежелезобетонной...

В результате произведённого расчета выполнен подбор сечений и экономическое сравнение.

Верхний пояс.

Рис. 2. Презентационная графика расчетной схемы фермы, смоделированной в программном комплексе SCAD Office 21.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

SCAD, программный комплекс, расчетная схема, напряжение, ANSYS, Выравнивание осей, ось, результат расчета, результат расчетов.

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Соединения несущих балок с колонной осуществлено по шарнирной схеме.

Значения этих напряжений могут быть разные в виде схем (рис.4)

Расчет сопряжения стенки цилиндрического резервуара с днищем методом перемещений.

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Принятая расчетная схема допустима, так как обе части балки работают симметрично относительно линии действия внешней силы.

По результатам расчета определены величина и характер распределения: нормальных напряжений — sx; sy; касательных напряжений — txy...

Разработка организационно-технологических решений новых...

Струбцины прикладываются в произвольных местах как на наружных панелях, так и на плитах перекрытия.

На рисунке (1). можно наблюдать результат метода просверливания, когда болт попал в

В тех случаях, когда условие не выполняется (Rw,ex < 0), весь дальнейший расчет...

Расчет сопряжения стенки цилиндрического резервуара с днищем...

Для составления расчетной схемы узла сопряжения из стенки и днища стального резервуара высотой H и радиусом R вырезаются полосы единичной ширины (рис. 1). Стенка резервуара толщиной рассматривается как полубесконечная балка на упругом основании с условным...

Расчет балок с микронеоднородной структурой с применением...

Напряжения определяются в любом компоненте неоднородной структуры балок.

На верхней поверхности балки в точках с координатами , , действуют вертикальные силы , где , , ; ; . Рис. 3. Расчетная схема балки. Базовая дискретная модель балки состоит из изотропных...

Совершенствование методики расчёта пологих железобетонных...

Результаты расчёта сравнены со значениями, полученными в результате инструментального анализа.

Определяем напряжения в расчётных точках балки и проводим проверку на прочность по первой группе предельных состояний по формулам (16), (17)

Оценка экономической эффективности сталежелезобетонной...

В результате произведённого расчета выполнен подбор сечений и экономическое сравнение.

Верхний пояс.

Рис. 2. Презентационная графика расчетной схемы фермы, смоделированной в программном комплексе SCAD Office 21.

Задать вопрос