Несущая способность фланцевого соединения балок покрытия одноэтажного производственного здания (ОПЗ) с учетом его грибовидности
Несущая способность фланцевого соединения балок покрытия одноэтажного производственного здания (ОПЗ) с учетом его грибовидности
НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ СЛЕДУЮЩУЮ ИНФОРМАЦИЮ ОТ АВТОРА СТАТЬИ - Фамилию, Имя, Отчество автора (авторов) полностью, год рождения, город проживания; ученую степень, ученое звание; место работы и должность; телефон, факс, адрес электронной почты, почтовый адрес (включая почтовый индекс). Необходимо указать сферу научных интересов, количество публикаций.
В статье рассмотрены вопросы, связанные с анализом узлов соединений стальных рамных конструкций. Объектом исследований приняты фланцевые соединения балок покрытий одноэтажных производственных зданий. Выявлены основные особенности формирования качества взаимодействия фланцев и высокопрочных болтов в составе узлового соединения балок покрытия. Проведен анализ особенностей проектирования и изготовления фланцевых соединений, применяемых для наиболее распространенных конструктивных решений стальных поперечных рам одноэтажных производственных зданий. Рассмотрены основные направления анализа напряженно-деформированного состояния стальных конструкций при наличии признаков деформации (грибовидности) фланцевого соединения.
Ключевые слова: стальные конструкции, балка покрытия, узлы соединений, фланец, высокопрочные болты, дефекты изготовления, аналитические формулы, численные решения, экспериментальные исследования, анализ деформаций формы фланца.
Carrying ability of the flange joint with its form violations at the roofing beams one-storey industrial building
НЕОБХОДИМО ДОБАВИТЬ СЛЕДУЮЩУЮ ИНФОРМАЦИЮ ОТ АВТОРА СТАТЬИ - Фамилию, Имя, Отчество автора (авторов) полностью, год рождения, город проживания; ученую степень, ученое звание; место работы и должность; телефон, факс, адрес электронной почты, почтовый адрес (включая почтовый индекс). Необходимо указать сферу научных интересов, количество публикаций.
ЗДЕСЬ НА АНГЛИЙСКОМ
The article addresses the issues related to the analysis joints in steel frame structures. The object of research is flanged joints in roofing beams of single stored industrial buildings. The main features of forming the quality of interaction between flanges and high-strength bolts in the structure in the nodal connection roofing beams are revealed. The analysis of design and manufacturing features of flanged connections used for the most common structural solutions steel cross frames in single-story industrial buildings is carried out. The main directions of analysis the stress-strain state in steel structures in the presence at signs of deformation (flange form violations deformation) in flange connection are considered.
Keywords: steel structures, roofing beam, connection nodes, фланец, high strength bolts, manufacturing defects, analytical formulas, numerical solutions, experimental research, flange form violations deformation analysis
Значительное большинство конструктивных решений одноэтажных производственных зданий (ОПЗ) ориентировано на формирование целостной конструктивной системы (например, стальной рамной системы) из отдельных конструктивных элементов (например, отправочных марок балок покрытий, сплошной или переменной жесткости), изготавливаемых на предприятиях строительной индустрии [1, 2].
Стальные отправочные марки, включая балки покрытия переменной жесткости, могут использоваться для конструирования рамной конструктивной системы ОПЗ (рис. 1) [3].
Одной из особенностей организации связей между отдельными конструктивными элементами (отправочными элементами) поперечной рамы ОПЗ (рис. 1) является применение фланцевых соединений на высокопрочных болтах [4, 5].
Рис
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. 1. Конструктивное решение поперечной рамы ОПЗ с применением балок покрытия переменной жесткости [3]
Отличительной особенностью и безусловным достоинством фланцевых соединений является высокая технологичность, доступность и простота проектирования, изготовления и монтажа стальных (металлических) конструктивных элементов ОПЗ с их применением.
Стальные балки покрытий на фланцевых соединениях могут использоваться для изготовления отправочных марок и монтажа ОПЗ (рис. 2).
Рис. 2. Пример применения стальных балок покрытий ОПЗ на фланцевых соединениях: а) отправочная марка стальной балки покрытия с фланцевым соединением; б) возведение (монтаж) поперечной рамы ОПЗ с применением стальных балок покрытия [4]
Технология изготовления фланцевых соединений (для устройства монтажных соединений стальных профилей) предусматривает определенную последовательность устройства сварных швов для организации взаимодействия поперечного сечения профиля балки покрытия с фланцем узлового соединения. Применение сварных швов способно привести к накоплению остаточных деформаций, нарушающих геометрическую форму узлового соединения, в виде грибовидности контактной поверхности фланца (рис. 3).
Рис. 3. Основные виды грибовидности фланцевых соединений балок покрытий [5]
Соответственно, применение фланцевых соединений при наличии грибовидности фланца, принято считать значительным отклонением от установленного функционального качества, которое способно привести к серьезным аварийным последствиям [6, 7].
Стальные балки покрытий могут быть использованы для создания грибовидности фланцевых соединений ОПЗ (рис. 4).
Рис. 4. Грибовидность фланцевых соединений стальных балок покрытий: а) фланцевое соединение смежных балок покрытия; б) фланцевое соединение балки покрытия и колонны каркаса [6]
Нормативные рекомендации однозначно указывают на обязательность устранения грибовидности для достижения плотного соединения контактных поверхностей фланцев. Данное обстоятельство является обязательным для определения параметров несущей способности конструктивных элементов узлового соединения, определяемых при помощи аналитических зависимостей. Для выравнивания дефектных поверхностей предусматривается фрезерование плоскостей, а фактический размер (толщина) фланца принимается с положительным припуском в 5-15 мм именно для фрезерования фланцев [1, 6, 8].
Одним из направлений совершенствования традиционного (нормативного) представления о работе фланцевого узла, является предположение об учете возможных пластических деформаций (грибовидности) фланца на перераспределение усилий в высокопрочных болтах [9, 10].
Был произведен расчет «традиционной» и «уточнённой» схем фланцевых соединений балок покрытий открытых видов (например, двутавровых) профилей [9, 11].
Рис. 5. Расчетные схемы фланцевых соединений: а) традиционная схема, без учета возможных пластических деформаций (грибовидности) фланца; б) уточнённая схема, с учетом возможных пластических деформаций (грибовидности) фланца [9]
В уточнённой схеме несущая способность фланцевого соединения сложится из несущей способности отдельных его частей или совокупности Т-образных элементарных фланцевых соединений, а параметры несущей способности узла характеризуются суммарной прочностью элементарных соединений - болтов и участков фланца.
В теоретической работе [12] представлен численный анализ параметров напряженно-деформированного состояния конечноэлементной модели Т-образного представления фланцевого соединения при наличии грибовидности фланца в виде двух выпуклостей (рис
50% статьи недоступно для прочтения
Закажи написание статьи по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
