Численное определение предельно допустимой нагрузки в своде-арке из вальцованного U-образного тонкостенного профиля по предельным напряжениям, не приводящее к появлению пластического шарнира и потери устойчивости конструкции ( полет 9.15 м, 18 м, 22.45 м, подъем 3.63 м, 6.5 м, 8.25 м).
Ключевые слова: напряжения в гофрированных и прямолинейных элементах арки, быстровозводимые бескаркасные арочные здания, легкие конструкции, ангары, MIC-120.
Numerical determination of the maximum permissible load in the arch-arch of a corrugated U-shaped thin-walled profile when loaded with loads.
Keywords: stresses in corrugated arch elements, stresses when working together straight and curved, MIC-120.
Определив предельно допустимые нагрузки на арочный профиль пролетом 18 м при изменении стрелы подъема от 8.5 м до 6.5 м для определения поведения изменения предельно допустимой нагрузки и распределения напряжений в конструкции с таким же соотношение подъема к пролету увеличим пролет до 22.45 м и уменьшим до 9.15 м [1], [2], [4], [5], [6].
Материалы и методы: По твердотельной модели, выполненной в программном комплексе Solid Works в виде свода — арки полетом 9.15м,18м,22.45м загружаемого до возникновения предельных напряжений и определения распределения напряжений в профиле рис. 2. Напряжения рассчитаны методом конечных элементов с незакрепленными верхними полками из плоскости, что позволит максимально использовать поперечное сечение профиля. Загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля (Ry=343232750Н/м2).
Рис. 1. Сечение/расчетная схема. Форма загружения и значение предельной нагрузки, ветровой нагрузки по СП20.13330.2011
Рис. 2. Эпюра распределения нормальных напряжений при f/l=2.5–2.7 (ветровое давление и гравитационной нагрузке, закр. нижн. полка)
Результаты: численно определили предельно допустимые нагрузки приемлемые 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 загружений предельная нагрузка показана на рис.1, при работе по данной расчетной схеме и отсутствие влияния несимметричного поперечного сечения (Мкр) [1]. Учитывая распределение напряжений на рис.2 от гравитационной равномерно распределенной или не равномерно распределенной нагрузки численно определили, что нижняя полка больше загружена в узлах сопряжения со стенками, чем стенки или верхние полки, пластический шарнир не образуется, но после превышения текучести (Ry=203943242.6Н/м2) в нижней полке изменится расчетная схема тонкостенной конструкции, гофры сложатся и приведет к увеличению перемещений в конструкции [1]. Значение нагрузки возникновения в конструкции текучести можно определить интерполяцией от ранее полученных значений предельных нагрузок по напряжениям [2], [3], [4], [5], [6], [7].
Обсуждения: арка при изменении соотношения пролета к подъему по разному распределяет напряжения по сечению тонкостенного профиля, обосновывается значительной разницей сжимающих и растягивающих напряжений или не включением одних элементов, или точечной пластичностью более нагруженных частей профиля рис.2 [2], [3], [4], [5], [6], [7].
Литература:
- 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.
- Карабутов М. С. Численное определение предельно допустимой нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля. // Молодой ученый. — 2020. — № 10.
- Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Результаты компьютерного расчета величины ветровой нагрузки, действующей на свод из вальцованных профилей// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2019.том15. № 3. -193–200С.
- Карабутов М. С. Результаты определения предельно допустимой ветровой нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля. // Молодой ученый. — 2020.№ 14.
- Карабутов М. С. Численное определение предельно допустимой несимметричной нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля. // Молодой ученый. — 2020.№ 18.
- Карабутов М. С. Результаты определения предельно допустимой нагрузки на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при разных формах загружений. // Молодой ученый. — 2020.№ 27.
- Карабутов М. С. Значения предельно допустимых нагрузок на свод-арку из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при разных формах загружений. // Молодой ученый. — 2020.
