2020. — Т 7. — № 3 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://t-s.today/09sats320.html

This article metadata is also available in English

DOI: 10.15862/09SATS320 (https://doi.org/10.15862/09SATS320)

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 1.2 Мбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Кузнецов, Д. Н. Метод расчета стальных двутавровых балок с учетом частичного защемления в опорном узле / Д. Н. Кузнецов, С. Ю. Беляева, В. Г. Сазыкин // Транспортные сооружения. — 2020. — Т 7. — № 3. — URL: https://t-s.today/PDF/09SATS320.pdf. — DOI: 10.15862/09SATS320. (дата обращения: 19.04.2024).

Метод расчета стальных двутавровых балок с учетом частичного защемления в опорном узле

Кузнецов Д.Н., Беляева С.Ю., Сазыкин В.Г.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Воронеж, Россия

Автор, ответственный за переписку: Кузнецов Дмитрий Николаевич, e-mail: kuznecov82@bk.ru

Аннотация. Стальные балки в общем, а двухопорные балочные системы в частности, широко используются в практике современного строительства. Именно поэтому значительное внимание уделяется разработке таких конструктивных решений балочных конструкций, которые позволили бы значительно снизить материалоемкость, в том числе и за счет изменения напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов.

Классический шарнирный узел опирания стальных балок предполагает болтовое соединение в нижней трети высоты опорных ребер. Конструктивное решение, рассматриваемое в данной статье, содержит дополнительные требования, предъявляемые к опорному узлу: плотное заполнение монтажного зазора между двумя опорными ребрами соседних балок, постановка болтов, удовлетворяющих условию прочности. Указанные требования обеспечивают передачу усилия растяжения от пары сил, возникающих на опоре. В статье предложена методика расчета стальных двутавровых балок с учетом полученного эффекта частичного защемления. Методика разработана на основе расчетов численным методом трехмерных конечноэлементных моделей балок с использованием двухузловых односторонних связей, однако при соответствующем обосновании предполагает перенос результатов на стержневые расчетные схемы. Моделирование и расчеты выполнены в вычислительном комплексе SCAD Office. Исследуемые в работе двутавровые стальные балки перекрытия имеют пролеты по 15 м. Эффект защемления оценивается на основе сравнения результатов численных расчетов конечноэлементных моделей одиночной балки и двух соседних совместно работающих стальных балок. Тестовые модели балок выполнены с использованием конечных элементов оболочки с нулевой гауссовой кривизной.

В результате исследования совместности работы опорных узлов балочных конструкций и анализа напряженно-деформированного состояния системы выявлено перераспределение изгибающего момента из пролета в опорный узел. Установлено, что с увеличением пролета эффект от защемления угасает. Представленный в работе метод учета частичного защемления, за счет введения двухузловых односторонних связей в опорном узле численных моделей балок, позволяет назначать более экономичные сечения при проектировании аналогичных конструкций. Разработанная в статье методика может быть использована для проверочных расчетов при техническом обследовании строительных конструкций. В статье показано, что подбор сечений болтов соединения стальных балок на опоре возможно выполнять по реакциям, полученным в односторонних связях. Применение рассмотренной методики расчета в практике реального проектирования позволяет повысить экономичность и увеличивает надежность балочных систем в составе конструктивного комплекса зданий и сооружений.

Ключевые слова: cтальной двутавр; стальная двутавровая балка; двухопорная балка; методика расчета; частичное защемление; уменьшение изгибающего момента; учет совместной работы

Скачать