Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Численный анализ жесткости фланцевых узлов «балка-колонна»
  • УДК 624.014.2.042 DOI: 10.33622/0869-7019.2020.09.28-33
    Валентина Матвеевна ТУСНИНА, кандидат технических наук, e-mail: tusninavm@mgsu.ru
    Валерия Дмитриевна ПЛАТОНОВА, магистр, e-mail: platonovaleria@yandex.ru
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. В современных нормах проектирования металлических конструкций не закреплены положения, позволяющие производить расчеты стальных каркасов зданий с учетом податливости узловых сопряжений балок с колоннами. Однако учет реальной жесткости узлов "балка-колонна" дает возможность наиболее точно оценить действительную работу конструктивных элементов каркаса и оптимально их запроектировать с точки зрения материалоемкости и надежности. Используя вычислительные мощности персональных компьютеров проектировщики имеют большие возможности для численных исследований действительной работы отдельных конструктивных элементов, их узловых сопряжений и зданий в целом. Выполнен численный анализ жесткости фланцевых узлов сопряжения балки с колонной с помощью вычислительного комплекса Femap with NX Nastran. На основе численных исследований выведена формула угловой жесткости фланцевого узла с использованием метода множественного регрессионного анализа, показавшего хорошую сходимость с данными численного расчета в апробированном программном комплексе IDEA StatiCa и позволившего установить зависимость податливости от геометрических параметров компонентов узлового сопряжения балки с колонной. Выявлено, что для менее податливых узлов наибольшее влияние на угол поворота опорного сечения балки оказывает жесткость колонны, а наименьшее - болты. Для более податливых узлов влияние болтов становится значимым.
    Ключевые слова: численный расчет, конечно-элементная модель, фланцевый узел, податливый узел, колонна, балка, жесткость.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Ананьин М. Ю., Фомин Н. И. Метод учета податливости в узлах металлических конструкций зданий // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2010. Вып. 2. С. 72-74.
    2. Туснина В. М., Коляго А. А. К вопросу действительной работы податливых узлов стальных каркасов многоэтажных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 2. С. 28-34.
    3. Tusnina O. A., Danilov A. I. The stiffness of rigid joints of beam with hollow section column [Жесткость рамных узлов сопряжения ригеля с колонной коробчатого сечения]. Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal, 2016, no. 4, pp. 40-51. DOI: 10.5862/MCE.64.4.
    4. Li F. X., Xin B. Experimental research and finite element analysis on behavior of steel frame with semi-rigid connections [Экспериментальные и численные исследования действительной работы стальной рамы с податливыми узлами]. Advanced Materials Research, 2011, vols. 168-170, pp. 553-558.
    5. Hu X. B., Yang Y. W., He G. J., Fan Y. L., Zhou P. A moment-shear story model for the design of steel frames with semi-rigid connections [Модель "момент- сдвиг" для проектирования стальных каркасов с податливыми узлами]. Applied Mechanics and Materials, 2013, vols. 256-259, pp. 821-825.
    6. Haapio J., Heinisuo М. Minimum cost steel beam using semi-rigid joints [Минимальная стоимость стальной балки с податливыми узлами]. Journal of Structural Mechanics, 2010, no. 43(1), pp. 1-11.
    7. Hasan M. J. Moment-rotation behaviour of top-seat angle bolted connections produced from austenitic stainless steel [Крутящий момент в болтовых соединениях, выполненных из нержавеющей стали]. Journal of Constructional Steel Research, 2017, vol. 136, pp. 149-161.
    8. Heinisuo M., Laasonen M., Ronni H. Integration of joint design of steel structurres using product model [Проектирование узлов стальных конструкций с использованием BIM-модели]. Proc. of the International Conference on Computing in Civil and Building Engineering ICCBE. Nottingham, UK, 2010, pp. 323-328.
    9. Bzdawka K., Heinisuo M. Fin plate joint using component method of EN 1993-1-8 [Расчет узлов нв вертикальных планках с использованием компонентного метода EN 1993-1-8]. Rakenteiden Mekaniikka (Journal of Structural mechanics), 2010, vol. 43, no. 1, pp. 25-43.
    10. Wang Q., Wang L., Jlang B., Li H., Liu Q. F. Finite element analysis of behavior in semi-rigid steel frames [Конечно-элементное моделирование действительной работы податливых узлов стальных рам]. Advanced Materials Research, 2011, vols. 163-167, pp. 102-105.
    11. Bandyopadhyay M., Banik A. K., Datta T. K. Numerical modeling of compound element for static inelastic analysis of steel frames with semi-rigid connections [Численное моделирование составного элемента для статического расчета в пластической стадии стальных рам с податливыми соединениями]. Advances in Structural Engineering, 2015, vol. 3, pp. 543-558.
  • Для цитирования: Туснина В. М., Платонова В. Д. Численный анализ жесткости фланцевых узлов «балка-колонна» // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 9. С. 28-33. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.09.28-33.


НАЗАД