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
  • Совершенствование расчета элементов стальных конструкций на прочность при общем загружении
  • УДК 624.046.5.07
    doi: 10.33622/0869-7019.2024.08.24-33
    Григорий Иванович БЕЛЫЙ, доктор технических наук, профессор, office@erkon.ru
    Азат Ильшатович ГАРИПОВ, ведущий инженер, azat.i.garipov@gmail.com
    НИПИ «ЭРКОН», 191014 Санкт-Петербург, ул. Маяковского, 17 лит. А, пом. 8Н
    Аннотация. Расчет элементов стальных конструкций на прочность по СП 16.13330.2017 на стадии развития пластических деформаций до предельного значения, в подавляющем числе случаев комплексного загружения (кроме действия продольной силы с изгибом в плоскости большей жесткости), выполняется в виде суммы соотношений усилий к своим предельным значениям без учета взаимного влияния, что приводит к заниженным результатам. Предложен метод исследования прочности без указанного недостатка. Решение задач в соответствии с ним проводится в обратной последовательности, в безразмерных параметрах, что позволило сократить время расчета на несколько порядков и получить большой объем новых достоверных результатов. На основании анализа последних в части взаимного влияния усилий разработан эффективный практический метод расчета на прочность широко распространенных в практике металлостроительства двутавровых и прямоугольных трубчатых элементов при двух и более параметрических загружениях, включая действие поперечной силы и бимомента. Эффективность подхода оценена по двум параметрам - резервам прочности элементов, рассчитанных по действующим нормам проектирования, и экономии стали при проектировании новых конструкций. При двухпараметрических загружениях резервы прочности составляют 4-32 %, экономия стали равна 4-20 %. Исследования трехпараметрических загружений выявили несколько большие показатели эффективности.
    Ключевые слова: предельное состояние, прочность, многопараметрическое загружение, предельная пластическая деформация, алгоритм "Сечение"
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Стрелецкий Н. С. К вопросу развития методики расчета по предельным состояниям // Развитие методики расчета по предельным состояниям. М. : Стройиздат, 1971. С. 5-37.
    2. Балдин В. А. К вопросу дальнейшего совершенствования метода расчета строительных конструкций по предельным состояниям // Там же. С. 63-70.
    3. Бельский Г. Е. О предельных состояниях элементов металлических конструкций при сжатии (растяжении) с изгибом // Строительная механика и расчет сооружений. 1973. № 2. С. 51-56.
    4. Бельский Г. Е. О количественных критериях предельных состояний по непригодности к эксплуатации // Строительная механика и расчет сооружений. 1978. № 2. С. 15-20.
    5. Потапкин А. А. Теория и расчет стальных и сталежелезобетонных мостов на прочность с учетом нелинейных и пластических деформаций // Труды ЦНИИС. 1972. Вып. 84. 192 с.
    6. Потапкин А. А. Расчет стальных мостов на прочность в упругопластической стадии // Труды ЦНИИС. 1974. Вып. 90. С. 60-78.
    7. Рекомендации по расчету элементов стальных конструкций на прочность по критерию предельных пластических деформаций. М. : ЦНИИпроектстальконструкция, 1980. 48 с.
    8. Балдин В. А., Бельский Г. Е. Основные положения расчета стальных конструкций по предельным состояниям // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1980. № 11. С. 3-21.
    9. Lee H. P., Harris P. J. Finite element investigation of the post-buckling strength of thin-walled structural members under compression [Исследования методом конечных элементов прочности после потери устойчивости тонкостенных несущих элементов при сжатии] // Canadian Journal of Civil Engineering. 1978. Vol. 5. No. 4. Pp. 595-610.
    10. Любаров Б. И. К расчету элементов стальных конструкций на прочность при наличии нормальных и касательных напряжений по критериям ограниченных пластических деформаций // Металлические конструкции и испытания сооружений. Л. : ЛИСИ, 1984. С. 37-45.
    11. Насонкин В. Д. К учету касательных напряжений при расчете упругопластических стержней на прочность // Металлические конструкции и испытания сооружений. Л. : ЛИСИ, 1989. С. 37-44.
    12. Пичугин С. Н. Прочность и устойчивость стержневых элементов конструкций из гнутосварных профилей // Металлические конструкции и испытания сооружений. Л. : ЛИСИ, 1985. С. 37-43.
    13. Асташкин М. В. Напряженно-деформационные и предельные состояния в сечениях стержневых элементов стальных конструкций при общем случае статического загружения // Труды молодых ученых СПбГАСУ. СПб, 2001. С. 46-51.
    14. Белый Г. И. "Обратный" метод расчета усиливаемых под нагрузкой стержневых элементов стальных конструкций путем увеличения сечений // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 6(83). С. 46-55.
    15. Белый Г. И., Ведерникова А. А. Исследование прочности и устойчивости трубобетонных элементов конструкций обратным численно-аналитическим методом // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2(85). С. 26-35.
    16. Белый Г. И., Смирнов М. О. Обратный численно-аналитический метод расчета легких стальных тонкостенных стержневых элементов // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 3. С. 57-68. doi: 10.33622/0869-7019.2021.03.57-68
    17. Смирнов М. О. Совершенствование обратного численно-аналитического метода расчета ЛСТК на устойчивость при внецентренном сжатии // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 1(84). С. 46-52.
    18. Белый Г. И., Гарипов А. И. Запредельные напряженно-деформированные состояния в поперечных сечениях элементов стальных конструкций // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 4(93). С. 16-30.
    19. Белый Г. И., Гарипов А. И. Запредельная несущая способность стержневых элементов стальных конструкций после потери общей устойчивости // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 5(94). С. 5-19.
    20. Agьero A., Balбz I., Kolekovб Y. Improved interaction formula for the plastic resistance of I- and H-sections under a combination of bending moments My, Ed, Mz, Ed, and bimoment Bed [Усовершенствованная формула несущей способности в пластической стадии балочных и широкополочных двутавровых сечений для совместного действия изгибающих моментов My, Ed, Mz, Ed и бимомента Bed] // Appl. Sci. 2022, 12, 7888. doiI: 10.3390/app12157888
  • Для цитирования: Белый Г. И., Гарипов А. И. Совершенствование расчета элементов стальных конструкций на прочность при общем загружении // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 8. С. 24-33. doi: 10.33622/0869-7019.2024.08.24-33

НАЗАД