CC BY
31
цену в закупке, они оправдывают себя, значительно уменьшая количество выбросов. Список использованной литературы: Электронный ресурс удаленного доступа:
1. Полищук Н.В. Логистика: учебное пособие. - М.: ТЕЗАУРУС, 2016.- 144с., ил.
2. Биосфера. Человек и природа: проблемы экологии: В России поставлен рекорд по загрязнению воздуха за 16 лет [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://diosfera23.ru/problemy-i-voprosy/statistika-zagryazneniya-okruzhayushchej-sredy.html
3. Грузовики и Дороги. Деловой портал о грузоперевозках в России [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://truckandroad.ru/avtomobili/ispolzovaniju-solnechnyh-panelej -v-avtoperevozkah-predskazaH-nebyvalyj -rost.html
4. Логистика и экологичный транспорт. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://zakon.ru/blog/2021/07/23/logistika_i_ekologichnyj_transport
5. Econet. Интегрированные солнечные панели для грузовиков. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://econet.ru/articles/162944-integrirovannye-solnechnye-paneli-dlya-gruzovikov
© Котова Д.А., Фейзуллаев А.Р., 2022
УДК 62
Куркчи О.О.
Аспирант БГТУ им. В. Г. Шухова, г. Белгород, Россия
ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК С ГОФРИРОВАННЫМИ СТЕНКАМИ
Аннотация
Балки с гофрированной стенкой прошли путь от кораблестроения и авиации до строительства. На данный момент такие балки пользуются большим спросом в строительных организациях, компаниях для строительства различных зданий и сооружений.
В итоге подтверждается, что балки с гофрированной стенкой намного эффективнее воспринимают нагрузки, а также экономичнее, нежели балки с плоской стенкой.
Ключевые слова Металлическая балка, конструкция, устойчивость, сталь.
При проектировании и возведении металлических конструкций необходимо учитывать условия эксплуатации; надежность; легкость; экономию металла; технологичность; долговечность. Все эти требования удовлетворяются на основе выработанных наукой и практикой принципов проектирования и основных направлении ее развития. Главными из которых являлось достижение следующих показателей: повышение производительности труда при изготовлении, снижения трудоемкости и сроков монтажа, которые и определяют стоимость конструкции. Снижению расхода стали в балках способствует применение предварительного напряжения балок затяжками или шпренгельной конструкцией. Для снижения металлоемкости используют идею изменения (сброса) сечения балки по длине в соответствии с формой эпюры изгибающего момента. Известны идеи предварительного напряжения стенок двутавровых сечений балок для повышения местной устойчивости с одновременным увеличением гибкости стенки.
Далее подробно рассматривается еще одно усовершенствование конструктивного решения балок, при котором достигается существенная экономия стали за счет уменьшения толщины стенки. Это так называемые балки с гофрированной стенкой. Толщина стенки обуславливается работой на восприятие
поперечной силы, требованиями сварки или прокатки, а также необходимостью обеспечения местной устойчивости. В балках с гофрированной стенкой местная устойчивость обеспечивается устройством гофр по стенке. Известно значительное количество конструктивных решений балок с гофрами по стенке. Гофры существенно уменьшают гибкость стенки по сравнению с плоским вариантом и тем же соотношением ее высоты и толщины [1].
В стальных гофро-балках в большинстве случаев используется волнистое гофрирование стенок. Если говорить о замене плоской стенки в балках на гофрированную, то такое решение дает возможность значительно уменьшить расход стали на конструкции из-за использования тонколистового проката и уменьшения количества поперечных ребер жесткости, которые в свое время устанавливаются лишь в опорных сечениях и в местах, где приложены сосредоточенные нагрузки. Снижение трудозатрат происходит за счет появления установок для гофрирования и автоматической сварки, по изготовлению гофро-балок, это и уменьшает время на изготовление таких конструкций [2].
Проведем обзор экспериментальных исследований. Вопросами исследования гофрированных балок долгое время активно занимались советские ученые.
Первая работа по исследованию гофрированных балок, которая предлагает использовать БГС в качестве строительных конструкций, в Советском Союзе была выполнена В.Н. Горновым [3]. Пролет всех балок равнялся 110см, а высота изменялась от 10,5см до 20,5см (рис.1).
* 11С=м
3
Рисунок 1 - Двутавровая балка с волнистой стенкой и различной высотой
В результате испытаний В.Н. Горнов пришел к выводу, что волнистая стенка можно сказать не воспринимает нормальных напряжений в продольном направлении и пребывает в условиях чистого сдвига (рис. 2).
В статье, опубликованной им в 1937 году говорилось, что при одной и той же прочности балки с волнистой стенкой легче таких же прокатных балок примерно в 2 раза.
Но в тех далеких 1940-1950-х годах идея гофрированных балок в строительной сфере, к большому
сожалению не нашла своего применения [3]
а»
Рисунок 2 - Характер распределения напряжений в сечении гофро-балки
В 1940 г. А.А. Подорожный испытал в условиях чистого сдвига большое количество гофрированных пластин, подкрепленных плоским листом. Испытания показали, что гофрированный лист хорошо воспринимает сдвигающие усилия [4].
В 1956 г. Ю.И. Еловков, Е.А. Павлинова и М.В. Филиппео в ходе испытаний выяснили, что гофрированная стенка полностью воспринимает перерезающую силу независимо от ориентации гофр [4]: образцы испытывались как консольные балки, загруженные сосредоточенной силой (рис. 3). Момент, при горизонтальном расположении гофров, воспринимался всем сечением балки, при вертикальном -только поясами. Эти результаты отражены в работах [4, 5].
Рисунок 3 - Консольная балка, загруженная сосредоточенной силой
В справочнике [6] вышедшем в 1960 г. были обобщены и описаны общие методы расчета гофрированных стенок на действие усилий в их плоскости применительно к судовым переборкам.
В 1963 году Г.А. Ажермачев в статье [7] проводит испытания на изгиб и кручение балок с волнистой стенкой. Вывод его в следующем: гофрированная стенка обладает повышенной местной устойчивостью, несмотря на малое отношение толщины стенки к ее высоте, а также он свидетельствует о том, что балки с гофрированной стенкой обладают повышенной жесткостью на кручение и изгиб с кручением.
Опытным путем проведенные испытания Г.А. Ажермачевым [7,8], подтвердили выводы В.Н. Горнова о том, что стенка практически не воспринимает нормальных напряжений за исключением зон, примыкающих к поясам, а также показали, что балки с гофрированной стенкой обладают повышенной жесткостью на кручение и изгиб с кручением. Г.А. Ажермачев подтверждает практическое применение таких балок в конструкциях подкрановых балок, балок мостов и других подобных конструкциях.
В работе [4] (1964 г.) А.Л. Васильев, М.К. Глозман, Е.А. Павлинова и М.В. Филиппео достаточно подробно рассматриваются вопросы расчета прочности судовых гофрированных переборок как на силы, действующие в поперечном направлении, так и на действие сил в плоскости гофрированной стенки. Приведен краткий обзор теоретических и экспериментальных исследований данного вопроса, предложена методика проектирования гофрированных стенок применительно к судовым переборкам, сформулированы основные направления дальнейших исследований.
В 1989 году В.В. Бирюлев, Г.М. Остриков, Ю.С. Максимов и С.Г. Барановская исследовали напряженное состояние треугольно и волнисто гофрированной стенки балки при приложении сосредоточенной нагрузки по оси верхнего пояса. Предметом исследования являлись 14 моделей балок с гофрированными стенками и 6 моделей балок с плоскими стенками МКЭ. По результатам проведенных исследований решили, что максимальное значение местных нормальных напряжений в гофрированной стенке нужно определять по методике [14], для балок с плоской стенкой, с увеличением на 10% полученных значений.
Работа, проведенная Г.М. Остриковым, Ю.С. Максимовым, В.В. Бирюлевым [12] в период с 1979 по 1990 годы, отражена в современных строительных нормах и правилах республики Казахстан -разработанных Ю.С. Максимовым и Г.М. Остриковым в казахском ТОО «Институт Проектстальконструкция».
На первом месте стоят вопросы по проектированию сжатых, растянутых, сжато-изгибаемых и изгибаемых элементов с треугольно гофрированной стенкой. Отдельной главой выделено и проектирование балок с треугольно гофрированными стенками. Основные расчетные формулы для проверки нормальных напряжений в поясах балок, касательных напряжений в стенке, проверки местной и общей устойчивости гофрированной стенки, проверки устойчивости поясов балок с гофрированной стенкой, изложены в документе [15] даны некоторые рекомендации по устройству отверстий в гофрированных стенках. Методика предполагает, что гофрированная стенка балки не участвует в работе конструкции на изгиб и весь изгибающий момент в плоскости стенки полностью воспринимается поясами.
В работе [13] (1987 г.) Г.М. Остриков и Ю.С. Максимов описали конструктивные решения покрытий производственных зданий с несущими элементами из БГС и узловых соединений таких конструкций, дали рекомендации по определению прочности БГС, представили формулы для инженерного расчета и проверки прочности и устойчивости элементов БГС, описали результаты экспериментальных исследований и особенности технологии изготовления и монтажа БГС. Особое
внимание в работе уделено сравнению технико-экономических и эксплуатационных характеристик покрытий различных типов. Представлен краткий обзор конструктивных схем зданий с применением таких покрытий.
В.Ф. Кириленко и Г.А. Окрайнец в работе [9] (1969 г.) рассматривают гофрированную стенку двутавровой балки как плоскую пластинку, постоянные которой определяют из равенства жесткостей на растяжение и сдвиг гофрированной и плоской пластинок. С помощью такого метода, получают зависимости для определения напряжений в верхней и нижней кромках стенки, а также в поясах балки. [7,8,4,3].
В работе [10] (1972 г.) Я.И. Ольков и А.Н. Степаненко приходят к выводу, что непрерывно гофрированная стенка с волнистым профилем гофр и уклоном в пределах 50...900 в работе балки на изгиб практически не участвует, но в расчете можно учесть от 10 до 30 толщин части стенки примыкающий к поясам.
В работе [11] (1972 г.) А.Н. Степаненко Опытным путем подтверждает, что гофрированные балки легче и дешевле обычных на 5-20 %, трудоемкость их производства в основном такая же.
Рисунок 4 - Нормальные, касательные напряжения и результирующие усилия в двутавровой балке с гофрированной стенкой
Список использованной литературы:
1. Основы философии науки/Под ред. С.А. Лебедева. М.,2005. С.26.
2. Лешкевич Т.Г. Философия науки: традиции и новации. М., 2001. С. 19-20.
3. Горнов В.Н. Новые тонкостенные конструкции //Проект и стандарт. -1937.-No4.-C. 25-28
4. Васильев А.Л., Глозман М.К., Павлинова Е.А., Филиппео М.В. Прочные судовые гофрированные переборки. -Л.: Судостроение, 1964. -316 с.
5. Справочник по строительной механике корабля (в 3 томах) / Под общ. ред. Ю.А. Шиманского. -Л.: Судпромгиз, 1960
6. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. Книга 2 / Под ред. А.А. Уманского. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1973.417 с.
7. Ажермачев Г.А. Балки с волнистыми стенками // Промышленное строительство. -1963. -No4.-C. 54-56.
8. Ажермачев Г.А. Об устойчивости волнистых стенок двутавровых балок при действии касательных усилий // Известия ВУЗов. Серия «Строительство и архитектура». -1968. -No5. -С. 44-46.
9. Кириленко В.Ф., Окрайнец Г.А. К вопросу расчета балок с гофрированной стенкой//Известия ВУЗов.Строительство и архитектура.-1969.-Ко4.-С.23-27.
10. Остриков Г.М., Барановская С.Г. Нормальные напряжения в стенке металлической двутавровой балки от локальных нагрузок // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура.-1989.-Ко8.-С. 109-111.
11. Степаненко А.Н. Прочность и устойчивость конструкций из двутавра с волнистой стенкой: Автореф. дис. ...д-ра тех.наук. -Хабаровск, 2001. -48 с.
12. Максимов Ю.С., Остриков Г.М., Бирюлев В.В. Металлические рамные каркасы многоэтажных зданий повышенной сейсмостойкости//Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. -1979. -No4.-G 11-17.
13. Максимов Ю.С., Остриков Г.М. Современные конструкции металлических каркасов многоэтажных зданий для сейсмических рай-онов. Обзор. -М.:ВНИИИС, 1983.-60 с.
14. СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003. - 90 с.
15. СНиП РК 5.04-23-2002. Стальные конструкции. Нормы проектирования. - Астана, 2003. - 118 с.
©Куркчи О.О., 2022
УДК 62
Куркчи О.О.
Аспирант БГТУ им. В. Г. Шухова, г. Белгород, Россия
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЛОК С ГОФРИРОВАННЫМИ СТЕНКАМИ
Аннотация
С середины тридцатых годов прошлого столетия балки с гофрированной стенкой начали применяться в строительстве как самостоятельные несущие конструкции покрытий. Изначально их изготавливали из древесины, а позже появились и стальные балки с гофрированной стенкой, и стали называться гофро-балками. Отличительная особенность гофро-балок - это гофрированная тонкая стенка, гофры представлены как поперечные ребра жесткости, обеспечивающие местную устойчивость стенки.
Ключевые слова
Балка, сечение, каркас, сталь
Как показывает строительная практика, способы гофрирования стенок могут быть с треугольным, волнистым, трапециевидным, прямоугольным или другой повторяющейся формы профилем (рис. 1). Пояса таких балок могут быть изготовлены из прокатной стали, гнутых профилей, электросварных труб, железобетонных элементов.
Рисунок 1 - Балка с гофрированной стенкой
Обычно в стальных гофро-балках применяется волнистое (ротационное) гофрирование стенок. Замена плоской стенки в балках на гофрированную позволяет существенно сократить расход стали на конструкции из-за применения тонколистового проката и уменьшения количества поперечных ребер жесткости, которые устанавливаются только в опорных сечениях и в местах приложения сосредоточенных нагрузок. Даже несмотря на непредвиденные трудозатраты при выполнении поясных сварных швов, которые соединяют гофрированную стенку с поясами, общая трудоемкость их
