Научная статья на тему 'Т-ОБРАЗНЫЕ УЗЛЫ ИЗ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ'

Т-ОБРАЗНЫЕ УЗЛЫ ИЗ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
113
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАМНЫЕ УЗЛЫ / ЗАМКНУТЫЙ ГНУТЫЙ ПРОФИЛЬ / НАПРЯЖЕНИЯ / ПОДКОС

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Перминов Д.А.

В статье рассматриваются узлы из гнутых профилей прямоугольного сечения. Выполнен анализ распределения напряжений в элементах узла для двух конструктивных решений с усилением и без. Рассмотрен характер разрушения узлов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

T-SHAPED NODES FROM BENT PROFILES OF RECTANGULAR SECTION

In article knots from bent profiles of the closed section are considered. The analysis of distribution of tension in knot elements for two constructive decisions with strengthening is made and without. The nature of destruction of knots is considered.

Текст научной работы на тему «Т-ОБРАЗНЫЕ УЗЛЫ ИЗ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ»

Раздел 2. Строительство

УДК 624.072.33

Т-ОБРАЗНЫЕ УЗЛЫ ИЗ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ

Перминов Д.А.

Институт «Академия строительства и Архитектуры», ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского» г. Симферополь, ул. Киевская, 181, е-mail: dmitriy714@mail.ru

Аннотация. В статье рассматриваются узлы из гнутых профилей прямоугольного сечения. Выполнен анализ распределения напряжений в элементах узла для двух конструктивных решений с усилением и без. Рассмотрен характер разрушения узлов.

Предмет исследования: Т-образные узлы, в которых сечение ригеля было значительно меньшим, чем сечение стойки. Было рассмотрено два типа узлов. Первый тип: с примыканием ригеля к сквозной (без выреза) стойке через специальную пластинку. Второй тип: с непосредственным примыканием ригеля к сквозной стойке и усилением узла двумя подкосами. Материалы и методы: Расчет напряженно-деформированного состояния моделей узлов рамного каркаса выполнен с помощью ПК «ЛИРА-САПР», теоретической основой которой является метод конечных элементов, реализованный в форме перемещений.

Результаты: По результатам расчета в упругой стадии были получены данные о распределении продольных напряжений в наиболее напряженных сечениях элементов узла.

Выводы: Результаты исследования рамных узлов показали, разрушение узлов происходило или из-за образования трещин, или из-за потери местной устойчивости пластинками узлов. Разрушение всех узлов происходило после образование пластических зон, т.е. в упругопластической стадии работы узла. Также исследования узлов позволили оценить эффективность усиления узлов различными конструктивными элементами или их сочетаниями. Ключевые слова: рамные узлы, замкнутый гнутый профиль, напряжения, подкос.

ВВЕДЕНИЕ

Непрерывно расширяющееся применение металла в строительных конструкциях связано с внедрением в практику строительства новых конструктивных форм и профилей металла. Рамные конструкции, достаточно широко использующиеся в качестве стальных каркасов зданий и сооружений, традиционно имели в основном двутавровое сечение. В последние годы в практику строительства во всё большей степени внедряются рамные конструкции, выполненные из стержней коробчатого сечения. Наметившаяся тенденция к использованию в таких конструкциях, замкнутых гнутосварных профилей объясняется их преимуществами не только перед традиционными горячекатаными, но и перед цилиндрическими трубчатыми профилями.

Основными преимуществами применения конструкций из замкнутых гнутых профилей, являются следующие: более рациональное распределение металла по сечению, связанное с характерным для замкнутых гнутых профилей наибольшим коэффициентом рациональности формы сечения и наименьшей удельной толщиной стенки; возможность более рационального, чем в открытых профилях, использования высокопрочных сталей; повышенная стойкость против коррозии; возможность встраивать конструкции из замкнутых гнутых профилей в качестве элементов современного интерьера благодаря их привлекательному внешнему виду; возможность изготовления профилей нетрадиционной конфигурации; по сравнению с цилиндрическими трубами прямоугольные замкнутые гнутые профили проще в обработке и при

компоновке узлов конструкций, их жесткость на кручение выше.

Вместе с тем, работа узлов стержневых конструкций из замкнутых гнутых профилей, особенно рамных узлов, изучена недостаточно.

АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ

Сквозные строительные конструкции, стержни которых выполнены из замкнутых гнутых профилей, принципиально ничем не отличаются от традиционных конструкций из горячекатаных профилей. Однако у них есть ряд особенностей, вытекающих из их геометрических характеристик и связанных прежде всего с их тонкостенностью.

Необходимость изучения действительной работы таких узлов привела к тому, что выполнено значительное количество исследований по изучению узлов из замкнутых гнутых профилей, в том числе работы И.В. Левитанского и др., Г.И. Кекса, Э.Ф. Гарфа, В.И. Новикова, В.А. Балдина и Н.М. Шейнфельда, Богданди, К. Силаши.

Все эти работы посвящены узлам, в которых стержни работают на центральную нагрузку (растяжение или сжатие).

Работа Шейнфельда является одной из первых, в которой описываются узлы в фермах, созданных ЦНИИСКом, ЦНИИпромзданий, ЦНИИПСК и Укрпроектстальконструкцией.

В работе И. В. Левитанского и др. приведены результаты испытания узлов стропильной раскосной фермы, выполненных из замкнутых прямоугольных гнутых профилей с примыканием к поясу сжатого и растянутого раскосов К-образных узлам.

Исследовались узлы с непосредственным примыканием раскосов к поясу и узлы с различными видами усиления, выполненными таким образом, чтобы передать нагрузку от раскосов на большую часть периметра сечения пояса в узле. Применение этих усилений увеличило несущую способность узлов в среднем на 15%

В работах Гарфа и Новикова приводятся результаты исследования узлов ферм с примыканием одного, двух и более элементов решетки к поясу. Выявлены два основных вида разрушения узла:

1) местное деформирование вертикальных стенок пояса;

2) разрушение раскоса по зоне примыкания к поясу.

Определены также основные факторы, влияющие

на несущую способность узла:

1) полуразность в ширине пояса и раскосов;

2) толщина стенки пояса;

3) угол наклона раскоса к поясу;

4) размер продольных стенок раскоса.

На основании проведенных экспериментов были получены графики и эмпирические зависимости для расчета узлов такого типа.

В работе Г.И. Кекса приведены данные о испытании узлов с примыканием одного и двух элементов. Полученные данные в основном подтверждают результаты И.В. Левитанского и Э.Ф. Гарфа.

В работе К. Силаши также исследовались рамы с примыканием одного и двух элементов к поясу и получены аналогичные результаты.

В работе Богданди приводятся примеры различных узлов из замкнутых профилей, которые могут быть применены не только в фермах, но и в рамных конструкциях. Некоторые из этих узлов представляют несомненный интерес. Так, например, показан узел, пояс которого представляет собой замкнутый прямоугольный профиль, а раскосы -круглые полые профили.

Кроме описанных выше исследований интерес представляют исследования, проведенные западногерманской фирмой «Маннесман».

Исследовались узлы ферм, в которых усилия направлены по осям стержней, и рамные узлы, работающие на поперечный изгиб.

В работе Мехротра приведены рекомендации по конструированию Г-образных узлов с соединением ригеля и стойки со скосом их под углом 450 ("на ус"), с применением подкосов из гнутого профиля, с применением диафрагмы, а также данные по испытанию Т-образных узлов с подкосами и без подкосов. Вводится понятие о коэффициенте прочности узла. Коэффициент прочности принимается рамным отношению напряжения в растянутом раскосе (для решетчатых конструкций) при появлении текучести в узле к пределу текучести. Приводятся значения прочности для некоторых частных случаев.

Общие указания по конструированию узлов сводятся к следующему:

1) Для примыкающих профилей (диагонали, раскосы, ригели) следует выбирать наименьшую толщину стенки при большем периметре.

2) Для сквозных профилей (пояса, стойки) выгодна повышенная толщина стенки.

3) Угол примыкания должен быть не менее 300.

4) Толщина стенок должна быть не менее 2.9 мм.

5) Отношение ширины примыкающего профиля к ширине стойки или пояса должно быть не менее 0.4.

Однако полученные в этой работе данные не являются достаточно проверенными и обоснованными.

Таким образом, в проведенных исследованиях узлов из гнутых профилей (за исключением выполненных фирмой "Маннесманн") фактически не изучалась работа рамных узлов, а исследования, проведенные фирмой «Манесманн»,относятся к очень ограниченному сортаменту профилей и носят чисто эмпирический характер.

Исследования коробчатых сечений посвящен ряд работ, в том числе работы Р.Де Бёра, К. Клёппеля и др., Э.Рейсснера, Дж. Хаджи-Арджириса и Г.Л. Кокса, Дж. Хорсвилла, С.А. Ильясевича.

В работах Р.Де Бёра, К.Клёппеля, Э. Рейсснера, Дж. Хорсвилла приводятся результаты исследований коробчатых металлических стержней, причем особое внимание обращено на неравномерность распределения напряжений по периметру сечения. Неравномерность распределения нормальных напряжений в горизонтальных гранях полого коробчатого сечения вызывается так называемым «запоздалым сдвигом». Сущность этого явления сводится к тому, что боковые пластинки коробчатого сечения препятствуют сдвигу других пластинок стержня, а это ведет к накоплению напряжений на участках сечения, примыкающих к боковым пластинкам.

Математическое описание этого явления дано Э. Рейсснером, который, исходя из предпосылки о параболическом распределении продольных напряжений в горизонтальных гранях сечения коробчатой балки, предложил дифференциальное уравнение, связывающее прогибы точек горизонтальных пластинок с изгибающими моментами и геометрическими характеристиками. Исходя из этого дифференциального уравнения, автор получил значения напряжений для некоторых частных случаев (балка, защемленная по краям, консоль с линейным изменением нагрузки). Решения представлены в виде суммы двух слагаемых: первое слагаемое представляет собой решение элементарной теории сопротивления материала, второе слагаемое - поправка, учитывающая влияние «запоздалого сдвига».

В работе Г.Л. Кокса решается аналогичная задача, но другим методом (в рядах), и решение не доводится до практического результата.

В работах Р.Д. Бёра и К. Клёппеля предлагается заменить фактическую площадь поперечного сечения с параболическим распределением напряжений эквивалентной площадью с

прямолинейным распределением напряжений максимальной величины.

В работе Р.Д. Бёра эта задача решается для коробчатой балки на двух опорах, загруженной равномерно распределенной нагрузкой.

В работе К. Клёппеля рассматривается сжато -изогнутая балка на двух опорах. Здесь параболическое распределение напряжений наблюдается по всем четырем сторонам коробчатого сечения. В этой работе размер эквивалентного участка находится путем решения системы уравнений, связывающих линейные размеры сечения и напряжения.

В работе Ильясевича приводится методика расчета одно- и многосекционных коробчатых сечений на изгиб и кручение применительно к расчету коробчатых металлических мостов. Описываются также результаты экспериментального исследования тонкостенной коробчатой

конструкции. Большой интерес представляют эпюры нормальных напряжений в верхнем листе профиля, максимальные значения которых соответствуют местам установки вертикальных ребер.

Стержни с полигональным замкнутым поперечным сечением имеют пока незначительное применение: в качестве осветительных мачт. В качестве элементов рамных конструкций такие стержни не использовались. В то же время, конструкции из стержней полигонального сечения несомненно заслуживают внимания, т.к. соединяют в себе качества конструкций с прямоугольным и круглым полым поперечным сечением.

Как видно из приведенного выше обзора работ, неравномерность распределения напряжений исследовалась многими авторами.

При исследовании работы замкнутого гнутого профиля, представляющего собой частный случай коробчатого сечения, важным является учет свойств криволинейных элементов гнутых профилей (ребер и гофров).

Особенностями гнутых профилей является наличие зон упрочнения в местах, где металл подвергался холодному гнутью, а также одинаковая толщина металла холодногнутых профилей по всему периметру сечения.

Исходя из выше сказанного, целью исследований является изучение напряженного состояния рамных узлов, выполненных из замкнутых гнутых профилей прямоугольного сечения.

Задачами исследования являются: исследование работы на поперечный изгиб рамных узлов, выполненных из замкнутых гнутых профилей; уточнить характер концентрации напряжений в узлах различной конструктивной формы; определить характер распространения зон пластичности в элементах узла; выявить прочностные свойства узлов в зависимости от их конструктивных особенностей.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретическое исследование распределения напряжений в зонах узловых соединений классическими методами теории упругости весьма затруднительно. Это вызвано разнообразием конструкций узлов, особенностями внешнего нагружения, а также крайне сложным взаимодействием элементов узла. В связи с этим, расчет напряженно-деформированного состояния модели узла рамного каркаса выполнен методом конечных элементов (МКЭ). Теоретической основой ПК «ЛИРА» является МКЭ, реализованный в форме перемещений. Выбор именно этой формы объясняется простотой ее алгоритмизации и физической интерпретации, наличием единых методов построения матриц жесткости и векторов нагрузок для различных типов конечных элементов, возможностью учета произвольных граничных условий и сложной геометрии рассчитываемой конструкции.

Таким образом, для проведения исследования были созданные численные модели узлов (рис. 1, 2).

Рис. 1. Узел №1 1. Кпо1 N01

Ниже приводятся данные о распределении продольных напряжений в наиболее напряженных сечениях узла (рис. 3 - 10).

Рис. 2. Узел №2 Fig. 2. Knot No2

Узлы выполнялись при каждом типе поперечного сечения в нескольких вариантах конструктивного решения: Т-образные узлы, в которых сечение ригеля было значительно меньшим, чем сечение стойки:

- с примыканием ригеля к сквозной (без выреза) стойке через специальную пластинку;

- с непосредственным примыканием ригеля к сквозной стойке и усилением узла двумя подкосами иди подкосом и диафрагмой.

Отличительной особенностью узла №2 является то, что в узле было установлено два подкрепляющих элемента в виде гнутого швеллера с высотой стенки 80мм, с полками, вырезанными в виде прямоугольных треугольников с длиной катета 260мм, прямые углы которого входили в углы Т-образного рамного узла.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Анализ данных проведенных испытаний показал, что элементы узлов не теряют устойчивости в упругой стадии. Последовательность развития напряженного состояния наблюдалась такая: сначала рост концентрации напряжений в отдельных точках, затем появление пластических деформаций, после этого потеря местной устойчивости или образование трещин в местах концентрации напряжений.

В связи с этим основной проблемой при обеспечении несущей способности узла является не защита его элементов от потери устойчивости (т.к. это уже вторичное явление), а создание таких условий работы, при которых напряжения в узле не достигнут значений предела текучести.

Рис. 3. Мозаика распределение напряжений ax в узле №1 Fig. 3. Mosaic stress distribution ax in node No1

Рис. 4. Мозаика распределение напряжений ay в узле №1 Fig. 4. Mosaic stress distribution ay in node No1

Пики напряжений возникают на пластинке стойки по оси ригеля у верхней и нижней его граней. Пики обратного знака возникают на ребрах. Величины пиков на ребрах существенно ниже пиков на оси пластинки, что объясняется работой поперечного сечения стойки в месте стыка как П-образной. Пики локализуются на боковых пластинках, захватывая их на 3/4 (на 20^22 см). Синусоидальный вид эпюры напряжений по оси пластинки и на ребрах перед разрушением заменяется эпюрами одного знака (растяжение по оси пластинки и сжатие на ребрах). Воздействие ригеля локализуется на расстоянии 40^45 см от ригеля.

Длина стержня вдоль оси Х у верхнего пояса, см

10 20 30

—♦—10 кН 30 кН 50 кН

Рис. 5. Эпюра распределения напряжений öx узле №1 Fig. 5. Stress distribution diagram öx in node No1

я р

п а

M

Длина стержня вдоль оси Х у нижнего пояса, см

10 20 30

_^ 1-1

10 кН

30 кН

50 кН

Рис. 6 - Эпюра распределения напряжений ax узле №1 Fig. 6. Stress distribution diagram ax in node No1

Рис. 7. Мозаика распределение напряжений ax в узле №2 Fig. 7. Mosaic stress distribution ax in node No2

Рис. 8. Мозаика распределение напряжений öy в узле №2 Fig. 8. Mosaic stress distribution öy in node No2

Приведенные выше данные пиков напряжений и их локализации кратко показаны в таблице 1.

Из таблицы 1 видно следующее:

1) У Т-образных узлов без подкосов пики напряжений образуются непосредственно у сварных швов, соединяющих верх и низ ригеля с пластинкой стойки.

2) У Т-образных узлов с подкосами пики напряжений расположены у верхнего края верхнего подкоса и у нижнего края нижнего подкоса.

3) Величина пиков у Т-образных узлов без подкосов больше, чем у соответствующих узлов с подкосами.

4) Расстояние вдоль по пластинке, на котором локализуется пик напряжений, у Т-образных узлов с подкосами меньше, чем у соответствующих узлов без подкосов, но общая длина участка (вдоль стойки), на

Длина стержня вдоль

котором локализуется воздействие ригеля, больше у узлов с подкосами (из-за дополнительной длины катетов подкосов).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рассмотрение полученных экспериментальных данных показывает, что градиенты концентрации напряжений по горизонтальной и вертикальной осям имеют у Т-образных узлов (кроме узлов с гофрированным сечением) градиент по горизонтальной оси значительно больше. Объясняется это тем, что деформации пластинки стойки Т-образного узла по вертикали могут распространяться относительно свободно, а по горизонтали этому препятствуют ребра стойки.

оси Х у верхнего пояса, см

р

п а

10

20

30

20 кН

50 кН

70 кН

Рис. 9. Эпюра распределения напряжений ax узле №2 Fig. 9. Stress distribution diagram ax in node No2

Длина стержня вдоль оси Х у нижнего пояса, см

р

п а

10

20

30

20 кН

50 кН

70 кН

Рис. 10. Эпюра распределения напряжений ax в узле №2 Fig. 10. Stress distribution diagram ax in node No2

Таблица 1. Сводная таблица расположения пиков продольных нормальных напряжений в узлах Table 1. Summary table of the location of the peaks of longitudinal normal stresses in the nodes

№ Узла Место расположения пика напряжений Локализация пика напряжений по периметру сечения элемента узла Локализация пика напряжений вдоль по пластинке Примечание

Узел Ml На уровне верха и низа ригеля (на пластине стойки) 3/4 боковых пластинок 40-45 см от ригеля (общая длина-105-115 см)

Узел M2 У верхнего края верхнего подкоса и у нижнего края нижнего подкоса 3/4 боковых пластинок 25-30 см от края подкосов (общая длина-130-140 см)

ВЫВОДЫ

Характер разрушения узлов следующий. При разрушении Т-образных узлов без подкосов в пластинках, к которым примыкали ригели, возникали максимальные деформации.

Т-образные узлы с двумя с подкосами имели существенно меньше деформации, а после снятия нагрузи ригели в значительной степени возвращались к исходному положению. Это свидетельствует о большей жесткости Т-образных узлов с подкосами по сравнению с узлами без подкосов.

Рассмотрение характера разрушения рамных узлов дает возможность сделать следующие выводы:

1) Разрушение узлов происходило или из-за образования трещин, или из-за потери местной устойчивости пластинками узлов. Разрушение всех узлов происходило после образование пластических зон, т.е. в упругопластической стадии работы узла.

2) В узлах №1 и №2 возникали большие деформации, но они не были разрушены.

Исследования узлов позволили оценить эффективность усиления узлов различными конструктивными элементами или их сочетаниями.

С точки зрения теоретических методов расчета можно оценить для каждого типа конструктивного решения стыка, какие силовые факторы изменяются при каждом усилении узла.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ажермачев Г.А., Перминов Д.А. Конструктивное решение рамного узла, обеспечивающее снижение влияния концентраторов напряжений // Motrol. Motoryzacja i energetyka rolnictwa. Symferopol-Lublin : 2009. Tom 11А. - С. 94-100.

2. Ажермачев Г.А., Остриков Г.М. Экспериментальное исследование узловых соединений рамных каркасов // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1972. № 9. - С. 2-6.

3. Городецкий А.С., Евзеров И.Д. Компьютерные модели конструкций. К.: Факт, 2005. - 344 с.

4. Лира 9.4. Примеры расчета и проектирования: Учебное пособие / Боговис В.Е., Гензерский Ю.В., Гераймович Ю.Д., Куценко А.Н. Киев: Факт, 2008. - 280 с.

5. Лихтарников Я.М. Исследование узлов рамного типа из гнутых профилей // Промышленное строительство. 1971. № 10. - С. 32-34.

6. FEMA-352. Recommended Postearthquake Evaluation and Repair Criteria for Welded Steel Moment-Frame Buildings / Federal Emergency Management Agency, SAC Joint Venture. June 2000.

7. Choi Jaehyung, S.C. Goel, B. Stojadinovic. Development of Free Flange Moment Connection // Technical Report UMCEE 00-15, Dep. of Civil and Environmental Eng. The University of Michigan, 2000.

8. Молев И.В., Святошенко А.Е. Создание расчетной модели рамного узла и обоснование принятых упрощений // Технические науки : сб. тр. аспирантов и магистрантов. Н. Новгород, 2005. -С. 40-43.

9. Гузненков В.Н., Журбенко П.А. Компьютерное моделирование как основа геометро -графической подготовки в техническом университете // Строительство и техногенная безопасность. Симферополь, 2016. Вып. 4. - С.64-65.

10. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Стальные сооружения / ред. В.В. Кузнецов. - М.: изд. АСВ, 1999. - 528 с.

11. Килимник Л.Ш., Лаврентьева Л.Э. Работа узлов стальных каркасов зданий при статических и циклических нагрузках // Промышленное строительство. 1970. № 9. - С. 28-32.

12. Перминов Д.А. Исследование напряженного состояния узлов из гнутых профилей замкнутого сечения // Строительство и техногенная безопасность. Симферополь, 2017. Вып. 7. - С.47-54.

REFERENCES

1. Agermachev G.A., Perminov D.A. Structural solution of the frame node, providing a reduction in the influence of stress concentrators // Motrol. Motoryzacja i energetyka rolnictwa. Symferopol-Lublin : 2009. Tom 11А. - Pp. 94-100.

2. Agermachev G.A., Ostrikov G.M. Experimental study of nodal joints of frame frames // News universities. Construction and architecture. 1972. No 9. - Pp. 2-6.

3. Gorodetsky A.S., Evzerov I.D. Komputernie modeli konstrukciy [Computer models of structures]. K.: Fact, 2005. - 344 p.

4. LIRA 9.4. Primery rascheta i proektirovania: Uchebnoe posobie [Examples of calculation and design: Tutorial] / Bogovis V.E., Genzerskiy U.V., Geraimovich U.D., Kucenko A.N. Kiev: Fakt, 2008. -280 p.

5. Lihtarnikov I.M. Investigation of frame-type units from bent profiles // Industrial engineering. 1971. No 10. - Pp. 32-34.

6. FEMA-352. Recommended Postearthquake Evaluation and Repair Criteria for Welded Steel Moment-Frame Buildings / Federal Emergency Management Agency, SAC Joint Venture. - June 2000.

7. Choi Jaehyung, S. C. Goel, B. Stojadinovic. Development of Free Flange Moment Connection //

Technical Report UMCEE 00-15, Dep. of Civil and Environmental Eng. The University of Michigan, 2000.

8. Molev I.V., Sviatoshenko I.V. Creation of a calculation model of a frame node and justification of the accepted simplifications // Technical sciences: a collection of works of graduate students and undergraduates. N. Novgogrod, 2005. - Pp. 40-43.

9. Guzenkov V.N., Gurbenko P.A. Computer modeling as the basis of geometric-graphic training at a technical university // Construction and industrial safety. Simferopol, 2016. Vol. 4. - Pp.64-65.

10. Metalicheskie konstrukcii [Metal structures]. In 3 volumes.Vol. 3. Steel structur / V.V. Kuznetsov. -M.: ed. ASV, 1999. - 528 p.

11. Kilimnik L.S., Lavrentieva L.E. Operation of steel frame node of buildings under static and cyclic loads // Industrial engineering. 1970. No 9. - Pp. 28-32.

12. Perminov D.A. Investigation of the stress state of nodes from bent profiles of a closed section // Construction and industrial safety. Simferopol, 2017. Vol. 7. - Pp.47-54.

T-SHAPED NODES FROM BENT PROFILES OF RECTANGULAR SECTION

Perminov D.A.

Academy of Construction and Architecture, V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Kievskaya str., 181, e-mail: dmitriy714@mail.ru

Abstract. In article knots from bent profiles of the closed section are considered. The analysis of distribution of tension in knot elements for two constructive decisions with strengthening is made and without. The nature of destruction of knots is considered. Subject of research: T-shaped node, in which the cross section of the crossbar was significantly smaller than the cross section of the rack. Two types of nodes were considered. The first type: with the adjoining of the crossbar to the through (without cutout) rack through a special plate. The second type: with a direct adjoining of the crossbar to the through rack and strengthening the node with two struts.

Materials and methods: The calculation of the stress-strain state of the models of the frame nodes was performed using the LIRACAD software package, the theoretical basis of which is the finite element method, implemented in the form of displacements. Results: Based on the results of the calculation in the elastic stage, data were obtained on the distribution of longitudinal stresses in the most stressed sections of the assembly elements.

Conclusions: The results of the study of frame nodes showed that the destruction of the nodes occurred either due to the formation of cracks, or due to the loss of local stability by the plates of the nodes. The destruction of all nodes occurred after the formation of plastic zones, i.e. in the elastoplastic stage of the node operation. Also, the studies of nodes made it possible to evaluate the effectiveness of strengthening the nodes with various structural elements or their combinations. Key words: frame nodes, closed bent profile, stresses, strut.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.