Действительная работа болтовых соединений тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки в элементах ферм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гайнетдинов Ришат Габдулхаевич

• Гайнетдинов Ришат Габдулхаевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Гайнетдинов Ришат Габдулхаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ВОПРОСА

1.1 Стальные тонкостенные оцинкованные профили

1.2 Область применения тонкостенных оцинкованных профилей в строительстве

1.3 Конструкции и узловые соединения элементов из тонкостенных оцинкованных профилей

1.4 Методики расчета элементов и узловых соединений конструкций из тонкостенных оцинкованных профилей

1.5 Существующие проблемы конструкций и узловых соединений из тонкостенных оцинкованных профилей, формулировка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ФЕРМЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ ТОНКОСТЕННЫХ ОЦИНКОВАННЫХ

ПРОФИЛЕЙ ПРОЛЕТОМ 24 М

2.1 Ферма пролетом 24 м с элементами из тонкостенных оцинкованных профилей

2.2 Разработка стенда для натурного испытания фермы пролетом 24м

2.3 Методика проведения испытаний фермы

2.4 Численное исследование фермы пролетом 24 м с элементами из тонкостенных оцинкованных профилей

2.5 Результаты натурного испытания фермы

2.6 Сопоставление результатов испытаний и численных исследований фермы без учета податливости

2.7 Учет податливости болтовых соединений элементов фермы из тонкостенных оцинкованных профилей

2.8 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ РАБОТА БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

ТОНКОСТЕННЫХ ОЦИНКОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ С

ТРАПЕЦИЕВИДНОЙ ЧАСТЬЮ СТЕНКИ

3.1 Болтовое соединение тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки

3.2 Конструктивное решение и материалы сборки опытного образца

3.3 Численное моделирование работы болтового соединения

3.4 Экспериментальное исследование действительной работы болтового соединения

3.4.1 Программа и методы экспериментального исследования

3.4.2 Результаты экспериментального исследования опытного образца

3.5 Анализ напряженно-деформированного состояния болтового соединения тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки

3.6 Напряженно-деформированное состояние узла при постановке дополнительных рядов болтов в зоне трапециевидной части стенки профиля

3.7 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФЕРМ ИЗ

ТОНКОСТЕННЫХ ОЦИНКОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ

4.1 Болтовое соединение тонкостенных оцинкованных профилей с

трапециевидной частью стенки с применением раздельных сварных втулок

4.1.1 Конструктивное решение узла

4.1.2 Опытный образец нового узлового соединения с применением раздельной сварной втулки

4.1.3 Численное исследование опытного образца с применением раздельной сварной втулки

4.1.4 Экспериментальное исследование опытного образца с

применением раздельной сварной втулки

4.2 Болтовое соединение тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки с применением сквозных втулок

4.2.1 Конструктивное решение узла

4.2.2 Опытный образец нового узлового соединения с применением сквозной втулки

4.2.3 Численное исследование опытного образца с применением сквозной втулки

4.2.4 Экспериментальное исследование опытного образца с применением сквозной втулки

4.3 Болтовое соединение тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки с применением сквозных втулок с упором

4.4 Местная устойчивость стенки с трапециевидной частью стенки в болтовых соединениях

4.5 Достоинства и недостатки предлагаемых болтовых соединений тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки

4.6 Центральный узел верхнего пояса фермы пролетом 24 м из тонкостенных оцинкованных профилей

4.6.1 Конструктивное решение и материалы узла

4.6.2 Имитационное моделирование и расчет центрального узла

4.6.3 Конструктивное изменение соединительной фасонки центрального узла верхнего пояса фермы

4.6.4 Разработка нового центрального узла верхнего пояса двускатной фермы из тонкостенных оцинкованных профилей

4.7 Конструкция новой фермы из тонкостенных оцинкованных профилей

с листовыми фасонками на болтах со сквозной втулкой

4.8 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ

ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Конструкция испытательного стенда

Приложение Б. Патенты РФ на изобретения

Приложение В. Акт о внедрении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Действительная работа болтовых соединений тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки в элементах ферм»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. На протяжении всего этапа развития стального строительства конечной целью являлось совершенствование несущих конструкций - обеспечение прочности и жесткости вместе со снижением веса. Научно-технический прогресс ускоряет смену оборудования и технологий, поэтому стальной каркас, удовлетворяющий первоначальному технологическому процессу, становится через определенное время частично непригодным для новых технологий, что требует его изменения и реконструкции. В связи с этим на рынке строительства возникает потребность в легких конструкциях, которые можно быстро смонтировать, разобрать и перепрофилировать под другие технологические процессы. Одним из способов для достижения указанных целей служит применение в конструкциях стальных тонкостенных оцинкованных профилей. Их использование в строительстве имеет целый ряд преимуществ, это: легкость конструкций, повышенный срок службы за счет оцинкованного покрытия, возможность транспортировки в труднодоступные районы, удобство складирования рулонных материалов, высокая технологичность производства и сокращение сроков строительства. Вместе с этим наряду с важными преимуществами имеются недостатки, которые нередко становятся барьером на пути внедрения тонкостенных профилей в строительство. Практический опыт применения стальных тонкостенных оцинкованных профилей в конструкциях ферм показывает, что при пролетах более 15 м возникают проблемы обеспечения их несущей способности. Причины данных проблем заключаются, как правило, в узловых соединениях элементов, которые обладают малой прочностью на смятие, и как следствие, увеличивают собственный вес конструкции за счет массивных соединений болтами через листовые фасонки. При этом действительная работа ряда узлов конструкций из стальных тонкостенных оцинкованных профилей требует дополнительных исследований. К данным узлам можно отнести соединение двух тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки с постановкой болтов в зоне контакта с листовой фасонкой, а также центральный узел верхнего пояса двускатной фермы.

Следовательно, для расширения области применения стальных тонкостенных оцинкованных профилей в несущих конструкциях, в частности, для увеличения перекрываемого пролета более 15 м, необходимо исследовать существующие и разрабатывать новые узловые соединения, которые будут иметь повышенные показатели несущей способности по сравнению с классическими аналогами.

Степень разработанности темы исследования. Вопросам исследования и совершенствования несущих конструкций и их узловых соединений из стальных тонкостенных оцинкованных профилей посвящены работы ряда отечественных и зарубежных ученых: Айрумяна Э.Л., Анпилова С.М., Белого Г.И., Ведякова И.И., Вержбовского Г.Б., Енджиевского Л.В., Зверева В.В., Колесова А.И., Крылова И.И., Кузнецова И.Л., Туснина А.Р., Dubina D., Chung K.F., Fathoni Usman и др.

Цель работы - численное и экспериментальное изучение напряженно -деформированного состояния болтовых соединений ферм из тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки и разработка новых научно обоснованных конструктивных решений узлов, позволяющие повысить несущую способность конструкции.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи.

1. Анализ существующих технических решений несущих конструкций и их болтовых соединений элементов из стальных тонкостенных оцинкованных профилей, а также методов их расчета и конструирования.

2. Разработка стенда и методики проведения натурных испытаний фермы пролетом 24 м из стальных тонкостенных оцинкованных профилей. Численное и экспериментальное изучение фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м.

3. Численное и экспериментальное исследование болтового соединения элементов из стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки, идентичного соединению верхнего пояса фермы пролетом 24 м. Выявление характера распределения напряжений в болтовом соединении по

высоте стенки стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью.

4. Разработка новых болтовых соединений элементов из стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки, позволяющие выполнить многорядную систему постановки болтов, определение фактической несущей способности и анализ напряженно-деформированного состояния составных элементов.

5. Изучение центрального узла верхнего пояса фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей и разработка нового конструктивного решения, позволяющее увеличить жесткость узла из плоскости конструкции.

Объект исследования - ферма из тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м.

Предмет исследования - напряженно-деформированное состояние болтовых соединений элементов фермы из тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки.

Научная гипотеза состоит в том, что при двухрядной расстановке болтов в узле тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки, вследствие максимальных напряжений в профиле, возникающих в местах расположения болтов в зоне контакта с листовой фасонкой и минимальных напряжений в трапециевидной части, скрыт потенциал по увеличению несущей способности данных узлов за счет вовлечения в работу средней части стенки профиля.

Научная новизна работы.

1. Выявлен характер распределения напряжений в узле по стенке трапециевидной части стальных тонкостенных оцинкованных профилей при двухрядной постановке болтов, отражающий, что расчетная несущая способность соединения определяется по напряжениям в профиле под крайними болтами.

2. Предложена расчетная модель и методика определения несущей способности болтового соединения элементов из тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки при двухрядной постановке болтов в

зоне контакта с листовой фасонкой, который позволяет учитывать распределение напряжений по высоте тонкостенного профиля.

3. Установлено, что переход к многорядной системе постановки болтов в трапециевидной части стенки тонкостенного оцинкованного профиля позволяет повысить несущую способность узла до 1,6 раза при том же количестве болтов, что и в двухрядной постановке за счет вовлечения в работу средней части трапециевидной стенки.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Уточнена методика расчета болтового соединения элементов стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки, позволяющая учитывать их действительное напряженно-деформированное состояние от действия продольных усилий.

2. Разработаны стенд и методика проведения натурного испытания фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м в горизонтальном положении.

3. Предложены рекомендации, позволяющие учитывать податливость болтовых соединений ферм из стальных тонкостенных оцинкованных профилей при расчете в используемом программном комплексе.

4. Предложены рекомендации по совершенствованию конструкции фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м.

5. Разработаны новые узлы стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки с применением раздельных сварных, сквозных и сквозных втулок с упором, позволяющие перейти на многорядную систему постановки болтов и повысить несущую способность соединения на 3540 % (Патенты ЯИ 2728076, ЯИ 2730153, ЯИ 2748018).

6. Разработан новый центральный узел верхнего пояса двускатной фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей с зеркальным расположением профилей относительно листовой фасонки в коньковом сечении, позволяющий увеличить жесткость узла без применения сварки (Патент ЯИ 2725378).

7. Предложено новое техническое решение фермы из тонкостенных

оцинкованных профилей, элементы которого ориентированы полками друг к другу и опираются на листовую фасонку (Патент RU 2767815).

Методология и методы исследования. Методологической и теоретической базой для исследования напряженно-деформированного состояния фермы пролетом 24 м и болтовых соединений опытных образцов из стальных тонкостенных оцинкованных профилей явились методики, представленные в нормативных документах, основные положения теории расчета металлических конструкций, строительной механики и численного моделирования. При этом широко использовались как эмпирические, так и универсальные методы научного познания: измерение, эксперимент, наблюдение, моделирование и др. Выдвинута научная гипотеза, для подтверждения или опровержения которой применены все перечисленные наборы научного познания. Основные результаты диссертационной работы получены в результате численного моделирования и проведения экспериментальных исследований фермы и узловых соединений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Область применения стальных тонкостенных оцинкованных профилей, обзор натурных испытаний несущих конструкций и их узловых соединений;

2. Результаты численных и экспериментальных исследований фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м;

3. Результаты численного моделирования и экспериментальных исследований болтовых соединений элементов из стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки, идентичного соединению верхнего пояса фермы;

4. Новые технические решения болтовых соединений из стальных тонкостенных оцинкованных профилей с трапециевидной частью стенки с применением раздельных сварных, сквозных, сквозных втулок с упором и результаты численных и экспериментальных исследований по определению фактической несущей способности и напряженно-деформированного состояния составных элементов;

5. Результаты исследования, совершенствования и разработки центрального узла верхнего пояса фермы из стальных тонкостенных оцинкованных профилей.

Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях КГАСУ по проблемам архитектуры и строительства (г. Казань, 2018-2019, 2021-2022 г.); Международной научно-практической конференции «Строительство: материалы, конструкции, технологии» (г. Москва, 2018 г.); 12-й республиканской конференции «Молодежь и инновации Татарстана» (г. Казань, 2019 г.); научно-практической конференции студентов и аспирантов «Наука и инновации в решении актуальных проблем города» (г. Казань, 2019 г.); Международной научной конференции International Scientific Conference on Socio-Technical Construction and Civil Engineering - Социотехническое гражданское строительство (г. Казань, 2020 г.); XV Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы архитектуры и строительства» (г. Новосибирск, 2022 г.).

Реализация работы. Результаты исследований (стенд, методика натурного испытания и рекомендации по совершенствованию конструкции фермы из тонкостенных оцинкованных профилей пролетом 24 м) внедрены ЗАО «Ариада»; работы по теме диссертационного исследования награждены именными стипендиями Мэра города Казани (2018, 2019 г.); дипломами победителя конкурса «50 лучших инновационных идей для Республики Татарстан» в номинациях: «Патент года», «Молодежный инновационный проект» (2020 г.), конкурса Фонда содействия инновациям «УМНИК» (2020 г.), Республиканского конкурса «Молодой рационализатор и изобретатель Республики Татарстан-2021» в номинации «Строительство и стройиндустрия» (изобретательство, 2021 г.); стипендией Правительства РФ по приоритетным направлениям модернизации и технологического развития российской экономики (2022 г.); Дипломом II степени в конкурсе «Лучший молодой ученый Республики-Татарстан-2022» в номинации «Лучший аспирант в области технических наук» (2023 г.); Специальной государственной стипендией Республики Татарстан (2023 г.).

Степень достоверности результатов исследования. Достоверность результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением основных положений методов расчета строительной механики и металлических конструкций; использованием поверенных измерительных приборов, сертифицированного оборудования для проведения экспериментальных исследований; применением сертифицированного программного комплекса, использованного для численного моделирования на основе метода конечных элементов; сходимостью в допустимых пределах результатов аналитических, численных и экспериментальных исследований.

Личный вклад автора. Автор принимал личное участие в постановке и решении всех поставленных задач в рамках диссертационной работы, получении основных результатов и в публикации научных статей.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 6 научных статей в рецензируемых изданиях ВАК РФ, 1 научная статья в базе данных Scopus, получено 5 патентов РФ на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 133 наименований и приложений. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 74 рисунка. Содержание диссертационной работы соответствует научной специальности 2.1.1. «Строительные конструкции, здания и сооружения», области исследований по п.1: «Построение и развитие теории, разработка аналитических и вычислительных методов расчёта механической безопасности и огнестойкости, рационального проектирования и оптимизации конструкций и конструктивных систем зданий и сооружений», по п.2: «Разработка физических и численных методов экспериментальных исследований конструктивных систем, несущих и ограждающих конструкций, конструктивных свойств материалов», по п.8: «Разработка новых и совершенствование рациональных типов несущих и ограждающих конструкций, конструктивных решений зданий и сооружений с учетом протекающих в них процессов, природно-климатических условий, механической, пожарной и экологической безопасности».

Автор выражает особую благодарность первому научному руководителю заслуженному деятелю науки и техники РТ д.т.н., профессору Кузнецову Ивану Леонидовичу, безвременно ушедшему из жизни (2021 г.), за научное консультирование вплоть до своих последних дней жизни. Отдельные слова благодарности выражаю научному руководителю к.т.н., доценту Л.Р. Гимранову, к.т.н., доценту М.А. Салахутдинову за помощь, оказанную при проведении испытаний фермы и профессорско-преподавательскому составу кафедры МКиИС КГАСУ за внимание и поддержку в период работы над диссертацией.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Стальные тонкостенные оцинкованные профили

Основным требованием на пути развития строительных металлических конструкций всегда является: снижение веса, уменьшение трудоемкости изготовления и монтажа [32, 34, 41, 101, 106]. Этим требованиям отвечает применение в конструкциях тонкостенных оцинкованных профилей (ТОП) взамен прокатных горячекатаных [3, 6, 99, 124].

Впервые холодногнутые профили начали использовать в конце XIX века в США и Великобритании, где за сутки возводили передвижные железные дома из гофрированных стальных тонкостенных элементов [41]. Один из первых объектов, который задокументирован с применением холодногнутых профилей является больница Вирджиния Баптист, построенная 1925 году в Линчбурге [41]. Перекрытие конструкции состояло из балок в виде двутавра и из парных С-образных холодногнутых профилей. Применение холодногнутых профилей в мировой практике сдерживалось отсутствием нормативных стандартов на их производство и проектирование конструкций. Широкое развитие холодногнутые профили получили уже после 1940-х годов, после начала разработки первых нормативных документов в Корнельском университете и принятии программ строительства городских домов [41]. Использование тонких профилей связано с проблемами при проектировании, которые не встречаются при использовании горячекатаных фасонных профилей в конструкциях.

Отечественное технология строительства с применением тонкостенных профилей берет начало с прошлого века, в частности, оно связано с созданием и функционированием предприятия «Главспецлегконструкция». Организация занималась проектированием, изготовлением и монтажом легких конструкций, в том числе из ТОП. Первые шаги применения тонкостенных профилей в несущих конструкциях были предприняты в конце 50-х годов прошлого столетия, где Г.Г. Голенко на базе ЦНИИСК имени В.А. Кучеренко провел натурные

испытания сварных ферм пролетом 30 м из гнутых профилей [93]. Нужно сказать, что объемы строительства ежегодно росли на 25-30 %, при этом доля ТОП занимала порядка 8-10 %.

После распада СССР практически перестал существовать и «Главспецлегконструкция». Ведущие предприятия, производившие холодногнутые профили еще какое-то время продолжали действовать, однако в последующем в связи со сложностями адаптации под новую модель экономики ушли в тень. Новый виток развития ТОП в строительстве получили уже в 2000-х годах. Для координации усилий производства холодногнутых профилей и дальнейшего его применения в строительстве 7 июня 2001 года состоялась конференция, с участием ведущих заводов и организаций России [23]. По итогам конференции было принято решение об учреждении некоммерческой организации - Национальной Ассоциации Производителей Стальных Гнутых Профилей (НАПСГП). В последующем, учитывая новые цели и задачи, в частности, программу «Доступное и комфортное жилье» Ассоциация стала называться Всероссийская Ассоциация Металлостроителей (ВАМ).

В наше время изготовление и строительство с применением ТОП с каждым годом увеличивается, и наблюдается устойчивый спрос на легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). При этом доля ТОП при строительстве общественных и жилых зданий по данным отраслевых экспертов составляет более 5-7 % и этот показатель ежегодно растет.

Изготовление ТОП выполняется при помощи холодной обработки и предполагает восприимчивость металла к пластическим деформациям [105]. Производство профилей в промышленных масштабах осуществляется двумя способами:

1. холодное профилирование оцинкованного рулонного листа через валики;

2. последовательное формообразование профиля путем холодной гибки (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Изготовление ТОП: а - холодное профилирование листа через валики;

б - холодная гибка

Геометрическое очертание, изготавливаемых профилей имеет широкий диапазон, при этом форма поперечного сечения их во многом определяется напряженно-деформированным состоянием (НДС) конструктивных элементов и их назначением. Толщина тонкостенных профилей, используемых в строительной практике, находится в пределах 1=0,7-4,0 мм, высота Н=100-400 мм [3, 99, 128]. Формы сечений тонкостенных профилей представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Формы поперечных сечений тонкостенных профилей [99]

При недостаточной несущей способности одного профиля в конструкциях выполняют составное сечение из двух и нескольких профилей. Между собой данные профили соединяются с помощью самонарезающих, самосверлящих

винтов [21, 44, 49, 60, 61], на вытяжных заклепках [44, 47, 68], на болтах обычной прочности с применением листовых фасонок и без них [26, 43, 59 65]. В последние годы подтверждена эффективность использования сдвигоустойчивых высокопрочных болтов в конструкциях с элементами из ТОП [35, 52, 54, 56, 108]. Составные сечения из тонкостенных профилей показаны на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Составные сечения элементов из тонкостенных профилей [99]

Применение тонкостенных профилей в конструкциях имеет неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными строительными материалами, которые выражаются в легкости, повышенном сроке службы за счет цинкового покрытия, автоматизации производства, удобстве транспортировки в труднодоступные районы строительства, хранении материалов (рулонных штрипсов) и сокращении сроков строительства [6, 36, 42, 66]. Однако они не лишены недостатков, которые часто являются сдерживающим фактором на пути внедрения и развития их в строительной отрасли. К ним относятся исключение сварных соединений в конструкциях ввиду малой толщины элементов и нарушения антикоррозионного покрытия, необходимость применения большого количества крепежных элементов, приводящие к увеличению веса конструкции, малая огнестойкость, повышенная чувствительность тонкостенных профилей к несовершенствам, а также сравнительно низкая несущая способность узловых соединений на смятие [17, 31, 36, 55, 60].

1.2 Область применения тонкостенных оцинкованных профилей в

строительстве

Стальные тонкостенные профили в строительстве в основном применялись в ограждающих конструкциях [36]. Однако на сегодняшний день разработаны и внедрены несущие конструкции из тонкостенных профилей в промышленных, сельскохозяйственных [5, 34, 37, 42, 93, 131] и гражданских зданиях [63]. При этом особенно эффективно используют данные профили при реконструкции и капитальном ремонте зданий и сооружений, к примеру, где необходимо выполнить надстройку мансардных этажей существующих зданий [23, 31]. Наличие цинкового покрытия позволяет достичь длительного срока эксплуатации кровли. Активно применяют тонкостенные профили в вентилируемых фасадах и в конструкциях покрытий [67]. При этом устройство новой скатной кровли может выполняться поверх существующей. В конструкциях покрытий тонкостенные профили используют в прогонах, традиционно их выполняют из С и /-образного сечения. Применение сечений из /-образных профилей позволяет снизить трудоемкость выполнения узлов и имеет повышенную эффективность при многопролетных схемах. Конструкции из ТОП хорошо зарекомендовали себя и при строительстве малоэтажных жилых зданий [7, 51, 71, 94]. В России объемы строительства ЛСТК в индивидуальном жилищном строительстве, в частности, в малоэтажных зданиях увеличивается примерно на 10 %, при этом они составляют не более 5 % от общего объема строительства. Каркас высотой до трех этажей собирается из гнутых оцинкованных профилей с помощью самонарезающих винтов. Особенность их использования обусловлено, прежде всего, малыми нагрузками на существующие конструкции, возможностью проведения работ без нарушения процессов эксплуатации, в том числе в стесненных условиях, поставкой элементов высокой заводской готовности и строительством в любое время года. Следует отметить, что в последние годы известно использование тонкостенных профилей в пешеходных переходах [24, 25], в работе [96] говорится о перспективах их применения в многоэтажных зданиях. Область

применения тонкостенных оцинкованных профилей (ТОП) в строительстве представлена на рисунке 1.4.

д

Рисунок 1.4 - Тонкостенные оцинкованные профили (ТОП) в строительстве: а - каркасы промышленных и сельскохозяйственных зданий; б - малоэтажные здания; в - объекты реконструкции и ремонта; г - конструкции мансарды; д - многоэтажные здания

1.3 Конструкции и узловые соединения элементов из тонкостенных

оцинкованных профилей

Тонкостенные профили в несущих конструкциях используются в балках [1, 56, 110, 126, 132], рамах [5, 28, 45, 64, 102, 103, 108, 109, 111, 116] и фермах [13, 39, 40, 43, 49, 52, 53, 79, 90, 93, 120, 121, 125]. Они в основном имеют пролет до 18 м. Стержни конструкции представляют собой одиночные или составные профили, сечения из С-образных профилей, профилей с продольными элементами жесткости, выполненные в виде канавок, углублений в полке и стенке. Узлы соединения элементов выполняются с помощью болтов обычной прочности, на самонарезающих и самосверлящих винтах [21, 26, 59, 62, 90, 119, 120]. Узлы соединения элементов конструкций из тонкостенных профилей представлены на рисунке 1.5.

а б

Рисунок 1.5 - Узлы соединения элементов из стальных ТОП: а - соединение на винтах;

б - болтовое соединение

При этом имеется ряд исследований, где авторы проводят натурные испытания фрагментов зданий с узловыми соединениями из ТОП с целью определения фактического НДС, оценки действительной работы и выявления несовершенств. На сегодняшний день известны результаты натурных испытаний несущих конструкций из ТОП различного пролета и конструктивного решения. Испытание опытных образцов ферм пролетом 6 м на самонарезающих соединительных винтах проводилось на базе ННГАСУ в вертикальном

положении, загружение выполнялось при помощи домкратов [49]. Опытная ферма была изготовлена с параллельными поясами, высотой в габаритах 680 мм. Пояса состоят из двух С-образных профилей, а между ними установлены элементы решетки из одиночных профилей. Испытание фермы из стальных ТОП пролетом 6 м, показано на рисунке 1.6.

б

Рисунок 1.6 - Испытания фермы из ТОП пролетом 6 м: а - процесс нагружения фермы;

б - предельное состояние фермы [49]

Натурное испытание показало, что предельное состояние фермы наступило в результате искривления полок профилей после потери местной устойчивости стенки, повлекшее за собой потерю общей устойчивости опорных раскосов и сжатых поясов при росте вертикальных перемещений. Испытания позволили авторам сделать вывод, что для повышения несущей способности конструкции необходимо искать пути увеличения местной устойчивости их элементов.

В диссертации Кретинин А.Н. представил новую балку, где пояса

выполнены из С-образных профилей, а стенка из профилированного листа [56]. Проведено натурное испытание балки с двухстенчатой компоновкой стенки пролетом 9 м, где исчерпание несущей способности произошло в результате потери местной устойчивости верхнего пояса. Автор в работе говорит, что соединения тонкостенных элементов на болтах обычной прочности, на самонарезающих винтах малоэффективны из-за низкой несущей способности и предлагает переход на фрикционные соединения на высокопрочных болтах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гайнетдинов Ришат Габдулхаевич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Айрумян Э.Л. Исследование действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов из оцинкованной стали / Э.Л. Айрумян, В.Г. Галстян // Промышленное и гражданское строительство. - 2002. - №6. - 31-34.

2. Айрумян Э.Л. Особенности расчета конструкций из тонкостенных гнутых профилей / Э.Л. Айрумян // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2008. - № 3. - С. 2-7.

3. Айрумян, Э.Л. Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутых стальных оцинкованных профилей производства ООО «Балт-Профиль» / Э.Л. Айрумян. - М.:ЦНИИПСК им. Мельникова.- 2004. - 70 с.

4. Айрумян Э.Л. Рекомендации по расчету конструкций из тонкостенных гнутых профилей / Э.Л. Айрумян // Стройпрофиль. - 2009. - № 8. -С. 12-14.

5. Айрумян Э.Л. Рамные конструкции стального каркаса из оцинкованных гнутых профилей для одноэтажных зданий различного назначения / Э.Л. Айрумян, Н.И. Каменщиков // Мир строительства и недвижимости. - 2006. - № 36. - С. 9-11.

6. Айрумян, Э.Л. Перспективы ЛСТК в России / Э.Л. Айрумян, Н.И. Каменщиков, М.А. Липленко// СтройПРОФИ. - 2013. - №10. - С. 12-17.

7. Айрумян, Э.Л. Малоэтажные жилые здания, возводимые с применением легких стальных тонкостенных конструкций / Э.Л. Айрумян, С.В. Камынин, Н.И. Каменщиков // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2006. - № 8. - С. 12-17.

8. Ананьин, М.Ю. Учет податливости болтовых соединений в зданиях из складывающихся секций / М.Ю. Ананьин // Металлостроительство-96: Сб.трудов междунар.конфер. Донецк-Макеевка, 3-7 июля 1996 г. - С.120-121.

9. Астахов, И.В. Пространственная устойчивость элементов конструкций из холодногнутых профилей: автореф. дис. ... канд. техн. наук:

05.23.01 / Астахов Иван Витальевич. - Спб: 2006. - 21 с.

10. Белый, Г.И. Пространственная устойчивость элементов конструкций из стальных холодногнутых профилей / Г.И. Белый, И.В. Астахов // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2006. - № 9. - С. 21-25.

11. Белый, Г.И. Влияния редукции сечения на устойчивость стержневых элементов конструкций из спаренных холодногнутых тонкостенных профилей / Г.И. Белый, А.Ю. Кузнецов // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - №4. -С. 57-63.

12. Белый, Г.И. Методы расчета стержневых элементов конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. - 2014. - № 4 (45). - С. 32-37.

13. Белый, Г.И. Исследования работы стальной фермы из холодногнутых профилей с учётом их местной и общей устойчивости / Г.И. Белый, Э.Л. Айрумян // Промышленное и гражданское строительство. - 2010. - № 5. - С. 41-44.

14. Белый, Г.И. К расчету на устойчивость стержневых элементов конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - №3. - С. 46-51.

15. Белый, Г.И. Новые положения в инженерной методике расчета на устойчивость стальных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. - 2017. - № 2 (61). -С. 75-80.

16. Белый, Г.И. К определению редуцированных сечений стержневых элементов легких стальных тонкостенных конструкций / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. - 2017. - №5. - С. 33-37.

17. Белый, Г.И. Особенности работы стержневых элементов конструкций из оцинкованных гнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - №2. - С. 99-103.

18. Броуде, Б.М. Устойчивость пластинок в элементах стальных конструкций / Б.М. Броуде. - М.: Машстройиздат, 1949. - 240с.

19. Броуде Б.М. К теории тонкостенных стержней открытого профиля /

Б.М. Броуде // Строительная механика и расчет сооружений. - 1960. - №.2. -С. 6-11.

20. Брудка, Я. Легкие стальные конструкции / Я. Брудка, М. Лубиньски: под ред. С.Е. Кармилова. - М.: Стройиздат, 1974. - 342с.

21. Брызгалов, А.В. К расчету несущей способности соединений тонколистовых стальных соединений самосверлящими самонарезающими винтами / А.В. Брызгалов // Крепеж, инструмент, клеи и ... - 2006. - №2.

22. Бунеев, Г.И. Исследование соединений элементов стальных мостовых конструкций с несущими высокопрочными болтами: автореф. дис. ... канд.техн.наук: 05.22.05 / Бунеев Геннадий Иванович.- М., 1976. - 22 с.

23. Ватин, Н.И. Термопрофиль в легких стальных строительных конструкциях / Н.И. Ватин, Е.Н. Попова - М.: 2006. - 63 с.

24. Ватин, Н.И. Холодногнутый стальной профиль в малых мостовых конструкциях / Н.И. Ватин, А.С. Синельников / Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 3. - С. 39-51.

25. Ватин, Н.И. Большепролетные надземные пешеходные переходы из легкого холодногнутого стального профиля / Н.И. Ватин, А.С. Синельников // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 1. - С. 47-52.

26. Ведяков, И.И. Несущая способность болтовых соединений легких конструкций из холодногнутых профилей малых толщин / И.И. Ведяков, П.Д. Одесский, Д.В. Соловьев // Промышленное и гражданское строительство. - 2010. - № 3. - С.19-22.

27. Вейнблат, Б.М. Теоретические и конструктивно-технологические основы повышения эффективности соединений на высокопрочных болтах: автореф. дис. ... д-ра.техн.наук: 05.23.01 / Вейнблат Борис Маркович.- М., 1981. -47 с.

28. Вержбовский, Г.Б. Рамные конструкции из легких стальных тонкостенных профилей / Г.Б. Вержбовский, Д.С. Горохова // Актуальные процессы формирования науки в новых условиях. Сборник статей Международной научно-практической конференции. - 2016. - С.23-25.

29. Власов, В.З. Тонкостенные упругие стержни / В.З. Власов. -М.: Стройиздат, 1959. - 574с.

30. Власов, В.З. Избранные труды. Общая теория оболочек / В.З. Власов // - М.: Изд-во акад.наук СССР, 1962. - 528 с.

31. Гарифуллин, М.Р. Устойчивость тонкостенного профиля при изгибе -краткий обзор публикаций / М.Р. Гарифуллин, Н.И. Ватин // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 6 (21). - С. 32-49.

32. Горев, В.В. Металлические конструкции. В 3-х томах. Т. 1. Элементы конструкций / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др. - М.: Высш. шк. -2001. - 551с.

33. Дарков, А.В. Строительная механика: учебник / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников. - 9-е изд., испр. - Спб.: Лань. - 2004. - 656с.

34. Енджиевский, Л.В. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы / Л.В. Енджиевский, В.Д. Наделяев, И.Я. Петухова // -М.: АСВ, - 1998. - 246с.

35. Енджиевский, Л.В. Влияние толщины соединяемых элементов на несущую способность многоболтового фрикционного соединения / Л.В. Енджиевский, А.В. Тарасов // Вестник МГСУ. - 2012. - № 9. - С. 116-123.

36. Енджиевский, Л.В. Ограждающие и несущие конструкции из стальных тонкостенных профилей: монография. / Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов., А.Н Кретинин [и др.] - Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. - 281 с.

37. Енджиевский, Л.В. О совершенствовании строительных конструкций с применением холодногнутых профилей из тонколистовой стали оцинкованной стали в элементах каркаса здания / Л.В. Енджиевский, А.В. Тарасов // Сб. трудов III Всероссийской науч.-техн. конф., посвященной 80-летию НГАСУ (Сибстрин).

- Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин). - 2010. - С. 79-86.

38. Енджиевский, Л.В. Экспериментальные и численные болтовых соединений стальных пластин при разных соотношениях их толщин / Л.В. Енджиевский, А.В. Тарасов. // Известия вузов. Строительство. - 2011. - № 7.

- С. 98-107.

39. Жидков, К.Е.Совершенствование конструктивных решений ферм из тонкостенных холодногнутых профилей / К.Е. Жидков, А.С. Семенов // XIII Международная научная конференция «Прикладные и Фундаментальные исследования» (9-10 декабря, 2017) - Сент-Луис, Миссури, США - С. 79-83.

40. Жидков, К.Е. Повышение несущей способности узловых соединений конструктивных элементов ферм / К.Е. Жидков, В.В. Зверев, А.С, Семенов [и др]. // Академический Вестник УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН. - 2015. - №4. - С. 88-90.

41. Зверев, В.В. Легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). Проектирование, изготовление, монтаж / В.В. Зверев. - М.: Ассоциация развития стального строительства (АРСС), 2023. - 410 с.

42. Зверев, В.В. Каркасы зданий из легких металлических конструкций / В.В. Зверев, К.Е. Жидков, И.В. Сотникова // Наукоемкие технологии и инновации. Юбилейная Международная научно-практическая конференция, посвященная 60-летию БГТУ им. В.Г. Шухова, XXI научные чтения. - Белгород: БГТУ им.

B.Г. Шухова. - 2014. - С. 20-24.

43. Зверев, В.В. Влияние податливости болтовых соединений на деформативность фермы из тонкостенных гнутых профилей / В.В. Зверев, А.С. Семенов // Строительство и архитектура. Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. - 2008. - № 2 (10). -

C. 9-7.

44. Зверев, В.В. Эффективные способы соединения элементов конструкций из оцинкованного тонколистового проката / В.В. Зверев, К.Е. Жидков, Н.В. Капырин // Актуальные проблемы современного строительства и пути их эффективного решения. Часть I. Материалы Международной научно-практической конференции 10-12 октября 2012 г. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. - С. 74-77.

45. Зверев, В.В. Экспериментальные исследования рамных конструкций из холодногнутых профилей повышенной жесткости / В.В. Зверев, К.Е. Жидков, А.С. Семенов [и др.] // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительства и архитектура. - 2011. - № 4. - С. 20-24.

46. Зебельян, З. Методы расчета несущих элементов из тонкостенных

гнутых профилей / З. Зебельян // СтройПрофиль. - 2009. - № 15. - С. 14-18.

47. Катранов, И.Г. Несущая способность винтовых и заклепочных соединений стальных тонкостенных конструкций: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Катранов Иван Георгиевич. - М.: МГСУ, 2011. - 22с.

48. Кикоть, А.А. Влияние ширины пояса и параметров стенки на эффективность стального тонкостенного холодногнутого профиля Сигма-образного сечения при работе на изгиб / А.А. Кикоть, В.В. Григорьев // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - № 1. - С. 97-133.

49. Колесов, А.И. Опытное исследование стальных ферм из тонкостенных холодногнутых профилей на самонарезающих винтах / А.И. Колесов, А.А. Лапшин, И.А. Ямбаев [и др.] // Приволжский научный журнал. - 2013. - № 4 (28). - С. 15-19.

50. Коренчук, В.В. Местная устойчивость стенки сигма - тонкостенного оцинкованного профиля / В.В. Коренчук, Д.С. Максимцев // Международный научный журнал «Вестник науки». - 2018. - № 7. - С. 34-38.

51. Корнилов, Т.А. О некоторых ошибках проектирования и строительства малоэтажных домов из легких стальных тонкостенных конструкций в условиях крайнего севера / Т.А. Корнилов, Г.Н. Герасимов // Промышленное и гражданское строительство. - 2015. - №3. - С. 41-45.

52. Коротких, А.В. Фермы из тонкостенных оцинкованных профилей с перекрестной решеткой на сдвигоустойчивых соединениях: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Коротких Александр Васильевич. - Красноярск, 2012. - 22 с.

53. Коротких, А.В. Особенности работы фермы с перекрестной решеткой из тонкостенных оцинкованных профилей / А.В. Коротких, А.А. Гербер, И.И. Крылов. // Известия вузов. Строительство. - 2011. - № 10 (634). - С. 9-20

54. Коротких, А.В. Особенности работы одноболтовых фрикционных сдвигоустойчивых соединений тонкостенных оцинкованных профилей / А.В. Коротких, А.Н. Кретинин, И.И. Крылов // Известия вузов. Строительство. -2009. - № 10. - С.177-122.

55. Корсун, Н.Д. Анализ НДС составного сечения из тонкостенных профилей с учетом начальных геометрических несовершенств / Н.Д. Корсун,

Д.А. Простакишина // Академический вестник УРАЛНИИПРОЕКТ РАССН. -2018. - № 4. - С. 83-88.

56. Кретинин, А.Н. Тонкостенные балки из гнутых оцинкованных профилей: составных поясов коробчатого сечения и гофрированных стенок: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Кретинин Андрей Николаевич. - Новосибирск: 2008. - 24 с.

57. Кузнецов, А.Ю. Прочность и пространственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Кузнецов Алексей Юрьевич. - Спб: 2013. - 25 с.

58. Кузнецов, А.Ю. Напряженно-деформированные и предельные состояния в сечениях стержневых элементов из холодногнутых оцинкованных профилей / А.Ю. Кузнецов // Вестник гражданских инженеров. - 2013. - №2. -С. 56-60.

59. Кузнецов, И.Л. Исследование напряженно-деформированного состояния болтового узла соединения из холодногнутых тонкостенных профилей / И.Л. Кузнецов, М.А. Салахутдинов, Р.Г. Гайнетдинов. // Вестник МГСУ. - 2019. - №. 7. - С. 831-843.

60. Кузнецов, И.Л. Результаты экспериментальных исследований работы соединений тонкостенных элементов на сдвиг / И.Л. Кузнецов, Р.Р. Фахрутдинов, Р.Р. Рамазанов // Вестник МГСУ. - 2016. - № 12. - С. 34-43.

61. Кунин, Ю.С. Усиление и расчет стальных конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей с учетом податливости узловых соединений / Ю.С. Кунин, А.И. Колесов, М.А. Ямбаев [и др.] // Вестник МГСУ. -2012. - № 11. - С. 74-81.

62. Куражова В.Г. Виды узловых соединений в легких стальных тонкостенных конструкциях / В.Г. Куражова, Т.В. Назмеева// Инженерно-строительный журнал. - 2011. - № 3. - С. 47-52.

63. Кутухтин, Е.Г. Перспективы развития легких металлических конструкций комплектной поставки / Е.Г. Кутухтин, Л.Ф. Гольденгерш //

Промышленное строительство. - 1987. - № 1. - С. 4-8.

64. Любавская, И.В. Напряженно-деформированное состояние рамной конструкции из стальных гнутых профилей: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Любавская Ирина Владимировна. - Липецк: 2018. - 24 с.

65. Мацелинский, Е.Р. Исследование болтовых соединений современных металлических конструкций массового применения: автореф. дис. ... канд.техн. наук: 05.23.01 / Мацелинский Евгений Ростиславович.- М., 1979, - 22 с.

66. Мезенцева, Е.А., Быстровозводимые здания из легких стальных конструкций / Е.А. Мезенцева, С.Д. Лушников // Вестник МГСУ. Спецвыпуск. -2009. - № 1. - С. 62-64.

67. Мещерякова, Е.В. Напряженно-деформированное состояние многослойных конструкций покрытия на основе тонкостенных холодноформованных профилей: автореф. дисс. ... канд. техн. наук / Мещерякова Елена Владимировна. - Липецк: 2007. - 21 с.

68. Мысак, В.В. Особенности работы соединений металлических элементов на заклепках различных типов / В.В. Мысак, О.А. Туснина, Данилов А.И. [и др.] // Вестник МГСУ. - 2014. - № 3. - С. 82-89.

69. Назмеева, Т.В. Несущая способность сжатых стоек из стального холодногнутого просечного С-профиля: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Назмеева Татьяна Вильсовна - Спб: 2017. - 25 с.

70. Нехаев, Г.А. Легкие металлические конструкции / Г.А. Нехаев.-М.: Издатель ПрофСтальПрокат. - 2012. - 93 с.

71. Павлов, А.Б. Быстровозводимые малоэтажные жилые здания с применением легких стальных тонкостенных конструкций / А.Б. Павлов, Э.Л. Айрумян., С.В Камынин [и др.] / Промышленное и гражданское строительство. - 2006. - № 9. - С. 51-53.

72. Пат. 2159310 Российская Федерация, МПК Е 04 С 3/08. Решетчатая конструкция из гнутых профилей / И.Л. Кузнецов, А.У. Богданович, Зайнуллин Д.Г.- заявл. 21.04.1999; опубл. 20.11.2000, Бюл. №32.

73. Пат. 2431720 Российская Федерация, МПК Е04В 1/38. Способ

соединения тонкостенных элементов открытого сечения / И.Л. Кузнецов, Л.Р. Гимранов, А.Э Фахрутдинов. - заявл. 11.01.2010; опубл. 20.10.2011, Бюл. № 29.

74. Пат. 2436906 Российская Федерация, МПК Е04В 1/38. Узел соединения тонкостенного сжатого элемента / И.Л. Кузнецов, А.Э. Фахрутдинов, И.В. Крайнов. - заявл. 02.03.2010; опубл. 20.12.2011, Бюл. №35.

75. Пат. 2728066 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Решетчатая конструкция / И.Л. Кузнецов, М.А. Салахутдинов, А.Э. Фахрутдинов. - заявл. 03.12.2018; опубл. 28.07.2020, Бюл. №22.

76. Пат. 2550118 Российская Федерация, МПК Е04В 1/38. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения / И.Л. Кузнецов, А.Э. Фахрутдинов, Р.Р. Рамазанов. - заявл. 21.03.2014; опубл. 10.05.2015, Бюл. №13.

77. Пат. 2728076 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Решетчатая конструкция / И.Л. Кузнецов, Р.Г. Гайнетдинов - заявл. 09.10.2019; опубл. 28.07.2020, Бюл. №22.

78. Пат. 2612163 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения / И.Л. Кузнецов, А.Э. Фахрутдинов, Р.Р. Рамазанов. - заявл. 18.11.2015; опубл. 02.03.2017, Бюл. № 7.

79. Пат. 2732768 Российская Федерация, МПК Е04В 1/58. Узел опирания стропильной конструкции / И.Л. Кузнецов, А.Э. Фахрутдинов. - заявл. 12.03.2018; опубл. 22.09.2020, Бюл. № 27.

80. Пат. 2730153 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Узел соединения стержней в решетчатой конструкции / И.Л. Кузнецов Р.Г. Гайнетдинов. - заявл. 02.03.2020; опубл. 19.08.2020, Бюл. №23.

81. Пат. 2543236 Российская Федерация, МПК Е04В 1/58. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения / И.Л. Кузнецов, А.Э. Фахрутдинов, Р.Р. Рамазанов. - заявл. 23.07.2013; опубл. 27.01.2015, Бюл. №6.

82. Пат. 2725378 Российская Федерация, МПК Е04В 1/58. Центральный узел верхнего пояса двускатной фермы / И.Л. Кузнецов, Д.Н. Арипов.,

Р.Г. Гайнетдинов. - заявл. 18.12.2019; опубл. 02.07.2020, Бюл. № 19.

83. Пат. 2709575 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Решетчатая конструкция / И.Л. Кузнецов, М.А. Салахутдинов, М.А. Фахрутдинов - заявл. 02.07.2018; опубл. 18.12.2019, Бюл. №35.

84. Пат. 2647137 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Ферма / И.Л. Кузнецов, М.А. Салахутдинов, А.Э. Фахрутдинов. - заявл. 10.01.2017; опубл. 14.03.2018, Бюл. №8.

85. Пат. 2329359 Российская Федерация, МПК Е04В 1/38, И6В 5/02. Болтовое соединение тонкостенных элементов / И.Л. Кузнецов, В.А. Вишневский, А.А. Тухватуллин. - заявл. 22.01.2007; опубл. 20.07.2008, Бюл. №20.

86. Пат. 2748018 Российская Федерация, МПК Е04С 3/08. Узел соединения стержней в решетчатой конструкции / И.Л. Кузнецов, Р.Г. Гайнетдинов. - заявл. 02.03.2020; опубл. 19.08.2020, Бюл. № 23.

87. Пат. 2478764 Российская Федерация, МПК Е04В 1/38. Гнутый стальной профиль и составной строительный элемент на его основе / Л.В. Енджиевский, А.В. Тарасов, И.В. Тарасов. - заявл. 07.11.2017; опубл. 10.04.2013, Бюл. №10.

88. Пат. 2423582 Российская Федерация, МПК Е04В 1/58. Узел соединения трубчатых профилей / Л.В. Енджиевский, А.В. Тарасов, И.В. Тарасов - заявл. 25.03.2010; опубл. 10.07.2011, Бюл. №19.

89. Пат. 2616200 Российская Федерация, МПК Е04С 3/11. Узел соединения тонкостенных стальных профилей с помощью объемного фасонного элемента / Е.Е. Устименко. - заявл. 07.12.2015; опубл. 13.04.2017, Бюл. №11.

90. Предотвращение аварий зданий и сооружений // PAMAG.RU :ежедн. интернет-изд. 2009. URL: http://prevdis.ru/mtumye-ispytaniya-stropilnoj-fermy-iz-tonkostennyh-holodnognutyh-profilej.html (дата обращения: 15.09.2020).

91. Просяников, Б.Д. Болтовое соединение с взаимным продавливанием соединяемых тонкостенных профилей / Б.Д. Просяников // Вестник ТГАСУ. -2016. - № 2. - С. 130-138.

92. Ржаницын, А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем / А.Р.

Ржаницын. - М.: Техиздат, 1955. - 476с.

93. Семенов, А.С. Ферма из холодногнутых профилей повышенной жесткости с болтовыми соединениями: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / СеменовАлександр Сергеевич. - Воронеж: 2009. - 22 с.

94. Семенов, В.С. Быстровозводимые малоэтажные здания из легких стальных тонкостенных конструкций / В.С. Семенов // Вестник КРСУ. - 2007. -№ 6. - С. 61.

95. Смазнов, Д.Н. Устойчивость при сжатии составных колонн, выполненных из профилей высокопрочной стали / Д.Н. Смазнов// Инженерно-строительный журнал. - 2009. - № 3. - С. 42-49.

96. Советников, Д.О. Легкие стальные тонкостенные конструкции в многоэтажном строительстве / Д.О. Советников, Н.В. Виденков, Д.А. Трубина // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2015. - № 3. - С. 152-165.

97. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*. - Введ. 2017-08-28. - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, МГСУ, СпбГАСУ. 2017. - 172 с.

98. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. - Введ. 2017-06-04. - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2017. - 136 с.

99. СП 260.1325800.2016. Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. - Введ. 201706-04. - М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2017. - 116 с.

100. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. утв. приказом ЦНИИСК им. Кучеренко 01.01.2005: введен впервые 01.01.2005 / Госстрой России. - М., 2005. - 132 с.

101. Стрелецкий, Н.С. Металлические конструкции / Н.С. Стрелецкий, А.Н. Гениев, Е.И. Беленя. - М.: Госстройиздат, 1961. - 594с.

102. Тарасов, А.В. Рамная конструкция с несущими элементами нового типа сечения из тонколистовой оцинкованной стали / А.В. Тарасов, В.В. Тарасов, И.Я. Петухова // Международный научно-исследовательский журнал. - 2015. -

№ 11-4 (42). - С. 131-134.

103. Тарасов, А.В. Экспериментально-теоретические исследования рамных конструкций из стальных холодногнутых профилей: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Тарасов Алексей Владимирович - Красноярск: 2013. - 21 с.

104. Тимошенко, С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С.П. Тимошенко. - М.: Наука, 1971. - 806 с.

105. Тришевский, И.С. Гнутые профили проката справочник проектировщика / И.С. Тришевский, В.В. Лемпицкий, Н.М. Воронцов. - М.: Металлургия, 1980. - 351 с.

106. Трофимов, В.И. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений / В.И. Трофимов, А.М. Каминский. - М.: АСВ, 2002. - 576 с.

107. Туснин, А.Р. Расчет и проектирование конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля: автореф. дис. ... д-ра. техн. наук: 05.23.01 / Туснин Александр Романович. - Москва, 2004. - 40 с.

108. Устименко, Е.Е. Рамно-стержневые конструкции с элементами из тонкостенных стальных профилей: автореф. дисс. ... канд. техн. наук: 2.1.1. / Устименко Евгений Евгеньевич. - Ростов-на-Дону: 2021. - 24 с.

109. Устименко, Е.Е. Экспериментальное исследование рамно-стержневых конструкций с элементами из тонкостенных стальных профилей / Е.Е. Устименко, С.В. Скачков // Инженерный вестник Дона. - 2019. - №5. - С. 1-9.

110. Фроловская, А.В. Конструктивное решение стальной балки из тонкостенных холодногнутых профилей / А.В. Фроловская, С.Л. Шамбина, Ю.М. Петрова // Вестник Российского университета дружбы народов. - Серия: Инженерные исследования. - 2017. - Т.18. - № 1. - С. 7-13.

111. Холопов, И.С. Напряженно-деформированное состояние каркаса малоэтажного здания из тонкостенных профилей / И.С. Холопов, А.В. Соловьев // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство: сборник статей / под ред. М.И. Бальзанникова, К.С. Галицкого, В.П. Попова. - СГАСУ. Самара.- 2015.- С. 77-81.

112. Ясинский, Ф.С. Избранные работы по устойчивости сжатых стержней /

Ф.С. Ясинский: под ред. проф. А.Н. Митинского. - М.: Техиздат, 1952. - 428 с.

113. AISI S100-2007. North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members. - AISI, 2007. - 193p.

114. Anna Green Antony. Cold Formed Steel Sigma Section Joints / A.G. Antony // International journal of innovative research in technology. - 2016. - vol. 3.

- Pp. 231-237.

115. Anna Green Antony. Study on cold formed steel sigma sections and the effect of stiffeners // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2016. Vol. 5. Pp. 16249-16255. D0I:10.15680/IJIRSET.2016.0509084.

116. Basaglia, C.Post-buckling analysis of thin-walled steel frames using generalized beam theory (GBT) / C. Basaglia, D. Camotim, N. Silvestre. // Thin-Walled Structures. - 2013. - Pp. 229-242.

117. Bassem, L. Effect of geometric imperfections on the ultimate moment capacity of cold-formed sigma-shape sections / L. Bassem, Gendy, M.T. Hanna // Housing and Building National Research Center HBRC Journal. - 2015. - Pp. 1-8. DOI: 10.1016/j.hbrcj.2015.04.006.

118. Bleich, F. Buckling strength of metal structures / F. Bleich. - New York, 1952. - 508 p.

119. Chung, K.F. Experimental investigation on bolted moment connections among cold-formed steel / K.F. Chung, L. Lau. // Engineering Structures. - 1999. - No. 21.

- Pp. 898-911.

120. Dawe, J L. Small-scale test behavior of cold-formed steel roof trusses / Dawe J L and Wood J V / Journal of Structural Engineering. - 2006 - 132(4). - Pp.608615.

121. Dubina, D. Cold-formed steel trusses with semi-rigid joints, thin-walled structures / D. Dubina, R. Zaharia // Special Issue on Cold-Formed Steel and Aluminium Structures, Elsevier Science Ltd. - 1998. - Vol. 29. - P. 14.

122. EN 1993-1-3: 2004. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-3: General rules. Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. - Brussels:

CEN (European Commitee of Standartisation) - 2004. - 125p.

123. Experimental studies of the back-to-back connected cold formed steel profile joints / F. Teofil, I. Galatanu, P. Ciongradi, M. Budescu, Octavian Ros,ca // BuletinulInstitutuluiPolitehnic Din IasJPublicat de UniversitateaTehnica «Gheorghe Asachi» din Ias,i, SectJiaConstructJii. Arhitectura. - 2009. Pp. 17-28.

124. Ghersi, A. Design of metallic cold-formed thin-walled members / A. Ghersi, R. Landolfo, F.M Mazzolani// Spon Press, Taylor & Francis Group, New York.

- 2002. -198 p.

125. Je Chenn Gan. Experimental study on the effect of heel plate thickness on the structural integrity of cold-formed steel roof trusses / Je Chenn Gan, Jee Hock Lim, Siong Kang Lim, Horng Sheng Lin // 14th International Conference on Concrete Engineering and Technology IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 431.

- 2018. - Pp. 1-9. DOI: 10.1088/1757-899X/431/11/112009.

126. Katarzyna Rzeszut. Experimental studies of sigma thin-walled beams strengthen by CFRP tapes / KatarzynaRzeszut, IlonaSzewczak// World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Structural and Construction Engineering. - 2017. - Vol. 11 no.7. - Pp. 888-895.

127. M. El. Aghoury. Strength of combined sigma cold formed section columns / M. El. Aghoury, M.T. Hanna, E.A. Amoush // EUROSTEEL 2017, September 13-15,

- 2017. - Copenhagen, Denmark. - Pp. 1802-1811.

128. Rahima Ummi Kulsum Nadya. Bolted connection of cold-formed steel section - a review / Rahima Ummi Kulsum Nadya, Fathoni Usman // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2018. - Vol. 13. - No. 17. - Pp. 4737-4745.

129. Shafer B.W. Buckling analysis of cold-farmed steel members using CUSFM: conventional and constained finite strip methods / B.W. Shafer, S Adany // Eighteenth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures, Orlando, FL. - October 2006.

130. Wallace James A. Testing of bolted cold-formed steel connections in bearing (with and without washers) / James A Wallace, R. M. Schuster, R.A La Boube // Final report by Canadian Cold Formed Steel Research Group, Department of Civil

Engineering, University of Waterloo. - Ontario, Canada. - 2001. - 33 p.

131. Yao Z. Material and geometric nonlinear isoparametric spline finite strip analysis of perforated thin-walled steel structures / Z. Yao, K.J. Rasmussen // -Numerical investigations. Thin-walled structures. - 2011. - Pp. 1374-1379.

132. Yu W.K. Analysis of bolted moment connections in cold-formed steel beam-column sub-frames / W.K. Yu, K.F. Chung, M.F. Wong. // Journal of Constructional Steel Research. - 2005. - No. 61. - Pp. 1332-1352.

133. Zilvinas B. The behavior of cold formed steel structure connections / B. Zilvinas, S. Gintas// Engineering structures and technologies. - 2013. - No. 5. -Pp. 113-122. DOI: 10.3846/2029882X.2013.869416.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Конструкция испытательного стенда

Таблица А1. Ведомость монтажных элементов стенда

Поз Обозначение Наименование Кол. Масса Ед., кг Примечание

С1 Продольная направляющая стенда 4

С2 Поперечная направляющая стенда 17

Б1 Железобетонный блок 85

Р1 Прижимной элемент верхнего пояса фермы 15

Р3 Прижимной элемент верхнего пояса фермы пролетом 24 м 16

Т1 Торцевой элемент крепления ферм пролетом 24 м 2

Рисунок А.1 - Конструкция стенда для испытания фермы

Рисунок А.2 - Укладка на стенд ферм

Рисунок А.3 - Деталь Р1

Рисунок А.4 - Деталь Р3

Рисунок А. 5 - Деталь Т1

Рисунок А. 6 - Крепление гидроцилиндра

Рисунок А.7 - Расстояние между верхними поясами ферм, уложенных на стенд,

где а - расстояние между узлами верхнего пояса

Рисунок А.8 - Установка гидроцилиндров на примере пятого узла от конька фермы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Патенты РФ на изобретения

ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт о внедрении

и in рхякгоое ок по veoaioo. схо-х ш». кпп рктю. сгрн ю?еиг?50Эбб от ос оу ?оорг

!>*>«' *0?02BXÄ3'ИСП0029? pyft а ОСЬ On N40GW i 'Лл±уцр Ci is löft «Cxm ОСЬ v&62et i SOfXCXJ

u.V. эоюткаоаоаххювзг: ~>и< гмваеобэо /нн кпп 77c7oe3893.'i?ieoc>500i