Несущая способность тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом влияния жесткости соединения с сэндвич-панелями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Туснина, Ольга Александровна

• Туснина, Ольга Александровна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Туснина, Ольга Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы расчета и проектирования тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия зданий из легких стальных конструкций

1.2. Обзор экспериментально-теоретических исследований действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов

1.3. Цель и задачи исследования

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ТОНКОСТЕННОГО ХОЛОДНОГНУТОГО ПРОГОНА ПОКРЫТИЯ ИЗ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ

2.1. Экспериментальная модель для определения жесткости соединения прогона с сэндвич-панелями

2.1.1. Методика проведения эксперимента

2.1.2. Результаты эксперимента

2.2. Экспериментальная модель фрагмента покрытия для исследования напряженно-деформированного состояния и несущей способности прогона

2.2.1. Методика проведения эксперимента

2.2.2. Результаты эксперимента

Выводы по главе

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ТОНКОСТЕННОГО ХОЛОДНОГНУТОГО ПРОГОНА ПОКРЫТИЯ ИЗ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Конечно-элементная модель для определения жесткости соединения прогона с сэндвич-панелями

3.1.1. Результаты численного расчета и сравнение их с данными экспериментальных исследований

3.1.2. Влияние формы сечения С-образных и 7-образных прогонов на жесткость соединения с сэндвич-панелями

3.1.3. Влияние величины отгибов полок прогона на жесткость соединения с сэндвич-панелями

3.2. Конечно-элементная модель фрагмента покрытия для исследования напряженно-деформированного состояния и несущей способности прогона

3.2.1. Напряженно-деформированное состояние прогона

3.2.2. Сравнение результатов численного расчета с экспериментальными данными

3.3. Жесткость соединения прогона с сэндвич-панелями, как сумма двух составляющих

3.3.1. Составляющая жесткости соединения, обусловленная податливостью за счет поворота прогона

3.3.2. Составляющая жесткости соединения, обусловленная податливостью за счет изменения начальной формы поперечного сечения прогона

3.4. Методика расчета жесткости соединения тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с сэндвич-панелями

3.5. Сравнение величин жесткости соединения прогона с сэндвич-панелями, полученных по результатам эксперимента, численного анализа и расчета по

разработанной методике

Выводы по главе

Глава 4. РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННОГО ХОЛОДНОГНУТОГО ПРОГОНА ПОКРЫТИЯ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ СОЕДИНЕНИЯ С СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЯМИ

4.1. Расчет прогона с использованием разработанной методики

4.2. Сравнение результатов расчета прогона по разработанной методике с

результатами численного расчета и данными эксперимента

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Рекомендации по расчету тонкостенных холодногнутых

прогонов покрытия с учетом жесткости соединения с сэндвич-панелями

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Справки о внедрении результатов диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Несущая способность тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом влияния жесткости соединения с сэндвич-панелями»

ВВЕДЕНИЕ

Основными направлениями совершенствования строительных металлических конструкций являются: снижение металлоемкости; повышение качества и технологической эффективности изготовления и монтажа; сокращение сроков возведения зданий и сооружений; снижение стоимости стальных конструкций.

Одним из возможных путей решения этих задач является разработка новых и совершенствование существующих методов расчета металлических конструкций.

Актуальность темы исследования. В последнее время широкое распространение в России получили легкие стальные тонкостенные конструкции (JICTK) [19, 20, 22, 41]. В таких конструкциях в качестве несущих элементов применяются тонкостенные холодногнутые оцинкованные профили. Применение тонкостенных профилей является экономически целесообразным [5], так как такие профили обладают малым собственным весом, при достаточно высокой жесткости [42]. Кроме того, обеспечивается простота и высокая скорость монтажа конструкций.

Сложность проектирования JICTK заключается в отсутствии отечественной нормативной базы. Расчет конструкций из холодногнутых тонкостенных элементов в России в настоящее время выполняется по зарубежным нормам (как правило, по Eurocode, DIN или AISI) либо по рекомендациям, разработанным на основе европейских стандартов [2].

В зданиях и сооружениях из JTCTK в качестве кровельных прогонов зачастую применяются тонкостенные холодногнутые профили. Ограждающими конструкциями таких покрытий служат стальные профилированные листы или сэндвич-панели, прикрепляемые к прогонам с помощью самонарезающих винтов. Все более широкое распространение получают ограждающие конструкции из сэндвич-панелей, что обусловлено их высокими теплозащитными свойствами и простотой монтажа. На несущую способность и работу прогонов существенное влияние оказывают конструкция ограждения и способы ее крепления к прогонам.

Для оценки влияния ограждающих конструкций на несущую способность прогона, в европейских нормах расчета стальных конструкций Eurocode 3 [73] введено понятие «жесткости соединения» прогона с ограждающими конструкци-

ями. В Eurocode приведены рекомендации по определению жесткости соединения тонкостенных холодногнутых прогонов с профилированным настилом.

Однако существующие рекомендации не распространяются на покрытия зданий, где в качестве ограждающих конструкций используются сэндвич-панели, что требует при проектировании выполнения трудоемких численных и экспериментальных исследовании или применения приближенной, грубой методики, дающей неоправданно заниженные (до 70%) результаты несущей способности прогона. Как показывают эксперименты, несущая способность прогонов в покрытиях с ограждающими конструкциями из профилированного листа и из сэндвич-панелей существенно различна, в связи, с чем рекомендации по расчету прогонов в покрытиях из профилированного листа не представляется возможным применять для расчета прогонов при их совместной работе с сэндвич-панелями.

Таким образом, актуальным представляется изучение действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом влияния жесткости их соединения с сэндвич-панелями.

Степень разработанности темы. Изучением работы тонкостенных профилей занимались многие отечественные (Власов В.З., Айрумян Э.Л., Беляев В.Ф., Белый Г.И., Ведяков И.И., Зверев В.В., Енджиевский Л.В. и др.) и зарубежные (Albermani F.G.A., Chu X., Heinz D.A., Schafer B.W., Silvestre N. и др.) исследователи. Однако вопрос расчета тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия из сэндвич-панелей до настоящего времени является открытым.

Цель диссертационной работы. Совершенствование методики расчета несущей способности тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом влияния жесткости соединения с сэндвич-панелями.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Исследование жесткости соединения тонкостенного холодногнутого прогона с сэндвич-панелями на основе результатов эксперимента.

2. Исследование напряженно-деформированного состояния и несущей способности тонкостенного холодногнутого прогона покрытия из сэндвич-панелей на основе результатов эксперимента.

3. Разработка конечно-элементной модели для определения жесткости соединения тонкостенного холодногнутого прогона с сэндвич-панелями.

4. Численный анализ напряженно-деформированного состояния и несущей способности тонкостенного холодногнутого прогона покрытия из сэндвич-панелей на основе метода конечных элементов.

5. Разработка методики расчета жесткости соединения тонкостенных холод-ногнутых прогонов покрытия с сэндвич-панелями.

Объект исследования. Тонкостенные холодногнутые профили, применяемые в качестве прогонов покрытия из сэндвич-панелей.

Предмет исследования. Несущая способность тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом влияния жесткости соединения с сэндвич-панелями.

Методология и методы исследования. В работе использованы известные методы расчета стальных конструкций и принципы строительной механики, метод конечно-элементного моделирования, а также научные работы отечественных и зарубежных ученых. Диссертация выполнена с использованием экспериментальных и теоретических методов исследования.

Научная новизна работы:

- установлено, что на жесткость соединения прогона с сэндвич-панелями влияют: геометрические параметры прогона, количество и расположение самонарезающих винтов, толщина обшивок сэндвич-панелей, а также физико-механические свойства и толщина утепляющего слоя сэндвич-панелей;

- получены зависимости жесткости соединения прогона с ограждающими конструкциями от местных изгибных деформаций полки прогона в области самонарезающего винта;

- получен коэффициент, учитывающий влияние отклонения винта от середины полки прогона на жесткость соединения прогона с сэндвич-панелями;

- определены коэффициенты, учитывающие неравномерность деформаций прогона вследствие дискретности установки самонарезающих винтов по его длине;

- определена зависимость общей податливости соединения прогона с сэндвич-панелями от изменения начальной формы поперечного сечения прогона и соотношения его высоты к толщине.

Теоретическая значимость работы. Получены новые зависимости и формулы для расчета и проектирования стальных тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия из сэндвич-панелей, вносящие вклад в совершенствование существующих методов расчета строительных конструкций.

Практическая значимость работы:

- разработана методика расчета жесткости соединения тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с сэндвич-панелями;

- получена формула для определения жесткости соединения, связанной с поворотом прогона, для случая ограждающих конструкций из сэндвич-панелей (в Еигособе и других известных нормах отсутствует);

- даны практические рекомендации по расчету тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом жесткости соединения с сэндвич-панелями.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением известных принципов строительной механики; использованием апробированного вычислительного комплекса М8С.ЫА8ТЯА1Ч, выполняющего расчет методом конечных элементов; проведением тестовых численных расчетов и удовлетворительной сходимостью результатов численных расчетов с экспериментальными дагшыми.

Реализация результатов работы. Результаты работы изложены в рекомендациях, переданных в ООО «Руукки Рус» и ФГУП «ЦНИИпроектлегконструк-ция», и используются при расчете тонкостенных холодногнутых прогонов в составе конструкций покрытия из сэндвич-панелей.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований и численного анализа жесткости соединения тонкостенного холодногнутого прогона с сэндвич-панелями.

2. Напряженно-деформированное состояние и несущая способность тонкостенного холодногнутого прогона с учетом влияния жесткости соединения с сэндвич-панелями.

3. Разработанная методика расчета жесткости соединения тонкостенных хо-лодногнутых прогонов с сэндвич-панелями.

4. Результаты расчета тонкостенного холодногнутого прогона покрытия из сэндвич-панелей с использованием разработанной методики.

Личный вклад автора диссертации заключается в разработке методики расчета жесткости соединения прогонов с сэндвич-панелями и формулировке рекомендаций и заключений, определяющих практическую значимость и научную новизну работы; анализе результатов экспериментальных исследований; выполнении численных исследований и оценке их результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на международных научных конференциях "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании" 2011, 2014 гг., г. Москва; международной научно-практической конференции «Расчет и проектирование металлических конструкций», посвященной 100-летию Е.И. Белени, 2013 г., г. Москва; международной научной конференции METNET Seminar 2013 in Lulea, 2013 г., Швеция и представлены на всероссийских конкурсах и выставках (выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ 2012, г. Москва; смотр-конкурс научно-технического творчества студентов ВУЗов «Эврика» 2012 г., г. Новочеркасск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК РФ и 2 статьи в журналах, входящих в международную базу цитирования Scopus.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы (131 наименование), двух приложений и содержит 168 страниц машинописного текста, 120 рисунков и 43 таблицы.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы расчета и проектирования тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия зданий из легких стальных конструкций

Появившиеся в последнее время в строительном производстве новые технологии и материалы позволяют быстро и качественно возводить здания различного назначения из легких стальных тонкостенных конструкций (далее - ЛСТК). По сравненшо с традиционными зданиями, быстровозводимые сооружения, обладают рядом преимуществ [41]. К ним относятся: сокращение сроков строительства; качественный и быстрый монтаж; применение легких, эффективных материалов в ограждающих конструкциях. При этом снижение затрат на проектирование, монтаж и эксплуатацию этих зданий может составлять до 40%. Кроме того, конструкции таких зданий удобны в транспортировке, просты в погрузке и разгрузке.

Быстровозводимые здания, проектируемые на основе каркасных конструктивных систем из ЛСТК, могут иметь различное функциональное назначение: промышленные здания, складские комплексы, торговые павильоны, спортивные залы и бассейны, паркинги и т.п.

Ограждающие конструкции зданий, применяемые для металлических каркасов, могут представлять собой сэндвич-панели полной заводской готовности или сборные конструктивные элементы полистовой сборки, монтируемые на строительной площадке. Полистовая сборка ограждающих конструкций характеризуется большей трудоемкостью, но при этом меньшей стоимостью. К достоинству таких ограждений следует отнести возможность их устройства без разрывов утепляющего слоя, что исключает образование мостиков холода и сокращает суммарные тепловые потери из зданий. Применение ограждающих конструкций из готовых сэндвич-панелей позволяет значительно сократить сроки монтажа зданий. Кроме того, сэндвич-панели обладают высокими теплоизоляционными свойствами, экологичностыо и эстетичностью. Облицовочные профилированные листы панелей имеют полимерное покрытие, дающие возможность производить много-

кратную очистку их поверхностей, что позволяет эффективно использовать их в производственных зданиях пищевой промышленности.

Современные быстровозводимые здания проектируют в основном на базе металлического каркаса с легкими ограждающими конструкциями из сэндвич-панелей. Легкий стальной каркас таких зданий представляет собой стоечно-балочную систему, выполненную из металлических тонкостенных профилей, монтаж которых осуществляется в основном на болтах.

В последнее время промышленные компании, производящие высококачественные материалы и комплектующие, осуществляют разработку типовых проектов быстровозводимых зданий различного назначения, а также изготовление комплектов конструкций для полносборных зданий, возводимых по индивидуальным проектам.

Комплекты зданий на основе ЛСТК включают металлический каркас, болты для сборки, стеновые и кровельные сэндвич-панели оцинкованные или с цветным полимерным покрытием, крепежные и специальные доборные элементы.

Здания на основе типовых каркасов различных систем могут иметь следующие параметры: пролеты от 9 до 21 м; шаг колонн от 3 до 12 м и высоту до низа стропильных конструкций от 3.0 до 7.2 м. Конструктивные элементы каркаса проектируют из стальных С-, Ъ- образных профилей с отверстиями для болтов, что исключает сварочные работы на строительной площадке и позволяет быстро и качественно вести монтаж здания. Каркас здания состоит из поперечных рам, на которые с определенным шагом опираются тонкостенные прогоны, являющиеся несущими конструкциями покрытия, по которым устраивают кровлю из сэндвич-панелей. Для стенового ограждения могут использоваться сэндвич-панели с полимерным покрытием.

Крепление кровельных панелей к прогонам покрытия, в настоящее время, как правило, осуществляется с помощью самонарезающих винтов, прорезающих всю толщину сэндвич-панели.

Рассматривая работу холодногнутого прогона, следует учитывать, что вследствие эксцентричного приложения нагрузки профиль помимо изгиба испытывает

стесненное кручение [24]. Кроме того, на работу прогона существенное влияние оказывают ограждающие конструкции кровли (настил из профилированных стальных листов или сэндвич-панели). Без учета совместной работы прогона с ограждением невозможно выявить действительное напряженно-деформированное состояние профиля.

Необходимость определения напряжений, возникающих вследствие стесненного кручения профиля, вносит дополнительную сложность в расчет. Определение бимоментов, действующих в прогоне, осложняется также тем, что он раскреплен ограждающими конструкциями покрытия; из-за чего нельзя достаточно точно определить статическую схему прогона, а это исключает возможность применения стандартных табличных решений, используемых для обычных балок.

В связи с этим в европейских нормах расчета и проектирования строительных конструкций Еигосос1е вводится понятие жесткости соединения прогона с ограждением, с использованием которой выражаются параметры напряженно-деформированного состояния прогона.

В общем случае на несущую способность прогона влияет значительное число разнородных факторов, поэтому теоретическое определение жесткости соединения является весьма сложной задачей. Для случая использования в качестве ограждающих конструкций профилированного настила решение этой задачи рассматривается в Еигосос1е, где приведена методика определения жесткости сопряжения прогона с профилированным настилом. Для сэндвич-панелей такая задача еще не решена, однако исследовать ее в той или иной степени приближенности пытались многие исследователи.

В целях решения этой задачи следует рассмотреть рекомендации европейских норм расчета и проектирования стальных конструкций ЕЙ 1993-1-3 [73]. При действии на покрытие распределенной нагрузки прогон испытывает изгиб. Кроме того, вследствие особенностей применяемых сечений и характера приложения нагрузки тонкостенные прогоны, при креплении к ним панелей покрытия, деформируются из плоскости основного изгиба (рисунок 1.1). Таким образом, полную

деформацию прогона можно представить в виде суммы двух составляющих (рисунок 1.2).

1Ши

111111

Рисунок 1.1- Схемы деформирования прогона при действии на покрытие

внешней распределенной нагрузки

-ЦШ1

Рисунок 1.2 - Деформация прогона представляется в виде суммы деформаций изгиба и поворота прогона с изменением начальной формы поперечного сечения

Препятствие свободном повороту, оказываемое ограждающими конструкциями покрытия, моделируется пружиной (рисунок 1.3).

1 э-ОС.

/

Рисунок 1.3 - Пружина, препятствующая свободному повороту прогона

Принято, что жесткость пружины, препятствующей повороту прогона, равна Со- Далее указанная пружина, заменятся пружиной с продольной жесткостью К и нижняя полка прогона с частью стенки рассматривается как балка на упругом ос-

новании (рисунок 1.4), загруженная горизонтальной нагрузкой (Яы - внешняя нагрузка, действующая на покрытие, приведенная к распределенной по длине прогона). Эта горизонтальная нагрузка и пружины, препятствующие свободному перемещению нижней полки прогона, моделируют деформирование и изгиб прогона в плоскости своего поперечного сечения.

Н-.—<„! ¿Я1!! пн 111Ш ИИ ij.ni т

^ ' //Лу////////////^////^

Г,

К

Рисунок 1.4 -Расчетные схемы прогона по Еигосоёе

Нормальные напряжения в прогоне определяются как сумма напряжений, вызванных изгибающим моментом в плоскости продольной силой Иел и горизонтальной нагрузкой дь,Ес1- Принимается, что изгиб из плоскости, вызванный нагрузкой ф,>£(/, воспринимает часть прогона, состоящая из полки и части стенки.

Максимальные напряжения в поперечном сечении прогона (рисунок 1.5) должны удовлетворять следующим условиям:

- для полки, к которой крепятся конструкции покрытия:

= (1-1)

- для свободной полки:

°max,Ed TTr ^ . ^ тт, —Jy'fMi

w - . - w ^Jy'fM, (1-2)

где

My Ed - изгибающий момент, действующий в плоскости поперечного сечения прогона;

Weffo — эффективный момент сопротивления поперечного сечения при изгибе относительной оси у-у (рисунок 1.6); Мы - продольная сила;

Ае// - эффективная площадь поперечного сечения, принимаемая для случая равномерного сжатия всего поперечного сечения профиля; /у - предел текучести стали;

М^ел- изгибающий момент, вызванный горизонтальной силой Ци.ьхи

- полный момент сопротивления части сечения прогона, испытывающей изгиб из плоскости (нижняя полка + 1/5 высоты стенки прогона для С- и Z-профилей и 1/6 высоты стенки для Е-профиля);

ум- коэффициент безопасности, определяемый следующим образом:

- Ум - Умо если Ае{[ = лх (потери местной устойчивости при сжатии сечения не

происходит и в расчет включается полная площадь поперечного сечения Аг) или если х = Ше] у и = о (потери местной устойчивости при изгибе сечения относительно оси У (см. рисунок 1.5) не происходит, в расчет включается полное значение упругого момента сопротивления \Уе1у и при этом в сечении не действует

продольная сила);

- в прочих случаях ум = ут.

Рисунок 1.5 - Схема к определению напряжений в поперечном сечении прогона

Значения коэффициентов уИо и уМ[ могут быть приведены в Национальных приложениях к Еигосоёе, либо приняты по п. 2.3 [73].

а'

I I ! I I ! I I I I ! ! I I О

м

Я

г-Ц Г"р

Можно привести следующие аналоги формулам (1.1) и (1.2) с использованием терминологии и обозначений, принятых в отечественной нормативной литературе:

- для полки, к которой крепятся конструкции покрытия:

М„ N

у/ с

(1.1')

- для свободной полки:

Му N М, а =—— +— + — <Яу пих Ш А IV ~ с'

(1.2')

Горизонтальная нагрузка действующая на свободной полке прогона, определяется следующим образом:

ЯЬЫ = ЬЦЫ, (1.3)

где

цы - внешняя вертикальная равномерно распределенная нагрузка; ки- коэффициент, определяемый в зависимости от геометрии поперечного сечения и направления действия нагрузки (рисунок 1.6).

кЬО --—

1у Ь

о

Яе«

Р-<=|

■►Ми

Яы

'Мы

кю ~ кьо ' а / л

Рисунок 1.6 — Схема к определению коэффициента ку,

Изгибающий момент из плоскости М^ел, действующий в нижней полке, может быть определен из следующего выражения:

, (1.4)

где

Мо/гм - изгибающий момент в свободной полке, возникающий от действия горизонтальной нагрузки при отсутствии пружин;

кл - понижающий коэффициент за счет препятствия пружины свободному повороту прогона.

Коэффициент кя определяется в зависимости от расположения рассчитываемого поперечного сечения прогона и граничных условий по формулам, приведенным в таблице 10.1 Еигосоёе [73] (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Значения момента М0</2,ес1 и коэффициента кц (таблица 10.1 [73])

Схема Позиция ■Мо&ы Кк

|*<—/72—-«-з п - —£У2— = ц П1 1 г 2 1 - 0,02252? А*» =--- 1 + 1,0132?

\У X т е 1г-'-»г; точка закрепления — т 9 : _ 1 — 0,01412? К ~ 1 + 0,4162?

е 1 . 2 --Чкы1! 1 + 0,03142? Л*~ 1 + 0,3962?

V Обточки зак ™ е -5 реплення — т 1 Г 2 . _ 1-0,01252? 1 + 0,1982?

е 1 , 2 _ 1 + 0,01782? 1 + 0,1912?

Данные таблицы 1.1 допускается использовать при значениях /?<40. Коэффициенты в таблице 1.1 определяются на основе теории балок на упругом Винклеровом основании с использованием коэффициента Я, равного:

где

К— жесткость пружины на единицу длины;

Ьа — расстояние между закреплениями из плоскости прогона либо, при их отсутствии, пролет прогона Ь\

Е — модуль упругости материала прогона;

1/2 — полный момент инерции поперечного сечения свободной полки с примыкающей частью стенки при изгибе относительно оси ъ-ъ (рисунок 1.6).

Поддержка прогона со стороны покрытия моделируется пружиной, прикрепленной к свободной полке. Общая величина жесткости пружины К на единицу длины прогона определяется из выражения:

Ка — жесткость, вызванная податливостью соединения прогона с ограждающей конструкцией;

Кв — жесткость, вызванная изменением начальной формы поперечного сечения прогона.

Величина (1/Ка+1/Кц) может быть получена в результате эксперимента (схемы эксперимента даны в приложении А ЕЫ 1993-1-3), компьютерного моделирования либо аналитического расчета.

При выполнении эксперимента либо численного расчета величина жесткости К определяется, как отношение горизонтальной нагрузки Р, вызывающей перемещение д полки, опирающейся на пружины (то есть деформацию пружины) к величине этого перемещения:

К = -. (1.7)

5 4

Для определения жесткости К аналитическим путем используется следующее выражение:

1 1 1

(1.6)

—+

где

1 _4(1-у2)/г2(/г,+^)| И2 К Е13 Св '

(1.8)

где

V - коэффициент Пуассона материала прогона; Ь — высота прогона;

длина средней линии высоты стенки прогона (рисунок 1.7); ¿V«/-параметр, определяемый следующим образом:

- для случая, когда поворот прогона происходит относительно ребра, по которому соединяется полка со стенкой прогона:

Ьто(1

- для случая, когда поворот прогона происходит относительно ребра, по которому соединяется полка с отгибом:

Ьтоё = 2а+ь.

а - расстояние от стенки прогона до точки крепления к нему покрытия; Ь - ширина полки прогона, соединенной с покрытием; Е - модуль упругости материала прогона; - толщина прогона; Сп- общая жесткость пружины на изгиб.

71

Крепеление

Ограждение

Рисунок 1.7 - Схемы прогона, с прикрепленным к нему ограждением Общая изгибная жесткость Со может быть определена следующим образом:

(1.9)

1 1 1

_=-+--

С С С '

где

С о, а - жесткость соединения прогона с покрытием; С о,с ~ жесткость, соответствующая изгибной жесткости покрытия.

В случае покрытия из сэндвич-панелей величина 1/Сдс мала, и ее вклад в общую жесткость можно не учитывать, тогда Со=Со,а-

Для покрытия из профилированного настила в нормах Еигосоёе даны рекомендации по определению Сдл, для сэндвич-панелей такие данные отсутствуют.

Таким образом, невозможно без проведения предварительных экспериментальных или численных исследований получить величину жесткости К и определить несущую способность прогона в случае его совместной работы с сэндвич-панелями.

Альтернативно С о,а может приниматься равной 130/?, где р - количество соединительных элементов между прогоном и ограждением на единицу длины прогона (но не более чем по одному в каждом гофре панели). Но, как будет показано ниже, величина жесткости, полученная таким образом, значительно ниже ее реального значения, что занижает несущую способность прогона и влечет за собой нерациональное проектирование конструкций.

1.2. Обзор экспериментально-теоретических исследований действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов

Изучением работы тонкостенных холодногнутых профилей занимались многие как отечественные [4, 6, 21, 29, 31, 32, 33, 34, 45, 50], так и зарубежные [83, 86, 110, 130, 131] исследователи.

В статьях [26, 37, 38, 47, 48, 49, 53, 60, 62] описаны возможности применения конечно-элементного моделирования при расчете конструкций из тонкостенных профилей.

Результаты экспериментальных и теоретических исследований пространственной работы и устойчивости тонкостенных стержней представлены в работах отечественных ученых [7, 8, 9, 10, И, 12, 15, 30, 36, 40, 46].

Тонкостенные профили имеют ряд особенностей [1, 13, 14, 23, 35], отличающих их от прокатных или сварных элементов. В связи с чем, для их расчета невозможно использовать существующую методику инженерного расчета, успешно применяемую при проектировании конструкций из традиционных профилей.

К особенностям тонкостенных холодногнутых профилей следует отнести:

- малые толщины и, как следствие, большие гибкости элементов профиля (стенки, полки), в результате чего возможна местная потеря устойчивости;

- несимметричная форма поперечного сечения профиля, при этом приложение нагрузки в центр изгиба, как правило, невозможно, что вызывает закручивание профиля;

- малые величины безразмерной изгибно-крутильной характеристики kl [24], что вызывает развитие заметных деформаций контура поперечного сечения профиля в плоскости и увеличение угла закручивания прогона на опоре;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Туснина, Ольга Александровна, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

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

2. Айрумян, Э.Л. Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутых стальных оцинкованных профилей производства ООО «Балтпрофиль» / Э.Л. Айрумян. - М.: ЦНИИПСК им. Мельникова, 2004. - 64 с.

3. Айрумян, Э.Л. Рекомендации по расчету стальных конструкций из тонкостенных гнутых профилей / ЭЛ. Айрумян // СтройПРОФИль. - 2009. - №8 (78). -С. 12-14.

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

5. Айрумян, Э.Л. Эффективные холодногнутые профили из оцинкованной стали в массовое строительство / Э.Л. Айрумян, В.Ф. Беляев // Монтажные и специальные работы в строительстве. — 2005. - № 10. - С. 10-18.

6. Айрумян, Э.Л. Исследование действительной работы тонкостенных холодногнутых прогонов из оцинкованной стали / ЭЛ. Айрумян, В.Г. Галстян // Промышленное и гражданское строительство. — 2002. - № 6. - С.31-33.

7. Астахов, И.В. Особенности расчета на прочность и устойчивость стержневых элементов из гнутых профилей / И.В. Астахов // Доклады 61-ой научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета. - 2004. - Ч. 1. - С. 74-77.

8. Астахов, И.В. Пространственная устойчивость элементов конструкций из холодногнутых профилей: дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Астахов Иван Витальевич. - СПб., 2006. - 123 с.

9. Белов, И.Д Про проверку устойчивости центрально-сжатых стержней из одиночных тонкостенных холодногнутых профилей открытого сечения / И.Д. Бе-

лов, И.Д., B.B. Юрченко // Металлические конструкции. - 2010. - № 4(16). - С. 239-250.

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. Влияние эксцентричного опирания концов и уровня приложения нагрузки на устойчивость плоской формы изгиба тонкостенного криволинейного стержня / Г.И. Белый // Сборник трудов ЛИСИ. -1974. - С. 18-25.

12. Белый, Г.И. К деформационному расчету тонкостенных стержней несимметричного сечения / Г.И. Белый // Металлические конструкции и испытания сооружений: Межвузовский тематический сборник трудов. - Л.: ЛИСИ. - 1984. — С. 26-30.

13. Белый, Г.И. Методы расчета стержневых элементов конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. -2014. -№4 (45).-С. 32-38.

14. Белый, Г.И. Особенности работы стержневых элементов конструкций из оцинкованных гнутых профилей / Г.И. Белый // Вестник гражданских инженеров. -2012.-№3,-С. 99-103.

15. Белый, Г.И. Расчет упругопластических тонкостенных стержней по пространственно-деформируемой схеме / Г.И. Белый // Строительная механика: Межвузовский тематический сборник трудов. - Л.: ЛИСИ. - 1983. - С. 40-48.

16. Беляев, В.Ф О работе изгибаемых стержней из тонкостенных гнутых профилей в качестве элементов покрытия с учетом влияния конструктивных факторов / В.Ф. Беляев, О.Б. Бобарыкина // Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов. Тезисы докладов. - Нижний Новгород: 1992.

17. Бобарыкина, О.Б. Несущая способность прогонов покрытия из тонкостенных гнутых профилей с учетом влияния стального профилированного листа / О.Б. Бобарыкина // Промышленное и гражданское строительство. -1994. - №5. -С. 35-37.

18. Бобарыкина, О. Б. О совместной работе прогонов из тонкостенных гнутых профилей с настилом из профилированного листа / О.Б. Бобарыкина // Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов. Тезисы докладов. - Нижний Новгород: 1994. - 80 с.

19. Ватин, Н.И. Термопрофиль в легких стальных строительных конструкциях / Н.И. Ватин, E.H. Попова. - СПб.: Издательство СПбГПУ, 2006. - 63 с.

20. Ватин, Н.И., Большепролетные надземные пешеходные переходы из легкого холодногнутого стального профиля / Н.И. Ватин, A.C. Синельников // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 1. - С. 47-53.

21. 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. - № З.-С. 19-22.

22. Ведяков, И.И. Особенности проектирования, расчета и монтажа несущих каркасов для стеллажных автоматизированных складских комплексов / И.И. Ведяков, М.И. Фарфель, Д.В. Конин // Вестник НИЦ «Строительство» (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко). -2011. - № 3-4 (XXVII). - С. 3-9.

23. Ветров, К.А. Применение холодногнутых тонкостенных оцинкованных профилей в строительстве и особенности их работы / К.А. Ветров // Молодежь и наука: Сборник материалов VII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летшо первого полета человека в космос [Электронный ресурс]. — Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2011. — Режим доступа:

http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn201 l/section23 l.html.

24. Власов, В. 3. Тонкостенные упругие стержни / В.З. Власов. - М.: Физма-тгиз, 1959.-574 с.

25. Гарднер, JT. Руководство для проектировщиков к еврокоду 3: проектирование стальных конструкций EN 1993-1-1,1993-1-3, 1993-1-8 / JT. Гарднер, Д.А. Нетеркот. - М.: МГСУ, 2012. - 223 с.

26. Гордеева, А.О. Расчетная конечно-элементная модель холодногнутого перфорированного тонкостенного стержня в программно-вычислительном ком-

плексе SCAD Office / А.О. Гордеева, Н.И. Ватин // Инженерно-строительный журнал. -2011. -№ 3(21). - С. 36-46.

27. Данилов, А.И. Численный анализ поведения тонкостенных гнутых прогонов в составе конструкций покрытия из сэндвич-панелей / А.И. Данилов, O.A. Туснина // Сборник трудов Международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании». — М.: МГСУ, 2014.-С. 144-147.

28. Данилов, А.И Экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния прогона покрытия из сэндвич-панелей / А.И. Данилов, O.A. Туснина // Вестник МГСУ. - 2014. -№11.- С.26-37.

29. Енджиевский, J1.B. Численные и экспериментальные исследования рамы каркаса здания из тонколистовой оцинкованной стали / JI.B. Енджиевский, A.B. Тарасов // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - № 10. - С. 5254.

30. Зверев, В.В. Исследование устойчивости тонкостенного стального U-образного профиля несимметричного сечения в составе покрытия поэлементной сборки / В.В. Зверев, Е.В. Мещерякова // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2007. - № 7. - С. 55-58.

31. Зверев, В.В. Влияние податливости болтовых соединений на деформа-тивность фермы из тонкостешшх гнутых профилей / В.В. Зверев, A.C. Семенов // Научный вестник воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2008. - №2 (10) - С. 9-17.

32. Кикоть, A.A. Влияние ширины поясов и отгибов в сечениях С- и Z-образных стальных тонкостенных холодногнутых профилей на эффективность работы в условиях изгиба / A.A. Кикоть // Ползуновский вестник. - 2011. - № 1. — С. 70-75.

33. Кикоть, A.A. Определение прогибов изгибаемых элементов из стальных тонкостенных холодногнутых профилей / A.A. Кикоть, Е.В. Мурзин // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2011. - № 2. - С. 99-108.

34. Колесов, А.И. Современные методы исследования тонкостенных стальных конструкций / А.И. Колесов, A.A. Лапшин, A.B. Валов // Приволжский научный журнал. - 2007. - № 1. - С. 28-33.

35. Кретинин, А.Н. Особенности работы тонкостенной балки из гнутых оцинкованных профилей / А.Н. Кретинин, И.И. Крылов // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2008. - № 6. - С. 1-11.

36. Кузнецов, И.Л. Устойчивость тонкостенного стержня переменного сечения при продольном сжатии и учет нелинейных деформаций / ИЛ. Кузнецов, А.У. Богданович // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2003. -№2.-С. 123-128.

37. Лалин, В.В. Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей / В.В. Лалин, В.А. Рыбаков // Инженерно-строительный журнал. - 2011. - № 8(26). - С. 69-80.

38. Лалин, В.В. Исследование конечных элементов для расчета тонкостенных стержневых систем / В.В. Лалин, В.А. Рыбаков, С.А. Морозов // Инженерно-строительный журнал. - 2012. - № 1(27). - С. 53-73.

39. Леонтьев, H.H. Основы строительной механики стержневых систем / H.H. Леонтьев, Д.Н. Соболев, A.A. Амосов. -М.: АСВ, 1996. - 541 с.

40. Лещенко, А.П Экспериментальные исследования устойчивости тонкостенных стержней / А.П. Лещенко, С.И. Евтушенко, Е.Г. Текутов // Вестник ВолгГАСУ. Строительство и архитектура. -2009. -№ 16(35). — С. 24-27.

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

42. Назмеева, Т.В. Несущая способность сжатых стальных тонкостенных элементов сплошного и перфорированного сечения из холодногнутого С-профиля / Т.В. Назмеева // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - № 5(40). — С. 44-51.

43. Рекомендации по применению стальных профилированных настилов нового сортамента в утепленных покрытиях производственных зданий. — М.: Госстрой СССР, 1985.-35 с.

44. Рычков, С.П. Моделирование конструкций в среде MSC.visualNASTRAN для Windows / С.П. Рычков. -М.: NT Press, 2004. - 552 с.

45. Семенов, A.C. Экспериментальное исследование работы холодногнутых профилей в составе конструкции покрытия / A.C. Семенов, В.В. Зверев // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре: сборник статей международной научно-практической конференции. - Липецк, 2007.-С. 219-220.

46. Семенов, A.C. Исследование потери местной устойчивости сжатых полок холодногнутых профилей повышенной жесткости / A.C. Семенов, НЛО. Тезиков, В.В. Зверев // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре: сборник статей международной научно-практической конференции. - Липецк, 2009. - С. 110-114.

47. Синелыциков, A.B. Математическая модель тонкостенного стержневого конечного элемента с прямолинейной осью и переменным сечением / A.B. Синелыциков, В.П. Юзиков // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 9. - С. 19-21.

48. Смазнов, Д.Н. Конечно-элементное моделирование работы жестких вставок тонкостенных холодноформованных стальных профилей / Д.Н. Смазнов // Научный журнал КубГАУ. - 2011. - № 67(03). - С. 54-67.

49. Смазнов, Д.Н. Моделирование работы тонкостенных стальных профилей в «СКАД» / Д.Н. Смазнов // Наука и инновации в технических университетах: материалы Третьего Всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых. - СПб., 2009. - С. 33-34.

50. Соколовский, З.Н. Определение несущей способности тонкостенных конструкций с учетом местной потери устойчивости / З.Н. Соколовский З.Н., Е.Г. Холкин // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2013. - № 3 (31). - С. 93-96

51. СП 16.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП П-23-81*) Стальные конструкции. -М.: Минрегион России, 2011.-173 с.

52. СП 20.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*) Нагрузки и воздействия. - М.: Минрегиои России, 2011. — 95 с.

53. Теплых, A.B. Применение оболочечных и объемных элементов при расчетах строительных стальных конструкций в программах SCAD и Nastran с учетом геометрической и физической нелинейности / A.B. Теплых // Инженерно-строительный журнал. - 2011. - № 3(21). - С. 4-20.

54. Туснина, O.A. Методика расчета тонкостенных прогонов быстровозводи-мых зданий / O.A. Туснина // Сборник тезисов III Всероссийской молодежной конференции «Устойчивость, безопасность и энергоресурсосбережение в современных архитектурных, конструктивных, технологических решениях и инженерных системах зданий и сооружений». - М.: МГСУ, 2012. - С. 286-293.

55. Туснина, O.A. Применение ВК NASTRAN для численного моделирования соединения тонкостенного прогона с сэндвич-панелыо / O.A. Туснина // Сборник трудов научно-практической конференции «Расчет и проектирование металлических конструкций», посвященной 100-летию Е.И. Белени. - М.:МГСУ, 2013. — С. 220-225.

56. Туснина, O.A. Расчет и проектирование узлов соединения тонкостенных гнутых прогонов с сэндвич-панелью / O.A. Туснина // Сборник работ победителей отборочного тура Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов вузов «ЭВРИКА». - Новочеркасск: НПИ, 2012. - С. 220-222.

57. Туснина, O.A. Экспериментальное и численное исследование жесткости соединения тонкостенного гнутого прогона с сэндвич-панелыо / O.A. Туснина // Научно-технический вестник Поволжья. - 2014. - № 5. - С. 308-312.

58. Хейнисуо, М. Методика расчета тонкостенных гнутых прогонов на основе рекомендаций EUROCODE / М. Хейнисуо, O.A. Туснина // Промышленное и гражданское строительство. -2012. - № 11. - С. 67-70.

59. Хейнисуо, М. Оценка жесткости соединения Z-прогона с сэндвич-панелью / М. Хейнисуо, O.A. Туснина // Сборник трудов Международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании». - М.: МГСУ, 2011. - С. 363-368.

60. Шатов, Д.С. Конечно-элементное моделирование перфорированных стоек открытого сечения из холодногнутых профилей / Д.С. ИГатов // Инженерно-строительный журнал. - 2011. - № 3(21). - С. 32-35.

61. Шимкович, Д. Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows / Д.Г. Шимкович. - М.: ДМК Пресс, 2001. - 448 с.

62. Юрченко, В.В. Проектирование каркасов зданий из тонкостенных холод-ногнутых профилей в среде «SCAD Office» / В.В. Юрченко // Инженерно-строительный журнал. - 2010. - № 8(18). - С. 38-46.

63. Albermani, F.G.A. Cold-formed purlin-sheeting systems / F.G.A. Albermani, S. Kitipornchai //Proceedings of the Third International Conference on Advances in Steel Structures, Hong Kong, China. - 2002. - Pp. 429-435.

64. Albermani, F.G.A., Kitipornchai S. Nonlinear analysis of thin-walled structures using plate elements / F.G.A. Albermani, S. Kitipornchai //International Journal for Numerical Methods in Engineering. - No. 37. - 1994. - P. 1697-1711.

65. Albermani, F.G.A. Stability of cold-formed members / F.G.A. Albermani, S. Kitipornchai, C.K. Chin // Engineering Structures. - Vol. 16, No. 5. - 1994. -P. 386392.

66. American Iron and Steel Institute Load and resistance factor design specification for cold-formed steel structural members. - Washington, USA, 1991.

67. Balazs, I. Stabilization of beams by trapezoidal sheeting: parametric study /1. Balazs, J. Melcher, M. Horecek //Proceedings of the 3rd European Conference of Civil Engineering. - Paris, France. - 2012. - P. 223-227.

68. Carballo, M. Strength of Z-purlin supported standing seam roof systems under gravity loading / M. Carballo, S.M. Holzer, T.M. Murray //Research Progress Report CE/VPI-ST89/03, The Charles E. Via Department of Civil Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University. - Blacksburg, VA. - 1989.

69. Chu, X. Influence of lateral restraint on lateral-torsional buckling of cold-formed steel purlins / X. Chu, J. Rickard, L. Li // Thin-Walled Structures. - Vol. 43, No 5.-2005.-P. 800-810.

70. Ciurej, H. Experimental research and integrated FEM modeling for sheet roof covering with thermal insulation / H. Ciurej, M. Piekarczyk, E. Pieciorak // Mechanics and Mechanical Engineering. - Vol. 14, No. 2. -2010. - P. 183-192.

71. Durr, M. The torsional restraint of sandwich-panels to resist the lateral torsional buckling of beams / M. Durr, T. Misiek, H. Saal //Steel Construction. - Vol. 4, No. 4. -2011.-P. 251-258.

72. EN 1993-1-1:2009 Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings.

73. EN 1993-1-3:2006 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-3: General rules - Supplementary rules for cold-formed members and sheeting.

74. EN 1993-1-5:2006 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-5: Plated structural elements.

75. European recommendation on the stabilization of steel structures by sandwich panels- Publication 379. - CIB- International Council for Research and Innovation in Building and Construction, ECCS - European Convention for Construction Steelwork. 2013-66 pp.

76. Gao, T. Predicting rotational restraint provided to wall girts and roof purlins by through-fastened metal panels / T. Gao, C.D. Moen // Thin-Walled Structures. - Vol. 61.-2012.-P. 145-153.

77. Georgescu, M. Design of modern steel roofing via improved distortional approach / M. Georgescu // Proceedings of the 11th WSEAS International Conference on sustainability in Science Engineering. - Vol. II. - Timisoara. - 2009. - P. 541-546.

78. Georgescu, M. Distortional behavior of z-purlins continuously connected to sandwich panel roofs / M. Georgescu // Proceedings of International Conference "Steel - A New And Traditional Material For Building". - Brasov. - 2006. - P. 43-148.

79. Hancock, G.J. Behavior of purlins with screw fastened sheeting under wind uplift and downwards loading / G.J. Hancock, M. Celeban, C. Healey //Australian Civil Engineering Transactions. - Vol. CE35, No. 3. - 1993. - P. 221-233.

80. Hancock, G.J. Tests of purlins with screw fastened sheeting under wind uplift / G.J. Hancock, M. Celeban, C. Healy, P.N. Georgiou, N. Ings //NBS Special Publication No. 577, National Bureau of Standard. - Washington DC, USA. - 1990. - P. 319-419.

81. Hancock, G.J. Tests of continuous purlins under downwards loading / G.J. Hancock, M. Celeban, C. Healy //Proceedings of Eleventh International Specialty Con-

ference on Cold-Formed Steel Structures. - St. Louis, Missouri, USA. - 1992. - P. 155179.

82. Hancock, G.J. Tests of purlins with concealed fixed sheeting / G.J. Hancock, M. Celeban, C. Healy // Proceedings of Twelfth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures. - St. Louis, Missouri, USA. - 1994. - P. 155-179.

83. Heinz, D.A. Application of generalized beam theory to the design of thin-walled purlins / D.A. Heinz //Thin-walled structures. - Vol. 19, No 2-4. - 1994. - P. 311-335.

84. Jiang, C. Design of thin-walled purlins for distortional buckling / C. Jiang, J.M. Davies // Thin-Walled Structures. - Vol. 29. - 1997. - P. 189-202.

85. Johnston, N. Calibration of AISI R-factor design approach for purlins using Australian test data / N. Johnston, G. Hancock //Engineering Structures. - Vol.16, No.5. -1994.-P. 342-347.

86. Joo, A.L. Analysis and design of cold-formed thin-walled roof systems: PhD Dissertation / A.L. Joo. - Budapest, 2009. - 107 p.

87. Kachichian, M. Effect of purlin - sheeting interaction on the buckling resistance of Z-purlins / M. Kachichian, L. Dunai // Scientific Publications of the Department of Structural Engineering. - Budapest: Budapest University of Technology and Economics. - 2002. - P 65-72.

88. Kachichian, M. Experimental studies on wide flange trapezoidal sheeting / M. Kachichian, L. Dunai, L. Kaltenbach // Scientific Publications of the Department of Structural Engineering. - Budapest: Budapest University of Technology and Economics. - 2004. - P. 113-120.

89. Kachichian, M. Interaction of LINDAB Z-purlins and LTP45-sheetings. De*

partment Report / M. Kachichian, L. Dunai, L. Kaltenbach, M. Kallo. - Budapest: Budapest University of Technology and Economics. — 1998.

90. Kujawa, M.. Restraining of the cold-formed Z-purlins with sandwich panels / M. Kujawa, W. Werochowski, E. Urbariska-Galewska. - Gdansk, Poland. - 2008.

91. LaBoube, R.A. Behavior of continuous span purlin system / R.A. LaBoube // Ninth International Conference on Cold-Formed Steel Structures. - St. Louis, Missouri, USA.- 1988.-P. 191-203.

92. LaBoube, R.A. Estimating uplift capacity of light steel roof systems / R.A. La-Boube //Journal of Structural Engineering, ASCE. - Vol. 118, No. 3. - 1992. - P. 848852.

93. LaBoube, R.A. Roof panel to purlin connection: rotational restraint factor / R.A. LaBoube //Proceedings of the ISABSE Colloquium on Thin-Walled Structures in buildings. - Stockholm, Sweden. — 1986.

94. LaBoube, R.A. Uplift capacity of Z-purlins R.A. LaBoube //Journal of Structural Engineering, ASCE. - Vol. 117, No. 4. - 1991. - P. 1159-1166.

95. Laine, M. Testing and design of gravity-loaded steel purlins restrained by sheeting / M. Laine, M Tuomala // Journal of Constructional Steel Research. - Vol. 49, No. 2.-1999.-P. 129-138.

96. Lee, S.R. Experimental determination of required lateral restraint forces for Z-purlin supported, sloped metal roof systems / S.R. Lee // Thesis for the degree of Master of Science. - Blacksburg, Virginia, USA. - 2001. - 244 p.

97. Li, L.Y. Lateral-torsional buckling of cold-formed zed-purlins partial-laterally restrained by metal sheeting / L.Y. Li // Thin-Walled Structures. - Vol. 42, No. 2. -2004. - P. 247-268.

98. Lindner, J. Restraint of beams by trapezoidal sheeting using different types of connection / J. Lindner J. // Usami T., Itoh Y, editors. Stability and ductility of steel structures. - Amsterdam: Elsevier. 1998. - P. 27-36.

99. Lucas, R.M. Modeling of the cold-formed purlin-sheeting systems - part 1: full model / R.M. Lucas, F.G.A. Albermani, S. Kitiporchai // Thin-Walled Structures. - Vol. 27, No. 4. - 1997. - P. 223-243.

100. Lucas, R.M. Modelling of the cold-formed purlin-sheeting systems - part 2: simplified model / R.M. Lucas, F.G.A. Albermani, S. Kitiporchai // Thin-Walled Structures. - Vol. 27, No. 4. - 1997. - P. 263-286.

101. Luza, G. Design of Z-purlins: Part 1. Basics and cross-section values according to EN 1993-1-3 / G. Luza, J. Robra // Proceedings of the 5th European Conference on Steel and Composite Structures EUROSTEEL. - Graz, Austria. -2008.

102. Luza, G. Design of Z-purlins: Part 2. Design methods given in Eurocode EN 1993-1-3 / G. Luza, J. Robra // Proceedings of the 5th European Conference on Steel and Composite Structures EUROSTEEL. - Graz, Austria. - 2008.

103. Mahaarachchi, D. Finite element analysis and design of crest-fixed trapezoidal steel cladding with wide pans subject to pull-through failures / Mahaarachchi D., Mahendran M. // Engineering Structures. - Vol. 26, No. 11. - 2004. - P. 1547-1559.

104. Murray, T.M.. North-American approach to the design of continuous Z- and C-purlins for gravity loading and experimental verification / T.M. Murray, S. Elhouar // Engineering Structures. - Vol. 16, No. 5. - 1994. - P. 337-341.

105. Neubert, M.C. Estimation of restraint forces for Z-purlin roofs under gravity loads / M.C. Neubert, T.M. Murray //Research Report RP00-4. American Iron and Steel Institute. -2004. - 30 p.

106. Pekoz, T. Behavior of C and Z-purlins under wind uplift / T. Pekoz, P. So-roushian // Proceedings of the sixth international specialty conference on cold-formed steel structures. - St. Louis, Missouri, USA. - 1982.

107. Pham, C. Direct strength design of cold-formed purlins / C. Pham, G.J. Hancock //Journal of Structural Engineering. - Vol. 135, No. 3. - 2009. - P. 229-238.

108. Pimpasakdi S. Interactive analysis and design of cold-formed steel cladding system / S. Pimpasakdi, F.G. Albermani, S. Kitipornchai //Journal of Constructional Steel Research. - Vol. 60, No. 10. -2004. - P. 1409-1423.

109. Quispe, L. Direct strength method for design of purlins / L.Quispe, G.J. Hancock // Proceedings of the 16th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures. -2002. - P. 561-572.

110. Rousch, C.J. The behavior and design of purlin-sheeting systems: PhD Thesis / C.J. Rousch. - School of Civil and Mining Engineering, The University of Sydney. -1996.

111. Rzeszut, K. Stability analyses of thin-walled laterally braced purlins / K. Rzeszut, R. Studzinsky // The 10th International Conference "Modern Building Materials, Structures and Techniques". - Vilnius, Lithuania. -2010. - P. 758-762.

112. Rzeszut, K. Laterally braced thin-walled purlins in stability problems / K. Rzeszut, A. Czajkowski //Proceedings of the Conference Computer Methods in Mechanics. -2011.

113. Schafer, B.W. Review: The Direct Strength Method of cold-formed steel member design / B.W. Schafer // Journal of Constructional Steel Research. - Vol.67. Issue 7.-2008.-P. 766-778.

114. Schafer, B.W. Direct strength prediction of cold-formed steel members using numerical elastic buckling solutions / B.W. Schafer, T. Pekoz // Proceedings of Fourteenth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures. - St Louis, Missouri, USA. - October 15-16, 1998.

115. Sears, J.M. Proposed method for the prediction of lateral restraint forces in metal building roof systems / J.M. Sears, T.M. Murray // Annual Stability Conference Proceedings, Structural Stability Research Council. - 2007.

116. Seek, M.W. Mechanics of lateral brace forces in Z-purlin roof systems / M.W. Seek, T.M Murray // Conference Proceedings, Structural Stability Research Council Annual Stability Research Council. - Rolla, Missouri, USA. - 2005.

117. Seidel, F. Stiffening of beams in bending by trapezoidal sheeting connected with the substructure at two edges only / Seidel F., Lindner J // Stahlbau. - No. 11. -2011.-P. 832-838.

118. Sesheppa, V. Experimental studies of Z-purlin supported roof systems / V. Sesheppa, T.M. Murray // Fears Structural Engineering Laboratory Report No. FSEL/MBMA 86-01, University of Oklahoma. - Norman, Oklahoma, USA - 81 p.

119. Standards Australia/Standards New Zealand. Cold-formed steel structures, AS/NZS 4600:1996.

120. Standards Association of Australia. Cold-formed steel structures Code, AS1538-1988.

121. Tusnina, O. An approximate analytical method for design of thin-walled Z-purlins supported by sandwich panels / O. Tusnina // Journal of Structural Mechanics "Rakenteiden mekaniikka". -2013. - P. 1-10.

122. Tusnina, O. An Influence of the Mesh Size on the Results of Finite Element Analysis of Z-purlins Supported by Sandwich Panels / O. Tusnina // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vols. 475-476. - Pp. 1483-1486.

123. Tusnina, O. A finite element analysis of cold-formed Z-purlins supported by sandwich panels / O. Tusnina // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 467. -Pp. 398-403.

124. Tusnina, O. Numerical studies of Z-purlins supported by sandwich panels / O. Tusnina // Proceedings of the METNET Seminar 2013 in Lulea. - Hameenlinna: HAMK, 2013. - Pp.78-87

125. Vrany, T. Rotational stiffness of connection of sheeting and cold-formed beam / T. Vrany // Proceedings of the 9th Nordic Steel Conference NSCC. - Helsinki, Finland.-2001.-Pp. 391-398.

126. Vrany, T. Torsional restraint of cold-formed beams provided by corrugated sheeting for arbitrary input variables / T. Vrany // Proceedings of the third European conference on steel structures - Eurosteel, Coimbra. - 2002.

127. Willis, C.T. Behavior of cold-formed steel purlins under gravity loading / C.T. Willis, B. Wallace // Journal of Structural Engineering, ASCE. - Vol. 116, No. 8. -1990.-Pp. 2061-2069.

128. Ye, Z. Analysis of cold-formed zed-purlins partially restraint by steel sheeting. / Z. Ye, R. Kettle, L. Li // Computers&Structures. -Vol.82, No. 9. - Pp. 731-739.

129. Ye Z. Buckling behavior of cold-formed zed-purlins purlins partially restraint by steel sheeting / Z. Ye, R. Kettle, L. Li, B.W. Schafer // Thin-Walled Structures. -Vol.40, No. 10. -2002. - Pp. 853-864.

130. Young-Lin P., Put B.M., Trahair N.S. Lateral buckling strength of cold-formed steel Z-section beams / P. Young-Lin, B.M. Put, N.S.Trahair // Thin-Walled Structures. - Vol. 34, No.l. - 1999. - Pp. 65-93.

131. Yu, C. Distortional buckling of cold-formed steel members in bending / C. Yu, B.W. Schafer// Research report RP05-1. American Iron and Steel Institute, - 2005. -386 p.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Рекомендации по расчету тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с учетом жесткости соединения с сэндвич-панелями

Расчет тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия с ограждающими конструкциями из сэндвич-панелей при уклонах кровли до 10% включительно рекомендуется выполнять в соответствии с настоящими рекомендациями.

Рекомендации составлены с учетом положений европейских [73] и отечественных [51] норм с использованием для расчета жесткости соединения прогона с сэндвич-панелями методики, разработанной в рамках настоящих диссертационных исследований.

1. Расчет прогона на прочность

Расчет прогона на прочность предлагается выполнять по следующей формуле:

N M Mf:

сг =-+-+ —J—<Rvc,

A W W y

где

N— продольное усилие;

Aeff— редуцированная площадь сечения, принимаемая для случая равномерного сжатия во всем сечении;

Му — изгибающий момент, действующий относительно оси Y-Y;

Weff>y - момент сопротивления эффективного сечения относительно оси Y-Y, определяемый для случая только изгиба профиля относительно оси Y-Y;

MfZ — изгибающий момент относительно оси Z-Z;

Wfz - момент сопротивления части сечения, состоящего из нижней полки с отгибом и участка стенки размером 1/5 высоты прогона для С- и Z-профилей и 1/6 высоты для ^-профилей (рисунок П. 1.1), относительно оси Z-Z.

^.-расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

ус — коэффициент условий работы.

С учетом рекомендаций европейских норм [73] и на основе результатов проверки возможности потери местной устойчивости элементов профиля по СП

16.13330.2011 [51] было определено, что следует использовать геометрические характеристики эффективного сечения, учитывающие возможную потерю местной устойчивости элементов профиля. Определение характеристик эффективных сечений рекомендуется выполнять в соответствии с положениями [72] и [73].

Причем, в данном случае при определении изгибных геометрических характеристик профиля принимается, что все поперечное сечение испытывает только изгиб относительно соответствующей оси, а при определении площади - только сжатие.

<7

Рисунок П1.1 - Схема к определению напряжений в поперечном сечении прогона

Закручивание и изгиб прогона в горизонтальном направлении моделируются, как результат воздействия эквивалентной горизонтальной равномерно распределенной нагрузкой дь, приложенной к свободной полке прогона.

Рисунок П1.2 - Схема действия эквивалентной горизонтальной нагрузки на прогон, рассматриваемый, как балка на упругом основании жесткостью К (показан случай действия отрицательной вертикальной нагрузки от ветрового отсоса)

Учет влияния прикрепленных к прогону ограждающих конструкций, препятствующих его повороту и горизонтальному смещению, осуществляется путем представления нижней части прогона (рисунок П1.1) как балки на упругом основании жесткости К (рисунок 10.1 [73] - см. рисунок П1.2), загруженной эквивалентной горизонтальной нагрузкой д/,,.

*ло =

±_

!п(Ь2 +2сЬ-2с2 Ь/Ь)

41,

Симметричный ¿-профиль

Центр

изгиба >

\

гт

О)

Центр изгиба

и,

сл

СХ

-

Л,-

1у ¡1 Т.. С или X профиль

а) А"/,0 - коэфф1Шиент для горизонтальной нагрузи! (А'/)0 при действии нагрузи! через центр изгиба)

Центр изгиба

кп ~ кпо

Положительная нагрузка (собственный вес, Ь) снеговая нагрузка и т.д.)

Ь—я

1

¿1

Центр изгиба

к„»км-а/Н Г)

с) Отрицательная нагрузка (отрыв)

Рисунок П1.3 — Значения коэффициента ку, для определения эквивалентной горизонтальной равномерно распределенной нагрузки ф, Примечания к рисунку П1.3:

(*) если центр изгиба находится справа от нагрузки то нагрузка действует в противоположном направлении;

(**) при а/И>ка нагрузка кидкл действует в противоположном направлении.

Эквивалентная равномерно распределенная горизонтальная нагрузка qh, приложенная к свободной полке прогона определяется по следующей формуле (формула (10.4) [73]):

4h=kh4, где

кц - коэффициент, определяемый в зависимости от типа и размеров поперечного сечения прогона и направления действия вертикальной нагрузки по рисунку 10.3 [73] (см рисунок П 1.3);

q - вертикальная равномерно распределенная нагрузка.

Таблица П1.1 — Значения изгибающего момента M0j-z Ed и коэффициента kR

Схема

Позиция

Mr, Ï-VA

AS.

1

m

К

U2-

( La = L)

-3L

-U2—

m

1

<7кна V

v p =-

1 - 0,0225Д 1 + ШЗЛ

I

x m --1-

5/8L,—^ точка закрепления

m

A» = -

1-0.014Ш 1 + 0,416J?

A я =-

1ф0,0314Л 1 + 0,39бЯ

Ъ-L

m

Г

ъ

точкн закрепления

ш

24

As =-

1—0,0125Д 1 + 0Д98Д

1 + 0,0178Д 1 + 0Д91Л

KL?

Данные таблицы П1.1 допускается применять при условии R = 4 а - < 40.

п El fa

Изгибающий момент Мр, вызванный эквивалентной горизонтальной равномерно распределенной нагрузкой с учетом жесткости упругого основания К определяется по следующей формуле (формула(10.5) [73]):

М/2 =к](М0/г,

где

М0/2 - полный изгибающий момент, действующий в нижней полке, без учета упругого основания, определяется по таблице 10.1 [73] (см. таблицу П1.1);

кд - корректирующий коэффициент, учитывающий влияние подкрепляющего действия со стороны упругого основания (определяется по таблице 10.1 [73]), в зависимости от коэффициента Я.

Коэффициент К определяется по следующей формуле (формула (10.6) [73]):

Я—СП1.1)

к Е1

где

К — погонная жесткость условной линейной пружины [(Н/м)/м], зависит от типа применяемых ограждающих конструкций, типа крепления и прочих факторов, для случая ограждающих конструкций из сэндвич-панелей определяется по разработанной в рамках настоящей диссертационной работы методике;

Ьа - расстояние между закреплениями нижней полки из плоскости, при отсутствии закреплений - пролет прогона;

1/г - момент инерции части поперечного сечения прогона, состоящей из нижней полки и участка стенки (рисунок П. 1.1) относительно оси Ъ-Ъ.

Для ограждающих конструкций из сэндвич-панелей с жестким утеплителем, прикрепленных самонарезающими винтами к прогонам С-или г-образного сечения жесткость К рекомендуется определять по разработанной в рамках настоящих диссертационных исследований методике при соблюдении следующих условий:

- сэндвич-панель крепится к прогону самонарезающими винтами, расположенными по длине прогона с равным шагом, но не реже, чем в каждом втором гофре сэндвич-панели;

- величина отгиба с полки прогона шириной b удовлетворяет условию

о.з < с/Ь < о.б.

В соответствии с разработанной методикой жесткость К [Н/м2] определяется по формуле:

к =_Ъ_

4 h2lpan ih*(h + b/2){l-v2p)

пЕь,АЪ2 + Ep(ßkftI

где

а„ - коэффициент, учитывающий возможное отклонение винта от середины полки на расстояние не более 15% от ширины полки, принимается равным а0 = 1, в случае установки винтов в середину полки;

а0 = 4.46+0.43, в случае установки винтов со смещением не более 15% ширины полки от середины; h - высота прогона, м;

tpcm—толщина сэндвич-панели в месте крепления винта, м; п — число винтов на 1 метр длины прогона; Е1т - модуль упругости теплоизоляционного слоя панели, Н/м2; Ъ - ширина полки прогона, к которой крепится сэндвич-панель, м А0 — площадь фиктивного стержня из материала утепляющего слоя сэндвич-панели, испытывающего продольные деформации, принимается равной: А =0.168/ + 4.2-/ +78.3/ —0.042 (м2),

о pan р sp V /?

где /^-толщина панели в месте установки винта, м;

tp - полная толщина прогона, с учетом толщины слоя цинкового покрытия, в случае применения оцинкованных профилей, м; tsp - толщина листа сэндвич-панели, м.

Ер, vp — соответственно модуль упругости [МПа] и коэффициент Пуассона материала прогона;

ß — коэффициент, учитывающий неравномерность деформаций прогона, вследствие дискретности расположения самонарезающих винтов по его длине;

к - коэффициент, учитывающий податливость соединения за счет местных изгибных деформаций полки прогона вблизи самонарезающего винта;

Коэффициент к предлагается определять по следующим формулам:

к < 200 к = 6.561Л2 -3.905Л + 1.370 + а'(й/г )2 +Ь,(кНв) + с'

(П1.2)

И > 200 к = -13.545И2 + 4.339Л + 0.497 + а' (И / 1р )2 + V (И /гр) + с'

Значение коэффициентов а', Ь' и с' для наиболее распространенных профилей представлены в таблице П1.3. Для промежуточных высот профилей значения коэффициентов а', Ь' не' определяются линейной интерполяцией. Также в таблице П1.2 представлены значения коэффициента к, определенные по формулам (П1.2) для основных типоразмеров профилей.

Таблица П1.2 - Значения коэффициентов к, а', Ь' и с'

к, мм ¿р, мм к а'-10° ¿'•Ю-3 с'

1 0.796

100 1.2 0.788 1.587 -2.465 0.088

1.5 0.790

2 0.800

1 0.844

150 1.2 0.835 1.383 -3.436 0.205

1.5 0.843

2 0.869

1.5 0.879

200 2 0.852 -5.192 12.940 -0.775

2.5 0.780

3 0.709

1.5 0.899

250 2 0.870 -2.932 9.248 -0.632

2.5 0.804

3 0.740

1.5 0.933

300 2 0.899 -1.524 6.011 -0.449

2.5 0.843

3 0.789

2 0.912

350 2.5 0.867 -1.970 7.506 -0.605

3 0.810

Коэффициент р зависит от количества винтов на 1 метр длины прогона и их расположения и может быть определен следующим образом:

, „ , 0.668л:

- в случае наличия трех и менее винтов на 1 метр прогона: р = 1--,

п

где х - половина шага размещения самонарезающих винтов, но не более рас-стояшгя между гофрами сэндвич-панели м;

п - количество винтов на 1 метр длины прогона.

- в случае установки четырех и более винтов на 1 метр прогона р = 1

2. Расчет прогона на устойчивость

В соответствии с рекомендациями европейских стандартов при расчете хо-лодногнутых прогонов покрытия выполняется проверка изгибно-кругильной формы потери устойчивости сжатой зоны прогона.

Целесообразность выполнения проверки устойчивости в такой постановке Еигособе подтверждена результатами настоящих диссертационных исследований, так как исчерпание несущей способности прогона по первому предельному состоянию, как по результатам эксперимента, так и по результатам численного анализа произошло вследствие потери устойчивости сжатой зоны прогона вблизи средней опоры.

Кроме того, отсутствие в отечественной нормативной литературе рекомендаций (в частности по определению коэффициента щ) по проверке общей устойчивости изгибаемых элементов несимметричного поперечного сечения (2> образного, С-образного и т.д.) вызывает необходимость выполнения расчета в соответствии с европейскими методиками.

В зоне сжатия свободной полки прогона проверку общей устойчивости прогона следует выполнять по следующей формуле (формула (10.7) [73]): 1 , N Му М/г

^т Чг ^

где

Хьт ~ понижающий коэффициент для изгибно-крутильной формы потери устойчивости (коэффициент устойчивости).

В данном случае коэффициент хьт допускается определять по кривой устойчивости Ь (рисунок 6.4 [72] (см. рисунок П1.4)) либо по формуле (формула (6.57) [72]):

1

Хьт

ф,7 + лФ2-/?я1

■LT

где

Ф1Т = 0.5(1 + aLT(XLT - XLT0) + ßXlT)

XLT- условная гибкость, в данном случае рассматривается условная гибкость части сечения, испытывающего изгиб из плоскости (рисунок П1.1) и \т = Xß

\Xlt * 1

Кроме того, должны соблюдаться следующие условия [72]:

Xlt

T-LT

Для кривой устойчивости Ь параметры имеют следующие значения: а^0.34; = 0.4; (3=0.75

11 1,0 09

►j

Ё 0-7 &

I 06

•в*

f

g 0.5

04

а оз £

0.2

0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 Усл< 4 1 эвная г 6 1 нбкост 8 2 ь k[z 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3

0 1

Рисунок П1.4 - Кривые устойчивости

Условная (non-dimensional) гибкость части сечения прогона, испытывающей изгиб из плоскости, Xfz определяется по следующей формуле (формула (10.8) [73]):

-

где

- расчетная длина нижней полки;

//г - радиус инерции части поперечного сечения прогона, состоящей из нижней полки с отгибом и участка стенки (рисунок П. 1.1) относительно оси Ъ-Ъ\

Я, = л I— .

Р,

При условии, что 0 < Л ^ 200 расчетная длина сжатой полки (рисунок П1.4) может быть определена из следующего выражения (формула (10.9) [73]):

где

Ьа - расстояние между точками закрепления сжатой полки из плоскости, в случае отсутствия таковых пролет прогона, если в пролете имеется более 3-х точек закрепления, то Ьа принимается равным ¿/3;

Ц2, т/зи *14- коэффициенты, зависящие от числа точек закрепления сжатой полки, для положительного направления нагрузки (собственный вес, снег и т.д.) определяются по таблице 10.2а [73]. (см. таблицу П1.3), для отрицательного направления нагрузки (ветровой отсос) - по таблице 10.2Ь [73] (см. таблицу П1.4);

Коэффициент R =

кг

лАЕ1

- см. формулу П1.1 и далее.

Рисунок П1.5 - К определению расчетной длины нижней полки при действии

положительной нагрузки

За расчетную длину нижней полки принимают длину ее сжатого участка, в случае неразрезного прогона и действия положительной нагрузки — приопорные зоны между точками нулевых моментов — заштрихованные участки на рисунке П1.5, в случае действия отрицательной нагрузки - заштрихованные участки на рисунке П1.6.

Таблица П1.3 - Коэффициенты ц2, Цз и гу для положительного направления нагрузки (собственный вес, снеговая и т.д.)

Положение Количество раскреплений П2 Г|з Г|4

Крайний пролег 0 0.414 1.72 1.11 -0.178

Промежуточный пролет 0.657 8.17 2.22 -0.107

Крайний пролет 1 0.515 1.26 0.868 -0.242

Промежуточный пролег 0.596 2.33 1.15 -0.192

Крайний ¡ши промежуточный пролет 2 0.596 2.33 1.15 -0.192

Крайний или промежуючный пролег 3 или 4 0.694 5.45 1.27 -0.168

Таблица П1.4 — Коэффициенты г\ь ц2, Vз и щ Для отрицательного направления нагрузки (ветровой отсос)

Положение Количество раскреплений >/■ Ф >/4

Одноиролешая балка 0 0.694 5.45 1.27 -0.168

КраНшШ пролет 0.515 1.26 0.868 -0.242

Промежуточный пролет 0.306 0.232 0.742 -0.279

Однопролстная балка и крайний пролет 1 0.800 6.75 1.49 -0.155

Промежуточный пролет 0.515 1.26 0.868 -0.242

Однопролетная балка 2 0.902 8.55 2.18 -0.111

Крайний к промежуточный пролет 0.800 6.75 1.49 -0.155

Однопролетная балка и крайний пролет 3 или 4 0.902 8.55 2.18 -0.111

Промежуточный пролет 0.800 6.75 1.49 -0.155

Примечание - Данные таблиц П1.3 и П1.4 действительны либо для однопро-летного прогона, либо для неразрезного прогона с одинаковыми пролетами, загруженного равномерно распределенной нагрузкой, с соединениями на опоре, которые могут быть рассмотрены как абсолютно жесткие.

Рисунок П1.6 - К определению расчетной длины нижней полки при действии

отрицательной нагрузки Таким образом, в данном приложении представлены рекомендации по расчету прочности и устойчивости тонкостенных холодногнутых прогонов покрытия, составленные с учетом соответствующих положений европейских норм Еигосоёе, требований отечественных норм и с применением разработанной в рамках настоящих диссертационных исследований методики по расчету жесткости соединения прогона с сэндвич-панелями.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Справки о внедрении результатов диссертации