Прочность и пространственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Кузнецов, Алексей Юрьевич

• Кузнецов, Алексей Юрьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кузнецов, Алексей Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ_

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ_13

1.1 Область применения и особенности работы конструкций из холодногнутых профилей_13

1.1.1 Область применения_13

1.1.2 Особенности работы_20

1.2 Краткий обзор исследований пространственной устойчивости_22

1.3 Краткий обзор исследований потери местной устойчивости, формы сечения и их взаимного влияния на общую устойчивость_21

1.4 Выводы по главе, цели и задачи исследования_32

2 НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННЫЕ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ В СЕЧЕНИЯХ ТОНКОСТЕННЫХ ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ_34

2.1 Постановка задачи, гипотезы и допущения_34

2.2 Потеря местной устойчивости пластин составляющих стержневой элемент_3

2.2.1 Методика определения влияния потери местной устойчивости по Еигосос1е 3_38

2.2.2 Решение задачи потери местной устойчивости с помощью метода конечных элементов_39

2.3 Потеря устойчивости формы сечения_45

2.4 Методика определения напряженно-деформированных и предельных состояний в сечениях составных стержневых элементов из холодногнутых профилей_47

2.5 Остаточные напряжения и упрочнение материала в процессе изготовления профилей_51

2.6 Результаты исследования прочности, характеризующие особенности работы стержневых элементов из холодногнутых профилей_54

2.6.1 Влияние потери местной устойчивости и устойчивости формы

сечения на предельные состояния элемента по прочности_54

2

2.6.2 Влияние остаточных напряжений и упрочнения материала на работу тонкостенных холодногнутых профилей_61

2.6.3 Сравнение результатов полученных по модифицированному алгоритму «Сечение» с результатами расчета по Еигосоёе 3_62

2.6.4 Рекомендации по определению рациональных геометрических параметров сечений тонкостенных холодногнутых профилей_64

2.7 Инженерная методика расчета тонкостенных холодногнутых стержневых элементов на прочность_66

2.8 Выводы по главе_68

3 ПРОСТРАНСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ_69

3.1 Постановка задачи, гипотезы и допущения_69

3.2 Методика решения задачи пространственной устойчивости тонкостенного стержня_72

3.3 Учет редуцирования сечений в решении задачи пространственной устойчивости_75

3.4 Исследование пространственных деформаций и устойчивости тонкостенных холодногнутых профилей_78

3.4.1 Влияние редуцирования сечений на пространственные перемещения и устойчивость составных холодногнутых стержневых элементов_78

3.4.2 Влияние гибкости элементов и относительных эксцентриситетов на устойчивость холодногнутых стержней_83

3.4.3 Влияние различных относительных эксцентриситетов на несущую способность тонкостенных холодногнутых стержневых элементов_85

3.5 Инженерная методика оценки несущей способности тонкостенных холодногнутых стержневых элементов_88

3.6 Выводы по главе_99

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДЕФОРМАЦИЙ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ТОНКОСТЕННЫХ

ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ_100

4.1 Цель и задача экспериментов_100

4.2 Описание экспериментальных образцов, датчиков и установки для испытаний_102

4.3 Методика проведения и описание эксперимента_110

4.4 Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических результатов_115

4.5 Выводы по главе_120

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ_121

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ_123

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прочность и пространственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. С целью снижения расхода металла в строительных конструкциях применяют наиболее эффективные типы стержневых элементов, поперечные сечения которых назначают из принципа рационального распределения материала. В настоящее время в мировой практике широкое распространение приобрели стержневые конструкции из оцинкованных тонкостенных холодногнутых профилей, полученные методом холодного формообразования на профилегибочных станах из прокатного листового металла. Полученные таким образом профили толщиной до 4мм по сравнению с горячекатаными обладают повышенной изгибной жесткостью в сочетании с низким погонным весом в среднем на 20-30%. Дополнительный экономический эффект от применения таких профилей достигается за счет отказа от использования грузоподъемной техники при возведении зданий и сооружений.

Однако применение легких тонкостенных стальных конструкций (ЛСТК) сдерживается отсутствием соответствующей нормативной базы, которая без проведения научных исследований особенностей их работы не может быть создана. В отличие от обычных стальных конструкций, где установлены геометрические соотношения параметров сечения их стержневых элементов, заведомо обеспечивающие местную устойчивость, в элементах ЛСТК потеря местной устойчивости допускается на ранних стадиях нагружения. Необходимость учета этого фактора не позволяет применять для их расчётов существующие отечественные нормативные документы, а имеющийся зарубежный опыт, вследствие значительного различия государственных стандартов, не может быть применен.

Поэтому в настоящее время одним из актуальных направлений исследования является изучение влияния потери местной устойчивости на прочность и устойчивость стержневых элементов из тонкостенных холодногнутых профилей.

Степень разработанности темы исследования. Теоретические основы исследования прочности и устойчивости тонкостенных холодногнутых стержневых элементов заложены в технической теории расчета тонкостенных стержней и в деформационной теории расчета В. 3. Власовым, развитые Б.М. Броуде, Л.Н. Воробьевым, С.П. Вязменским и обобщенные Е.А. Бейлиным. Составленные на основе этих теорий система дифференциальных уравнений равновесия стержневого элемента для пространственно-деформированной схемы в большинстве случаев не допускает решения в замкнутом виде далее при упругой стадии работы материала. Поэтому рядом авторов предлагались различные приближенные методы ее решения. Среди них следует отметить работы Г.И. Белого, в которых им предложен аналитически-численный подход, доказавший свою эффективность при решении задач пространственной устойчивости стержневых элементов, как в упругой, так и в упругопластической стадии работы материала. Позднее он получил свое развитие в исследованиях Н.Г. Сотникова, В.Б. Мазура, H.H. Родикова, С.Н. Сергеева, С.Н. Пичугина, П.А. Пяткина, И.В. Астахова, В.В. Михаськина и др.

Потеря местной устойчивости отдельных платин холодногнутых

стержневых элементов и их закритическая работа изучалась в рамках теорий

жестких и гибких оболочек, которой занимались С.П. Тимошенко, Ф. Блейх,

A.A. Ильюшин, В.З. Власов, Б.М. Броудэ и другие. Отдельно следует

отметить труды Т. Кармана, Д. Винтера, которые представили инженерную

методику учета влияния потери местной устойчивости, основанную на

понятии «эффективного сечения». Продолжающиеся исследования Д.Т.

Девольфа, Д. Рходеса, Т. Пекоза, Т.П. Десмонда, Г.Д. Хенкока и др., были

направлены на изучение взаимного влияния различных форм потери местной

устойчивости, поиску рациональных форм сечения, учету влияния

остаточных напряжений и начальных геометрических несовершенств. В

последнее время зарубежом вопросами расчета тонкостенных холодногнутых

конструкций занимаются Б.В. Шафер, совершенствовавший адаптированный

6

для таких задач метод конечных полос. К.Д.Р. Рассмусен и Д. Камотим построили свои решения на обобщенной балочной теории Р. Шарда. В настоящее время в России данными вопросами активно занимаются Э.Л. Айрумян, В.Ф. Беляев, Г.И. Белый, И.И. Ведяков, В.В. Зверев, В.В. Егоров, И.И. Крылов, Л.В. Енджиевский, В.В. Катюшин, И.В. Астахов, A.C. Семенов, И.Г. Катранов, A.B. Тарасов и др.

Настоящая работа является развитием и обобщением аналитическо-численной методики Г.И. Белого, в которой учет искажение формы сечения основывается на экспериментально-теоретических результатах Т. Кармана и Д. Винтера, реализованных в нормативных документах Евросоюза.

Цель н задачи исследования.

Цель исследования - разработка методики расчета стержневых элементов конструкций составного сечения из тонкостенных холодногнутых профилей на прочность и пространственную устойчивость с учетом потери местной устойчивости и формы сечения.

Задачи исследования:

1. Разработать методику, алгоритм и программу определения напряженно-деформированных и предельных состояний в сечениях составных тонкостенных холодногнутых профилей с учетом влияния потери местной устойчивости, устойчивости формы сечения, остаточных напряжений и упрочнения материала.

2. Разработать методику, алгоритм и программу расчета рассматриваемых стержневых элементов составного сечения на пространственную устойчивость с учетом влияния потери местной устойчивости и устойчивости формы сечения.

3. Исследовать особенности работы стержневых элементов на прочность и общую устойчивость в зависимости от форм и размеров сечений, гибкости стержня и составляющих его пластин, а также относительных эксцентриситетов.

4. Оценить влияние потери местной устойчивости сечений на прочность и общую устойчивость стержня.

5. Выполнить экспериментальные исследования пространственной работы и устойчивости тонкостенных холодногнутых элементов с целыо сравнительного анализа результатов с теоретическими данными.

6. Разработать инженерную методику расчета на прочность и общую устойчивость стержневых элементов составного сечения с учетом редуцирования по Еигосос1е 3 в форме норм проектирования и с введением новых данных о влиянии потери местной устойчивости.

Объект исследования: стержневой тонкостенный элемент составного сечения из холодногнутых профилей.

Предметом исследования: взаимное влияние форм местной и общей потери устойчивости.

Научная новизна исследования:

1. Предложена методика, алгоритм и программа определения напряженно-деформированных и предельных состояний в сечениях составных стержневых элементов из тонкостенных холодногнутых профилей с учетом влияния потери местной устойчивости, устойчивости формы сечения, остаточных напряжений, зон упрочнения материала и начальных геометрических несовершенств в виде местных погибей.

2. Предложена инженерная методика оценки прочности стержневых элементов с учетом влияния потери местной устойчивости в виде редуцирования сечения по рекомендациям Еигосойе 3 в форме норм проектирования.

3. Предложена методика, алгоритм и программа определения пространственных деформаций и устойчивости составных стержневых элементов из тонкостенных холодногнутых профилей с учетом влияния потери местной устойчивости и формы сечения.

4. Предложена инженерная методика оценки общей устойчивости

стержневых элементов с учетом влияния потери местной устойчивости в

8

виде редуцирования сечения по рекомендациям Еигосойе 3 в форме норм проектирования.

5. Проведено экспериментальное исследование пространственной работы стержневых элементов составного сечения из спаренных тонкостенных холодногнутых профилей на внецентренное сжатие с двухосным эксцентриситетом.

Методологической основой диссертационного исследования послужили основные положения теории расчета тонкостенных стержневых элементов открытого профиля, деформационные теории, теории расчета устойчивости гибких оболочек, аналитически-численный метод, метод «эффективного сечения» (метод редуцирования) и метод эксперимента.

Личный вклад автора. Все результаты диссертационной работы получены лично автором. Во всех работах, опубликованных в соавторстве, автору в равной степени принадлежит постановка задач и формулировка основных положений, определяющих научную новизну исследований.

Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения, пункт 3 «создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций наиболее полно учитывающих специфику воздействий на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности».

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Разработанная методика, алгоритм и программа расчета позволяют оценить несущую способность тонкостенных холодногнутых стержневых элементов на несколько порядков быстрее, чем по методу конечных элементов без снижения точности вычислений, что позволяет использовать их в практическом проектировании.

Разработана инженерная методика расчета на прочность и общую

устойчивость стержневых элементов составного сечения с учетом

9

редуцирования по Еигосойе 3 в форме норм проектирования, с введением новых данных о влиянии потери местной устойчивости.

Полученные результаты успешно применяются для проектирования легких стальных тонкостенных конструкций в ООО ЦНИИПСК им. Мельникова, ЗАО «ЭКСЕРГИЯ» и НП «Международная ассоциация легкого стального строительства».

Теоретические положения и результаты экспериментальных исследований, полученные при выполнении диссертационной работы, используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «СПбГАСУ» при подготовке специалистов по уникальным зданиям и сооружениям и магистров направления 270800.68 «Строительство», а также при выполнении выпускных квалификационных работ, дипломных проектов и магистерских диссертаций.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях: 64-я международная научно-техническая конференция молодых ученых (СПб, СПбГАСУ, 2011); 65-я международная научно-техническая конференция молодых ученых (СПб, СПбГАСУ, 2012); 68-й научная конференция профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов университета (СПб, СПб ГАСУ, 2012); круглый стол в рамках 18-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо 2012» по теме: «Легкие тонкостенные конструкции» (Москва, ВДНХ, 2012); международный конгресс «Актуальные проблемы современного строительства» (СПб ГАСУ, 2012); научно-практическая конференция «Расчет и проектирование металлических конструкций»(Москва, МГСУ, 2013).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 6 печатных работах, общим объемом 25 п.л., лично автором - 25 п.л., в том числе 2 работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденный ВАК РФ.

Статьи в рецензируемых эюурналах ВАК:

1. Кузнецов, А. Ю. Напряженно-деформированные и предельные состояния в сечениях стержневых элементов из оцинкованных профилей [Текст] / А. Ю. Кузнецов // Вестник гражданских инженеров. - 2013. - № 2 (37). -С. 56-60.

2. Кузнецов, А. Ю. Влияние потери местной устойчивости на общую устойчивость сжатого с двухосным эксцентриситетом стержневого элемента [Текст] / А. Ю. Кузнецов // Вестник гражданских инженеров. - 2013. - № 3 (38). -С. 56-60.

Статьи в других гаданиях:

3. Кузнецов, А. Ю. Влияние потери местной устойчивости на прочность тонкостенных холодногнутых элементов [Текст] / А. Ю. Кузнецов // Актуальные проблемы строительства и архитектуры : материалы междунар. науч.-практ. конф. студентов, молодых ученых и докторантов / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит, ун-т. - СПб., 2012. - В 2 ч., ч. 1. - С. 129-133.

4. Кузнецов, А. Ю. Особенности работы сжато-изогнутых элементов из холодногнутых профилей [Текст] / А. Ю. Кузнецов // Актуальные проблемы современного строительства : 64-я Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых, посвященная 300-летию со дня рождения М. В. Ломоносова / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2011. - В 3 ч., ч. 2. - С. 150-154.

5. Кузнецов, А. Ю. Прочность элементов конструкций из холодногнутых профилей [Текст] / А. Ю. Кузнецов // Доклады 68-й науч. конф. профессоров, преподавателей, науч. работников, инженеров и аспирантов университета / С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб., 2011. - В 5 ч., ч. 2. - С. 63-66.

Статьи в иностранных журналах:

6. Belyy, G. Bar element buckling of cold formed this-walled steel sections in accordance with Russian Federation standard [Text] / G. Belyy, A. Kuznetsov // Proceedings of the METNET Seminar 2012 in Izmir, Turkey, on 10-11 October 2012. - [Hameenlinna, FINLAND, 2013]. - S. 65-71.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами по каждой из них, общих выводов и приложений. Диссертация содержит 142 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 65 рисунков, 44 формулы, 1 приложение и список использованной литературы из 144 наименований из которых 91 отечественных авторов.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Область применения и особенности работы конструкций из холодногнутых профилей

1.1.1 Область применения

С учетом постоянно возрастающих темпов роста мировой экономики в сочетании с текущим уровнем социально-экономического развития Российской Федерации, в стране ощущается острая потребность в возведении новых промышленных мощностей, сельскохозяйственных сооружений и жилищных фондов, отвечающих современным требованиям качества, экономичности и энергоэффективности. В отрасли строительства наблюдается существенный рост процента использования перспективных конструкций из легких тонкостенных холодногнутых профилей в качестве несущих и ограждающих элементов для зданий и сооружений [1,3].

Принцип их изготовления основан на холодном деформировании тонколистовой рулонной стали в глубокой пластической стадии с толщинами от 0.7 до 4мм на кромкогибочных устройствах или штампах при полумеханизированном процессе, либо на профилегибочных станах (рис. 1.1.) через последовательно установленные пары катков, при полностью механизированном процессе. При этом последний способ формообразования является предпочтительным вследствие его высокой технологичности, малого энергопотребления, компактности, транспортабельности, меньших отклонений в геометрических размерах получаемых профилей, а также сглаженных распределений появляющихся остаточных напряжений при постепенном придании заданной формы [69].

Рис. 1.1. Автоматизированный профилегибочный стан по производству 7-образных

профилей

Получаемые при таком производстве виды профилей отличаются большим разнообразием геометрических форм и типоразмеров (см. рис. 1.2). Площадь сечения элементов при этом может быть эффективно разнесена относительно центра тяжести, что значительно повысит его изгибную жесткость без увеличения погонной массы. Их легкость позволяет производить быстрый и качественный монтаж на строительной площадке, как правило с отказом от применения грузоподъемных механизмов.

а) л 1 1 Т1

тг _ -ь 1 •к 1 -Ь -1

---и---

ь

у

Л

б)

г " 1

1 J

ч—

Рис. 1.2. Сечения стержневых элементов из тонкостенных холодногнутых профилей:

а)одиночные профили, б)составные профили Соединения элементов (см. рис. 1.3) чаще всего осуществляют на самонарезающих винтах и вытяжных заклепках [72], обеспечивающих высокую скорость и удобство монтажа, реже на болтовых соединениях, являющихся более надежным, но одновременно и более дорогостоящим видом соединений. В отдельных случаях применяют крепления на основе принципа местного прессования листа одного профиля в другой (пресс соединения типа «Розетт»),

Рис. 1.3. Элементы соединения тонкостенных холодногнутых профилей: а) болты, б)самонарезающие винты, в)вытяжные заклепки, г)дюбеля, д) пуклевки, е) пресс-

соединения

В качестве материала в тонкостенных холодногнутых профилях рекомендуется применять оцинкованную сталь с относительной деформацией не менее 12% для обеспечения возможности формообразования. С целью коррозионной защиты сталь должна иметь цинковое покрытие первого и повышенного класса по ГОСТ 14918-80* [85] с толщиной не менее 20мк. Исследования американского института железа и стали показали, что при скорости развития коррозии цинкового покрытия в нормальных условиях эксплуатации в среднем 0,1мк/год, коррозионная защита может быть обеспечена на многие десятки лет [104].

Зарубежный и российский опыт их применения в последние года свидетельствует об актуальности строительства зданий и сооружений из тонкостенных холодногнутых профилей [117, 123, 129]. Так, доля строительства из таких конструкций на рынке постоянно растет, и в настоящее время в США она составляет порядка 30%, в Великобритании, Германии, Японии от 15 до 20% от общего производства металлоконструкций [28, 45].

Наиболее широкое свое использование они получили при возведении малоэтажных каркасов жилых зданий (рис. 1.6а) [2], высотой до трех этажей, где они часто входят в состав ограждающих стеновых панелей, а также применяются в виде балок перекрытия и покрытия кровли [44]. Сборка таких каркасов чаще всего осуществляется поэлементно на самонарезающих

винтах. При этом стеновое ограждение выполняется в полной заводской готовности в виде панелей. Наиболее удачные решения покрытий из легких тонкостенных конструкций легли в основу проектов по реконструкции кровель существующих зданий (рис. 1.66), а также по надстройке дополнительных мансардных этажей, где легкость тонкостенных холодногнутых конструкций позволяет не проводить мероприятия по усиления нижележащих элементов.

В промышленном и сельскохозяйственном сегменте рынка до некоторых пор их использование ограничивалось несущими прогонными элементами, а также второстепенными элементами ограждений. Однако, в последнее время, с развитием экспериментальной и теоретической базы появляются решения с их применением как несущих конструкций ригелей в виде рам (рис. 1.6в) и ферм (рис. 1.4, 1.5, рис. 1.6г, д) пролетами до 18-24м [38, 43, 51]. Как показали результаты испытаний стропильных ферм [39, 60, 80, 100, 101], такие конструкции обладают в среднем на 8-20% меньшим расходом металла по отношению к горячекатаным профилям.

Еще одним перспективным решением из холодногнутых профилей является возведение бескаркасных быстровозводимых сооружений (рис. 1.6е) [58]. В этом случае несущий элемент представляет собой одновременно ограждающую и несущую конструкцию в виде гофрированного с высотой стенки 150-200мм листа загибаемого под определенным радиусом в виде арочного свода.

Подводя итог, следует отметить, что, несмотря на относительно небольшую долю применения легких тонкостенных конструкций из холодногнутых профилей по отношению к мировому производству, в Российской Федерации имеются все предпосылки к развитию этого направления.

с_и

С—]

Рис. 1.5. Конструктивные решения покрытия пролетом 18м.

Рис. 1.4. Конструктивное решение покрытия пролетом 22,5м

Рис. 1.6. Области применения конструкций из легких тонкостенных холодногнутых элементов, а) малоэтажное домостроение, б) кровельные и мансардные системы, в) рамные пролетные конструкции, г) ферменные конструкции до 24м, д) комбинированные конструкции ферм из 2-образных профилей и прокатного металла, е) бескаркасные

арочные покрытия ангаров

1.1.2. Особенности работы

Обладая определенным потенциалом к развитию, применение тонкостенных холодногнутых профилей в России сдерживается недостаточной изученностью действительной работы рассматриваемых конструкций и отсутствием нормативной базы для достоверного их проектирования.

Использование элементов из тонкостенных холодногнутых профилей, из-за их малой по отношению к габаритным параметрам толщине, неразрывно сопряжено с вопросами потери местной устойчивости и формы сечения. Вследствие перераспределения напряжений в сечениях и закритической работы потерявших устойчивость их частей стержневые элементы могут продолжать воспринимать возрастающую нагрузку. Вместе с тем потеря местной устойчивости будет существенным образом, негативно отражаться на их работе.

Величина этого влияния в наибольшей степени зависит от гибкости пластин, составляющих профили (отношения поперечного размера пластины к ее толщине), что отражается на значениях критических напряжений потери местной устойчивости. Следует заметить к тому же, что сопутствующие изготовлению и появляющиеся при монтаже локальные геометрические несовершенства в виде погиби пластин отрицательно сказываются на величинах критических напряжений, снижая их абсолютные значения. Учет данного обстоятельства должен рассматриваться по результатам многочисленных обмеров геометрических параметров холодногнутых профилей производимых различными предприятиями и регламентироваться соответствующими нормативными документами в зависимости от культуры производства в каждой конкретной стране с заданием допустимой относительной погиби.

Кроме наличия начальных геометрических несовершенств, в элементах из

холодногнутых профилей следует обращать особое внимание на физические

несовершенства в виде остаточных напряжений и зоны упрочнения металла,

20

также возникающие в процессе формообразования. Недавние численные исследования процесса прокатки холодногнутых профилей через последовательно установленные пары катков [114, 118] показали, что их величины зависят не только от геометрических параметров сечения (количества загибов и значения их радиусов), но и от количества прокатных роликов, а также степени интенсивности деформирования на каждом из них. При этом остаточные напряжения отличаются также и по длине профиля. Учитывая сложность рассматриваемой задачи, в целях упрощения методик расчетов в «запас» рекомендуется принимать разработанную Тихенко [65, 66] методику определения физических несовершенств.

В силу отмеченных особенностей работы таких элементов простое заимствование разработанных зарубежных нормативных документов [139143] не представляется возможным. Для их применения необходимо разработать национальные приложения, в которых должны учитываться особенности изготовления, монтажа и условия эксплуатации легких конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей.

Кроме того, [141-143] обладают рядом существенных недочетов. Так, например, при рассмотрении двухосного изгиба используются результаты по определению редуцированных характеристик сечения от отдельных воздействий моментов, что приводит к существенным отличиям от действительной работы. При одновременном их действии характеристики редуцированного сечения оказываются совершенно другими. Проверка общей устойчивости элементов в [141] сводится к замене исходного сечения на наиболее ослабленное (редуцированное), с учетом влияния потери местной устойчивости. Это ведет к некоторому занижению несущей способности.

Поэтому в связи с наметившейся гармонизацией российской и

европейской систем нормирования [86] и действующим законом о

техническом регулировании [87] появляется необходимость в развитие

теоретических положений и разработке инженерных методик для расчета

21

несущей способности тонкостенных холодногнутых элементов, рекомендуемой впоследствии к включению в национальный стандарт по проектированию и расчету легких тонкостенных конструкций.

1.2 Краткий обзор исследования пространственной

устойчивости

Для исследования общей устойчивости по пространственно-деформированной схеме легких стальных конструкций из холодногнутых профилей используют техническую теорию прочности, устойчивости и колебаний упругих тонкостенных стержней В.З. Власова [30, 31] и деформационную теорию Власова, Броудэ [23], Бейлина [8]. Власовым с помощью кинематических гипотез об отсутствии сдвигов срединной поверхности и неизменности контура поперечного сечения были упрошены общие уравнения цилиндрических оболочек. В последствие развитие теории шло в направлении уменьшения количества допущений.

В работе А.Л. Голденвайзера[37] стержневой элемент был рассмотрен в виде длинной цилиндрической оболочки произвольного очертания, дифференциальные уравнения которой составлялись также с учетом деформаций сдвига срединной поверхности. При этом отмечалось, что использование гипотезы о недеформируемости контура поперечного сечения не приводит к значительным ошибкам, вследствие того, что на основное напряженно-деформируемое состояние оказывают влияние лишь те деформации, при которых поперечное сечение не искажается.

Дифференциальные уравнения равновесия пространственно-деформируемого тонкостенного стержня, вытекающие из деформационной теории, постепенно уточнялись в работах Б.М. Броуде [23-27], Л.Н. Воробьева [32], С.П. Вяземского [33-35], Е.А.Бейлина [6-9]. Так, Б.М. Броуде в [23], опираясь на классическую деформационную теорию тонкостенных стержней Киргофа-Клебша, вывел уравнения равновесия с учетом различий в

кривизне отдельных волокон. Впоследствии Е.А. Бейлиным [8] было также учтено влияние различия их наклонов, обусловленных кручением.

В.Д. Насонкин [59] представил упрошенный вариант системы уравнений, который оказался пригодным для решения достаточно широкого класса частных задач.

Б.М. Броуде [24] отметил, что линеаризация систем уравнений равновесия и игнорирование квадратичных членов может приводить к ошибочным заключениям о характере деформирования (о том, что плоская форма деформирования сохраняется вплоть до момента потери устойчивости) и ошибкам при определении предельной силы. В действительности с самого начала загружения наблюдается развитие деформаций кручения, что непосредственно вытекает из рассмотрения системы нелинейных уравнений равновесия [23]. Данное обстоятельство также было подтверждено экспериментом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузнецов, Алексей Юрьевич, 2013 год

Список литературы

1. Айрумян, Э. Л. Легкие стальные конструкции из холодногнутых оцинкованных профилей - новая прогрессивная отрасль строительной индустрии в России [Текст] // Труды института. К 100-летию со дня рождения Н. П. Мельникова - М., 2009. - С. 131-142.

2. Айрумян, Э. Л. Малоэтажные жилые здания, возводимые с применением легких стальных тонкостенных конструкций [Текст] / С. В. Камынин, Н. И. Каменыпиков, Ю. А. Лавренкин // Монтажные и строительные работы. - 2006. -№ 8. - С. 12-15.

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

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

5. Армейский, М. Ю. Исследования и проектирование бескаркасных арочных сводов из холодногнутых стальных тонколистовых профилей [Текст] / М. Ю. Арменский, И. И. Ведяков, П. Г. Еремеев // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. -№ 3. - С. 16-18.

6. Бейлин, Е. А. К деформационному расчету упругих систем, подверженных одновременному действию активных и параметрических нагрузок [Текст] / Е. А. Бейлин, Г. И. Белый // Строительная механика и расчет сооружений. - 1976. -№ 3. - С. 30-34. -Библиогр.: с. 34.

7. Бейлин, Е. А. Обобщение уравнений Кирхгофа-Клебша для тонких и тонкостенных стержней [Текст] / Е. А. Бейлин // Механика стержневых систем и сплошных сред. - Л., 1969. - С. 5-19: ил. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; № 62). - Библиогр.: с. 19.

8. Бсйлин, Е. А. Общие уравнения деформационного расчета и устойчивости тонкостенных стержней [Текст] / Е. А. Бейлин // Строительная механика и расчет сооружений. - 1969. -№ 5. - С. 35-41. - Библиогр.: с. 41.

9. Бейлин, Е. А. Элементы теории кручения тонкостенных стержней произвольного профиля [Текст] : учеб. пособие / Е. А. Бейлин; С.-Петерб. гос. архитектур.-строит, ун-т. - СПб. : Гуманистика, 2003. - 405 с. : ил. -Библиогр. в конце гл.

10. Белый, Г. И. К определению неблагоприятных сочетаний нагрузок при расчете рамных конструкции по деформированной схеме [Текст] / Г. И. Белый // Металлические конструкции и испытания сооружений. - Л., 1985. -С. 37-42. - (Межвуз. темат. сб. тр. / Ленингр. инженер.-строит, ин-т ; № 62).-Библиогр.: с. 42.

11. Белый, Г. И. Несущая способность стержней эксплуатируемых ферм из уголков, имеющих местное ослабление и двухосное искривление оси [Текст] / Г. И. Белый, Н. Г. Сотников // Индустриальные технические решения для реконструкции зданий и сооружений промышленных предприятий: тез. докл. Всесоюзн. семинара. - Макеевка, 1986. - С. 86-88. -Библиогр.: с. 88.

12. Белый, Г. И. О пространственной деформации тонкостенных стержней, сжатых с двухосными эксцентриситетами [Текст] / Г. И. Белый, Н. Н. Родиков // Исследования по механике строительных конструкций и материалов. - Л., 1982. - С. 30-36: ил. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; № 32). - Библиогр.: с. 36.

13. Белый, Г.И. О расчете пространственно-деформируемых стержневых элементов металлических конструкций [Текст] / Г. И. Белый // Металлические конструкции и испытания сооружений. - Л., 1981. - С. 48-55. - (Межвуз. темат. сб. тр. / Ленингр. инженер.-строит, ин-т ; № 21). -Библиогр.: с. 55.

14. Белый, Г. И. О расчете упругих стержней по деформированной схеме

при действии активных и параметрических нагрузок [Текст] / Г. И. Белый //

124

Механика стержневых систем и сплошных сред. - Л., 1980. - С. 41-48. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; №32).-Библиогр.: с. 48.

15. Белый, Г. И. О расчете упругопластических тонкостенных стержней по пространственно-деформированной схеме с учетом касательных напряжений деформаций сдвига [Текст] / Г. И. Белый // Металлические конструкции и испытания сооружений. - Л., 1985. - С. 10-20. - (Межвуз. темат. сб. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; № 62).-Библиогр.: с. 20.

16. Белый, Г. И. К расчету на устойчивость стержневых элементов стальных конструкций./ Белый Г.И. // Вестник гражданских инженеров -2013 -№2(37)-С. 44-48.

17. Белый, Г. И. Расчет металлических стержневых элементов, входящих в состав конструкции по пространственно-деформированной схеме [Текст] / Г. И. Белый // Металлические конструкции и испытания сооружений. - Л., 1983. - С. 42-48. - (Межвуз. темат. сб. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; № 32).-Библиогр.: с. 48.

18. Белый, Г. И. Расчет упругопластических тонкостенных стержней по пространственно-деформированной схеме [Текст] / Г. И. Белый // Строительная механика сооружений. - Л., 1983. - С. 40-48. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит. ин-т ; № 42). -Библиогр.: с. 48.

19. Белый, Г. И. Особенности работы стержневых элементов конструкций из оцинкованных гнутых профилей [Текст] / Белый Г.И. // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - С. 99-103.

20. Белый Г. И. Проверка прочности стальных стержней, имеющих несимметричные ослабления сечений [Текст] // Белый Г.И. // Металлические конструкции и испытания сооружений. - Л. 1987. - С. 9-12.

21. Бнргер, Е. А. Некоторые общие методы решения задач теории пластичности и ползучести [Текст] / Е. А. Биргер // Прикладная механика и математика. - 1966. -№ 2. - С. 61-73. - Библиогр.: с. 73.

22. Блснх, Ф. Устойчивость металлических конструкций [Текст] / Фридрих Блейх ; пер. с англ. Ж. С. Сисляна; под ред. Э. И. Григолюка. - М. : Физматгиз, 1959. - 544 с.: ил. - Библиогр. в конце гл.

23. Броуде, Б. М. К теории тонкостенных стержней открытого профиля [Текст] / Б. М. Броуде // Строительная механика и расчет сооружений. - 1960. -№ 5. -С. 6-11. -Библиогр.: с. 11.

24. Броуде, Б. М. О линеаризации уравнений устойчивости равновесия внецентренно-сжатого стержня [Текст] / Б. М. Броуде // Исследования по теории сооружений. - М., 1959. -Вып. 8. - С. 205-223. -Библиогр.: с. 223.

25. Броуде, Б. М. О формах искривления оси стержня, нагруженного на концах [Текст] / Б. М. Броуде // Строительная механика и расчет сооружений.

- 1959. -№ 3. - С. 34-35. - Библиогр.: с. 35.

26. Броуде, Б. М. Об устойчивости стержней, сжатых с двухосным эксцентриситетом [Текст] / Б. М. Броуде // Расчет пространственных конструкций. -М., 1959. - Вып. 5. - С. 37-50. - Библиогр.: с. 70.

27. Броуде, Б. М. Устойчивость пластинок в элементах стальных конструкций [Текст] / Б. М. Броуде. - М. : Машстройиздат, 1949. - 380 с. : ил.

- Библиогр. в конце гл.

28. Брудка, Я. Легкие металлические конструкции [Текст] / Ян Брудка, Мечислав Лубиньски ; сокр. пер. с польск. Л. Д. Ланской ; под ред. С. С. Кармилова. - М.: Стройиздат, 1974. - 344 с. : ил. - Библиогр. в конце гл.

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

30. Власов, В. 3. Новый метод расчета призматических балок из тонкостенных профилей на совместное действие изгиба и кручения [Текст] / В. 3. Власов // Исследования по теории сооружений. - М., 1936. - С. 86-135 : ил. - (Вестн. ВИА РККА ; №20). - Библиогр.: с. 135.

31. Власов, В. 3. Тонкостенные упругие стержни [Текст] / В. 3. Власов. -М. : Физматгиз, 1959. - 566 с.: ил. - Библиогр. в конце гл.

32. Воробьев, Л. Н. Деформационный расчет и устойчивость тонкостенных стержней открытого профиля [Текст] / Л. Н. Воробьев // Тр. Новочерк. политехи, ин-та. - [Новочеркасск], 1958. - Т. 69/93. - С. 3-48. -Библиогр.: с. 48.

33. Вяземский, С.П. О граничных условиях в теории тонкостенных стержней [Текст] / С. П. Вяземский // Механика стержневых систем и сплошных сред. - Л., 1969. - С. 20-29 : ил. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит, ин-т ; вып. 60). - Библиогр.: с. 29.

34. Вяземский, С. П. О пространственной деформации гибких тонкостенных стержней [Текст] / С. П. Вяземский // Тр. Ленингр. инж.-строит. ин-та. - [Л.], 1957. - Вып. 26. - С. 270-313. - Библиогр.: с. 213.

35. Вяземский, С. П. Приближенное решение задачи о расчете прямолинейных упругих стержней по деформированному состоянию [Текст] / С. П. Вяземский // Механика стержневых систем и сплошных сред. - Л., 1966. - С. 268-285 : ил. - (Сб. науч. тр. / Ленингр. инженер.-строит, ин-т ; вып. 49). - Библиогр.: с. 285.

36. Геммерлинг, А. В. Расчет стержневых систем [Текст] / А. В. Геммерлинг. -М. : Стройиздат, 1974. -207 с : ил. - Библиогр. в конце гл.

37. Гольденвайзер, А. Л. О теории тонкостенных стержней [Текст] / А. Л. Гольденвайзер // Прикл. математика и механика. - 1949. - Т. 13, вып. 6. - С. 561-596 : ил. - Библиогр.: с. 596.

38. Горев, В. В. Экспериментальное исследование работы несущих металлических конструкций на основе тонколистового проката [Текст] / В. В. Горев // Металлические конструкции. Работы школы профессора Н. С. Стрелецкого. -М.: МГСУ, 1995. - С. 146-148.

39. Губайдулин, Р. Г. Натурные испытания стропильной фермы из тонкостенных холодногнутых профилей [Текст] / Р. Г. Губайдулин // Предотвращение аварий зданий и сооружений : сб. науч. тр. 2009.

40. Дереньковский, В. М. Определение несущей способности стержней из гнутых профилей при упругопластических деформациях [Текст] / В. М. Дереньковский // Прикладные проблемы прочности и пластичности. Статика и динамика деформируемых систем. - Горький, 1982. - С. 107-111. -(Всесюз. межвуз. сб. /Горьк. ун-т ; № 62). -Библиогр.: с. 111.

41. Дереньковский, В. М. Учет упрочнения материала в стальных гнутых профилях [Текст] / В. М. Дереньковский // Разработка методов расчета и исследование действительной работы строительных металлоконструкций. -М., 1983. - С. 32-37. - (Сб. тр. / ЦНИИПСК им. Мельникова ; № 62).-Библиогр.: с. 37.

42. Дубровская, Р. А. Расчет внецентренно сжатых тонкостенных стержней из гнутых профилей [Текст] / Р. А. Дубровская // Металлические конструкции и испытания сооружений. - JL, 1978. - С. 112-121. - (Межвуз. темат. сб. тр. / Ленингр. инженер.-строит, ин-т ; № 62).-Библиогр.: с. 121.

43. Енджиевский, Л. В. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементов [Текст] / Л. В. Енджиевский. - М. : АСВ, 1998. -246 с.

44. Жмарин, Е. Н. ЛСТК - инструмент для реализации программы «доступное и комфортное жилье...» [Текст] / Е. Н. Жмарин // Стройпрофиль. - 2007. - № 6(60) - С. 166-168.

45. Жмарин, Е. Н. Международная ассоциация легкого стального строительства [Электронный ресурс] / Е. П. Жмарин // Строительство уникальных зданий и сооружений : интернет-журнал. - 2012. — № 2. -28.10.2013.

46. Зарифьян, А. 3. Деформационный расчет и определение несущей способности внецентренно сжатых тонкостенных стержней [Текст] / А. 3. Зарифьян, А. Н. Дудченко // Прочность, устойчивость и колебания инженерных конструкций. - Новочеркасск, 1974. - Т. 305. - С. 51-57. -Библиогр.: с. 57.

47. Зарифьян, А. 3. О влиянии остаточных напряжений на несущую способность двутавровых колонн [Текст] / А. 3. Зарифьян, Л. В. Шкураков ; Новочерк. политехи, ин-т. - Новочеркасск. - 1983. - 20 с. : схемы. -Библиогр. : с. 20. - Деп. в ВНИИ информ. по стр-ву и архитектуре, № 4134.

48. Зарифьян, А. 3. Предельные состояния тонкостенных элементов металлических конструкций [Текст] / А. 3. Зарифьян // Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. школы. - 1977. -№ 3. - С. 91-95. - Библиогр.: с. 95.

49. Зарифьян, А. 3. Расчет по деформированной схеме и определение несущей способности тонкостенных стержней открытого профиля [Текст] / А. 3. Зарифьян // Прочность, устойчивость и колебания инженерных конструкций. - Новочеркасск, 1974. - Т. 305- С. 35-42. - Библиогр.: с. 42.

50. Зарифьян, А. 3. Экспериментально-теоретическое исследование внецентренно сжатых колонн [Текст] / А. 3. Зрифьян, В. В. Артемов, А. Н. Дудченко //Изв. ВУЗов. Стр-во и архитектура. - 1974. - № 6. - С. 61-65 : ил. -Библиогр.: с. 65.

51. Зверев, В. В. О технологичности стропильных ферм из холодногнутых оцинкованных профилей производства ООО «ЛАСАР» [Текст] / В. В. Зверев, А. С. Семенов, О. П. Якимец // Вестник центрального регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. - Липецк : РААСН, ЛГТУ, 2008. - С. 194-199

52. Иванов, А. И. Метод определения напряжений и деформаций в сечении тонкостенной балки при сложном нагружении [Текст] / А. И. Иванов // Учен. зап. ЦАГИ. - 1980. - Т. И, № 2. - С. 148-154 : ил. - Библиогр. : с. 154.

53. Ильюшин, А. А. Пластичность [Текст] / А. А. Илыошин. - М. : Гостехиздат, 1948. - 376 с. : ил. - Библиогр. в конце гл.

54. Кеббель, Э. К. Расчет упругого внецентренно сжатого тонкостенного стержня по деформированному состоянию [Текст] / Э. К. Кеббель // Изв. ВУЗов. Стр-во и архитектура. - 1974. - № 3. - С. 54-65. - Библиогр.: с. 65.

55. Кеббель, Э. К. Устойчивость упругих тонкостенных стержней при

действии сил с неодинаковыми двухосными эксцентриситетами [Текст] / Э.

129

К. Кеббель, В. В. Пененко // Изв. ВУЗов. Стр-во и архитектура. - 1972. - № 9. - С. 46-55. - Библиогр.: с. 55.

56. Коломисц, В. П. Метод определения напряжений и деформаций в сечении балки при сложном нагружении с учетом действительной диаграммы ст-в [Текст] / В. П. Коломиец // Изв. вузов. Авиац. техника. -1966. -№ 1. - С. 63-71 : ил. - Библиогр.: с. 71.

57. Ларичев, П. Я. К расчету тонкостенных внецентренно сжатых стержней по деформированному состоянию [Текст] / П. Я. Ларичев // Инженерные конструкции. - Л., 1961. - С. 62-71. - Библиогр.: с. 71.

58. Липненко, М. А. Особенности работы бескаркасных арочных покрытий из стальных холодногнутых профилей [Текст] /М. А. Липненко, Э. Л. Айрумян // Промышленное и гражданское строительство. - 2011. - № 6.

59. Насонкин, В. Д. К уточнению уравнений устойчивости тонкостенных стержней теории В. 3. Власова [Текст] / В. Д. Насонкин // Строит, механика и расчет сооружений. - 1981. - № 2. - С. 47-49 : ил. - Библиогр.: с. 49.

60. Отчет по результатам испытания стальных конструкций каркаса состоящего из Зх рам пролетом 22,5м системы «,ЮМ8-ХВ1§8рап». [Текст] // Г.И. Белый, Б.С. Лапшин, АЛО. Кузнецов, Лен. область, Гатчинский р-н., дер. Малые Колпаны., ноябрь. 2012г.

61. Пиковский, А. А. Статика стержневых систем со сжатыми элементами [Текст] / А. А. Пиковский. - М. : Физматгиз, 1961. - 394 с. : ил. - Библиогр. в конце гл.

62. Пинаджан, В. В. Прочность и деформации сжатых стержней металлических конструкций [Текст] / В. В. Пинаджан. - Ереван : Изд-во АН Арм. ССР, 1971. - 222с. : ил. - Библиогр. в конце гл.

63. Скрипникова, Р. А. Пространственное деформирование неупругого тонкостенного стержня, внецентренно сжатого с двухосным эксцентриситетом [Текст] / Р. А. Скрипникова // Строит, механика и расчет сооружений. - 1974. - № 3. - С. 32-35. - Библиогр.: с. 35.

64. Тимошенко, С. П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек: избр. работы [Текст] / С. П. Тимошенко ; под ред. Э. Н. Григолюка. - М. : Наука, 1971. - 808 с.: ил. - Библиогр. в конце гл.

65. Тихенко, Ю. Н. Методика определения упрочнения в холодногнутых профилях [Текст] / Ю. Н. Тихенко // Расчет строительных конструкций : сб. науч. сообщ. -М., 1969. - Вып. 3. - Серия V. - С. 199-212 : ил. - Библиогр.: с. 212.

66. Тихенко, Ю. Н. Теоретические и экспериментальные исследования работы гнутых профилей с учетом собственных напряжений [Текст] / Ю. Н. Тихенко, Г. М. Беседин, Г. Н. Кадочникова // Проектирование металлических конструкций: информ.-реф. сб. - М., 1969. - Вып. 7(15). - Серия VII. - С. 102-124 : ил. - Библиогр.: с. 124.

67. Усенко, М. В. Распределение остаточных напряжений в легких металлических конструкциях из гнутых профилей открытого сечения [Текст] / М. В. Усенко // сборник ДонГТУ. - г. Алчевск., Украина

68. Уманскин А. А. Кручение и изгиб тонкостенных авиаконструкций [Текст] - М. -Л.:Оборонгиз. 1939. - 109 с. : ил.

69. Филимонов, С. В. Метод, расчеты и технология интенсивного деформирования в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры [Текст] / С. В. Филимонов, В. И. Филимонов. - Ульяновск : УлГТУ, 2004. - 246 с.

•kick

70. Астахов, И. В. Пространственная устойчивость элементов конструкций из холодногнутых профилей [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Иван Витальевич Астахов ; [С.-Петербур. гос. архитектур.-строит, ун-т.]. - СПб., 2006. - 123с. : ил. - Библиогр.: с. 102.

71. Белый, Г. И. Пространственная работа и предельные состояния стержневых элементов металлических конструкций [Текст] : дис. ... д-ра техн. наук : 05.23.01 : защищена 16.06.1988 / Григорий Иванович Белый. -Л., 1987.-464 с.: ил. - Библиогр.: с. 248-278.

72. Катранов, И. Г. Несущая способность винтовых и заклепочных соединений стальных тонкостенных конструкций [Текст]: дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 / Иван Георгиевич Катранов ; [Моск. гос. строит, ун-т]. -М., 2011. - 197 с. : ил. -Библиогр.: с. 134-142.

73. Копейкин, Ю. Д. К расчету внецентренно-сжатых тонкостенных стержней по теории В. 3. Власова [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Ю. Д. Копейкин ; [Акад. наук Укр. ССР, Ин-т строит, механики]. - Киев, 1958. - 11 с.: ил. - Библиогр.: с. 11.

74. Михаськин, В. В. Влияние сварочных процессов на пространственную устойчивость усиливаемых под нагрузкой элементов стержневых конструкций [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.23.01 / [С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т.]. - СПб., 2000. - 25 с. : ил. - Библиогр.: с. 25.

75. Немкова, И.С. Статистический анализ свойств материала и обоснование расчетных сопротивлений гнутых профилей для строительных металлических конструкций [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Немкова Ирина Сергеевна; [Моск. инж.-строит. инст.]. -М, 1985. -30 с. : ил. -Библиогр.: с. 30.

76. Пичугин, С. Н. Прочность и устойчивость стержневых элементов конструкций из гнутосварных профилей [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Сергей Нинелович Пичугин ; [Ленингр. инж.-строит.инст.]. - Л., 1986. -22 с. : ил. - Библиогр.: с. 22.

77. Потапов, А. В. Устойчивость внецентренно-сжатых стальных стержней швеллерного сечения с учетом физической нелинейности материала [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.23.01 / Александр Владимирович Потапов. -М., 2011. - 147с.

78. Пяткнн, П. А. Прочность и пространственная устойчивость усиленных под нагрузкой стержневых элементов конструкций открытого сечения [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Павел Алексеевич Пяткин ; [С.-

Петерб. гос. архитектур.-строит, ун-т.]. - СПб, 2000. -24 с. : ил. -Библиогр.: с. 24.

79. Родиков, Н. Н. Устойчивость сжатых с двухосными эксцентриситетами стержневых элементов конструкций из открытых профилей [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Николай Николаевич Родиков ; [Ленингр. инж.-строит. инст.]. - Л., 1987. -22 с. : ил. - Библиогр.: с. 22.

80. Семенов, А. С. Ферма из холодногнутых профилей повышенной жесткости с болтовыми соединениями [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 / Александр Сергеевич Семенов. - Липецк, 2009. - 183с.

81. Сергеев, С. Н. Прочность и устойчивость стержневых элементов металлических конструкций с учетом влияния поперечных сил и кручения [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук // Сергей Николаевич Сергеев ; [Ленингр. инж.-строит.инст.]. - Л., 1987. -22 с. : ил. - Библиогр.: с. 22.

82. Сердюков В. И. Прочность и устойчивость элементов стальных конструкций из одиночных уголков: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01. - Утв. 13.07.83 -М., 1982.- 155 е.: ил.

83. Стегачев П. Б. Исследование вопросов оценки эксплуатационного состояниястальных стропильных ферм: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01. -Утв. 10.08.83: -Л. 1982.-183с.:ил.

84. Сотников, Н. Г. Прочность и устойчивость элементов стальных конструкций из уголков, имеющих общие и местные дефекты и повреждения [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Николай Георгиевич Сотников ; [Ленингр. инж.-строит.инст.]. - Л., 1987. -25 с. : ил. - Библиогр.: с. 25.

Л А*

85. ГОСТ 14918-80*. Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. Технические условия [Текст]. - Введ. 1980-31-03. - М. : Стандартинформ, 2007. - 7 с. : ил.

86. Письмо комитета Государственной Думы по строительству и земельным отношениям о проведении «круглого стола» на тему: «Гармонизация российской и европейской систем нормирования в строительстве» [Текст] : офиц. текст : от 10 сентября 2010 г. -2 с.

87. ФЗ «О техническом регулировании» [Текст] : [принят ГД ФС РФ 15 декабря 2002 г. -// Собрание законодательства РФ. - № 52 (ч. 1). - Ст. 5140.

88. СНиП П-23-81* Стальные конструкции [Текст]. - Введ. 1982-01-01. -М. : ФГУП ЦПП, 2005. - 90 с.

89. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций [Текст] : утв. приказом ЦНИИСК им. Кучеренко 01.01.2005 : введ. впервые 01.01.2005 / Госстрой России. -М., 2005. - 132 с.

90. СТО 86770581-1.04-2010 Профили гнутые из оцинкованной стали для строительства. Общие технические условия [Текст] - 2010г. - Тула, 46с. : ил.

91. ГОСТ 11701-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент. [Текст]. - Введ. 1980-03-31. -М.: Изд-во стандартов, 1984.

92. Birnstiel, С. Ultimate Load of H-Columns under Biaxial Bending / C. Birnstiel, I. Michalos // J. of the Struct. Div., Proc of the ASCE. - 1963. - Vol. 89, № . — P.l61-197.

93. Bui, Q.V. Numerical simulation of cold roll-forming processes / Q.V. Bui, J. P. Ponthot // Journal of materials processing technology. - 2 0 0 8. - № 2 0 2. - P. 275-282.

94. Camotim, D. N. Silvestre, R. Gonfalves and P В Dinis GBT - based analysis and design of thin-walled metal FRP members: recent developments. Advances in Engineering Structures, Mechanics & Construction Solid Mechanics and Its Applications. -V. 140. -2006. - P. 187-204.

95. Chen, W. F., Santathadaporn. Review of Column Behavior under Biaxial Loading // J. of the Struct. Div., Proc of the ASCE. - 1968. - Vol. 94, № 12. - P. 2999-3021.

96. Chen, W. F., Atsuta T. Ultimate Strength of Biaxialy Loaded steel H-Columns // J. of the Struct. Div., Proc of the ASCE. - 1973. - Vol. 99. - № 3. - P. 469-489.

97. Cheung, Y. K, Fan, S.C. (1983), Static Analysis of Right Box Girder Bridges by the Spline Finite Strip Method ,Proc Inst Civ Engrs. - Part 2, 75, June, P. 311 -323.

98. Chilver, A. H. (1951). The Behavior of Thin-Walled Structural Members in Compression. Engineering. - P. 281-282.

99. Chilver, A. H. (1953). The Stability and Strength of Thin-Walled Steel Struts. The Engineer. - P. 180-183.

100. Dawe, J. L., Wood J. V. (2006), Small-scale test behavior of roof trusses cold-formed steel. ASCE, 132(4). - P. 608-615.

101. Dawe, J. L., Strength and behaviour of cold-formed steel offset trusses. Yi Liu, J.Y. Li, Journal of Constructional Steel Research 66. - 2010. - P. 556-565.

102. Desmond, T. P. (1977). The Behavior and Strength of Thin-Walled Compression Elements with Longitudinal Stiffeners. Ph.D. Thesis. Cornell University. Ithaca, New York.

103. Dewolf, J. T., Pekoz, T., Winter, G. (1974). Local and Overall Buckling of Cold-Formed Members. J. of the Structural Div., ASCE, 100(ST10). - P. 20172036.

104. Durability of Cold-Formed Steel Framing Members. Design Guide. Second Edition, September 2004. AISI. Steel Framing Alliance

105. Dwight, J. B. (1963). Aluminum Sections with Lipped Flanges and Their Resistance to Local Buckling. Proc., Symposium on Aluminum in Structural Eng., London, England.

106. Harstead, A., Birnstiel C., Leu K. Inelastic Fl-Columns under Biaxial Bending // J. of the Struct. Div., Proc of the ASCE. - 1968. - Vol.94, №10. - P. 2371-2398.

107. Harvey, J. M. (1953). Structural Strength of Thin-Walled Channel Sections. Engineering. - P. 291-293.

108. Karman, T. von, Sechler E.E. and Donnell L.H. (1932). The Strength of Thin Plates in Compression // Transactions, Applied Mechanics Division, ASME, New York, APM 54-5, 53-57, 1932.

109. Karren, K. W., Winter, G. (1967). Effects of Cold-Forming on Light-Gage Steel Members. J. of the Structural Div., ASCE, 93(ST1). - P. 433-469.

110. Kloppel, K., Winkelman T. Experimented und theoretishe Untersuchungen uber die Traglast von zweiachsig ausermitting gedrckten Stahlstuen // Der Stahlbau. - 1982. -H. 2, S. 39-45; H. 3, S86-91.

111. Kwon Y. B. Compression tests of high strength cold-formed steel channels with buckling interaction / Kwon Y. B., Kim B. S., Hancock G. J. // Journal of Constructional Steel Research, №65, Elsevier, 2009

112. Lau, S. C. W., and Hancock, G.J (1987). Distortional Buckling Formulas for Channel Columns, Journal of Structural Engineering, ASCE. - 1987, 113(5). -P. 1063-1078.

113. Lau, S. C. W., Hancock. G.J (1990), Inelastic Buckling of Channel Columns in the Distortional Mode, Thin-Walled Structures, 10(1). - P. 59-84.

114. Li, S. II., G. Zeng, Y.F.M, Y.J.Guo, X.M.Lai Residual stresses in roll-formed square hollow sections Thin-Walled Structures 47 (2009). - P. 505-513.

115. Moldovan, A. (1994). Compression Tests on Cold-Formed Steel Columns with Monosymmetrical Section. Thin-Walled Structures, Elsevier, 20(1-4). - P. 241-252.

116. Narayanan S. Ultimate capacity of innovative cold-formed steel columns. Journal of Constructional Steel Research, № 59. - Elsevier. -2003

117. Nowak, M. Trends in Cold-Formed Steel. M. Nowak, W.L.Schoemaker. Structure magazine. - March 2012. - P. 49.

118. Pastor, M. M., J. Bonada, F. Roure, M. Casafont Residual stresses and initial imperfections in non-linear analysis Engineering Structures 46. - 2013. - P. 493-507.

119. Pekoz, T. (1987). Development of a Unified Approach to the Design of Cold-Formed Steel Members. American Iron and Steel Institute Research Report, CF 87-1.

120. Pekoz, T. (1977). Post-Buckling Interaction of Plate Elements: Progress Report to Swedish Building Research Council. Dept. of Structural Eng., Cornell University. Ithaca, New York.

121. Quacha, W. M., J.G. Tengb, K.F. Chungb Finite element predictions of residual stresses in press-braked thin-walled steel sections Engineering Structures 28.-2006.-P. 1609-1619.

122. Quacha, W. M., J.G. Tengb,K.F. Chungb Residual stresses in press-braked stainless steel sections, II: Press-braking operations Journal of Constructional Steel Research 65. - 2009. - P. 1816-1826.

123. Rondal, J. Cold formed steel members and structures: General Report. Journal of Constructional Steel Research. - 2000. - Vol. 55, No. 1-3. - P. 155158.

124. Rasmussen, K. J. R, Becque, J. Experimental investigation of local-overall interaction buckling of stainless steel lipped channel columns Journal of Constructional Steel Research 65. - 2009. - P. 1685-1693.

125. Rhodes, J., Harvey, J.M. (1977). Interaction Behaviour of Plain Channel Columns under Concentric or Eccentric Loading. Proc. of the 2nd Int'l. Colloquim on the Stability of Steel Structures. ECCS, Liege. - Pp. 439-444.

126. Salmi, P., Talja, A. (1993), Design of Cold-Formed HSS Channels for Bending and Eccentric Compression, VTT Research Notes, 1505, Technical Research Centre of Finland, Espoo.

127. Scafer, B. W. Z. Li. Buckling analysis of cold-formed steel members with general boundary conditions using CUFSM: conventional and constrained finite strip methods. Twentieth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures Saint Louis, Missouri, USA, November 3 & 4, 2010

128. Schafer, B. W. and S. Adany Buckling analysis of cold-formed steel

members using CUFSM: conventional and constrained finite strip methods 18th

137

International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures October 2627, 2006, Orlando, Florida

129. Schafer, B. W. Cold-formed steel structures around the world. A review of recent advances in application, analysis and design. B. W. Schäfer Steel Construction (№3). - 2011,- P.l-9.

130. Schafer, B.W. T. Pekoz Computational modeling of cold-formed steel: characterizing geometric imperfections and residual stresses Journal of Constructional Steel Research 47 (1998) 193-210

131. Schafer, B. W. Designing Cold-Formed Steel Using the Direct Strength Method 18th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures October 26-27, 2006, Orlando, Florida

132. Schafer, B. W. Local, distortional, and Euler buckling of thin-walled columns J. Struct. Eng., 128(3), 2002. - P. 289-299.

133. Schardt, R. (1994). Generalized Beam Theory - An Adequate Method for Coupled Stability Problems. Thin-Walled Structures, Elsevier, 19(2-4). - P. 161180

134. Schardt, R. (1989). Verallgemeinerte Technische Biegetheorie. SpringerVerlag, Germany.

135. Sharp, M.L ., (1966). Longitudinal Stiffeners for Compression Members. J. of the Structural Div., ASCE, 92(ST5). - P. 187-211.

136. Stowel, E., Heimer G., Libove C., Lundqwist E., Proc. Am. Soc. Civ. Engts., 77, separate, №77, 1951.

137. Winter, G. Strength of Thin Steel Compression Flanges. Transactions, ASCE, 112, 527-554, 1947.

138. Winter, G., Thin-Walled Structures-Theoretical Solutions and Test Results. Preliminary Publications of the Eighth Congress, International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE), 101-112, 1968.

AAA

139. AISI S100-2007. North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members. - Washington : American Iron and Steel Institute, 2007. - 198 p.

140. AS/NZS 4600:2005 Australian/New Zealand Standard. Cold-formed steel structures. - Sydney/Wellington : Standards Australia/Standards New Zealand, 2005.-Ill p.

141. Eurocode 3. Design of Steel Structures. Part 1.1. General rules and rules for buildings. CEN. 2004.

142. Eurocode 3. Design of Steel Structures. Part 1.3. Supplementary rules for cold-formed members and sheeting. CEN. 2004.

143. Eurocode 3. Design of Steel Structures. Part 1.5.Plated structural elements. CEN. 2004.

144. EN10147:1991+A1:1995. Continuously hot-dip zinc coated structural steel strip and sheet - Technical delivery conditions

цниипск

им. МЕЛЬНИКОВА

оссийская Федерация '9607, г. Москва, 'туринский пр-т, д. 37

Телефон: [phone] Факс: [phone] E-mail: cniipsk. info@gmaiL com

УТВЕРЖДАЮ

й Директор Мельникова»

ельникова»

Павлов С. А.

2013 г.

СПРАВКА

внедрении результатов диссертационной работы аспиранта Санкт-гербурпжого государственного архитектурно-строительного университета шецова Алексея Юрьевича «Прочность и пространственная устойчивость тавных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей»

Настоящая справка удостоверяет, что в ООО «ЦНИИПСК им. Мельникова» смотрены результаты диссертационной работы Кузнецова А. Ю. «Прочность и ютранственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций холодногнутых профилей». В диссертации исследуется несущая способность ржневых элементов металлических конструкций открытого сечения из костенных холодногнутых профилей с учетом возможной совместной потери тной и общей устойчивости.

Результаты разработанной инженерной методики представлены в виде фиков и таблиц коэффициентов, которые используются в практической работе 1ей организации для расчета легких тонкостенных стальных конструкций.

г дующий отделом легких стальных тонкостенных конструкций, к. т.н.,

[.с. ООО «ЦНИИПСК им. Мельникова»

Э. Л. Айрумян

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

ЭКСЕРГИЯ

398020, г. Липецк, ул. Клары Цегкин 1 т/ф.[phone], 49-84-55, 49-84-08 ИНН 4823001776 КПП 482501001 ОГРН 1024840856655 ОКПО 21464809

http://www.exeipa48.ru E-mail [e-mail]

УТВЕРЖДАЮ:

.п. Бойко

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы аспиранта Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета

Кузнецов Алексея Юрьевича «Прочность и пространственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей»

Результаты диссертационных исследований Кузнецова А.Ю. представляют практический интерес для проектных и научно-исследовательских организаций. В работе приводятся данные

0 работе тонколистовых конструкций, отсутствующие в действующей нормативно-технической документации.

Разработанная Кузнецовым А.Ю. методика расчета тонкостенных холодногнутых стержней составного сечения на прочность и пространственную устойчивость применена в ЗАО «Эксергия» при проектировании каркасных зданий пролетом до 18 м., а именно «Продовольственный магазин в с. Афонасьево, Измалковского района, Липецкой области

1 8x31,5x4,5(И)», «Складской модуль. Рамное отапливаемое здание размерами 18х81х6,0(Ь)».

Замолотских А.В.

Начальник ЗАО «Эксергия»

л/

J

/

МЕЖДУНАРОДНОЙ ПССОЦИЙЦИЯ ЛЕГКОГО СТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

МАЛСС

«УТВЕРЖДАЮ» Исполнительный директор

СО> арин E.H. 29 апреля 2013г.

/л»., в

I ш

АКТ

о внедрении результатов диссертации аспиранта Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета Кузнецова Алексея Юрьевича

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной работы Кузнецова А.Ю. «Прочность и пространственная устойчивость составных стержневых элементов конструкций из холодногнутых профилей», посвященной экспериментально-теоретическим исследованиям особенностей работы составных стержневых элементов легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), использовалась в практической работе участников нашей ассоциации.

Полученные автором исследования результаты и выводы позволяют существенно приблизиться к оценке действительных условий работы ЛСТК на прочность и общую устойчивость, что позволяет более обоснованно определять их несущую способность.

Зам. исполнительного директора

В.Ф. Арсенин

Некоммерческое партнерство «Меяодунаоодна« ассоциация легконэ стального строительства»

194044. Санкт-Петербург. ВЦ «Петровский форт* офис 305 тел. +7 (812; 332-15-62. моб. [phone]

*•*--- .......гку^у п-лл-аП' о тНтяИп^гпрН^.пгп