автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Изгиб стальных балок с гибкими подкрепленными стенками

ЙД ОД 9 2

Тверской ордена Трудового Красного Знамени политехнический

институт

На правах рукописи

КАСЕМ АХМЭД, ХУСЕЙН

УДК 624.014.072.2

ИЗГИБ СШЬ'ШХ МОК С ГИЕШИ ПОДКРЕПЛЕННЫМИ СТЕШМИ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкция, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технический наук

Тверь 1992

Работа выполнена в Тверском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Погадаеь Игорь Константинович

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Белый Григорий Иванович; - кандидат технических яаук, доцент Себ-ешев Владимир Григорьевич

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский институт лёгких металлических конструкций

Защита состоится 1952 г. в час. мин.

на заседании специализированного совета К 064.04.01 в Новосибирском кнзхенерно-строительном институте им. В.В. Куйбышева по адресу:

630008, г.Еовосибирск-8, ул-. Ленинградская,113, ПИСК, учебный корпус, аудитория 306.

С.диссертацией моано ознакомиться в библиотеке НИСИ.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес специализированного совета.

■ Автореферат разослан

Учёный секретарь

специализированного совета, кандидат технических наук,доцент ^и^мр И.В. ГЕНЦЛЕР

. I. ОБЕДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

- -ilt! Актуальность темы. В строительной практике применяются стальные балки двутаврового сечения с подкрепленными поперечными ребрами кесткости гибкими стенками. Нормы проектирования разрешают использовать при эксплуатации таких балок заг.ритическую стадии работы отдельных элементов (стенок).

Учет закритической работы тонких потерявших местную устойчивость стенок могет привести к экономии до 25-3Ctf сталл в изгибаемых элементах и I0-I2JS в скатоизогнутых и приблизить их по расходу стали к сквозным конструкциям.

С увеличением гибкости стенки Я = K/t уменьшается требуемая по условиям прочности площадь поперечного сечения и, следовательно, уменьшается и масса балки.

Однако, СНиП ограничивает величину Л для балок с гибкими стенками условием местной потери устойчивости сжатым поясом значениями Л < 13 / R j' » что ограничивает возможность дальнейшего сникения расхода стали при проектировании многих видов несущих тонкостенных конструкций.

Исследование вопросов связанных с разработкой и обоснованием методов расчета и проектирования указанных балок позволит обеспечить более широкое и элективное внедрение их в строительную практику и следовательно, отвечает решению задач по экономии материальных и трудовых ресурсов.

Цель работы - изучение действительного поведения стенок и поясов двутавровых стальных составных балок с поперечными ребрами кесткости с условной гибкостью стенок jt У 13 при изгибе, и разработка практических методов оценки прочности и устойчивости, сжатых поясов.

Научная новизна работы состоит в следующем: - разработан численный метод решения нелинейных уравнений Маргерра-ГСармана для определения напряжений и деформации в поясах и стенках балок при чистом изгибе отсека с учетом местного изгиба поясов;

- дана оценка величины местного изгиба сжатого пояса при общем изгибе отсека балки и его влияние на напряженное состояние отсека в целом;

- рассмотрена и решена задача об устойчивости сжатого пояса в плоскости балки при ее изгибе и разработан.метод его расчета на устойчивость при любой гибкости стенки.

Практическая ценность исследований состоит в том, что разра-

боташ рекомендации по расчету на устойчивость сщатого пояса отсе ка, работающего на изгиб, что дает возижность проектировать балк с гибкость!) стенок ,Д у Ц VE/ .

Внедрение результатов. Внесены предложения в ЦНИЮЖ. по дополнению пункта 18 "СНиП П-23-81" "дополнительные требования по проектированию балок с гибкой стенкой" проверкой сжатых поясов на устойчивость по разработанной в настоящей диссертации методике.

Разработанная методика использована при проектировании балок усиления каркаса производственного здания молкомбшата в городе Вышний Волочек.

Апробация работы. Материалы, -вошедшие в состав диссертации, били долокены на 9 Мешвузовских, вузовских научно-технических конференциях, научных семинарах, в тон числе на НТК Калининского политехнического института (1988-1990), НТК Ленинградского шшенерш строительного института (I990-I99I), семинаре кафедры металлическ] конструкций ШСй (Новосибирск, 1991), заседаниях кафедры конструкций и сооружений ТвеПи (Тверь, 1989, 1991).

2. ОСНОВНОЕ СОдЕРШШЕ РАБОШ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения,, списка литературы и прилоасения. Объем диссертации 152 стр.," в том числе но стр. машинописного текста, 58 рисунков и 15 таблиц.

В первой главе дается краткий обзор истории развития теории расчета и экспериментальных исследований балок с гибкими стенками, а такие анализ существующих методов расчета.

В главе отмечается, что за критическая -работа стенок балок на практике стала впервые использоваться, в несущих авиационных и судовых конструкциях. В строите льдах ке стальных конструкциях эта идея стала применятьег сравнительно недавно.

В развитии теории расчета строительных стальных балок с гибкими стенками выделяют в основном два подхода.-

Представители первого подхода СО •Бергман, И.И.Ааре, И.дызбек, 3.Садовский, П.Д.Карчак и др.) использовали для разработки методов расчета стальннх реберных строчтельных балок нелинейные дифберен-циалыше уравнения гибких пластин типа Фёппля-Кариана-Наргерра.

Наиболее полная методика расчета разработана И.И.Ааре, где"

нелинейные дифференциальные уравнения решались вариационными методами. В выражениях искомых разрешающих функций удерживалось только 3 члена разложения их в тригонометрические ряды. В итоге задача сводилась к системе кубических алгебраических уравнений, которые решались на ЭВМ. За предельное состояние, по условиям наступления которого оценивалась несущая способность, принималось появление пластических деформаций на поверхности стенки.

На основе анализа большого числа решений конкретных задач разработаны практические методы оценки несущей способности отсеков, работающих на сдвиг, изгиб и их комбинации. Предельные нагрузки определяются с помощью графиков и таблиц.

В разработанных методах расчета этих авторов обойдены молчанием вопросы потери устойчивости сжатый поясом при чистом изгибе и его комбинации со сдвигом. Кроме того из-за малого числа членов разложения, а такав неточного учета фактических контурных условий, полученные результаты имели невысокую точность и не нашли практического применения.

Рассматривая вопрос о работе балок с гибкими стенками на чистый изгиб, АЛ.Евстратов использовал уравнение Ю.Р.Лепика, которые учитывает одновременно геометрическую и. физическую нелинейности, т.е. учптывается_ у пру го пластическая работа материала. В своих исследованиях он рассматривает балки с гибкостью стенок на выше 400 и считает, что местная устойчивость сжатого пояса обеспечена, а местный его изгиб не учитывается. Для определения предельного изгибавшего момента Ми А.. А .Ев страт сл предлагает простую формулу и приводит таблицы для вычисления коэффициентов, входящих в нее.

Представители второго подхода (К.Баслер, Б.Тюрлиман, И.Рокки, М.Шкалоуд, Т.Фудкии, В .В .Кале нов, Б.Н.Броуде, М.Херцог , И. К. Погадаем и др.) рассматривают поведение балок с гибкими стенка:.ш в предельном состоянии методами теории предельного равновесия, используя статически допустимые модели.

-Большой интерес представляет метод К.Баслера, который поло-игл начало новому направлению в развитии теории расчета балок с гибкими стенками. В своих исследованиях он принимает, что балка состоит из отдельных отсеков, работающих на преимущественное действие сдвига, изгиба или'их комбинаций.

Наблюдения за поведением стенок и поясов отсека в стадии пол-

ного исчерпания те сущей способности от сдвига позволили автору предложить и обосновать расчетную модель в виде отсека-раьки ^ диагональной пластической полосой.

При работе отсека на чистый изгиб К.Баслер предлагает исключать из работы скатую часть потерявшей устойчивость стенки кроме эффективной ее полосы, примыкающей к скатолу поясу и проводить расчет на прочность по формулам технической теорией изгиба, принимая это сечение за расчетное.

Им. ке впервые был поставлен и рассмотрен вопрос об устойчивости скатого пояса в плоскости балки. При атом ок считает, что стенка состоит из отдельных вертикальных полосок, шарнирно прикрепленных к поясам , и, исходя из условия, что значение напряжения в скатом поясе, которое вызывает выпучивание полосок,равно его пределу текучести, получил ту предельную гибкость стенки, при которой обеспечивается устойчивая работа скатого пояса вплоть до его перехода в пластическое состояние. Для малоуглеродистой стали при От = 2320 этот предел составляет 360.

Выводы и предложения К.Баслера получили отражение и развитие в многочисленных проведенных позже исследованиях, а такие вошли в нормы прсзктирования некоторых стран. В то ке время анализ показал недостаточную обоснованность его вывода об ограничении гибкости стенок балск.

При определении несущей способности отсека на сдвиг главным определяющим фактором является изгибная ке-сткость поясов отсека. Это обстоятельство не учитывается в работах К.Баслера. Попытку учитывать весткость поясов в своих исследованиях сделал Т.1уд«1ии, однако, как показал анализ, принятая им расчетная схема не пол- ■ ностью соответствует действительной ра;боте отсеков и поэтому полученные результаты были не совсем точны и не нашли распространения. Теория диагональной пластической полосы Баслера была существенно уточнена и развита в работах К.Рокки и М.Шкалоуда. Ими получена формула для определения гначения предельной несущей способности при сдвиге с учётом влияния кесткости поясов и разработаны практические методы расчеты, которые в разных вариантах вошли в нормы проектирования различных стран.

В.В.Каленов на основе экспериментальных исследований разработал методику расчета балок, работающих на сдвиг, изгиб или их комбинацию и экспериментально доказал возможность практического применения балок с гибг.остыо стенок более ¿100. Результаты его работ вош-

ли в разработанное в ЦНИИПСК руководство по проектированию стальных тонкостенных балок.

Проведенный анализ имеющихся исследований показал, что в неполной мере изучены некоторое вопросы, связанные с расчетом балок с гибкой стенкой при их работе на чистый изгиб. Основными из них следует считать вопросы о .честном изгибе и устойчивости сжатого пояса, что является предметом исследования данной диссертации.

Во второй гладе исследуется вопрос о напряженно-деформированном состоянии отсека при его работе на изгиб с учетом местного изгиба поясов.

При исследовании работы балок на чистый изгиб принимается,

что:

- расчетным элементом является отдельный отсек, состоящий из гибкой стенки-пластинки, ограниченный сверху и снизу горизонтальными поясами, имеющими конечную продольную и изгибную кест:юсть , слева и справа недеформируемыми ребрами жесткости;

• - общая устойчивость балки обеспечена.;

- стенка работает в упругой стадии;

- пояса работают кг.к в упругоЯ, так и в упругопластической стадиях;

- напрякеняо-дегюриированноз состояние стенки рассматриваемого отсека не зависит от распределения напряжений в соседних отсеках (автономная работа);

- нагрузка для отсека, работающего на чистый изгиб, создается через задание взаимного ьесткого поворота сечений, совпадающих с ребрами жесткости.

АИ(]сТеренцкальные уравнения равновесия для гибкой пластинки, имеющей начальные искривления в плоскости стенки, записанные через перемещения 11 , V и V/ при отсутствии нормальной к плоскости стенки нагрузки, принимаются в виде:

ди ^ ди , <?у _ _ . + _

дхг + " я дхду'~ дх 0?

2 2

д% Оу2 « ду дх ду

2 2 ^

ду/. Им. . .. дм. ^ д и/.

Ц УУ» и УУ , м и УУ» 1ДЛ» Д, I/УУ* и УУо

дх дх2-' У*' дх ' <?/ л 'дхд) '

дгу 4 м д\ ^ м Л , _ ды+м.) . ¿'(¿у+и/»)

д$г +-н дха К дхду" дч ду2

2 ^ м . Р(И/+УУ.) . 0 (УУ+УУ..) _ .. (Км+У/о) . ¿7 (ЦЛ-ЦЛ,) +

, ^ил, <7 и/. . н дыо дм. Оы. ды,

дЫ±^2]2 Г^И , 1и Г ¿и . £

] " Н^ЛГ. 0х2 1Ч0х. 2

+1

[¿(иму.Л* < /^ЛМ , <7У , I

[ дх ] " 2 \ ы) \ + фМ ^ \ ' 2

иу/ / М ду дх дх

у+у/.) _ ^ьу. . дм. I дг(ы+и ду дх ду I дх ду

м - Л-Г и. ПЛ. м к п~ И5

2 1-Г* • иЧ20~Г*)

у - коэффициент Пуассона; £ - модуль упругости материала; t - толщина пластинки.

Состояние поясов описывается уравнениями линейной теореией изгиба. Гретачные условия определя.этся условиями согместности деформаций стенок и поясов.

Для решения уравнений выбран'метод конечных разностей (метод сеток). Отсек разбивается прямоугольной сеткой с щагом 6-\ь/п, , а за неизвестные приняты компоненты вектора перемещений узлов сетки. .

Для записи соответствующих производных через искомые неиз-

УУ.)

<7(1*41*0 _ дм. . ди/. I д (ы+и/.) § (I)

где

вестные перемещения узлов используются центральные разности.

Выбор размеров сетки Производится на основе численного решения нескольких вариантов при Гь «* 5,10,20,1-0 и после анализа полученных результатов принято л, =10, что обеспечивает необходимув для практики точность определения напрякскяа. ■

Записав дифференциальные уравнения в юядом узле, сетки через конечные раздаст:!, получаем систему алгебраических уравнений третьего порядка. •

для решения полученной системы уравнений используется метод последовательных приблишегс-й, который реализуется на ЭВМ.

В какдое из уравнений системы (I), записанных в конечнораз-ностной форме, главное перемещение по направлению соответствующей координаты X > У или 2 входит линейно.

Используя это свойство, из каждого из уравнений (I) находится входящее в него линейно главное перемещение х , « ),

V = / С X ) и = У/ (X На основе этих выражений

для решения системы нелинейных уравнений организуется итеративный циклический процесс, его сходимость подтверждается решением конкретных примеров.

Практика решения большого числа задач показала, что сходимость процесса итерации, зависит, оь величины нагрузок, удачного выбора начальных значений искомых перемещений, жесткости поясов, гибкости стенки, величины ее начальных искривлений и др.

Наиболее сильное влияние на сходимость оказывает, величина -нагрузки и поэтому используется метод ступенчатого нагрукения. Это необходимо такие для учета развития пластических деформации в поясе, работа материала которого, принята согласно диаграммы упруго кеегко пластического тела.

Исходными данными для решения задачи о закритической работе стенки етсека, работающего на чистый изгиб, является геометрические размеры стенки и поясов, механические характеристики стали От > £ , р , иаг принятой сетки, нагрузка, величина начальных искривлений стенки, требуемая точность решения и условия-, отражающие вид закрепления стенки в поясах, которое принимается в виде кесткого защемления.

На первом этапз'дифсеранпиалыше уравнения (I) решаются с условием, что пояса остаются прямолинейными ( Уп. =0).

Однако пояса деформируется (изгибаются) вместе со стенкой.

Для определения действительной деформации поясов используется метод коллокацик и по равенству нагрузок, действующих на пояса со стороны стенки-'и обратно на стенку со стороны поясов устанавливаются фактические прогибы поясов.

Далее снова решаются уравнения (I) с учетом фактических прогибов поясов и определяются напряжения, действующие на пояса со сторож стенки и с учетом этого решаются уравнения на контуре, тем сами.! описывается взаимное влияние поясов и стенки.

Найденные на этом этапе перемещения Ц , V и \л/ узлов сетки принимаются как первоначальные для.выполнения итераций от последующей ступени загрукения и задача решается аналогичным порядком.

Сизическое состояние пояса (наличие зон текучести и их размеров) и значения момента инерции и площади упругого ядра в узлах сеток, совпадающих с поясом, принимаются по результатам расчета на предыдущем этапе нагрукения.

Решение многочисленных примеров с различной гибкостью стенки (400...750) показало, что выпучивание стенки (рост ее прогибов) происходит с самого начала нагрукения, причем перемещения из плоскости стрнки непрерывно увеличивается и переход стенки в теоретически закритическую стадию работы не сопровождается резким изменением ее начрянсенно-деформированного состояния. При дальнейшем увеличении нагрузки, нейтральная ось, (где = ) смещается к растянутому поясу, а нормальные мембранные напряжения СГх распределяются в растянутой зоне практически линейно, в'сжатой - нелинейно, причем они уменьшаются в зоне выпячивания стенки. В диссертация приведены и проанализированы эпюры распределения нормальных и касательных напряжений в стёнкр и поясах отсека. .Потерявшая устойчивость стенка действует на пояса, вызывая в них местный изгиб.

Верхний пояс скат от общего изгиба отсека и изогнут от действия нагрузок, действующих .на него в виде напряжений со стороны стонки • Анализ напрякенно-дефоршрованного состояния с«са-

того пояса показывает, что напр/.кения от местного изгиба составляет не более 3% от нормальных напряжений от его сжатия. Поэтому при расчете местный изгибом практически можно пренебречь и пояс рассматривать как центрально с;атыИ стераень.

Зта стадия работы заканчивается достиа;еш;ем предела текучести почти одновременно во всем скатом поясе.

В третьей главе рассматривается задача об устойчивости сжатого пояса в плоскости балки в составе отсека, работающего на чистый изгиб.

Поставлена задача разработать методику расчета скатого пояса на устойчивость при любом значении гибкости стенки, а такке определить предельное ез значение, при котором нет необходимости проверять пояс на устойчивость.

Для решения поставленной задачи принято:

- материал стенки и поясов работает в упругой стадии;

- напряиенно-де^ормкровашюе состояние пояса описывается уравнениями линейной теорий изгиба;

- сиатый пояс в. составе отсека рассматривается как стераень кестко защемленный по концам;

- перемещение точек контакта стенки и скатого пояса одинаковы;

- нагрузкой для пояса является продольная сила Рп от общего изгиба отсека;

- растянутый пояс при потери устойчивости сжатым поясом не изгибается.

Для решения задачи используется энергетический метод.

Рассматривается отсек со сторонами I и К работающий " на чистый изгиб, с начальными искривлениями стенки 1лЛ> ( х • ¡( ) ■ начальными несовершенствами скатого пояса V» ( X ). Выпучивание стенки при потери устойчивости поясом происходит по поверхности \Л/ с X , У ), а пояса Ул ( X ).

Условие равновесия для такого отсека запишется в виде равенства нулю суммы вариации работ внешних сил, действующих на пояс, и внутренних сил - изгибавших моментов в стенке и в снатом поясе

64РЛ Ь) - 5кп„яс - >

где: Д - обликение концов пояса за счет его изгиба

ах -

I 2

- > 4. 2 №

* Ь.'дх.

где Уп. - вертикальные перемещения пояса получаемые в результате выпучивания стенки.

Потенциальная энергия изгиба сжатого пояса

о

а потевдиальная энергия деформации стенки

, -

А -Л.// 1 с/х с/и •

Задаем поверхность, по которой стенка ^будет терять устойчивость в виде

а начальные несовершенства стенки и сжатого пояса соответственно в виде:

IV. (X,у) = ОГо- ¡¡п^-ВЫ**- .

/

УДх) = V-«, • 5»ч Ц*- •

Находя вариации , и подстаздяя их

в вариационное уравнение работ, после соответствующих преобразований получим выражение для определения продольной силы действующей в поясе ра в зависимости от прогиба стенки оГ

. (* т*)* гМп. ■ £ 1

Анализ этого выражения показал, что при некотором значении •иГ наступает такое состояние системы стенка-пояс, при котором отсек не может уравновешивать приращения внешней нагрузки. Это соответствует наличию на графике нагрузка-перемещение иг) предельной точки, в которой дРп/диГю , а нагрузка, соответствующая этой точке является критической. >

При начальных несовершенствах пояса V; = 0 значение критической продольной силы достигается при =0. Учитывая это обстоятельство, формула для определения критической силы б/дет иметь вид

►Г'Я.

где. DcT=tV<2

- момент инерции пояса;

- высота и ширина стенки;

ß " отношение сторон отсека ß = S/h. t [ - модуль упругости стали. Если обозначить через /{ величину

1т h\___

и через ß,к* Величину /?д^являющувся критической нагрузкой для изолированного пояса, <гормула для определения Рв. кр будет

Отсюда следует, что коэффициент продольного изгиба для сшатого пояса с учетом поддерживающего влияния стенки будет Ц- ^f«,C'i"» где - коэффициент продольного изгиба для пояса, расматривае-

мого как отдельный кесткоэащемленный по концам стержень длиной равной расстояние ыеиду ребрами гсесткости.

Проверку устойчивости свитого пояса в составе работающего на изгиб отсека можно выполнять по формуле

где Ус - коэффициент условия работ;

- среднее значение фактических напрякений, действующих в поясе от изгиба балки.

Предельный изгибающий момент, воспринимаемый отсеком с учетом возможной потери устойчивости сиатым поясом, моксно определить, если следовать ЗНиП, по формуле:

В работе таие находятся значения верхнего предела гибкости стенки, при котором местная устойчивость пояса будет обеспечена до перехода его в пластическую стадаю. В виде таблиц представлены •результаты вычисления предельной гибкости стенки в зависимости от расчетного сопротивления материала пояса, формы сечения, начальных искривлений стенки и соотношения сторон отсеканий составляет 500...800 и выше.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследовании балок с гибкими стенками, работающих в зонах чистого изгиба. Испытания проводились с целью проверки соответствия основных теоретических выводов о действительной работе балок. Для испытания были запроектированы и изготовлены 3 серии опытных отсеков с гибкостью стенок соответственно 400,500 и 600. Толщина стенок отсеков всех трех серий t = 1,5 мм. Опытные отсеки каадой серии отличались менду собой соотношением сторон р -В/к • Начальные искривления стенок опытных отсеков измерялись специальным прибором. Боковые прогибы стенок и вертикальные перемещения поясов измерялись индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Напрякепиое состояние стенок и поясов отсеков исследовалось

проволочными тензорезисторами с базой 20 мм с помощью цифрового те изометрического моста ЦТИ.

Датчики наклеивались на стенках в виде Т-образных розеток с двух сторон, в поясах наклеивались одиночные датчики. Нагрузка задавалась о помощью гидродомкратов, работающих от ручной насосной станции.

Анализ полученных результатов показал, что в общем характер поведения стенок и поясов наблюдаемый при испытании опытных отсеков согласуется с представлением об их напряженно-деформированном состоянии, полученном на основании теоретических выводов в диссертации.

Данные по всем испытанным отсекам, а такие результаты сравнения теоретической и действительной их несущих .способность приведены в табл. I.

з. основные вывода

1. Анализ исследований и существующих методов расчета балок

с гибкими стенками показывает, что ряд вопросов, с которыми приходится сталкиваться при проектировании таких балок, либо вообще не решены, либо их решения не полностью удовлетворяют запросам практики.

1.1. Ограничение гибкости стенок стальных двутавровых балок, подкрепленных поперечными ребрами жесткости, условием обеспечения устойчивой работы скатого пояса обосновано недостаточно и не позволяет проектировать балки более эффективных сечений, имеющих высокую гибкость стенки.

1.2. Вопрос о совместной работе стеши и поясов в составе отсека, работающего в зонах закритического изгиба, изучен недостаточно; в частности отсутствуют исследования о местном изгибе пояса и его влиянии на напряженное состояние стенки.

1.3. Отсутствуют исследования, связанные с разработкой методов опенки устойчивости сиатого пояса при больших гибкостях стено", балок.

2. Исследовано напряженно-деформированное состояние стенок и поясов отсеков при закритическом изгибе. В стенке возникает слон-ное напряженное состояние.

2.1. Нормальные напряжения в растянутой зоне стенки

распределяются практически линейно, а-в сжатой - отклоняются в зоне выпучивания стенки от линейного распределения в сторону их

уменьшения; по абсолютной величине С?* в скатом поясе больше, чем в растянутом.

Максимальное значение напряжений достигается в среднем сечении отсека в крайней точке с пат ой от изгиба зоны стенки и составляет не более 5.,.8$ от (}к .

В сечениях параллельных поясам отсека, эпюра распределения <3^ знакопеременная, по абсолютной величине на краях отсека, меньше, чем в середине.

По высоте стенки эпюра распределения двухзначна. В середине отсека в скатой зоне 6у - растягивающие, в растянутой - сжимающие, у краев отсека - наоборот. Касательные напряжения

малы и их максимальное значение не превышает 3...5% от С* .

2.2. Максимальное значение напряжений в стенке от ее изгиба наблюдается в зоне выпучивания стенки и составляет до 1% от СЗ'х . •

2.3. Наличие начальных прогибов стенки до величины 1Д00 от ее высоты незначительно влияет на распределение и величину мемб-рандах напряжений и практически не влияет на несущую способность отсека в целом.

2.4. От действия на сжатий пояс со стороны стенки напряжений

в нем возникает местный изгиб и перемещения направлены в

сторону стенки. Значение последних в предпредельном нагрукении составляет порядка 1/500 длины пояса мевду ребрами жесткости, а напряжения от местного изгиба не более 3% от напряжения сжатия. Поэтому сисатый пояс мок но рассматривать при оценке его прочности и устойчивости как центрально сжатый стеркень.

3. Рассмотрен вопрос оценки устойчивости сжатого пояса в составе отсека работающего на изгиб.

3.1. Показано, что при нагру «се яии отсека изгибающим моментом мошег наступить состояние предельного равновесия в упругой стадии работы стали в поясах и стенке. Зто мокет произойти при реальных гибкостях стенки составляющих 500...800 и выше; в этом состоянии отсек не мокет воспринимать и уравновешивать дальнейшего приращения нагрузки и наступает критическое состояние.

3.2. Разработан'метод расчета на устойчивость сксатого пояса при любой гибкости стенки отсека, работающего на изгиб.

3.3. Предельная гибкость стенки, при которой обеспечивается устойчивая работа пояса вплоть до его перехода в пластичес(<ую стадию, зависит ог сечения пояса, относительных размеров отсека.

начальных, несовершенств элементов отсека и ее значения значительно выше"предельных значений Д принятых в СНиП.

4. Экспериментальные исследовашя подтверждают достаточную точность основных теоретических выводов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Касеы А.Х. Оптимальные параметры балок о гибкими подкрепленными стенками, Калинин, апрель 1988 г.: Тез.докл. I научно-техн. конф. молодых ученых и специалистов КПИ. - Калинин, 1988.

- 115 с.

2. Касем А.Х. Изгиб стальных составных балок с повышенной гибкостью стенки, Тверь, Май 1991 г.: Тез.докл. второй науч,-техн.конф. молодых ученых и специалистов ТвеПи. - Тверь, 1991.

- т с.

3. На сем А.К. О влиянии местного изгиба поясов на общий изгиб балок с гибкими стенками. - М., 1991. - Деп. в ВШИНИШ,

№ ИМ.

Сводная таблица результатов испытаний опытных оice ков Таблица I

Марка отсека Сечение (мм) J5 Гибкость стенки Предел теsw-чести (кг/см) Экспериментальное значение момента ОсШ-О Мэис Теоретическое значение предельного момента (кН-н) т Mu M¡ Пэнс

стенки пояса стенки пояса

Б-1 600x1,5 152x8 I 400 3103 2640 204 200 0,90

' Б-2 600x1,5 152x8 1,5 ¿i 00 3100 2640 205 . 200 0,975

Б-3 600x1,5 152x3 '2 чоо 3100 2640 198 200 1,01

Б-4 750x1,5 180x6 I 500 3100 2720 233 230 0,99'

Б-5 750x1,5 180x9 1,5 500 3100 2590 318 324 1,02

Б-б 750x1,5 180x9 2 500 3100 2590 334 324 0,97

Б-7 900x1,5 180x10 I ' 600 3100 2500 423 417 0,985

б-8 900x1,5 180x10 1,5 600 3100 2500 416 417 1,0

Б-9 900x1,5 180x10 2 600 3100 2500 423 417 0,98