автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Металлические строительные конструкции, предварительно напряженные продольной деформацией стенки

од

,, I На правах рукописи

КРАВЧУК Валерий Андреевич

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫЕ ПРОДОЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ СТЕНКИ

' АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Специальность 05.23.01 -' строительные конструкции, здания и сооружения

Санкт-Петербург т 1998

Работа выполнена в Хабаровском государственном техническом университете и на кафедре "Строительная механика" Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор А. М. Масленников.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук; профессор

B. С.Постоев;

доктор технических наук, профессор

C.Л.Соколов;

доктор технических наук, профессор В.И.Морозов.

Санкт-Петербургский зональный научно-исследовательский и проектный институт жилищпо-гражданскихзданий (СПбЗНИИГШ)

Защита состоится "л, 998 г в

на заседаний диссертационного совета Д 063 31

II

04 Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета по адресу: 198005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, 4. Зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан '

|у> О-^^ш г.

Ученый секретарь . диссертационного совета Д. 063. 31. 04 к.т.н., доцент

И. С. Дерябин

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы . Проблема создания новых конструктивных решений строительных конструкций, отвечающих современным требованиям надежности, Технологичности и в то же время экономичности, связана непосредственно с решением йрпросоп эффективного использования высокопрочных сталей. К числу перспективных конструкций в этом отношении относятся металлические конструкции, выполненные с предварительным напряжением. В районах Дальнего Востока, Восточной Сибири и Некоторых других районах такие конструкции являются наиболее предпочтительными, поскольку в силу уже сложившейся строительно-индустриальной базы позволяютснижать как трудоемкость изготовления по сравнению с аналогичными железобетонными Конструкциями (до 50-80 %),так и стоимость "в деле" (до 12-24 %). Поэтому очевидно, чтй создание и совершенствование их конструктивных форм с целью решения основных технико-экономических задач в области строительства, включающих в себя снижение Шссы конструкций, повышение производительности труда при изготоатении и монтаже, повышение скорости возведения зданий и сооружений, снижение стоимости проектирования, изготовления и монтажа конструкций - является важнейшей народнохозяйственной задачей..

Суть предварительного напряжения конструкций или их элементов в том, что в них создаются усилия или перемещения, вектор которых направлен в сторону, противоположную соответствующему вектору внешних нагрузок. Исследования В. Г. Шухова, Н. С. Стелецкого, Б. А. Сперанского, Е. И. Беленя, В. М. Вахуркина, IO. В. Гайдарова, М. Н. Лащенко, В. В; Бирюлева, Н. П. Мельникова, А. А. Воеводина, А, Б. Пуховского, В.В.Михайлова и др. показали, что несущая способность конструкций повышается на величину предварительного напряжения. Кроме этого, повышаются жесткость, местная устойчивость отдельных элементов, общая устойчивость конструкций, выносливость, улучшаются многие динамические характеристики сооружений.

Весьма эффективно предварительное напряжение при усилении всех видов койструкций. В ряде случаев оно оказывается единственным способом, позволяющим продлить срок их эксплуатации.

По мнению Н.П.Мельникова, предварительно- напряженные конструкции обладают меньшей или весьма малой вероятностью разрушения по сравнению с обычными металлическими конструкциями.

Однако, предварительно-напряженные конструкции не лишеныл недостатков. Отпуск металла затяжки, увеличение труцозатратна изготовление и расход металла на анкерные устройства, предотвращение провисания затяжек, локальные напряжения, превышающие предел текучести материала в стенке балок, которые ,по мнению Е. И. Беленя, П. Ференчика, М. Точачекаи Г. Б. Бебнсвой, увеличивают вероятность хрупкого разрушения металла и снижают выносливость конструкций, вероятность смещения затяжки с центра тяжести сечения - все это снижает эффективность таких

конструкций. Работы В. М.Вахуркина, А. А .Зевина и В. А. Стефановского, М. Луб^нски ^ Я. Карчевски, В. В. Бирюлева и др. положили начало развитию нового направления -беззатяжечного предварительного напряжения металлических конструкций. Над разработкой балок, предварительно-напряженных указанными способами, работали В. Э. Бирюлев, В. М. Вахуркиц, A.A. Зевин, В. А. Стефановский, И. Г. Клинов,В. А. Кравчук,

A. 3. Клячин, В. И. Кириенко, И. В. Левитанский, К. X. Толмачев, Л..Г- Горынин, Л. Аштон, М. Скалоуд и др; крнструкций ограждения - Е. И. Беленя, Г. С. Фридман, Б. Е. Киселев, В. В. Карпин, А. Е. Липницкий, Б. В. Гореищтейр, И. В .Ломбарде, Г. Д. Попов,

B. М. Трофимов, Г. Т. Михайлов. Ю. М. Дукарский, Ф. Ф. Томплон, и др; листовых конструкций - В. М. Дидковский, В. Ф .Лебедев, Э. Б. Рамазанов, Г.Д.Раевский и др; перекрестно-стержневых конструкций - А.А.Калинин, Г. X. Остриков, Г. А. Ажермачев, В:. В. Галета, Р. Радуз, Б. Б. Ягудов и др; вантовых - Г. А. Абовян, Г. Н. Погосян, И. В. Алявдин, Г1. Белчев, Г. 3. Райнус, Е. М. Сидорович, Э. Я. Слоним,Д.Яверт и др.

Одним из беззатяжечных способов является предварительное напряжение конструкций 'посредством деформации стенки сплошностснчатых балок и колонн. Простота реализации на заводах по изготовлению железобетонных конструкций, возможности значительного продления упругой работы элементов, повышение жесткости, выносливости, устойчивости и прочности, снижение статической и динамической деформативности и на этой основе снижение массы и стоимости открывают широкие возможности этому способу предварительного напряжения, позволяющему улучшить практически все параметры несущей способности строительных металлических конструкций.

^последние годы в России и странах СНГ резко сократился объем теоретических, экспериментальных и опытно-конструкторских работ, связанных с исследованием металлических конструкций. В то же время в технически развитых странах объем этих работ постоянно растет .Увеличиваются инвестиции в разработку конструктивных решений металлических каркасов высотных зданий, сооружений из металла, цельнометаллических зданий заводского изготовления и комплектной поставки. Долг ученых - дать объективную, оценку возможностей использования современных ' металлических конструкций, определить направления их совершенствования и развития, оценить экономическую выгодность, т.е. предоставить предпринимателям возможность выбора металлических конструкций для строительства объектов, отвечающих функциональным требованиям и стоимости "в.деле2'. Это, а также необходимость совершенствования металлических конструкций для строительства в районах Сибири. Дальнего Востока и Севера явилось основанием для настоящего исследования.

Диссертация посвящается совершенствованию и разработке предварительно-напряженных беззатяжечным способом сплошностенчатых металлических конструкций повышенной несущей способности, жесткости и технологичности с целью создания экономически эффективных балок и колонн применительно к промышленным здания« и вооружениям в условиях современной строительно-индустриальной базы.

Общая постановка задачи' - экспериментальные и теоретические исследования изгибаемых и сжато-изогнутых элементов с учетом комплексности объектов разных иерархических уровней (элемент, конструкция, технология, технико-экономическое обоснование) и на их основе научное обоснование конструкторско-технологическш решений изгибаемых и сжато-изогнутых стержней предварительно-напряженных

металлических конструкций с повышенным экономическим эффектом. Задачи исследования: . ■ '

разработка нового способа предварительного напряжения металлических строительных конструкций, отличающегося простотой реализации, исключающего локальные напряжения, обеспечивающего общую устойчивость напрягаемых элементов в процессе изготовления, местную и общую устойчивость лри эксплуатации, увеличение несущей способности при воздействии внещних нагрузок;

разработка методики, алгоритма и практических приемов расчета и конструирования предварительно-напряженных вцецентренно-сжатых элементов и конструкций с учетом современных требований к реализации прочностных и жесткостннх характеристик м^териатов элементов и конструкций из стали различных марок. С этой целью исследовать работу предварительно-напряженных балок и колонн при упругопластическом Деформировании материала поперечного сечения-, определив максимальную несущую сг(особность, местную устойчивость элементов сечения, общую устойчивость конструкций как тонкостенных стержней; найти оптимальные параметры несущей способности и геометрии сечения при^ центральном и внецентренпом нагружении конструкций; обосновать оптимальную форму поперечного сечения; исследовать прочность, деформативность и жесткость изгибаемйх и внецентренно-нагруженных' предварительно-напряженных стержней, с учетом физической нелинейности материала;

определение области рационального применения стальных стержневых конструкций, йредварительно-напряженных продольной деформацией стенки;

экспериментальные исследования с целью выявить целесообразность использования предлагаемого способа предварительного напряжения стальных конструкций, определить йлияние предварительного напряжения на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкций и местную устойчивость элементов сечения, общую устойчивость стержня; выявить эффективность формы поперечного сечения, установить степень корреляции данных теоретических и экспериментальных исследований; . ■ ~

технико-экономическое обоснование эффективности строительных конструкций, предварительно напряженных предлагаемым способом, в том числе с определением стбимосги "в деле";

разработка оборудования и приспособлений для их изготовления. На защиту выносятся : ■ . способ предварительного напряжения металлических, сплошностенчатых изгибаемых и внецентренно-нагруженных строительных конструкций;

концепция общей устойчивости искривленных в плоскости большей жесткости сЖато-изогнутых предварительно-напряженных металлических стержней;

методология формообразования поперечного сечения металлических, предварительно-напряженных продольной деформацией тонкой стенки, сплошностенчатых стержней;

■ методика определения предварительных напряжений по поперечному сечению конструкций на стадии их изготовления;

методика определения оптимальных параметров распределения материала по сечению сплошностенчатых предварительно-напряженных стержней;

методика инженерного расчета предварительно-напряженных без за+яжек

Металлических конструкций, ориентированная на проектную практику;

методика определения эффективного (приведенного) модуля деформаций материала сжато-изогнутого стержня, находящегося в достоянии упругоплартического деформирования; •

результаты экспериментальных исследований щ крупномасштабных моделях Металлических сплошностенчатцх предварительно-напряженных балках и колоннах;

технико-экономическое обоснование предварительно-напряженных деформацией стенки металлических конструкций;

оборудование и приспособления для изготовления предварительно-напряженных' продольной деформацией стенки балок и колонн;

область применения предварительно-напряженных, еплошностенчатых конструкций. . Научная новизна

В области формообразования : предложен новый способ предварительного напряжения металлических конструкций, не уступающий по эффективности известным, обладающий преимуществами в реализации, распространенный на изготовление балок и колонн сплошного и постоянного по длине сечения промышленных, жилых,1 общественных зданий и "инженерных сооружений, позволяющий решить основную технико-экономическую задачу - повышения несущей способности строительных * конструкций при снижении их массы, стоимости, трудозатрат на изготовление и монтаж. В области экспериментальных исследований : а) получены опытные данные об НДС балок и колонн в процессе предварительного напряжения; б) изгибаемых поперечной нагрузкой и сжато-изогнутых продольно-поперечной нагрузкой предварительно-напряженных стержней.

В области теории и расчета: разработана теоретическая модель НДС элемента (тавра) в процессе изготовления балок и колонн, адекватно отражающая указанное состояние при экспериментальном исследовании; разработана методика формообразован ия -тонкостенных, предварительно-напряженных посредством продольной деформации стенки, металлических'изгибаемых и внецентренно-нагруженных конструкций; исследована местная устойчивость элементов поперечного сечения ПНБ и ПНК на стадии изготовления и под действием внешней нагрузки; исследовано НДС изгибаемых и внецентренно-нагруженных искривленных предварительно-напряженных стержней с учетом физической нелинейности материала стенки; предложен новый способ определения эффективного (приведенного) модуля деформаций материала сжато-изогнутых стержней; разработана методика технико-экономического обоснования предварительно-напряженных продольной деформацией стенки металлических балок и . колонн по стоимости "в деле"; разработана установка для предварительного напряжения металлических строительных конструкций методом механической вытяжки их стенки.

Практическая ценность ; обоснована Инструктивно-технологическая целесообразность и эффективность применения предварительно-напряженных металлических, тонкостенных балок-и колонн в качестве несущих конструкций балочных систем, каркасов зданий промышленного, общественного и сельскохозяйственного назначения, даны основные рекомендации по их созданию; разработана методика и предложен алгоритм инженерного расчета, ориентированные на практическое

использование при проектировании конструкций на стадии КМ и КМД.

Полученные результаты "внедрены при разработке рабочих чертежей (КМД) на строительство комплекса "База треста "Дальстальконетрукция".

Вместе с тем исследования, выполненные в диссертации, создают реальные предпосылки для дальнейшего совершенствования конструктивно-технологических решений и проектирования изгибаемых и внецентренно-нагруженных конструкций балочных клеток промышленных и жилых зданий и сооружений, несущих элементов каркасов промышленных, общественных, сельскохозяйственных зданий и инженерных сооружений.

Некоторые результаты имеют методологическое значение для дальнейшего развития теории, расчета л совершенствования предварительно-напряженных металлических конструкций и технологии их изготовления.

Результаты работы внедрены в учебный процесс Хабаровского технического университета, что нашло отражение в программе спецкурса металлических конструкций для студентов специальности ПГС. " ■

Работа выполнена в соответствии с координационным планом важнейших НИР и ОКР (N4/1 ДВ РК 01.94.0007398>по теме "Дальний Восток'.

Апробация работа и публикации . Основные положения диссертации опубликованы в монографии "Металлические конструкции, предварительно-напряженные беззатяжечным способом" (Хабаровск, 1993) а также 28 публикациях и докладывалась на: '

Всесоюзной конференции "Технология и организация производства стальных конструкций"(Челябинск,!976);

заседании технического совета Хабаровского отдела института "Проектстальконструкция" (Хабаровск,1976);

заседании технического совета Хабаровского отдела ЦНИИПСК а (Хабаровск,1976); зональной научно-технической конференции "Проблемы проектирования рациональных строительных конструкций в условиях Дальнего Востока" (Хабаровск, 1976);

зональной научно-технической конференции "Снижение материалоемкости строительных конструкций" (Хабаровск,1977);

Приморской научно-технической конференции по итогам научных исследований в 1.976 г. в области строительства на Дальнем Востоке (Владивосток,1975);

XXXV и XXXVI научных конференциях ЛИСЦ (Ленинград) 1977- 1978гг. научно-технических конференциях Хабаровского политехнического института и Хабаровского технического университета 1975 -1997 гг.;

совместном заседании кафедр "Строительная механика" и "Строительные конструкции" Дальневосточной государственной академии путей сообщения (Хабаровск,1997);

научном семинаре кафедр "Строительная механика", "Сопротивление материалов", "Теоретическая механика" и "Металлические конструкции" Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (С.-Петербург,1997);

Всероссийской научно-практической конференции "Комплексные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог в условиях Крайнего

Севера" (ХабаровскД 997);

Международной конференции "Стихия. Строительство. Безопасность" (Владивосток,1997).

55-й научной конференции Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (секции "Строительная механика" и "Металлические конструкции" - февраль 1998 г.).'

Объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы из 229 наименований, приложений и включает 379 стр. машинописного текста, 217 рис., 42 табл.

Краткое содержание работы

В первой главе приводится обзор литературы по исследованиям, посвященным конструкциям, предварительно-напряженным без затяжек. Последние подразделяются на: а) многослойные конструкции; б) конструкции с элементами, в которых дополнительные или собственные напряжения устраняются или используются; в) атементы или материалы,-упрочненные предварительной вытяжкой за предел текучести, г) конструкции, предварительно-напряженные принудительным способом.

К многослойным -конструкциям относятся предварительно-напряженные конструкции плит покрытия и стеновых панелей, разработке которых уделено много внимания в ЦНИИ проектсталько^струкции (В. М. Трофимов, Г. Т. Михайлов, Ю. М. Дукарский), ЦНИИСКе им. Кучеренко и Московском инженерно-строительном институте (Е. И. Беленя, Г. С. Фридман). В Уральском Промстройпроекте совместйо с Гипроникелем и ЦНИИСКом для Депутатского ГОКа (Республика Саха) разработан вариант стеновых и кровельных панелей,'предварительное напряжение в которых осуществлено за счет давления-вспученного пенопласта типаПСБ-С и ФРП-1 (Ф. Ф .Томплон). ЦНИИСКом разработан проект объемно-блочного предварительно-напряженного покрытия пролетом 60 мхоккейного корта в. г.Ярославле (И. В. Ломбарде,И. В. Левитанский). Г. Д. Попов (ЦНИИСК) работал над предварительно-напряженными обшивками в виде растянутых поверхностей для покрытий цилиндрических сводов, оболочек дзоякой кривизны, пространственных элементов с линейными образующими, Ленинградским Промстройпроектом для Новолипецкого металлургического завода разработан вариант стенового ограждения в виде рулонируемых полотнищ (Б. Е. Киселев, В. В. Карпин, А. Е. Липницкий,Б. В. Горенштсйн). По разработкам Гипробума и ЦНИИСКаим. Кучеренко, , растянутые поверхности нашли применение для подвесных потолков промзданий (В. И. Трофимов, С. В. Тарановский).

Беззатяжечное предварительное напряжение нашло применение и в резервуаростроении. Резервуар устраивается из двух оболочек, заполняется водой и в

Таком состоянии в пространство между оболочками укладывается бе^он (В. М. Дудковский). Исследования Института электросварки им. Е. О. Патона (Г.Д.Раевский) доказывают, что напряжения, возникающие в нижних слоях рулонов, благоприятно влияют на прочность, повышая ее там, где есть опасность хрупких разрушений в зоне сварных соединений. Положительном оказывается предварительное напряжение, возникающее при разворачивании рулона и в том случае, когда металл находится в контакте с агрессивной средой, вызывающей межкристаллическую коррозию (В.Ф.Лебедев).Увеличить несущую способность резервуаров можно при их устройстве из нескольких предварительно-напряженных полотнищ, свернутых в несколько слоев.

К многослойным следует отнести и балки из двух "этажно поставленных" двутавров й,1и тавров (В М. Вахуркин, В. В. Бирюлев). А. А. Зевин и В. А. Стефановский Предложили создавать предварительное напряжение в балках путем изгиба стенки.Работы -|аких балок изучалась в ЦНИИСКе им. Мельникова (М. И. Беккерман, Л. В.Кравченко, Ё. Д. Тихонов, И'. В. Левиганский, В. В. Каленов): В. М. Вахуркин предложил создавать предварительное напряжение в.балках деформированием поясов. Эта иДея получила развитие в ЛИСИ (С. И. Клинов). И. Г. Клипов разработал теорию расчета и проектирования балок, предварительно-напряженных вытяжкой нижнего пояса или элемента, состоящего из нижнего пояса и части стенки. В Челябинском политехническом институте (Е. И. Ванштейн, В. А. Аменд) изучена возможность проектирования балок, предварительно-напряженных косой вытяжкой стенки. В Днепропетровском ИИЖТе совместно с ПТКИ "Укрпроектгидроспецстрой" (М. М. Сахновский, Ю. Б. Динельт) разработан способ предварительного напряжения балок промзданий путем установки распорных устройств с постоянными грузами.

Детально изучен способ предварительного напряжения металлических конструкций путем изменения положения опор (В. М. Вахуркин, В. В, Бирюлев, А. В. Клячин, В. П. Силенко, А, А. Заборский, А. В. Сильвестров, Я. С. Левинсон, М. В. Лепехин, К. X. Тамашев).

В ЦНИИ проектстальконструкция (П.Н.Троицкий) разработан предварительно-напряженный узел сопряжения ригеля и колонн, позволяющий компенсировать напряжения в элементах рамы. Там же (В.А.Савельев) разработан способ повышения устойчивости сферических куполов с шестигранными ячейками путем предварительного напряжения отдельных узлов. а

Широкое применение в практике строительства нашли перекрестно-стержневые системы. Предварительному напряжению последних посвящены работы Г. X. Острикова, Г. А. Ажермачева, В. В. Галета, Русс Радуз (Брно, Чехия)Д. А. Калинина, Б. Б. Ягубова.

Капитальный труд по изучению металлических предварительно-напряженных конструкций для сейсмических районов выполнен А. Б. Пуховским в Московском инженерно-строительном институте.

В Одесском ИСИ под руководством В.В.Трофимовича проведена работа по оптимизации предварительно-напряженных многоэтажных и многопролетных каркасов зданий.

Кафедрой "Строительные конструкции" Хабаровского государственного технического университета предложен способ предварительного напряжения крестообразных колонн

посредством вытяжки одной из полос (В/А.Кравчук).

Приоритет в создании конструкций, предварительное напряжение в которых создается , деформированием за предел текучести материала принадлежит Л. Аштону (США). Работы в этом направлении проводились и в ЛИСИ (И. Г. Клинов).

Особое место р изменении несущей способности металлических конструкций занимают собственные и сварочные напряжения. изучением занимались Е. О. Патон, ! И. Н. Давиденков, В, П. Валогдин, Л. А. Глик$антИ- В. Кудрявцев, Г. А. Николаев, Н. О. Окерблом. Масштабная работа в этом направлении проведена А. В. Гемерлингом и А. П. Шелестенко. Не ослабевает интерес к указанной проблеме и в настоящее время (В. С. Игнатьева, Р .Р. Кулахметьев, Г. А. Деснянркая, Г. Н. Еыбатко, А. С. Подгорный, Г. К. Шаршуков, С. В. Игнатенко). -

Беззатяжечное предварительное напряжение применяется очень широко: балки, плиты покрытий и перекрытий, стеновое ограждение, рамы промышленных, гражданских и общественных зданий и сооружений, листовые конструкции, перекрестно-стержневые и пространственные системы. Оно позволяет повысить-несущую способность конструкций (до 20 %), повысить местную и общую устойчивость конструкций, снизить вероятность хрупких разрушений металла, увеличить жесткость, выносливость и надежность конструкций.

Во второй главе излагаются теоретические основы напряженного и деформированного состояния преднрпряженных бапок (ПНБ). Предварительное напряжение осуществляется "Продольной деформацией тонкой стенки до появления, в ней напряжений, равных расчетному сопротивлению материала; в напряженном состоянии к стенке присоединяется верхний пояс, и усилия предварительного напряжения снимаются. После этой операции к тавру присоединяется нижний пояс. Установлено, что на стадии предварительного напряжения по поперечному сечению балки (тайру) появляются нормальные напряжения, противоположные по знаку напряжениям от внешней нагрузки, распределяющиеся по _ стенке, по линейному закону, причем 2 -Ь/3 (11 - высота стенки) находится под воздействием растягивающих предварительных напряжений : <■

7 Л*-7 .+1); ' . (!)

нижняя зона стенки (Ь/З) нагружена сжимающими предварительным!) напряжениями: а =-2 К у /(4-7 +1). (2)

№.Н у ' О ' О - 4 '

Верхний пояс получает сжимающие напряжения

. ' а и =-11 у/^4 -7 о +1), . ' (3)

а нижний остается без предварительных напряжений.

В формулах (1) - (3): II1( - расчетное сопротивление материала стенки; у о =Л и /А-соотношение площадей верхнего пояса А^ и стенки А ш

Предварительно-напряженная балка должна быть нагружена так, чтобы суммарные (предварительные и вызванные ннешней'нагрузкой^напряжения в верхней зоне стенки не превышали ее расчетного сопротивления. В таком случае напряжения по поперечному сечению окажутся равными ,

. ^гРк,.; = Р ку; <т'„=я,(б^.+2>'(4г+1). . (4)

Здесь сг*£1,с11 , , ос Гн - результирующие напряжения соответственно в верхнем поясе, верхней и нижней зонах стенки и нижнем поясе. • , ,

Несущая способность балки находится из условия равенства моментов внешних .

нагрузок моментам внутренних усилий.

[М]<М = СЯуА.ч/п^А (5)

где [М] - момент внешних нагрузок; М - момент усилий предварительного напряжения; А - площадь сечения балки; п, - гибкость стенки; С - многофункциональный параметр, зависящий от коэффициента асимметрии сечения К:

С =

6-4К 74ЬС3-40К-ч-32К + 1 4К2-4 К-1

• +-5-Ч-+ -+

15К-10 15К +5К" -!0К • 45К2-30 К+1

(К-1)-10К

(б)

\(К + 1ХЗК-2)"

К=\\' 2 > ДУ 1н , где V/ 7н ,АУ гв - соответственно, момент сопротивления крайней верхней и нижней зон сечения балок.

Минимизация параметра С (<Ю/с1 у, =0) позволила установить, что С "р' =0,427 при К=1,1. С учетом изложенного получены оптимальные параметры распределения материала по сечению предварительно-напряженной балки:

Г. ч« =А„,А=0,403; у£в -А [в /А=0,323; у£н =Л 1н /Л=0275. . (7)

Требуемая площадь поперечного сечения предварительно-напряженной балки находится из неравенства (5):

Атр = ^М" ' . (8)

Нижняя зона стенки при предельном напряженном состоянии сечения находится в области пластических деформаций.

Исследование вероятности циклического нагружения предварительно-напряженных балок показало, что упругая разгрузка снижает предварительные напряжения в верхнем поясе в 1,5 раза, в "верхней" зоне стенки эти напряжения увеличиваются на 13,3 %, в "нижней" зоне стенки - на 46,б %. Если допустить, что наиболее рациональным материалом для стенки является сталь с расчетным сопротивлением Ят=21 кН/см г и высокопрочным материалом в поясах Я =42 кН/см : до напряженное состояние нижнего пояса улучшается на 7,6 %. Предельно допустимый момент М ч с учетом упругой разгрузки увеличивается на 3 %.

Многократные нагрузки и разгрузки балки приводят к некоторому увеличению разгружающих усилий и, естественно^ еще большему улучшению напряженного состояния балок, предварительно-напряженных вытяжкой стенки. 'Важно отметить и то, что пластические деформации нижней зоны стенки с каждым циклом "загрузка-' разгрузка" будут уменьшаться за счет циклического увеличения предварительных напряжений 4. 0. Поэтому можно ожидать, что наступит момент, когда указанная область стенки будет работать в упругой области, потеряв при этом пластические свойства.

Однако опасность хрупкого разрушения снижается за счет того, что деформации •стенки будут сдерживаться деформациями поясов из высокопрочной стали.

Тот факт, что упругие деформации материала поясов будут сдерживать пластические е»

деформации стенки, привел к мысли о возможности допущения пластических деформаций и в верхней зоне стенки. Для реализации такого состояния эксплуатационные напряжения должны.быть равны

^ -о,, =ап.в+чЖу, или = а'11у - а£,. (9)

Между коэффициентами а =ЯЖ5 иЧ' = Куп /Б^ (И - расчетное сопротивление высокопрочной стали, применяемой в поясах; Я - предел текучести материала стенки) существует зависимость ' .

</. = Ч/+1 . (10) Несущая способность предварительно-напряженных балок, нижняя и верхняя зона которых находятся в состоянии упругопластического деформирования, определяется выражением (5); при этом параметр С=0,446, т.е. увеличение.несущей способности, составляет 3,3 "У». •

Применяя на стенку балки сталь, рекомендованную СНиП П-23-81* "Стальные конструкции .Нормы проектирования", допустимую внешнюю нагрузку можно увеличить до 11 %'(0,446/0,427).

Эффективность предварительного напряжения зависит от соотношения площадей верхнего пояса и стенки, характеризуемого коэффициентом /А , . Анализ

указанного коэффициента показывает, что предварительное напряжение в элементах • сечения интенсивно растет при вариации в пределах .2,0> у >0,8. Дальнейшее увеличение у о не дает ощутимых результатов. При фиксированных внешней нагрузке, "гибкости стенки и пролете ралки изменений коэффициента у о в указанных пределах приводит к увеличению площади балки на 8,5 %, площади поясов - на 40 %. Шощадь стенки снижается в два раза. Предельный момент сопротивления сечения я остается практически неизменным. Это означает, 4то без ущерба для несущей способности балки толщину ее стенки 1 я можно снизить в два раза.

На стадии предварительного напряжения балка получает начальную погибь

1

■ 1(1 = ^7-

ч.'б /6.л2/3 : /мрг(у] хс1х+/мргхах

. о 1/6

Мрг1-

(И)

где М - момент усилий предварительного напряжения,

М р =0,0786 ^ АЬ; , (12)

Е1 ^ - жесткость балки на стадии предварительного напряжения,

И „«И, /1,7466. . • (13)

Минимальная высота балки

ь -± шт 110

С^'иб-0.00129

г!^2ве

(14)

Здесь п о - относительный прогиб; В =12 • К-2 у „ [1+К(К+2)]/(1+к)1; Е - модуль упругости материала. Касательные напряжения в стенке балки

г ' - - (15)

'тах ~ 7 "г Т ,

где <г г - нормальные напряжения, вызванные внешней нагрузкой;

сг г !<н) - предварительные нормальные напряжения в стенке; т - касательные напряжения

от внешнего воздействия.

Толщина стенки из условия обеспечения ее прочности

^=1,888-(}г/Ы1г; (16)

местной vcтoйчивocти ,

= -;103-Е ; (17)

допустимой гибкости

г =Ь . /п . (18)

w гтп w 4

В формулах (16) - (18): <3 г - опорная реакция балки; (1 - меньшая сторона стенки, ограниченной опорным и промежуточным ребрами жесткости.

4650 -ЫЛТ .

<1 = ^-Г^- ■ (19)

уп "Куп - ^ -16438800

Напряженное состояние на контакте "стенка-пояс", появляющееся в период предварительного напряжения конструкции определялось на основании теории составных стержней А. Р. Ржаницына.

Установлено, что на участке 0,1-01 (1 - длина балки) наблюдается потеря предварительных напряжений, площадь эпюры которых ограничена кривой гиперболического синуса.

Предварительные нормальные напряжения создают предварительные главные напряжения (вектор которых направлен в сторону, противоположную вектору внешних нагрузок),снижают их и повышают местную устойчивость стенки, что ведет к снижению деформативности конструкции.

Жесткость предварительно-напряженных балок, нижняя зона стенки которых находится в состоянии упругопластического деформирования оценивалась в сравнении с жесткостью предварительно-напряженных балок, материал которых работает в упругой области. Эта задача решается на основе выражения приведенного модуля

Т=(Е1, +Е 51,.)/1г, (20)

где I, - момент инерции относительно нейтральной оси материала, находящегося в упругом состоянии, I, =0,16684 -АЬ 1; I. - то же, находящегося в упругопластическом состоянииД 2=0,015686 • АЬ5; 1г - момент инерции всего сечения; Е5 - эквивалентный модуль упругости, который находится из кривизны сопоставляемых конструкций,

Е =ЕМ /М . . ' (21)

Э Ш1 I 4 1

М т - момент внутренних усилий ПНБ, нижняя зона стенки которой находится в состоянии упругопластического деформирования, М ^=0,427 -А31Ягп ш 1/3; Мг- то же, при упругой работе сечения, Мг=0336-А3/:К.п^ 1/1.

Таким образом,'

Т= 1,023 ОЕ. • (22)

Исследована возможность применения предварительно-напряженных балок в связейых каркасах многоэтажных зданий административного назначения в качестве несущих конструкций покрытия и перекрытия. Найдена равномерно распределенная нагрузка, соответствующая указанному состоянию балок, нормальные напряжения в характерных зонах сечения, допустимый пролет балки, соответствующий предельному нагружению. При выпрямлении оси предварительно-напряженной бачки она воздействует концевыми участками на колонны и создает растягивающие усилия в элементах связей, что приводит к увеличению жесткости каркаса.

Снижение массы конструкций каркаса за счет применения ПНБ в качестве несущих . конструкций покрытия и перекрытия составляет 23,4 %. Это приводит к улучшению динамических характеристик сооружения - снижению амплитуды колебаний, динамических прогибов, напряжений и т.д., что в конечном итоге улучшает технико- . экономические показатели сооружения.

Третья глава посвящена исследованию НДС обычных сжато-изогнутых колонн, результаты которого будут положены в основу исследования сжато-изогнутых, предварительно-напряженных колонн.

Исследование базируется на принципе независимости действия сил, позволяющем исследовать статически неопределимые системы по деформированной схеме при условии, что отдельные нагружения представляют собой сумму поперечной и сжимающей нагрузок. Получены выражения прогибов (у),поворотов сечений (с!у/<1х),моментов (с!"уМх - >, поперечных сил ((3 3Л}х 3 ) для стержней, нагруженных сжимающими и поперечными (равномерно распределенной и сосредоточенной) нагрузками, а также моментами в пролете при шарнирном и жестком закреплении концевых сечений.

Установлены соотношения между опорными моментами, в случае жесткого ■■ закрепления колонн в основании и предельно допустимыми, вычисленными с учете.! . недопущения появления в поперечном ссчении напряжений, превосходящих расчетное сопротивление материала,- Построены ¡рафики, позволяющие определить- предельно допустимую сжимающую нагрузку 8 при одновременном действии ее с моментом М 5 =5з (е - эксцентриситет нагрузки Б).

Предельно допустимый момент внешних нагрузок, вычислен из критерия Б-'А-М, ЛУг=-К5 :

М 2 (Я ;-8/А)=03 • АЬ(Я. -4и 2Е/ V-), (23)

где 0,3 ■ А№у - "чистый момент"; 0,3 •. АЬ • 4 • и2 Е/Р - доля момента от воздействия на колонну сжимающего усилия. ■ ^ •

Совокупность нагрузок, действующих на колонну производственного здания, вызывает в ней усилия, изменяющиеся по ее высоте. При жестком закреплении колонн в основании важно знать соотношение изгибающих -моментов по ее юнцам. Для характеристики указанного соотношения вводится коэффициент А о =М ор <М 1, где М, и М ор - соответственно, момент внешних нагрузок на уровне шарнирного и жесткого узлов.

А в =2и[(1-соа2и/8т2и)]/[2иЛ§2и+Ши]. " (24)

Коэффициент Ас существенно влияет на прогибы рей предварительно-напряженных колонн. Когда А о 2,0,максимальный прогиб у гаю находится на расстоянии

0,683 • 1огжесткого узла. Если опорный моментМ ор =2-М 5 (Ао =2,0), фафикпрогиба оси имеет форму синусоида с максимальной амплитудой в четвертях длины колонн. Когда опорный момент превосходит момент в шарнирном узле больше, чем в два раза (А в > 2,0), прогиб меняет свое направление и его максимальные значения фиксируются на расстоянии 0,3 • 1 от жесткого узла.

В четвертой главе рассматриваются предварительно-напряженные колонны, Основная цель исследования - обосновать целесообразность применения изогнутых на стадии предварительного напряжения стержней в качестве колонн зданий и сооружений.

Внешние нагрузки прикладывались к колоннам так, чтобы'ликвидировать начальную погибь Го и предварительные напряжения в сечении.

В предположении недопущения в "верхнем" поясе, получившем на стадии предварительного напряжения сжимающие усилия А гг Я г, напряжений, превышающих расчетное сопротивление материала, найдены: эксцентриситет (е) внешних сжимающих усилий 8 . 2(К' -1)(ЗК' - К-1)

(е) = -

(К + 1)ЗК'(2К"-()

4К' -3 2К'-1 + К'

(25)

где К' и К - коэффициенты асимметрии сечения колонны на стадии изготовления (тавра) и в законченном виде;

сжимающие нормальные напряжения, вызванные нагрузкой 8:

. ст,=[К(<г„+Я1)+-К,]/(К+1); (26)

изгибные напряжения от момента Б (е):

сжимающие - а, =-сж1/(К+1); (27)

растягивающие - о 3 =К-сг ^/(К+1). . • (28)

Несущая способность колонны, на основании принципа независимости действия сил, определена суммированием внутренних усилий, вызванных предварительными напряжениями и напряжениями от внешних нагрузок.

И=АКУ

РК-1 уп.(Р +1) ■ 1(ЬКу^ДК + 1)_ + — -

(29)

К+1 2 8-К-7„.(К.+1) '

где р =И Ж - расчетное сопротивление высокопрочной стали).

Оптимизация выражения (29)по переменному параметру у^ позволила найти зависимость, характеризующую оптимальное распределение материала по стенке предварительно-напряженной колонны:

у.исрГА„/АЧ,172К/(КЯ). (30)

Прследний коэффициент дал возможность записать выражения оптимального распределения материала по сечению:

по верхнему поясу - у, 1 <"» =А а /А=0,414 ■К'(К+1); . (31)

нижнему поясу - уг/"1 =А ы /А=(1-0.586 ■ К)/(К+1). (32)

Кроме этого, найдены выражения, описывающие: соотношение материала верхнего пояса и стенки

уо=АГв/А№=0,35337.7£,/у{н; , (33)

оптимальный коэффициент асимметрии сечения

245-(Г.+1) К' у,

К=- = -; . (34)

' -4(3 т.+1) 2-К'у„ .

оптимальный коэффициент асимметрии тавра

К'=(2уо+1)=1,7; ' . (35)

момент сопротивления крайних (верхней и нижней) зон двутавра

'• \У11=\У1н=0,3-А11; (36)

эксцентриситет сжимающей нагрузки

(е)=0,0686 • Ь; (37)

радиус инерции сечения - .

¡2 = л/1ГГА=0.39-Ы ' . , (38)

момент инерции сечения 1г=0,152 -АЬ■ (39)

" требуемую площадь Поперечного сечения предварительно-напряженной колонны

■ ^ А =8/1,3 1*-. (40)

ч> у -

О учетом выражения (34) оптимальное распределение материала'по сечению равно:

У, =0,585; у£, = у£н=0,207.

Предлагаемый критерий напряженного состояния позволяет установить, что у

предварительно-напряженных колонн несущая способность выше, чем у обычных колонн

той же гибкости на 30 %.

Гибкость предварительно-напряженной колонны, для которой справедливы

приведенные закономерности, определяется из предположения, что сжимающее усилие

8=8

Основное внимание в четвертой главе уделено исследованию гибких колонн, получивших на стадии предварительного напряжения погибь:

f =М P/8-EI =0,044-RyM/E, (41)

Q.RUX рг ХТ ' • J ^ 4 '

где X - гибкость стержня; I - длина стержня.

Начальная погибь в гибких колоннах fo=l/450,4TO в 1,666 раза больше .нормируемых СНиП Ш-18-75 "Правила производства и приемки работ" как максимально допустимых при сварке сплошностенчатых колонн. Это послужило основанием для детального исследования таких конструкций. |

Критериальный подход к определению деформированного состояния предварительно-напряженных колонн показан на рис.1.

Рис.1. Расчетная схема внецентренно-нагруженной предварительно-напряженной колонны, шарнирно-|У1 закрепленной по южцам

Результирующий прогиб колонны представляется как сумма прогиба у ю возникающего в прямолинейном стержне от действующих на него нагрузок (рис. 1,6); прогиба у от момента М^Б-^ (рис.1,в) и прогиба у трг,полученного стержнем на стадии предварительного напряжения (рис.1,г). Таким образом, у=-у ^ +у пГ+у ^ .

Когда нижний конец стержня закреплен в основании жестко, к составляющим суммарного прогиба должен быть алгебраически добавлен прогибот нагружения колонны па схеме рис.2.

• Исходя из предложенного критерия рассмотрено деформированное состояние предварительно-напряженных колонн расчетные схемы которых показаны на рис.3.

Основополагающим является предположение о том, что внешняя нагрузка должна значительно уменьшить, а в некоторых случаях ликвидировать, начальную погибь Г о; непременное условие напряженного состояния предварительно-напряженных колонн -ликвидация предварительного напряжения и появление в поперечном сечении напряжений, не превосходящих расчетного сопротивления материала поясов и стенки.

Выполнение изложенного условия возможно при над лежащем выборе эксцентриситетов (е) внешних сжимающих нагрузок Б. Эксцентриситет (е) находится из условия,что момент внешних нагрузок М в равен, или больше суммы моментов остальных нагрузок. Для колонны, нагруженной по схеме рис.1, это условие записывается как

М^М^+Мр. (42).

Здесь М=8 • (см.рис.'1,в).

гояяитт

&Г

Рис.2.Расчетная схема колонны, нагруженной сжимающим усЛшем 8 и опорным моментом М

\

Эксцентриситет (е),удовлетворяющий выражению (42), записывается следующим образом:

м„

1-4и"

4 и" ЕЛ ■ З-хт и '/' • яп 2 и

(43)

Условие (42) позволяет также искать допустимое сжимающее усилие 8.

В колоннах гибкостью Х - 50 суммарный прогиб равен нулю при сжимающем усилии 8=0,228 -Э и эксцентриситете (е)=50 мм (рис.4,кривая 1). Для колонн, нагруженных по схеме рис.За, сжимающее усилие приводит колонну в'"безразличное" состояние уже при 8=0,4 • 8ст (рис.4,кривая 2). Эксцентриситеты р этом случае определяются зависимостью

(е) =

яЦ 2 1 — сой и

V' —--+Мрг1и"

8 м- «в и 1 V

1

1-4и" я"

4и "ЕА • 2 йш и

Л" '81112и

(44)

Наличие жесткого узла вносит коррективы в значения эксцентриситетов (е),но не меняет сути деформированного состояния предварительно-напряженных колонн..

Для колонн, нагруженных по схеме рис.3,е,ж,такое состояние зависит от положения нагрузки Р на колонне. В том случае, когда она находится в верхней части колонны, искривленная ось за счетдатияния предварительного напряжения тяготеет к синусоиде и меняет свой знакв месте приложения нагрузки. Прогибы предварительно-напряженных колонн в 4 раза ниже прогибов обычных колонн равного поперечного сечения и гибкости (рис.4). ...

При жестком закреплении предварительно-напряженных колонн в основании (рис.3,з) решающее влияние на величину прогибов оказывает момент внешних нагрузок М ,=8 (е).Прскольку опорный момент М создает прогибы^ совпадающие с прогибами от усилий предварительного напряжения, суммарный прогиб при ..определенных значениях сжимающего усилия и эксцентриситета может увеличиваться. Это происходит при увеличении указанных параметров, поскольку они ведут к увеличению опорного момента. Таким образом, для снижения прогиба следует снижать сжимающее усилие или его эксцентриситет ("крановый" эксцентриситет для данного нагружения колонн остается постоянным).

Требуемые эксцентриситет (е) или нагрузка 8 находятся из критерия

М„+М„=М.+М.. (45)

. =М +М .

^ рг р «

Предельно допустимый момент М И находится из неравенства -Б/А-М^т ■ <-2 -И ..

Рис.З. Нягружение и расчетные схемы исследуемых предварительно-напряженных колонн

го м ¡.с «

1.0 2.8 3.0

У, см

Рис.4. Максимальные прогибы предварительно-напряженной колонны гибкостью /.=50 (ЕА=882000 кН, М р =2080 кН • см):

1 - при нагружении по схеме рис.1;

2 - при нагружении по схеме рис.3,а

Напряжения от внешней нагрузки сравниваются с удвоенным произведением расчетного -л сопротивления материала стенки, так как рассматривается напряженное состояние" предварительно-напряженных юэлонн. . ■

..................., (47)

М х =03 -Л г А11(2-1000 • 4и2 / X1).

Увеличение гибкости колонны приводит и к увеличению предельного момента.

Весьма важно выяснить влияние предварительного напряжения на рост суммарных моментов и, следовательно, напряжений.

Результирующий момент как сумма моментов внешних нагрузок и усилий предварительного напряжения для колонн, нагруженных по схеме рис.1, записывается следующим образом:

(48)

В зависимости (48) член 2 • М^ остается постоянным. Второй член характеризует составляющую суммарного момента, вызванную действием сжимающего усилия S на искривленную колонну. Он зависит от соотношения действующего и критического сжимающего усилия - S/S в =4и2/я2. Увеличение соотношения ведет, к увеличению второго члена выражения (48) и снижению суммарного прогиба. Так, при S=0,145 • S (u=0,6) предварительное напряжение снижает суммарные прогибы на 37 %, а при S=0,328- S^ (и=0,9) - на 12 %. Следует отметить, что. до значений S<0,2 S^ (u=0,72) суммарный момент остается положительным, а это означает^ что предварительное напряжение в стенке еще не преодолено, т.е. колонна обладает большим запасом несущей способности. ■ •

Рис.5. Прогибы предварительно-напряженной колонны гибкостью А.=90;нагруженной по схеме рис.3,ж (1=1053 см, нагрузка Р приложена

на расстоянии 1/3 от верхней опоры, Р=0,8-Р (е 1)=45,0 см) 20

В колоннах, нагруженных по схеме рис.3,а, эффект от предварительного напряжения начинает сказываться при 8=0,3 Б <г (и=0,85). До этого момента главенствующую роль в НДС колонн играет равномерно распределенная нагрузка. Увеличение сжимающей нагрузки за указанные пределы приводит к существенному влиянию предварительного напряжения на состояние стержня, Особенно это заметно при сравнении НДС обычных и предварительно-напряженных колонн. Для достижения' предельного состояния (Мк =М ) в обычных колоннах требуется усилие 8=0,2 ■ Б сг (М г=500 кН • см), а для предварительно-напряженных колонн - 8=0,4- 8 а (М г=16000 кН см).

В колонках, жестко закрепленных в основании, оценку напряженного состояния следует чести по моменту в основаниц. В колоннах гибкостью >,=90 при нагружении их пр схеме рис.3,г предельное напряженное состояние (М 8 =М 2) наступает при -М 2 И 0700 кН • см и Б =0,227- 8 (и=0,74). В обычных колоннах при аналогичном нагружении указанное состояние наступает при М г= 5300 к!Г . ем, .4 -0,272 ¡5 а. Как видно, допустимый момент в жестком узле предварительно-напряженных колонн увеличивается в два раза (рис.6).

В колонцах, нагруженных по схеме рис.3,зд\е. имеющих жесткое защемление в основании, суммарный момент состоит из моментов: внешних нагрузок М8 • (е),момента усилия Р - Мр =Р ■ (е 1),момента усилий предварительного напряжения Мрг .опорного момента М ор , момента усилий Р, действующего на искривленную колонну, - М (Р • Г о , момента усилий в - М а • Го .Поскольку . ■решающее значение имеет опорный момент, проанализируем его изменения при вариации внешних нагрузок и составляющих, вошедших в выражение опорного момента, включающих в себя усилия предварительного напряжения. Существенное влияние на опорный момент оказывают усилия 5 и Р и создаваемые ими моменты'М, и Мр. Увеличение внешней нагрузки приводит к росту и моментов М^ и М а. Так, при сжимающем усилии 8=Р= 0,'146 ■ ¡5^ доля опорного момента, вызванная предварительным напряжением в колоннах гибкостью Х=90 при (е)=10,0 см и (е ; )=45,0 ' см, составляет 11,6 %, Поскольку моменты М рГ и М € изгибают ось колонны в сторону, противоположную соответствующим прогибам от внешней нагрузки, то можно утверждать, что предварительное напряжение снижает опорный момент на 11,6 %. Дальнейшее увеличение усилия 8 при постоянном усилии Р ведет к увеличению эффекта от предварительного напряжения. }Согда опорный момент достигает значений предельного, доля предварительного напряжения составляет уже 55,5 %. Следовательно, чем больше внешня^ нагрузка, тем выше эффект предварительного напряжения. Другими словами, лррдварительнор напряжение стимулирует рост опорного !угомента? следовательнр, напряжения, соответствующие этому моменту, снижают суммарные напряжения более чем в два раза.

Нагружение по схеме рис.3,и предусматривает два вида НДС; 1 - сила Т создает прогибы, совпадающие с прогибами от моментаМ ; 2-прогибы от усилий в (Мв) и Т противоположны. Однако доминирующее влияние на напряженное состояние колонны оказывает не направление силы Т, а соотношение опорного момента , и момента" внешних нагрузок. Анализ выражения суммарного момента позволяет

М=М,+М5-Моа-Мрг . ' (49)

ОЛ

ол 0 6 0.5

о.ч

ол 0.1 ол

и»

ГчЬ

б 1

V

ч ГЛ'«1> >

40 /

Мс \

70 1

у

(

у У

Г 1

//

/

л о ».о ».о 40 5 0 ь.о тО 9.0 "?.о ю.о «.о дг.о

Рис.6. Соотношение предельно допустимого М 5 и опорных моментов М ор в колоннах гибкостью /.=90,нагруженных па схеме рис.3,г (М ) и рис.3,д (М ' ■ )

предположить, что предварительное напряжение вместе с опорным моментом создает предпосылки для снижения суммарного момента. В месте максимального момента (х=1/2) его снижение составляет 32,5 %. Причем численные значения моментов остаются положительными, а это означает, что предварительное напряжение не преодолено. Обнаружена весьма интересная закономерность в распределении моментов, опорного Мор и внешних нагрузок Мг при увеличении гибкости колонны. При X=90 на расстоянии х=1/2 суммарный момент, имея отрицательное значение, с ростом нагрузки в уменьшается и при 8=0,й • Б сг равен нулю. Этот весьма важный результат следует отнести к положительному влиянию предварительного напряжения, доля момента от которого в этой сумме составляет 60,7 %.' А если учесть, что в опорном моменте доля предварительного напряжения составляет еще 17 %, то становится понятной роль предварительного напряжения в формировании НДС рассматриваемых колонн. Предельное напряженно^ состояние (МЕ =М. ) при гибкости X =90 в жестком узле и в месте максимального момента наступает' одновременно при 8=0,3 • 8 ст (ц=0,85).

■ Изложенное может быть основанием для утверждения, что несущая способность предварительно-напряженных колонн, получивших на стадии изготовления начальную погибь, приближенно в два раза выше, чем обычных колонн с равными поперечным сечением и гибкостями.

В пятой главе изучена местная устойчивость элементов поперечного сечения предварительно-напряженных балок и колонн.

В основу исследования положен энергетический критерий устойчивости. Критическое напряжение в стенке на стадии предварительного напряжения балок и колонн равно:

Eir

12(1 -v

2}

ь/

4т-р- +24(1-у)- ц-4-За

(50)

где р =a/b - отношение длины пластинки (а) к ее ширине (Ь); 5- толщина пластинки; ш - количество волн в направлении оси Y; v - коэффициент Пуассона ( v -0,3); а - ( я - о „ У о, ,( о , о , - максимальные и минимальные напряжения по высоте пластинки).

Поскольку на стадии предварительного напряжения коэффициент а=1,5 - const, то подстановка его в формулу (50) меняет знак сг „Это означает, что на стадии изготовления стенки балок и колонн устойчивости не теряют. Этот вывод хорошо согласуется с утверждениями С. П. Тимошенко о влиянии параметра а на устойчивость пластинок.

Местная устойчивость стенки предварительно-напряженной колонны характеризуется зависимостью

о а =24,936 ■ D я1 / 5 b2, (51)

которая свидетельствует о том, что предварительное напряжение повышает устойчивость стенки в 4,5 раза.

Устойчивость стенки предварительно-напряженных балок можно проверить по формуле

а „ = 40.56

ir'E I t„. г (52) .

12(1- li

Анализ зависимости (52) свидетельствует о том, что при отношении' 1^/11=1/50, с сг~ 300 кН/см 1 и* <г /Ь='1/180, сг я =23 кН'см "» ,что говорит об отсутствии потери местной устойчивости стенкой.

Верхний пояс балок и колонн на стадии изготовления конструкций получает дополнительные сжимающие напряжения, поэтому его местная устойчивое 1ъ снижается на их величину-

Соотношение ширины свеса к его толщине можно определить зависимостью

Ь^г-ЭЗлЯГ + Кз,. • (53)

где - предел текучести материала пояса; а' £в - суммарные напряжения в "верхнем" поясе. Поскольку предварительные касательные напряжения не оказывают существенного влияния на распределение напряжений, местная устойчивость стенки в зоне совместного действия • нормальных и касательных напряжений определяется известными из нормативной литературы выражениями с учетом поправок в численных значениях нормачьных напряжений.

Шестая глава посвящена исследованию жесткости, устойчивости двутавровых колонн в плоскости большей жесткости, плоскости, параллельной полкам, изгибо-

крутильной формы потери устойчивости и предельного напряженного состояни) предварительно-напряженных стержней. Для характеристики жесткости сечения ПИК вводится понятие "эквивалентный" модуль Е5 упругости материала, находящегося I состоянии упругопластического деформирования. Определение его базируется на допущении равенства кривизны двух предварительно-напряженных колонн, материал . одной из которых находится в упругом состоянии а другой - частично в упруго-пластическом состоянии. Замена касательного модуля деформаций Е , эквивалентным Е5 в выражении приведенного модуля деформаций Т приводит к выражению

Оптимальные параметры поперечного сечения предварительно-напряженных колонн (см.гл.4) позволяют установить, что Т=1,13789 • Е. Полученное значение приведенного модуля принципиально отличается от аналогичного для стержней, изготовленных из . одного материала, тем, что характеризует совместную работу сталей повышенной прочности (пояса) и малоуглеродистой (стенка), а также тормозящее влияние упругих деформаций стали повышенной прочности на развитие пластических деформаций в материале малоуглеродистой стали.

Устойчивость предварительно-напряженных колонн (ПНК) в плоскости большей жесткости оценена на основе сравнения кривизны оси, выраженной через прогиб:

у=С , зтрх+С^соырх - (е-Сг ) (55)

и момент внешних нагрузок:'

. М^Ке-^+у]. (56)

Критические напряжения выражаются формулой

= -3,023 ш, . (57)

где а ^ - критические напряжения по формуле Эйлера; т - приведенный эксцентриситет (щ= т] е/ р ); т| - коэффициент влияния формы сечения, т] =1,43. Критериальный подход к оценке устойчивости ПНК позволил вычислить также допустимый эксцентриситет: е=0,461 • К 5Д 2:1 г /Е; относительный эксцентриситет: к=1,08 ■ К . к г: /Е; минимальную высоту сечения: Ь=2,56 • 1 . Критическое напряжение, а также коэффициент продольного изгиба ф ю = ст а Ж; * 1 - расчетное сопротивление материала высокопрочной стали, К у =42 кН/см 2) отличаются тем, что с ростом относительного эксцентриситета к их значения увеличиваются. Это объясняется тем, что с увеличением внешней нагрузки прогибы ПНК снижаются, ось колонн выпрямляется и при достижении в поясах напряжений, равных расчетному сопротивлению материала, прогибы равны нулю. ,

Область допустимых гибюоетей ПНК диктуется приведенным эксцентриситетом т, который увеличивается от ш=1,736 ( Хг =40) до ш=21,598 (X г =140).

Устойчивость ПНК в плоскости, параллельной полкам двутавра, определена в предположении, чтосжимающая нагрузка приложена по центру тяжести сечения. В основу поиска критических напряжений положено дифференциальное уравнение искривленной оси стержня. С учетом наличия усилий предварительного напряжения в "верхнем" поясе из условия, что потеря устойчивости может произойти от появления пластических деформаций в указанном поясе, найдены соотношения между длиной и высотой поперечного сечения 1/Ь=13,26,свесом полки и ее толщиной ЬЛ {=10,0.

Изгибо-крутильная форма потери устойчивости предварительно-напряженных колонн исследована на основе теории В.З.Власова.

С учетом утверждения Т.В.Трофимова о том, что возможные очаги пластических деформаций не влияют на устойчивость, исследование проведено в предположении упругой работы материала. Выяснено, что предварительное напряжение повышает изгибо-крутильную устойчивость стержней на 22 %. Поскольку в процессе нагружения ПНК внешними нагрузками прогибы колонн снижаются, влияние момента М г, действующего в плоскости большей жесткости, на изгибо-крутильную форму потери устойчивости принято нулевым, а коэффициент (с) равным единице. Коэффициент продольного изгиба ф, следует определять по методике, изложенной в п.5.3.СНиП П-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования".

В основу определения предельных напряжений в с.ечении предварительно-напряженных колонн положено известное выражение сложного напряженного состояния а _ =-1,038 • Я/Л-М г /V/ г +<з ^. (58)

Здесь 1,038 - коэффициент, учитывающий увеличение сжимающего усилия в стержне за счет выпрямления его оси; <т . - предварительное напряжение в элементах сечения колонны; Мг - суммарный (от внешней нагрузки и усилий предварительного напряжения) момент; V/ =0,3 ■ ЛЬ - момент сопротивления оптимального сечения!

На основании зависимости (58) напряжения в отдельных элементах сечения колонны, нагруженной по схеме рис. 1, записываются:

стс {в =-4,152 ■ и2 Е/ Я : -4и2 Е(е) ■ 1,3 • 2япи/ X 1ап2и

+41: • 0,262 • Я ,/(1-4и 2 / х 2)-0,4 ■ И у; ст< - -4,152 - и : К/к :*-4и 3 Е(е) • 1,3 • 2^1пи/ X 1яп2и +

4/5

• +и 2 • 0,262 • к, /(1-4и 2 / я 2 >0,59 • И ;; (59)

с' . --4,152 • и2 Е/ Я 2'-4и2 Е(е) • 1,3 • 2яли/ X Ып2и +

" +иг 0^62-Я,/(1-4и1/7с;)-0,З Я!; <т • 1е =-4,152 • и2 Е/ X 2 -4и2 Е(е) • 1,3 • 2мпи/ X Ып2и + . . +и 1 • 0,262 • Я ,/(1 -4и2 / л 2 ), где Я - гибкость колонны; 1 - длина колонны; (_е) - эксцентриситет усилия 8. Как следует из выражений (59),суммарные напряжения в большой степени зависят от отношения действующего сжимающего ' усилия Э к его критическому значению 8 сг (Э/Э =4и5 / л 2 ).

Графики напряжений в характерных точках поперечного сечения предварительно-напряженной колонны гибкостью Х=90 показаны на рис.7. Прежде всего следует отметить низкий уровень нормальных напряжений в стенке предварительно-

напряженных колонн. В тог момент, когда в поясах напряжения достигают расчетного сопротивления материала, напряжения в стенке, примыкающей к "анкерному" поясу, приближаются к расчетному сопротивлению материала стенки, а это в два раза меньше напряжений в поясах. При этом в нижней зоне стенки ст ' =0,7 ■ К.^.' в нижнем поясе они -и того меньше: с £к =0,45- К у. Таким образом, наиболее напряженным оказался "анкерный" пояс, суммарнью напряжения в котором ст с£> =2 • . Указанный уровень нормальных напряжений в "анкерном" поясе оказался при с^сшлающем '.усилии 8=0,757 • 8 а . Обратим внимание на то, что именно при этом усилии в колоннах гибкостью X =50 и при эксцентриситете (е)=50 мм ось стержня полностью выпрямлена. Это

совпадение прогибов к предельных нормальных напряжений в "анкерном" поясе може быть основанием для весьма важного вывода - предельное (критическое) напряжение предварительно- напряженных колоннах наступает в тот момент, когдаось колонны строг перпендикулярна горизонтали, т.е., когда

Этот вывод является основополагающим и требует проверки по отношению предварительно-напряженным колоннам других гибкостей в случае увеличени (уменьшения) эксцентриситетов сжимающих усилий 8.

Значения максимальных и нулевых прогибов в колоннах длиной 1=5855 мг представлены графиками рис.8. Ориентируясь на параметр сопоставля

графики рис.7 с графиками рис.8, можно сделать вывод о том, что предельно! напряженное состояние ( а' ь =2.- И г) при у=0 наступает только в колоннах мален гибкости и при (е)<50 мм. Увеличение (е)до 100 мм даже в колоннах малой гибкосп приводит к несоответствию между нулевыми прогибами и предельным состояние!» колонн. Так, в колоннах гибкостью Я =50 при (е)=100 мм полное выпрямление ос! происходит при. 8=0,1 - 8 а , а предельное состояние, определяемое достижением 1 "анкерном" лоясе напряжений 2 • В. у, наступает при 8==0,176 • Б сг. В колонна; повышенной гибкости несоответствие наступает даже при малых эксцентриситетах Таким образом, предположение о соответствии нулевых прогибов и предельныххостоянит предварительно-напряженных колонн оказалось ошибочным. В основе своей предельней, состояние (<т ' И ^) наступает, когда ось колонны переходит "нулевую" точку.

Особенностью гибких предварительно-напряженных колонн (/->70) является то, чте при малых (е)<50 мм с увеличением сжимающего усилия Б напряжения в "анкерном' поясе и примыкающей к нему стенке снижаются. Из рис.7 следует, что в колоннах гибкостью X =90 при (е)=50 мм существует состояние, когда напряжения равны нулю Это происходит при 8=0,44 • И .

Ж!

-10

6, «К/си»

ПО »0

6n.ll/crll

Рис.7. Нормальные напряжения в предварительно-напряженных колоннах гибкостью X =90(1=10530 мм)( сплошные линии -(е)=50 мм, пунктирные - (е)=100 мм)

10 -ЛО

а.о \а

3raat.cn

ЗГ-1 1 г Я Зг

о»

— к.1 N

-Ч Ч N1

04 . N V \ ч

¿■3 щ * !г

. 1

э.о з.о

(О'100

N

Й-

сайт* сш

1.0 2.9 3 .!>

Рис.8. Соотношение нулевых прогибов и сжимающих погрузок в в предварительно-напряженных колоннах различной гибкости: а - ;.=50;б- Я,-70; в- X =90; г- /.=110

•1 Нельзя не отметить и динамику изменения напряженного состояния зоны стенки, примыкающей к "яшееркому" пслсу. Поскольку на стаут предвари! ельного напряжения ота зона получает растягивающие напряжения, то с ростом сжимающих напряжений суммарные напряжения снижаются и при некоторых нагрузках достигают нулевых значений. В колоннах повышенной гибкости (к >70) этот момент наступает при более высоком уровне сжимающих усилий 8, чем в жестких колоннах.

Оценивая влияние предварительного напряжения на значения изгибных напряжений, следует сказать, что оно зависит от гибкости колонны и эксцентриситетов сжимающих усилий. В колоннах гибкостью X =50 при (е)=50 мм к моменту достижения предельного состояния доля предварительных напряжений в составе изгибныхнапряжений составляет 21,9 %. При увеличении эксцентриситетов в два раза эта доля снижается до 12,4 %. В. колоннах повышенной гибкости ( X >70) эффект предварительного напряжения повышается. Так, при гибкости X =90 и (е)=50 мм доля предварительного напряжения в изгибных напряжениях составляет 31,5 %, а при (е)=100 мм - 19,4 %. Таким образом, в колонках практической гибкости (Я >70) предварительное напряжение снижает изгибные напряжения на 15-20%. Влияние его на суммарные напряжения еще больше. При малых

ги(Зкостях доля предварительного напряжения в суммарных напряжениях еоставля 44,3 %, а в колоннах повышенной гибкости - 43,8 - 55 %.Все изложенное позволя* сделать вывод о том, что предварительное напряжение повышает несущую способное' по прочности шарнирно-закрепленных колонн в среднем на 45 %.

Анализ напряженного состояния предварительно-напряженных колонн, нагруженнь по схеме рис.3 ,а, приводит к аналогичным выводам. Напряженное состояние сечеш позволяет утверждать, что местная устойчивость стенки предварительно-напряженны колонн, нагруженных по схеме рис.3,а, будет обеспечена.

В качестве основного вывода для рассматриваемого нагружения колонн следуе отметить, что предельное напряженное состояние наступит после полного выпрямлени оси. Следовательно, оценку предельного состояния следует вести, по уровню напряжени в верхнем поясе. .

В рлучае жесткого закрепления колонн в основании и нагружения их по.схеме рис.3, предельное состояние необходимо оценивать по напряжениям в стенке ( сг с ;

поскольку оно наступает раньше, чем в верхнем поясе (я1. =2 ■ И Важно отметит! что предельное состояние в нижней'зоне стенки ( ст '„„^Я, ) и нижнем пояо (■стс £н =2 ■ И.;) наступает одновременно с соответствующим состоянием в "верхней" зон стенки. Изложенное позволяет думать, что при жестком закреплении в основани) "верхний" пояс можно выполнить из малоуглеродистой стали с расчетныл сопротивлением К ; = 21 кНУсм2 . Что касается стенки и нижнего пояса колонн, то и: • следует проектировать из высокопрочной стали.

Напряженное состояние предварительно-напряженных колонн, нагруженных по схем« рир.3,з, изучалось в месте Максимального прогиба (х=1/2) и в защемлении. Установлено что предельное напряженное состояние в исследуемых сечениях наступает одновременно В качестве основного вывода следует отметить низкий уровень суммарных нормальные напряжений в основных элементах сечения - стенке и поясах при больших внешни* нагрузках. Так, при 8=0,328 -Б а напряжения в верхней зоне стенки практически рарны нулю ( о' 1 =-0,275 кН/см1) в нижней зоне стенки =-17,8 кН/см 1 и нижнем поясе о ' £н -И.ббкШсм;. Только в верхнем поясе, получившем на стадии изготовления предварительные сжимающие напряжения суммарные напряжения, превосходят расчетное сопротивление материала стенки на 16,3 %.

Исследование предельного, напряженного состояния колонн, нагруженных по схеце рис.3,и, проведено в предположении, что поперечная нагрузка Т должна увеличивать прогибы, вызванные остальными нагрузками. Как и во всех других случаях жесткого защемления , колонн в основании, предельное напряженное состояние на расстоянии х=1/2 и ц жестком узле наступает одновременно. Суммарные, нормальные напряжения в верхне- по^се до нагрузки 8=0,1 ■ 8 а не превышают 0,7 , II . Увеличение внешней нагрузки 8 и, следовательно, моментов М в ведет к снижению суммарного напряжения в поясе. При 8=0,293 • в <г (и=0,85) суммарные напряжения в верхнем поясе равны • нулю. Однако дальнейшее незначительное увеличение усилия 8 приводит к спонтанному росту напряжений. При 8=0,328 • 8 п (и=0,9) напряжения меняют знак и превышают расчетное сопротивление материала стенки более чем в два раза. Динамика изменения суммарных напряжений в верхнем поясе в большой мере зависит от предварительного напряжения, тем более что в опорном Моменте М доля предварительного напряжения

¡оставляет от 0,25 % (8=0,005 ■ 8 <г ) до 28,7 % (8=0,328 • 5 ([ ). Велика роль 1редварителыюго напряжения и в формировании напряженного состояния верхней и тижней зон стенки. Имея вектор напряжений, напраатеннйй в сторону, противоположную вектору внешних нагрузок, предварительные напряжения снижают суммарные напряжения от 200 % (8=0,005 • 8 в ) до 100 % (8=0,328 • в п ). Даже в нижнем поясе, не получившем на стадии изготовления колонн предварительного напряжения, опосредованно получены предварительные напряжения, протироположные по направлению напряжениям от внешней нагрузки, за счет воздействия Б на выгнутый стержень. Оценку предельного напряженного состояния следует- проводить по суммарным напряжениям в нижней зоне стенки, оказавшейся наиболее нагруженной. Исходя из концепции о том, что'упругие деформации поясов должны сдерживать пластические деформации стенки, можно допустить текучесть материала нижней зоны стенки. При этом напряжения в верхней зоне стенки не должны превышать ее расчетного сопротивления.

В процессе нагружения предварительно-напряженных колонн наблюдается несоответствие между внешними нагрузками, прогибами и напряжениями стержня. Увеличение внешнего воздействия на колонну приводит к снижению прогибов. Возможна ситуация, когда при нулевых прогибах напряжения п сечении колонны приближаются к критическим значениям.

При различных рас четных схемах колонн, комбинациях внешних нагрузок Предварительные напряжения снижают напряжения внешних нагрузок от 10 до 45 %. Особенно эффективно предварительное напряжение при формировании напряженного состояния стенки колонны. Суммарные нормальные напряжения в крайних, по отношению к нейтральной оси, сечениях стенки не превышают расчетного сопротивления материала стенки. Это может быть основанием для утверждения о сохранении высокого уровня местной устойчивости стенки.

Поскольку оценка предельного состояния сечения ведется по уровню напряжений в поясах и подчиняется критерию о =2 • , то надлежащей компоновкой сечения при выбранных прочностных характеристиках металла поясов можно обеспечить их местную устойчивость.

В седьмой главе приведены результаты экспериментального исследования предварительно-напряженных балок и колонн.

Рещались следующие задачи:

проверялась корреляционная связь между теоретическим и фактическим распределением предварительных напряжений по поперечному сечению на стадии из|х)товг)ения конструкций;

изучались ргрлинныр конструктивные формц поперечного сечения;

исследовалось НДС конструкций;

исследовалось распределение главных нррмальных напряжений в приопорной зоне

балок; .

исследовалась жесткость изгибаемых элементов;

проверялись местная устойчивость элементов сечения и общая устойчивость конструкций;

анализировалась сходимость результатов экспериментального исследования и

«■ . теоретических выводов. • -

Согласно теоретическим предпосылкам, изложенным в гл.2, в результат предварительного напряжения конструкции по стенке должна быть получен несимметричная эпюра нормальных напряжений, обратных по знаку эпюре внешни нагрузок со смещенной нейтральной осью в сторону нижнего пояса и максимально ординатой растягивающих напряжений в верхней зоне. На стадии предварительног напряжения верхний пояс получает сжимающие напряжения; нижний. - остаетс свобрдным от предварительных напряжений.

С целью исключения влияния сварочных напряжений достоверность предположени. пррверена на 10 клееболтовых образцах таврового сечения марки "ВТ", верхний поя которых состоял из друх неравнополочных уголков 45x28x4, присоединенных на клеевсц композиции (смсла ЭД-5 - 80 %,отвердитель,полиэтиленполиамид -6%, пластификатор дибутилфтодат - 14 %) к стенке толщиной 2 мм.

Результаты эксперимента Показывают, что предварительное напряжени« распределяется по' длине конструкций равномерно, исключая участки (0,3-0,4от опррных ребер, где предварительное напряжение распределяется по закону параболы, с максимальным значением у верхнего пояса. Ца остальной части образцов "ВТ" различие замеренных и теоретических предварительных напряжений не превышало 8-12 %.

Предварительные касательные напряжения замерены на расстоянии 6,5 ■ И.И и 1,5 • 'г от опорных ребер. В связи с тем, что предварительные нормальные напряжения на участке ОД • Нот ребер по интенсивности малы, предварительные касательные напряжения здесь почти не просматриваются.. В остальных сечениях сходимость теоретических и экрпериментальных значений напряжений сдвига составляет 80-85 %, что может свидетельствовать о правильности теоретических предпосылок о форме распределения и численных значениях предварительных напряжений по сечению на стадии изготовления конструкций.

Исследование на изгиб предварительно-напряженных балок проведено на двух типах образцов: клееболтовых, исключающих влияние сварочных напряжений, и сварных. Каждый тип, в свою очередь, делился на образцы эталонные, без предварительного напряжения, и предварительно-напряженные. Всего испытано 17 образцов: 4 клееболтовых, из которые один эталонный, и 13 сварных (4 эталонных).

• Клееболтовые образцы представляли собой двутавр, верхний и нижний пояса которого неравнополочные уголки 45x28x4, присоединенные к стенке толщиной 2 мм ца эпоксидной композиции, описащюй выше. Сварные образцы компоновались из стали двух марок: пояс& (100x4)- сталь С345,стенка (400x2) -С255. Дли) 1авсех образцов принята 2000 мм, т.е. отношение вцеоты сечения Ь к длине 1 роставляло 1/5. Относительная ги(5;сом>стенки п=1 ж /Ь ^.=1/200.

Экспериментальным исследованием установлено, что предварительные напряжения * ' уменьшают касательные и нормальные напряжения по стенке, продлевают упругую работу материала и тем самым увеличивают местную устойчивость стенки. Это подтверждают графики нормальных напряжений в предварительно-напряженной (рис.9,б) и эталонной (рис.9,в) балках при общей испытательной нагрузке Р= 120 кН. Видно, что суммарные сжимающие напряжения в предварительно-напряженной балке снижены на 30 % ' ; (график 1).

Ь) - 7 Б) ь в

/ 1 !

г —г \

н -г Л Г

9 7 /

VI 4

« ■А /

/ А

к 4

1 т 7-

£ -*-

40 40 Г

*■ »

10 АО

ао ао о ео ^о

МП<а

?йс.9.,Нормальные напряжения р зоне максимального момента при испытательной нагрузке Р=120 кН: а - поцсрсчире сечение; б - напряжение в предварительно-напряженной балке; в - эталонной, равного поперечно^ сечения

Увеличение значения начального предварительного напряжения улучшает названные параметры.

Сравнение величины предварительных напряжений и формы их распределения при Одинаковых иопытательных нагрузках и равныхплощадяхпоперечных сечений сварных и клееболтовых балок является основанием для утверждения- об отсутствии влияния сварочных напряжений на компоненты несущей способности балок.

■ Особенно эффективны.« оказалось предварительное напряжение для повышения местной устойчивости стенки. В зоне максимальных моментов Ц, следовательно, максимальных сжимающих напряжений перемещения стенки ■ из плоскости изгиба, заверенные 25 индикаторами, цплоть до разрушения конструкции, не превышали 0,50,3 ее трлщицы, что во м^ого р^з меньгае соответствующих перемещений в балках без предварительного напряжения (рис. 10). .

Исследование распределения главных нормальных напряжений в приопорной зоне предварительно-напряженных балок позволило установить, что предварительные напряжения по стенке создают главные предварительные напряжения, вектор которых противоположен вектору главных напряжений от внешней нагрузки. Это приводит к тому, что ширина традиционного для обычных конструкций гофра, ориентированного под углом примерно 45 градусов по отношению к горизонту, увеличивается, момент образования характерных для приопорных участков волн отдаляется, местная устойчивость исследуемого участка повышается. «

Рис. 10.Перемещения стенки из плоскости изгиба в зоне максимального момента: а - эталонных балрк; б - предвдрительно-нацряженных балок

Наличие главных предварительных напряжений по всей длине балки равнозначно тому, что по ее стенке в приопорной зоне поставлены дополнительные наклонные ребра жесткости, которые увеличивают изрнбну(о жесткость конструкции. Этот тезис подтверждается фактическими, прогибами предварительно-напряженных балок, Которые на 30-40 % ниже, чем у обычных балок.

Исследование колонн пррведецо на четырех образцах, ц трех из которых было создано Предварительное напряжение. Поперечное сечение шарнирно-закрепленных коЛонн -симметричный двутавр высотой Ь=200 мм, шириной Ь=200 мм. Пояса (200x4) Проектировались из рысокопрочной стали С345, стенка (200x2) - из малоуглеродистой стали С255. Дайна всех испытанных колонн 1=3000 мм. Гибкость в плоскости стенки X ?=30; ц плоскости поясов - ). у =56, т.е. соотношение габкостей X г/1 у = 1/1,866.

Закрепления обедах концов колонн принято шарнирным. Нагрузка прикладывалась через шарик, втопленный в лунку на массивной жесткой плите, укладываемой наоголовок колонны и под ее базу с эксцентриситетом 25,50 и 75 мм. Нагрузка создавалась гидравлическим домкратом и фиксировалась динамометром ДОС-50. Перемещения стенки Предварительно-напряженных колонн замерялись 24 индикаторами часового типа, ^Монтированными на автономно стоящей штанге; по поясам колонн был установлен 21 Индикатор. Напряжения степки и поясов замерялись в двух сечении, на расстоянии '1/4 и 1/2 от нижней опоры. Прогибц колонн в плоскости стенки фиксировались 9 Индикаторами, в плоскости полок * 3, индикаторами, установленными на опорах и в середине колонн. Возможное закручивание поперечного сечения фиксировалось прогибомерами Максимова, установленными на расстоянии 1/2 от опор.

В результате исследования получены графики перемещений стенки, полок, прогибов колонн и напряжений в характерных сечениях.

Прогибы предварительно-напряженной колонны, от нагружения сжимающим усилием 8=150 кН (8=0,0235 • 8 а ,и=0,238),приложенным с эксцентриситетом (е)=50 мм, уменьшают максимальные прогибы, полученные колонной на стадии

предварительного напряжения, на 35 %. Это хорошо согласуется с теоретическими выводами, изложенными в гл.4 диссертации.

Перемещения стенки предварительно-напряженных колонн, замеренные в 8 сечениях, расположенных с шагом 200 мм от нижней опоры, свидетельствуют о ее высокой устойчивости- Они не превышают одного миллиметра, что срставляет 0,5 от толщины стенки. Это дает основания утверждать, что при нагружении колонны усилием 8=150 кН и моментом М 5 =750 кН • см стенка обладает еще большим запасом устойчивости. Данный вывод совпадает с результатами теоретического исследования, изложенными в гл. 5 работы.

Доказательством высокого уровня устойчивости стенки предварительно-напряжённых колонн является график распределения нормальных напряжений по сечению колонны (рис. 11, а).

Рис. 11. Нормальные напряжения на расстоянии 1/2 от опор: а - в предварительно-напряженной колонне: о-в обычной

колонне

При внешних нагрузках(8=150 кН,М з=750 кН • см) половина высоты стенки все еще находится под воздействием растягивающих напряжений. Это означает, что предварительные напряжения в стенке не преодолены и, следовательно, она обладает запасом устойчивости, а поперечное сечение - большим запасом несущей способности.

Для сравнения на рис. 11,6 показана эпюра нормальных напряжений в колоннах равного сечения, без предварительного'напряжения, нагруженных аналогичными нагрузками. Стенка колонны находится -под воздействием сжимающих усилий. Отношение площади эпюры сжимающих напряжений обычной колонны к соответствующей площади предварительно-напряженной колонны Р об/Р рг =2,388, т.?. вероятность потери устойчивости стенкой обычных колонн примерно в 2,4 раза выше, чем преднапряженных. Что же касается поясов, то напряженное состояние их в обычных и предварительно-напряженных колоннах примерно одинаково, но поскольку потенциальные возможности 'стенки предварительно-напряженных колонн выше, то можно говорить о повышении общей несущей способности.

В качестве основного вывода по экспериментальному исследованию предварительнс напряженных колонн необходимо отметить высокую сходимость теоретических вывода и результатов эксперимента в отношении уменьшения прогибов с увеличением нагрузвд вцсокой устойчивости тонких предварительно-напряженных стенок и обще устойчивости стержней .

Высокая уетойчивость стенки позволяет исключить промежуточные ребра жесткост; по длине колонн. . *

Р^личие главных предварительных напряжений, противоположных соотвеготвующш напряжениям от; внешней нагрузки, снижение прогибов, продление упругой работа материала и повышение местной устойчивости стенки в'совокупности повышаю жесткость исследуемых конструкций. Для характеристики жесткости рекомендуете, ввести "коэффициент жесткости" у =1,2, на который следует умножать изгибную Е1. и продольную ЕА жесткости предварительно-напряженных балок и крлонн.

В восьмой главе выполнена технико-экономическое обоснование предварительно напряженных конструкций по стоимости "в деле", приведены аналитические зависимости позволяющие решить стоимостную задачу, а также разработаны технологическо( оборудование и приспособления для лабораторного и заводского изготовлени; иордедуемы* конструкций. ч

Установлено, что погонная масса балок, предварительно-напряженных вытяжко{ стенки , равна соответствующей массе бало^, предварительное напряжение в которьп осуществлено изгибом стенки, и в два раза меньше массы обычных балок, изготовленные из малоуглеродистой стали, в .1,85 раза меньше массы балок, предварительно напряженных вытяжкой поясов.

В основу анализа масс биметаллических, предварительно-напряженных вы тяжко т стенки балок и колонн и обычных конструкций положено сравнение предельны) моментов определенных на основе выражения сложного напряжения в сжато-изогнуты;, стержнях. Выявлена, что масса предварительно-напряженных колонн в сравнении с массой обычной биметаллической колонны равной площади и геометрических параметре! сечеция (моментов сопротивления и инерции, радиуса инерции, ядрового расстояния] меньше на 37,0 % а балок - на 13,0 %.

Стоимость "в деле" предварительно-напряженных прогонов длиной 12.0 м на 12 "А меньше стоимости решетчатых прогонов ЩЩИПСКа аналогичной длины.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен новый способ предварительного напряжения металлических строительных конструкций, отличающийся просто той реализации, исключающий локальные напряжения, обеспечивающий мертную устойчивость напрягаемых элементов в процессе изготовления и под действием внешних нагрузок, общую устойчивость и увеличение несущей способности при эксплуатации конструкций.

2. Предварительное напряжение По стенке напрягаемого элемента (тавра) распределяется асимметрично с максимальными растягивающими напряжениями у верхнего пояса и сжимающими в нижней области. Площадь эпюры растягивающих

напряжений в четыре раза больше соответствующей эпюры сжимающих напряжений; верхний пояе получает сжимающие предварительные напряжения, нижний остается без них. У торцов конструкции имеет место падение предварительных напряжений, распределяющееся по закону гиперболического синуса на участке 0.2 • 1 (1 - длина стержня ). Кроме этого, напрягаемый элемент получает выгиб в сторону, противоположную прогибу от внешней нагрузки, равный (1/450) ■ 1.

3. Определены генеральные параметры несущей способности и размеры поперечного сечения, позволяющие вести оптимальное проектирование предварительно -напряженных балок. Установлено, что несущая способность исследуемых конструкций на 78% выше, чему аналогичных обычных конструкций.

4. Наличие зоц пластического течения материала стенки не предстаатяется опасным, поскольку они ограничены упругими деформациями поясов из высокопрочной стали.

5. Жесткость металлических сжато-изогнутых и изгибаемых конструкций, предва-рительно-яапряженных без затяжек, повышается за счет продления упругой работы предварительно-напряженных элементов и повышения их местной устойчивости. Увеличение жесткости характеризуется коэффициентом у ч =1,2.

6. Применение предварительно- напряженных балок в качестве несущих конструкций покрытий и перекрытий связевого каркаса здания позволяет снизить массу метатлоконструкций на 23,4 %.

7. Предварительное напряжение сжатр-изогнутых колонн промышленных зданий и Ицженерныл; сооружений дозволяет повысить их несущую способность до 40 %, жесткость - на 13,4 %, несколько повысить общую устойчивость, и в 3,5 раза - местную устойчивость стенки. . :

8. Технико-экономическое обоснование исследуемых конструкций свидетельствует о том, что их стоимость "в деле" снижается на 12,5.%, а масса - до 20,0 %.

9. Беззатяжечное предварительное напряжение посредством продольной деформации стенки дает возможность получить металлические конструкции, обеспечивающие решение основной технико-экономической задачи строительства, - повышение несущей способности при снижении массы конструкций, стоимости их изготовления и монтажа.

10. Теоретическое и экспериментальное исследование предварительно-напряженных продольной деформацией тонкой стенки металлических, сплощностенчагых конструкций позволяет рекомендовать их в качестве разрезных, шарнирно-закрепленных балок покрытий и перекрытий связевых каркасов многоэтажных зданий общественного и , административного назначения, ригелей знаний промышленного и сельскохозяйственного назначения при шарнирном ц жестком сопряжении с колонками, прогонов покрытий с теплыми и холодными кровлями во всех климатических районах России; балок рабочих плрщадрк (балочные клеток) жидых, административных и промышленных зданий; балок, _ поддерживающих инженерные конструкции(бункера, силосы, резервуары, галереи и т.д.); колонн, шарнирно-закрепленных в основании, внешние нагрузки в которых создают одностороннюю эпюру моментов (рамы каркасов одноэтажных, однопролетных, бескрановых зданий промышленного назначения, стойки, поддерживающие бункера, силосы галереи и т.д., рамы под котлы или реакторы зданий тепло - и атомной энергетики, стойки трамплинов, фахверковые стойки промзданий, колонны рабочих площадок, колонны мостовых переходов, виадуков, перронов).

Основный положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 .Кравчук В. А. Обеспечение устойчивости стенки балок путем ее преднапряжения Исследование металлических конструкций с профилированными элементам сечеция. Хабаровск, 1975.

2.Кравчук В. А. 1у1естная устойчивость стенки стадьной балки, предварительнс напряженной вытяжкой стецки на стадии изготовления //Исследование облегченны: строительных конструкций. Хабаровск, 1977.

3 .Кравчук В. А., Воронов Н. М. Технико-экономическое обоснование предварительно напряженных вытяжкой стенки стальных балок //Исследование облегченны; строительных конструкций. Хабаровск, 1977.

4.Кравчук В.А.К вопросу расчета на прочность стальных бадок, предварительно напряженных чыт^жкой стенки //Проблемы совершенствования строительны} конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск,1978.

5.Кравчук В. А. Исследование металлических составных балок на клееболтовых соединениях //Автомобильные дороги и искусственные сооружения в условиях Дальнего Врстока и крайнего Севера. Хабаровск, 1978.'

6.Кравчук В. А. Прогибы стальных балок, предварительно-напряженных вытяжкой стенки на стадии изготовления //Проблемы совершенствования Ьтроительных конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск,1979.

7.Кравчук В. А. Стальные балки, предварительно-напряженные вытяжкой стенки // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1981.N 6.

8.Кравчук В. А. Единая методика . расчета металлических балок//Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск,1981.

9.Кравчук В. А. Биметаллические бал^и, предварительно-напряженные деформированием поясов (пластическая стадия) //Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Ростоке. Хабаровск,1983.

Ю.Кравчук В. А. Некоторые вопросы напряженного и деформированного состояния. стальных балок, предварительно-напряженных вытяжкой стенки //Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке. Хабаровск,1982.

11 .Кравчук В. А. Предварительно-напряженный элементдля покрытия промышленных зданий //Совершенствование методов расчета строительных конструкций транспортных, гражданских, промышленных сооружений. Хабаровск,1987.

12.Кравчук В. Д. Напряженное состояние балок, предварительно-напряженных вЦтяжкой стенки //Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1988.Ы 413 .Кравчук В. А. Расчет по прочности стальные, сплошных, составных, внецентренцо-- ся^тых крлоцн, рредварительн^-напряжецных безз^тяжечным способом // Совершенствование строительных конструкций для условий Дальнего Востока. Хабаровск, 1991 . '

14.Кравчук В. А. Металлические конструкции, предварительно-напряженные беззатяжечным способом. Хабаровск: Изд-во. ХГТУД993.

15.Кравчук ВЛ.Беззатяжечное предварительное напряжение строительных металлических конструкций и проблемы его исследования //Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск,1994.

1 ¿.Кравчук В. А. Эффективность балок, предварительно- напряженных беззатяжечным яособом //Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Цбаровск,1994.

17.Кравчук В. А. ,Лосев А. А. Начальная кривизну элементов предварительно-мцряженных вытяжной стенки //Прогресривцые строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск,1994.

18.Кравчук В. А. Внецентренно-ндгруженные стержни, имеющие начальную погибь '/Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск,! 994. .

19.Кравчук В. А., Иодчик А. А. Предварительно-напряженные стержни // Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Хабаровск. 1994.

20.Кравчук В. А., Жерноклева С, А. Несущая способность колонн, предварительно-напряженных вытяжкой стенки //XXXIV НТК студ. и аспирантов: Тезисы.Хабаровск,Т994.

21.Кравчук В А. Устойчивость внецецтренно-нагруженных гибких, предварительно напряженных колонн //XXXIV НТК студ. и аспирантов:Тезисы.Хабаровск,1994.

22.КравчукВ. А .Деформированное состояние предварительно напряженных колони, Имеющих начальную погибь //XXXIV юбилейная НТК ДВГТУ: Тезиеы.Владнвосток, 1994.

23.Кравчук В. А. Беззатяжечное предварительное напряжение строительных металлических конструкций и проблемы его исследования .//XXXIV юбилейная НТК. ДВГТУ.Владисосток,1994

24.КравчукВ.А. Эффективность балок, предварительно-напряженных беззатяжечным ' способом //Совершенствование методов расчета строительных конструкций транспортах, гражданских, промышленных сооружений.Хабаровск,! 996.

25.Кравчук В. А., Синицьцш А. А- Напряженное состояние предварцтелыш-напряженных-внецентрецно нагруженных металлических колонн: Тезисы докладов НТК студ. и аспирантоз ХГТУ.Хг(баровек,1996

26.Кравчук В. А. Жесткость предварительно-напряженных металлических конструкций: /'/'Стихия. Строительство. Безопасность: Тез. докл. международ, конф. Владивосток, 1997. . - .

27.КрчвчукВ. А. Деформированное состояние колонн, сжатых и изогнутых внешней нагрузкой, приложенной в произвольном сечении /. Совершенствование методов расчета ст|)оитедьш,1х конструкций здаций ц сооружений. Хабаровск,!997.

28.Кравчук В. А. Деформированное состояние предварительно-напряженных колони, нагруженных сжимающими усилиями и моментами в произвольном сечении к на опорах, шарнирно-закрепленных по концам //Совершенствование методов расчета строительных конструкций зданий и сооружений.Хабаррвек,1997.

29.Кравчук В. А. Новый тип сплошнрстецчатых колонн для массового строительства //Комплексные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог-в условиях Крайнего Севера: Тез. Всерос. науч. -нракт. конф. Хабаровск, 1997.

ВВЕДЕНИЕ.;.

Глава 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ СОЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ БЕЗ ЗАТЯЖЕК.

1.1. Многослойные конструкции.

1.2. Однослойные конструкции, предварительно напряженные принудительным способом

1.3. Конструкции, предварительно напряженные вытяжкой элементов за предел текучести материала.

1.4. Роль собственных сварочных напряжений в изменении несущей способности металлических конструкций.

Актуальность проблемы.

В общем обьеме строительных конструкций, на ряду с другими, металлические занимают весьма важное место. Преимущественная область их применения - высотные большепролетные здания и сооружения общественного назначения и промышленные обьекты с интенсивным крановым оборудованием и экстремальным технологическим процессом. По сравнению с железобетонными, металлические строительые- конструкции позволяют снизить трудоемкость изготовления до 50-80 %, трудоемкость монтажа до 25 % а стоимость металлических каркасов на 12-24 % [111,115]. При строительстве в районах Сибири, Дальнего Востока и Севера металлические конструкции могут оказаться единственными, позволяющими повысить эффективность капитальных вложений. Балки и колонны составляют, примерно, 76 % объема каркасов зданий и сооружений. Поэтому очевидно, что создание и совершенствование их конструктивных форм с целью решения основных технико-экономических задач в области строительства, включающих в себя снижение массы конструкций, повышение производительности труда при изготовлении и монтаже, повышение скорости возведения зданий и сооружений,снижение стоимости проектирования, изготовления и монтажа конструкций - является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Из совокупности факторов технического прогресса, обеспечивающих решение технико-экономической задачи, определяющими являются применение сталей повышенной прочности и прогрессивных конструктивных форм, в том числе предварительно напряженных [114].

В числе первых опубликованных работ русских инженеров, посвященных изучению предварительно напряженных конструкций, можно назвать исследования А. В. Гадолина и Н. В. Калакуцкого.

Предварительное напряжение позволяет регулировать напряженное и деформированное состояние конструкций. Особенно оно эффективно в случае применения высокопрочных сталей, позволяющих вместе с предварительным напряжением существенно снижать их массу.

Суть предварительного напряжения конструкций или их элементов в том, что в них создаются усилия или перемещения, вектор которых направлен в сторону противоположную соответствующему вектору внешних нагрузок. Многочисленные исследования [6, 7, 8, И, 15, 32. 34, 35, 42,102,114», 32] показали, что несущая способность конструкций повышается на величину предварительного напряжения.

Эффективным оказалось предварительное напряжение и для строительных металлических конструкций. Регулировать внутренние усилия в них начали в середине XIX столетия. В России первые предварительно напряженные металлические конструкции применены академиком В.Г.Шуховым на строительстве Московского ГУМа в 1893 г. и Нижегородской промышленной выставки в 1895 году. Производство высокопрочных сталей ускорило их совершенствование.

Основоположником теории предварительно напряженных металлических конструкций принято считать Г. Маньеля (Бельгия), который разработал конструкцию ферм покрытия ангара в Брюсселе.

Интерес к развитию предварительно напряженных металлических конструкций диктуется экономическим развитием стран. Расширение научно-исследовательских работ, связанных с совершенствованием таких конструкций и опыта их практического применения приходится на 60-70 годы.Три Международных конференции,последняя из которых проходила в Ленинграде (1973 г.), являются подтверждением сказанному.

Неоценимый вклад в дело развития предварительно напряженных стальных строительных конструкций в России внесли Н. С. Стрелецкий, В. М. Вахуркин, Е. И. Беленя, Ю. В. Гайдаров, Б. А. Сперанский, В. В. Бирюлев, Д. Н. Стрелецкий, А.А.Васильев, А.А.Воеводин, А. Б.Пу-ховский и другие. Большая работа в этом направлении проведена зарубежными учеными. Их вклад хорошо освещен в монографии П.Ферен-чика и М.Тохачека [203] и Н.П.Мельникова [114].

Наибольшее распространение в практике строительства получили конструкции предварительное напряжение в которых осуществлено с помощью затяжек,устанавливаемых в районе нижнего пояса или повторяющих эпюру моментов изгибаемых элементов. Исследования балок и ферм показали, что в этом случае повышается жесткость конструкции за счет введения дополнительного элемента (затяжки) увеличивающего момент инерции сечения. При строительстве мачт оттяжки подвергают натяжению, чтобы создать предварительные напряжения для повышения жесткости всей системы. Пространственную жесткость мачт или башен можно повысить установкой предварительно напряженных раскосов в диафрагмах конструкций.

Предварительное напряжение конструкций биметаллических балок повышает область упругой работы высокопрочного материала почти до исчерпания несущей способности.

Весьма эффективным оказалось предварительное напряжение при усилении всех видов конструкций. В ряде случаев оно оказывается единственно возможным способом продления их эксплуатации.

По сравнению с обычными металлическими конструкциями, предварительно напряженные обладают меньшей или весьма малой вероятностью разрушения [1141,115].

Предварительное напряжение позволяет менять модуль упругости материала. Это достигается предварительной вытяжкой канатов, троссов применяемых в качестве затяжек балок, оттяжек мачт и колонн.

Общая устойчивость центрально, внецентренно сжатых металлических элементов будет потеряна тогда, когда в наиболее напряженных зонах сечения появляется текучесть материала. В том случае, когда предварительное напряжение снижает уровень напряженного состояния колонн можно утверждать о его положительном влиянии на устойчивость стержней. Подробно об этом говориться в работах Е. 0.Патона [137,138], Н.Н.Давиденкова [53, 54], Г. А.Николаева [120, 121,122], Н. 0. Окерблома [128. . 130], П. И. Кудрявцева [93,94], А. В. Гемерлинга [45, 46], А. П. Шелестенко [207] и других, занимавшихся и занимающихся проблемой влияния сварочных напряжений на несущую способность и в том числе устойчивость сжатых стержней.

Предварительное напряжение повышает и местную устойчивость элементов конструкций. Особенно это заметно в тех конструкциях, предварительное напряжения в которых создается вытяжкой элементов впоследствии работающих на сжатие.

Одной из характеристик несущей способности конструкций является их выносливость. Она зависит помимо прочего от коэффициента асимметрии цикла р=б1/б2, где и б2 - крайние циклические напряжения. Учитывая, что предварительное напряжение может увеличивать или снижать напряжения от внешней нагрузки, можно утверждать, что в случае когда оно снижает напряжения выносливость конструкции повышается, в противном случае снижается. Исследования амплитудно-частотных характеристик в зависимости от величины предварительного напряжения а также энергоемкость элементов при воздействии малоциклической низкочастотной нагрузки, проведенных в Московском строительном университете и ЦНИИСКе им.Кучеренко показали, что логарифмический декремент колебаний й= lnía-t/ag), где и ag соседние амплитуды колебаний, во многих случаях понижается. Это означает, что предварительно напряженные конструкции обладают большей жесткостью по сравнению с обычными. Коэффициент поглощения энергии ф=2- lnía-t/ag) в них также выше. Область упругой работы повышается в среднем на 40 %. Следовательно, предварительное напряжение эффективно в конструкциях, эксплуатирующихся в районах с сейсмическими воздействиями поскольку оно позволяет регулировать усилия в элементах конструкций и тем самым улучшать динамические характеристики сооружения 1134,133]. Изложенное является основанием для утверждения о снижении вероятности хрупких разрушений конструкций. За счет этого можно продлить долговечность конструкций в 3-5 раза а ожидаемый экономический эффект от внедрения предварительно напряженных конструкций может составить по прогнозам В.В.Ларионова [108] 120-130 миллиардов рублей (в ценах 1997 г.) по России.

Изложенное позволяет делать вывод о том, что предварительное напряжение повышает статическую и динамическую прочность металлических конструкций, их общую и местную устойчивость, снижает вероятность хрупких разрушений и повышает выносливость.

Можно с уверенностью сказать, что сбываются предположения, высказанные на III Международной конференции по предварительно напряженным металлическим конструкциям о том, что в скорем будущем большинство строительных металлических конструкции будут предварительно напряженными [114]. К этому есть основания, поскольку предварительно напряженные конструкции требуют меньше трудозатрат на их изготовление, обладают меньшей массой и стоимостью в деле".

Однако, предварительно напряженные конструкции не лишены и недостатков. Одним из них является отпуск металла затяжки, снижающий уровень предварительного напряжения. Нормами [64] допускается потеря предварительного напряжения до 5 %. О влиянии релаксации металла на напряженное состояние конструкций изложено в трудах [53, 54,102].В частности, в работе [202] сказано: ". Релаксация (отпуск) в стандартных строительных строительных сталях начинается при температуре больше 300-350°С, в высокопрочной проволоке и канатах-уже при комнатной температуре". Из этого следует,что в случае предварительного напряжения конструкций без затяжек опасаться релаксации металла не следует. Другим, не менее существенным недостатком предварительно напряженных конструкций является увеличение трудозатрат на изготовление, а также большой расход металла на анкерные устройства и элементы, предотвращающие провисание затяжек [6]. В месте крепления анкерных устройств предварительное напряжение в затяжке, суммируясь с напряжениями от внешней нагрузки, создает в стенке балки локальные напряжения, превышающие предел текучести материала. Это увеличивает вероятность хрупкого разрушения металла и снижения выносливости конструкций [2С2,6,10]. В процессе изготовления балок центр тяжести затяжки должен находится строго по центру тяжести сечения. Смещение приводит к депланации и потере общей устойчивости [6].

Изложенное привело к необходимости поиска способов предварительного напряжения, исключающих недостатки, присущие предварительному напряжению затяжками. Работы В. М. Вахуркина [33, 35],

A.А.Зевина и В. А. Стефановского [623 , М. Лубински и Я. Карчевски [109],

B.В.Бирюлева [13,Í9Ü и других а также сотрудников научно-исследовательских и учебных институтов России, бывших республик СССР, предлагающих создавать предварительное напряжение в металлических конструкциях беззатяжечным способом, посредством деформирования или целой конструкции или отдельных ее элементов положили начало развития нового направления - беззатяжечного предварительного напряжения металлических конструкций. Разработаны многочисленные способы предварительного напряжения балок [9,11,13,14,15, 32, 63, 67. . 72, 78, 97,141,165,167, 215, 28], конструкций ограждения С8, 79,100, 131,168,171]; листовых [52,101,142,143,144],перекрестно-стержневых [80,81,127,145,212] и вантовых конструкций [1,2,22,146, 155,156,232].

Одним из таких способов является беззатяжечное предварительное напряжение конструкций посредством деформации стенки сплош-ностенчатых балок и колонн. Простота реализации на имеющемся оборудовании заводов по изготовлению железобетонных конструкций, возможности значительного продления упругой работы элементов, повышение жесткости, выносливости, устойчивости и прочности, снижение статической и динамической деформативности и на этой основе снижение массы и стоимости открывают широкие возможности этому способу предварительного напряжения,позволяющему улучшить практически все параметры несущей способности строительных металлических конструкций.

К сожалению, в последние годы в России и странах СНГ резко сократился объем теоретических, экспериментальных и опытно-конструкторских работ, связанных с исследованием металлических конструкций [16]. В то же время в технически развитых странах объем этих работ постоянно растет.Увеличиваются инвестиции на разработку конструктивных решений металлических каркасов высотных зданий, сооружений из металла, цельнометаллических зданий заводского изготовления и комплектной поставки. Как считают авторы работы [17], долг ученых - дать объективную оценку возможностей использования современных металлических конструкций, определить направления их совершенствования и развития, оценить экономическую выгодность, т.е. предоставить предпринимателям возможность выбора металлических конструкций для строительства объектов, отвечающих функциональным требованиям и стоимости "в деле".Данный вывод является основанием для настоящего исследования.

Диссертация посвящается совершенствованию и разработке предварительно напряженных беззатяжечным способом сплошностенчатых металлических конструкций повышенной несущей способности, жесткости и технологичности с целью создания экономически эффективных балок и колонн применительно к промышленным зданиям и сооружениям в условиях современной строительно-индустриальной базы.

Общая постановка задачи - экспериментально и теоретически исследовать с учетом комплексности взаимосвязанных объектов разных иерархических уровней (элемент, конструкция, технология, технико-экономическое обоснование) и на их основе сформулировать научно-обоснованные конструкторско-технологические решения изгибаемых и сжато-изогнутых стержней предварительно напряженных металлических конструкций с повышенным экономическим эффектом, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области проектирования и строительства промышленных зданий и сооружений.

Задачи исследования:

- предложить новый способ предварительного напряжения металлических строительных конструкций, отличающийся простотой реализации, исключающий локальные напряжения, обеспечивающий общую устойчивость напрягаемых элементов в процессе изготовления, местную и общую устойчивость при эксплуатации, увеличение несущей способности при воздействии внешних нагрузок;

- разработать методику, алгоритм и практические приемы расчета и конструирования предварительно напряженных внецентренно сжатых элементов и конструкций с учетом современных требований к реализации прочностных и жесткостных характеристик материалов элементов и конструкций из стали различных марок. С этой целью исследовать работу предварительно напряженных балок и колонн при уп-ругопластическом деформировании материала поперечного сечения определив максимальную несущую способность, местную устойчивость элементов сечения, общую устойчивость конструкций как тонкостенных стержней, найти оптимальные параметры несущей способности и геометрии сечения при центральном и внецентренном нагружении конструкций, обосновать оптимальную форму поперечного сечения, исследовать прочность, деформативность и жесткость изгибаемых и внецентренно нагруженных предварительно напряженных стержней с учетом физической нелинейности материала;

- определить область рационального применения стальных стержневых конструкций, предварительно напряженных продольной деформацией стенки;

- выполнить экспериментальные исследования в которых выявить целесообразность предлагаемого способа предварительного напряжения стальных конструкций, определить влияние предварительного напряжения на напряженно-деформированное состояние конструкций и местную устойчивость элементов сечения, общую устойчивость стержня, выявить эффективность формы поперечного сечения, установить степень корреляции данных теоретических и экспериментальных исследований;

- выполнить исследования по технико-экономическому обоснованию и экономической эффективности строительных конструкций, предварительно напряженных предлагаемым способом, в том числе с определением стоимости "в деле".

- предложить оборудование и приспособления для их изготовления;

Автор защищает:

- способ предварительного напряжения металлических, сплошно-стенчатых изгибаемых и внецентренно нагруженных строительных конструкций;

- концепцию общей устойчивости искривленных в плоскости большей жесткости сжато-изогнутых предварительно напряженных металлических стержней;

- методологию формообразования поперечного сечения металлических, предварительно напряженных, продольной деформацией тонкой стенки, сплошностенчатых стержней;

- методику определения предварительных напряжений по поперечному сечению конструкций на стадии их изготовления;

- методику определения оптимальных параметров распределения материала по сечению сплошностенчатых предварительно напряженных стержней;

- методику инженерного расчета предварительно напряженных без затяжек металлических конструкций, ориентированную на проектную практику;

- методику определения модуля упругости материала сжато-изогнутого стержня, находящегося в состоянии упругопластического деформирования;

- результаты экспериментальных исследований на крупномасштабных моделях металлических сплошностенчатых предварительно напряженных балках и колоннах;

- технико-экономическое обоснование предварительно напряженных деформацией стенки металлических конструкций;

- оборудование и приспособления для изготовления предварительно напряженных продольной деформацией стенки балок и колонн;

- область применения предварительно напряженных, искривленных на стадии изготовления, сплошностенчатых конструкций.

В результате выполненной работы получен ряд результатов, имеющих научную новизну.

В области формообразования:

- предложен новый способ предварительного напряжения металлических конструкций не уступающий по эффективности известным, обладающий преимуществом в его реализации, распространенный на изготовления балок и колонн сплошного и постоянного по длине сечения промышленных, жилых, общественных зданий и инженерных сооружений, позволяющий решить основную технико-экономическую задачу повышения несущей способности строительных конструкций при снижении их массы, стоимости, трудозатрат на изготовления и монтаж.

В области экспериментальных исследований:

- получены опытные данные о напряженно-деформированном состоянии балок и колонн в процессе их предварительного напряжения;

- получены опытные данные о напряженно-деформированном состоянии изгибаемых поперечной нагрузкой и сжато-изогнутых продольно-поперечной нагрузкой предварительно напряженных стержней.

В области теории и расчета:

- разработана теоретическая модель напряженно-деформированного состояния элемента (тавра) в процессе изготовления балок и колонн, адекватно отражающая указанное состояние при экспериментальном исследовании;

- разработана методика формообразования тонкостенных, предварительно напряженных посредством продольной деформации стенки, металлических изгибаемых и внецентренно нагруженных конструкций;

- исследована местная устойчивость элементов поперечного сечения ПНБ и ПНК на стадии изготовления и под действием внешней нагрузки;

- исследовано напряженно-деформированное состояние изгибаемых и внецентренно нагруженных искривленных предварительно напряженных стержней с учетом физической нелинейности материала стенки;

- предложен новый способ определения модуля упругости материала сжато-изогнутых стержней.

- разработана методика технико-экономического обоснования предварительно напряженных продольной деформацией стенки металлических балок и колонн по стоимости "в деле";

- разработана установка для предварительного напряжения металлических строительных конструкций методом механической вытяжки их стенки.

Практическая ценность.

- обоснована конструктивно-технологическая целесообразность и эффективность применения предварительно напряженных металлических, тонкостенных балок и колонн в качестве несущих конструкций балочных систем, каркасов зданий промышленного, общественного и сельскохозяйственного назначения и даны основные рекомендации по их созданию;

- разработана методика и предложен алгоритм инженерного расчета, ориентированные на практическое использование при проектировании конструкций как на стадии КМ так и КМД.

Полученные результаты внедрены при разработке рабочих чертежей (КМД) на строительство комплекса "База треста "Даль-стальконструкция".

Вместе с тем, исследования, выполненные в диссертации, создают реальные предпосылки для дальнейшего совершенствования конструктивно-технологических решений и проектирования изгибаемых и вне-центренно нагруженных конструкций балочных клеток промышленных и жилых зданиий и сооружений, несущих элементов каркасов промышленных, общественных, сельскохозяйственных зданий и инженерных сооружений.

Некоторые результаты имеют и методологическое значение для дальнейшего развития теории, расчета и совершенствования предварительно напряженных металлических конструкций и технологии их изготовления.

Результаты работы внедрены в учебный процесс Хабаровского технического университета, что нашло отражение в программе спецкурса металлических конструкций для студентов специальности ПГС.

Работа выполнена в соответствии с координационным планом важнейших НИР и ОКР Ш 4/1 ДВ РК 01.94.0007398) по теме "Дальний Восток".

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации опубликованы в монографии "Металлические конструкции, предварительно напряженные беззатяжечным способом" (Хабаровск, 1993) а также 28 публикациях и докладывалась на:

- Всесоюзной конференции "Технология и организация производетва стальных конструкций" (Челябинск,1976);

- заседании технического совета Хабаровскго отдела института "Проектстальконструкция" (Хабаровск, 1976);

- заседании технического совета Хабаровского отдела ЦНИИПСКа (Хабаровск,1976);

- зональной научно-технической конференции "Проблемы проектирования рациональных строительных конструкций в условиях Дальнего Востока" (Хабаровск, 1976);

- зональной научно-технической конференции "Снижение материалоемкости строительных конструкций" (Хабаровск, 1977);

- Приморской научно-технической конференции по итогам научных исследований в 1976 г. в области строительства на Дальнем Востоке (Владивосток, 1975);

- XXXV и XXXVI научных конференциях ЛИСИ в 1977-1978 гг. (Ленинград);

- научно-технических конференциях Хабаровского политехнического института и Хабаровского технического университета с 1975 по 1997 г.;

- совместном заседании кафедр "Строительная механика" и "Строительные конструкции" Дальневосточной государственной академии путей сообщения (Хабаровск, 1997);

- научном семинаре кафедр "Строительная механика", "Сопротивление материалов", "Теоретическая механика" и "Металлические конструкции" Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (С.-Петербург,1997);

- Всероссийской научно-практической конференции "Комплексные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог в условиях Крайнего Севера" (Хабаровск, 1997);

- Международной конференции "Стихия.Строительство.Безопасность" (Владивосток, 1997).

Работа выполнена при научных консультациях заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации, д. т. н., проф. A.M.Масленникова,которому автор выражает глубокую благодарность.

Обьем работы. Диссертация состоит извведения, восьми глав, заключения, списка литературы из 229 наименований, приложений и включает 379 стр.машинописного текста,217 рис., 42 табл.

Алгоритм расчета конструкций, исследованию которым посвящена настоящая диссертационная работа приведен на стр.514.

В диссертации нашли отражение следующие основные этапы работы:

1. Выполнен критический обзор исследований по вопросам создания металлических конструкций, предварительно напряженных без затяжек. Обоснована целесообразность дальнейшего расширения и углубления научной концепции создания предварительно напряженных конструкций. Описан способ предварительного напряжения металлических конструкций посредством продольной деформации тонкой стенки изгибаемых и сжато-изогнутых элементов - гл. 1.

2. Разарботана методика формообразования изогнутых предварительно напряженных конструкций с учетом физической нелинейности материала стенки - гл.2.

3. Изложена методология расчета сжато-изогнутых, сложно нагруженных стержней - гл.3.

- 25 руженных стержней - гл.3.

4. Исследовано напряженно-деформированное состояние предварительно напряженных внецентренно нагруженных сжатых металлических стержней применительно к нагрузкам, возникающим в стойках рам промышленных зданий с крановым оборудованием - гл. 4.

5. Исследована местная устойчивость элементов поперечного сечения на стадии предварительного напряжения и в процессе нагружения внешними нагрузками - гл.5.

6. Исследована общая устойчивость искривленных, внецентренно сжатых, предварительно напряженных металлических стержней - гл.6.

7. Приведены результаты экспериментального исследования конструкций на стадии предварительного напряжения и под действием внешней поперечно и продольно-поперечной нагрузки- гл. 7.

8. Выполнено технико-экономическое обоснование металлических конструкций, предварительно напряженных деформацией стенки - гл. 8.

9. Сформулированы основные итоги работы и намечены перспективы дальнейшего исследования - заключение.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦЦИ

1. Предложен новый способ предварительного напряжения металлических строительных конструкций отличающийся простотой реализации, исключающий локальные напряжения, обеспечивающий устойчивость напрягаемых элементов в процессе изготовления, местную и общую устойчивость при эксплуатации, увеличение несущей способности при воздействии внешних нагрузок.

2. В предположении упругой работы материала определены нормальные напряжения по поперечному сечению напрягаемого элемента (тавра-стенка и "верхний" пояс). Установлено,что предварительные нормальные напряжения по сечению стенки противоположно направлены напряжениям, вызванным внешними нагрузками, распределяются асимметрично, по линейному закону, с растягивающими предварительными напряжениями, площадь эпюры которых в четыре раза превосходит площадь эпюры соответствующих сжимающих напряжений. "Верхний" пояс напрягаемого элемента нагружен предварительными сжимающими напряжениями а нижний-остается без усилий предварительного напряжения.

3. В процессе предварительного напряжения конструкций они получает начальную погибь =1/450, направленную в сторону, противоположную прогибам от внешних нагрузок.

4. Определены генеральные оптимальные параметры, определяющие несущую способность и диктующие правила формообразования поперечного сечения изибаемых стержней - коэффициент асимметрии сечения, распределение материала по поясам и стенке, момент инерции, момент сопротивления, статический момент половины сечения, радиус инерции, соотношение площади поясов и стенки в напрягаемых элементах.Установлены оптимальные геометрические размеры поперечного сечения.

5. Определена предельная несущая способность предварительно напряженных балок, характеризуемая максимальными напряжениями крайних верхних фибр стенки, равных расчетному сопротивлению их материала, напряжениями в нижней зоне стенки, равными пределу текучести, поясах-удвоенному произведению расчетного сопротивления материала стенки.

6. Исследованы напряжения на контакте "пояс-стенка", появляющиеся в процессе предварительного напряжения конструкций. Установлено, что они распределяются по закону гиперболического синуса с максимальными значениями сдвигающих напряжений у торцов конструкции и падением предварительных напряжений на участке 0,1•1

1-длина иг рягаемого элемента).

7. Оре варительные нормальные напряжения, формируют главные предварите, лые напряжения, направленные в сторону, противоположную соответств. | дим напряжениям, вызванным внешними нагрузками и повышают жесткс ть конструкций.В качестве критерия жесткости принято сопоставлен л кривизны изгибаемых элементов.Сравнение кривизны предварительно напряженных балок работающих в области упругоплас-тических деформаций и обычных, работающих упруго, равного с предварительно напряженными поперечного сечения, свидетельствует о том, что жесткость исследуемых конструкций повышается на 80 %. Сопоставление двух предварительно напряженных балок, одна из которых работает в области упругих а другая-упругопластических,позволяет установить, что обобщенный (эквивалентный) модуль упругшости последней повышается на 27 %.

Жесткость металлических сжато-изогнутых и изгибаемых конструкций предварительно напряженных без затяжек, повышается за счет продления упругой работы предварительно напряженных элементов и повышения их местной устойчивости.

8. Нагружение конструкций предельно допустимой внешней нагрузкой с последующей разгрузкой осуществляется с коэффицинтом асимметрии цикла р=бт1п/бтах=+0, 35. Эта операция приводит к снижению упругих свойств материала стенки в зоне нижнего пояса и повышению уровня предварительных напряжений по всему сечению конструкций. Упругие деформации "нижнего" пояса сдерживают развитие пластических деформаций стенки и текучесть материала в этой области поперечного сеченияо ограничена; высота площадки текучести материала стенки равна 0,237 • Ь а объем материала составляет 7,6% от массы конструкций.

9. Исследование возможности применения предварительно напряженных балок (ПНБ) в качестве конструкций покрытий и перекрытий рамно-связевого металлического каркаса многоэтажных зданий показало, что снижение массы металлоконструкций составляет 23,4 %.

10. Проведено исследование сжатых и сжато-изогнутых стержней на нагрузки, характерные для колонн промышленных зданий. В основу расчетных предпосылок исследования статически неопределимых систем положен принцип независимости действия сил, предполагающий выполнение условий на опорах и неразрывности деформаций а также напряжений под нагрузкой. Установлено, что коэффициент А0=М0р/М3, характеризующий соотношение опорного момента Мор и момента внешних нагрузок Мд, распределяется по кривой близкой к тангенсоиде и имеет разрыв при отношении сжимающего усилия Б к своему критическому значению Бс г /5=4и2 /л2 =0, 4 • Бс г. Очертание кривой прогиба колонны зависит от коэффициента А0. В том случае, когда А0<2.0, максимальный прогиб находится на расстоянии 0,686-1 от нижнего узла; при А0=2.0, прогиб имеет форму синусоиды и максимальные значения его наблюдаются четверти длины сттержня;если А0>2.0, прогиб находится на расстоянии 0, 3 • 1 от нижней опоры.

11. Построены графики взаимосвязи моментов внешних нагрузок и предельно допустимых, вычисленных в предположении недопущения в сечении напряжений, равных расчетному сопротивлению материала, позволяющие определять действующие или допустимые сжимающие усилия или моменты.

12. Изучена возможность применения искривленных на стадии предварительного напряжения тонкостенных, сплошностенчатых стержней в качестве колонн одноэтажных, многопролетных рам каркасов производственных зданий и сооружений. Наибольший эффект от предварительного напряжения может быть получен тогда, когда под действием внешних нагрузок полностью ликвидированы предварительные напряжения ч начальная погибь. Это достигается внецентренным наг-ружением т .онн при надлежащем выборе сжимающих усилий и эксцентриситетов. На этом основании решена задача формообразования поперечного сечения-найдены оптимальные параметры распределения материала по сечению, оптимальные геометрические параметры сечения, асимметрия сечения, допустимый эксцентриситет,предельная сжимающая нагрузка, пребуемая площадь поперечного сечения, момент усилий предварительного напряжения, начальная погибь сечения, соотношение момента инерции напрягаемого элемента (тавра) к моменту инерции двутавра.Установлено, что предварительное напряжение повышает несущую спосбность сжато-изогнутых стержней до 40 %. С ростом напряжений в поперечном сечении предварительно напряженных колонн ее ось выпрямляется и равна нулю при равенстве напряжений в поясах расчетным сопротивлениям их материала.

13. Местная устойчивость элементов поперечного сечения изгибаемых и сжато-изогнутых стержней исследована энергетическим методом. Установлено, что предварительное напряжение повышает устойчивость тонких стенок конструкций в зоне максимальных моментов в 4,5 раза; устойчивость "верхнего" пояса, получившего на стадии изготовления конструкций дополнительные сжимающие напряжения снижается на 10 %.

14. Общая устойчивость сжато-изогнутых предварительно напряженных стержней, материал которых частично работает в области уп-ругопластических деформаций, определена на основе сравнения кривизны оси, вычисленной по прогибам, апроксимированным через тригонометрические функции синуса и косинуса и кривизны стержня от момента, равного моменту внутренних усилий. Исследования позволили установить, что гипербола Эйлера для предварительно напряженных колонн применима начиная с гибкости =78,т.е. диапазон применимости формулы Эйлера расширен на 53,8 %.Исследованы относительные и приведенные эксцентриситеты, коэффициент продольного изгиба и условная гибкость а также коэффициент влияния формы поперечного сечения сжато-изогнутых в плоскости большей жесткости и из плоскости изгиба предварительно напряженных колонн, позволяющие анализировать несущую способность по устойчивости и определять геометрические размеры поперечного сечения конструкций.

Исследована изгибокрутильная форма потери устойчивости позволяющая утверждать, что предварительное напряжение повышает ее на 34 %. Коэффициент, характеризующий влияние момента внешних нагрузок в плоскости большей жесткости сечения на изгибо-крутильную форму потери устойчивости равен единице.

15. Экспериментальные исследования предварительно напряженных конструкций, выполненные на натурных образцах, свидетельствуют о хорошей сходимости теоретических и экспериментальных значений исследемых праметров.

Анализ влияния сварочных напряжений на качественную сторону распределения напряжений и деформаций показывает, что они уменьшают предварительные напряжения только в зоне термического влияния источника тепла. Ширина зоны составляет 25 мм. Серповидность конструкций от сварочных напряжений равна 1/2300, что в пять раз меньше начальной погиби, полученной конструкциями на стадии их предварительного напряжения.

16. Анализ экономической эффективности предварительно напряженных конструкций по стоимости "в деле" в сравнении с аналогичными, но без предварительного напряжения снижается на 12,5 %. Снижение массы составляет 21,4 %.

17. Проведенное теоретическое и экспериментальное исследование предварительно напряженных продольной деформацией тонкой стенки металлических, сплошностенчатых конструкций позволяет рекомендовать их в качестве разрезных, шарнирно опертых балок покрытий и перекрытий связевых каркасов многоэтажных зданий общественного и административного назначения; ригелей зданий промышленного и сельскохозяйственного назначения, прогонов покрытий с теплой и холодной кровлей во всех климатических районах России; балок рабочих площадок (балочных клеток) жилых, административных и промышленных зданий;балок, поддерживающих инженерные конструкции(бункера, силосы,резервуары,галлереи и т.д.); колонн с шарнирным сопряжением в основании, внешние нагрузки в которых создают одностороннюю эпюру моментов (рамы одноэтажных и однопролетных каркасов бескрановых зданий; стойки, поддерживающие бункера, силосы, резервуары, галлереи, укрепленные связями); стойки трамплинов,фахверковые стойки прмзданий, колонны рабочих площадок, колонны мое

- 523 - ^г^ тов, мостовых переходов, виадуков, перонов в транспортном строитель ствэ;балки и колонны барж, понтонов, паромных переправ в судостроении.

1. Аменд В.А. Разработка экономических беззатяжечных предварительно напряженных двутавровых балок с упругопластическойдеформацией стенки: Автореф. дисканд.техн.наук.1. Челябинск.: ЧПИ, 1989.

2. Абовян Г.А.,Погосян Г.Н. Исследование на моделях двухпоясных предварительно напряженных вантовых систем // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т.3.

3. Алявдин И. В. Исследование однопролетных и многопролетных предварительно напряженных вантовых систем // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 3.

4. Алюминиевые конструкции. Справочное пособие. М.: Стройиз-дат, 1978.

5. Артемьев П. Я., Любошиц М.И., Рудицын М.Н. Расчет тонкостенных стержней открытого профиля. Минск., РИО Белорусского политехнического института. 1959

6. Беленя Е. И. Предварительно напряженные металлические несущие конструкции. М.: Стройиздат, 1963.

7. Беленя Е.И. Современное состояние и перспективы развития предварительно напряженных стальных конструкций //Известия вузов. Строительство и архитектура. 1960. N 6.

8. Беленя Е.И.,Фридман Г.С. Статическая работа и расчет металлических блоков покрытия с предварительно напряженной обшивкой // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1979. N2.

9. Белэня Е.И.,Астряб С. М., Рамазанов Э.Р.Предварительно напряженные металлические листовые конструкции.М.: Стройиздат, 1979

10. Беленя Е. И., Фридман Г. С. Статическая работа и расчет металлических блоков покрытия с предварительно напряженной обшивкой // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1979. N2.

11. Бебнева Г.Б. Выносливость предварительно напряженных балок. // Доклады Ш Международно конференции по предварительно напряженным конструкциям, Л., 1973, Т.1.

12. Бирюлев В. В. Предварительно напряженные стальные балки: Ав-тореф. дис. . канд. техн. наук. Киев: КИСИ, 1954.i. Бирюлев В. В. О стальных балках с предварительно напряженной затяжкой // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1958. N3.

13. Бирюлев В.В. Металлические конструкции с регулированием напряжений. Новосибирск: Новосибирский инженерно-строительный институт, 1978.

14. Бирюлев В.В. Усиление и реконструкция призводственных зданий и сооружений, построенных в металле // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1993. N 4.

15. Бирюлев В. В., Булгаков С.Н. О дальнейшем развитии металлических конструкций // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1995. N 2.

16. Бирюлев В.В.,Силенко В.П.,Заборский A.A. Экспериментальное исследование работы стальных неразрезных духпролетных ферм, предварительно напряженных путем изменения уровня опор // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1969. N 3.

17. Бирюлев В. В., Силенко В. П. Стальные неразрезные фермы с регулированным напряжением для покрытий промышленных зданий // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1967. N 6.

18. Бирюлев В. В., Сильвестров А. В., Клячин А. 3., Левинсон Я. С. Некоторые особенности предварительного напряжения стальных неразрезных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1964. N 4.

19. Белчев Б. И., Корпиченко В. С. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Стройиздат, 1968

20. Беккерман М. И. Исследование и совершенствование конструктивных форм центрально и внецентренно сжатых стальных строительных конструкций составных сечений: Автореф.дисканд.техн. наук. М. 1982

21. Белчев П.Едностворен предварително напрегнат "Вьжен биндер", система"Яверт" //Известия на института по техническа механика. Бълг.А.Н., 1966.Т.З.

22. Бубнов И. Г. Избранные труды. М.: Судпромгиз, 1956. Болотин В. В. О понятии устойчивости в строительной механике // Проблемы устойчивости в строительной механике. Труды Всесоюзной конференции. М.,1965.

23. Бычков Д. В. Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций. М.: Госиздат. 1962

24. Бейлин Е. Левин Л.И. Задача о сжато-изогнутом естественно закручен! м стержне //Строительная механика и расчет сооружений. 1С. 7. N 5

25. Броуде Б. л.,Моисеев В.М. О расчете стальных балок с тонкими неподкре: .энными стенками //Строительная механика и расчет сооружена я. 1975. N 1

26. Бондарев , С. В., Санжаровский Р.С. Усиление железобетонныхконструкц ий при реконструкции.М.: Стройиздат.1990

27. Бондарен: , В.М., Бондаренко С. В. Инженерные методы нелинейнойIтеории ж .езобетона. М.: Стройиздат. 1982

28. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. М.:1. Госфизма. ,здат. 1959

29. Вахуркин В.М. Предварительно напряженные стальные конструкции //Материалы по стальным конструкциям.Проектстальконст-рукция. М., 1958. N2.

30. Вахуркин В.М. Предварительно напряженные стальные конструкции // Материалы по стальным конструкциям.Проектстальконс-трукция. Вып. 2. М., 1958, N 2.

31. Вахуркин В.М. К выбору формы стальной балки с предварительным напряжением //Строительная механика и расчет сооружений. 1959. N 2.

32. Вологдин В.П. Деформации и напряжения при сварке судовых конструкций. Л.: Оборонгиз. 1945.

33. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. М.:Наука, 1967.

34. Вайнберг Д. В. Справочник по прочности,устойчивости и колеба- . ниям пластин.Киев.: Будхвельник, 1973. I

35. Власов В.3. Тонкостенные упругие стержни. М.: Госстройиздат. 1940

36. Гайдаров Ю. В. Предварительно напряженные стальные конструкции в промышленном строительстве. М.: Госстойиздат, 1960.

37. Гайдаров Ю. В. 0 влиянии собственных и предварительных напряжений на работоспособность стальных конструкций: Автореф. дис. . . доктора техн. наук. М. 1959

38. Гайдс ов Ю. В. Предварительно напряженные металлические конст-рукць. Л.: Стойиздат 1971

39. Гемерлинг А.В. Влияние дополнительных факторов на несущую способность элементов стальных конструкций // Исследованияiпо стальным конструкциям. ЦНИИПСК: М., 1956. }

40. Гемерлинг А. В. К расчету внецентренно сжатых тонкостенных ('j стер;, зй // Труды лаборатории С. М. ЦНИИПСК. Стройиздат. 1949.

41. Геме , ¡нг A.B. Несущая способность стержневых строительныхi

42. KOHC'i /кций. М.: Госиздат. 1958

43. Глию, л Л. А. Методы определения остаточных напряжений // Труд;. Л14ЭИ. Вып. 30.1960.

44. Гликк1 Л.А. Устойчивость остаточных напряжений и их влияние на технологические свойства металла и прочность изделий // Труды ЛИЭИ. Вып. 13. 1956.

45. Галеркин Б.Г. Стержни и пластины // Вестник инженеров, 1915.1. N 19. j1

46. Дидковский В. М. Предварительное напряжение как способ улучшение геометрической формы корпуса рулонных резервуаров // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973.Т. 3.

47. Давиденков Н.Н. Об остаточных напряжениях // Заводская лаборатория, 1935. N 6.

48. Давиденков Н.Н., Витман Ф.Ф. Исследование хладостойкости ста- 4 ли при плоском напряженном состоянии и начальных напряжениях // Журнал технической физики. 1946. N 11.

49. Джураев А.Х. Повышение усталостной прочности металлических конструкций методом предварительного напряжения: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 1983

50. Дроздов П.А. К расчету стальных стержней сжатых с начальным эксцентриситетом: Автореф. дисканд.техн.наук. М. 1952

51. ЕНиР. Е5-1., Вып. 1.Здания и промышленные сооружения.Вып.1.М.: Стройиздат. 1984

52. ЕНиР. Е40., Вып.2. Изготовление строительных конструкций. Металлические конструкции. М.: Стройиздат. 1984

53. Емельянов 0.В. 0 влияни сжимающих нагрузок на усталостную долговечность элементов металлических конструкций:Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: 1990

54. Ерох, . К.А. Исследование сопротивления хрупкому разрушению элементов стальных предварительно напряженных конструкций при низких температурах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск:1982

55. Зарифьян А.З. Предельное состояние стержневых тонкостенных элементов металлических конструкций:Автореф. дисдоктора.техн. наук. Л: 1984

56. Зеленчиков С.А. Об устойчивости элемент^ металлических конструкций сжатых с двухосным эксцентриситетом: Автореф.дисканд. техн. наук. Л: 1982

57. Зевин А.А., Стефановский В.А. Предварительно напряженные металлические балки // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. I.

58. Ишменева Л.Н. Прогрессивные металлические конструкции из сталей повышенной и высокой прочности. Уч. пособие.ЦМИПСК. М.: 1988

59. Инструкция по изготовлению предварительно напряженных стальных конструкций. М., Госстройиздат, 1963.

60. Игнатьева В. С., Кулахметьев Р.Р., Деснянская Т. А. Остаточные сварочные напряжения в зоне пересечения стыковых швов //Изв. вузов.Строительство и архитектура. 1984. N 6

61. Клинов И.Г. К вопросу о расчете по прочности предварительно напряженных металлических балок, изготовленных под нагрузкой //Труды/ ЛИСИ, 1963. Вып. 40.

62. Клинов И.Г. Экспериментальное исследование изгиба предварительно упрочненных растяжением стальных балок // Известия вузов.Строительство и архитектура.1963.N8.

63. Кравчук В. А. Единая методика расчета металлических балок //Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке: Межвуз. темат. сб. тр. Хабаровск: Хабар, политехи, ин-т, 1981.

64. Кравчук В. А. Исследование стальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛИСИ, 1978.

65. Кравчук В.А. Стальные балки, предварительно напряженные вытяжкой стенки // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1981. N 6.

66. Кравчук В. А. Напряженное состояние балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки // Известие вузов. Строительство и архитектура. 1989. N 4.

67. Кравчук В. А. Эффективность балок, предварительно напряженных беззатяжечным способом // Совершенствование методов расчета строительных конструкций транспортных, гражданских и промышленных сооружений.Сб.трудов ДГАПС. Хабаровск., 1996.

68. Кравчук В. А. Металлические конструкции, предварительно напряженные беззатяжечным способом. Хабаровск.: Издательство ХГТУ. 1993.

69. Кравчук В. А. Местная устойчивость стенок на стадии изготовления балок и колонн //Прогрессивные строительные конструкции для условий Дальнего Востока. Сб. трудов.Хабаровск., ХГТУ. 1994

70. Кравчук В. А. Исследование стальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки.: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1978

71. Кириенко В. И. Предварительно напряженные металлические мосты с бистальными балками //Доклады III Международной конференции по предварительно напряженными конструкциями. Л., 1973. Т. 2.

72. Киселев Б.Е. Дарпин В. В., Липницкий А. Е., Горенштейн Б. В. Стеновые ограждения промышленных зданий из тонколистовых руло-нируемых металлических плит // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. 1973. Т. 2.

73. Калинин А.А. К вопросу о регулировании напряжений в конструкциях // Наука строительному производству. Волгоград.1967.

74. Калинин А.А. Предварительное напряжение опертых по контуру перекрестных систем при помощи осадки опор // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 3.

75. Клячин А. 3. Методы определения оптимальной величины предварительного напряжения в двухпролетных неразрезных металлических подкрановых балках // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1964. N 12.

76. Каленов И. Г. Экспериментальное исследование пластического изгиба предварительно упрочненных растяжением стальных балок // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1969 N 1.

77. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. М.: Машгиз.1951.

78. Кудрявцев П.И. Остаточные сварочные напряжения и прочность сооружений. М.: Машиностроение. 1964.

79. Кузнецов А.Ф. Методы определения технико-экономических показателей изготовления строительных конструкций из малоуглеродистых сталей: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: 1961

80. Научные основы выбора экономических сталей для строительныхметаллических конструкций: Автореф. дисдоктора техн. наук.1. М.: 1983

81. Кузнецов А.Ф., Сбитнев В. Д. Выбор экономических сталей и профилей при проектировании строительных конструкций. Челябинск. ЧПИ. 1990

82. Кузнецов А. Ф. Строительные конструкции из сталей повышенной прочности.М.: Стройиздат. 1975

83. Камолов С. Д. Работа стальных предварительно напряженныхбалок при нагшрузках типа сейсмических: Автореф. дисканд.техн. наук. М.: 1985

84. Кочергин Ю. Г. Предварительное напряжение элементов методомнагрева с целью повышцения их прочности: Автореф.дискандтехн. наук. М.; 1974

85. Касумов Р.А. Исследование напряженного состояния стальных и железобетонных стерженвых систем с учетом пластической дефор мации:Автореф.дисс.канд.техн. наук. Ростов на Дону.:1972

86. Казимиров А. А. Совершенствование норм и правил проектирования конструкций магистральный путь экономии металла в строительстве. Киев.: ИЗС. 1980

87. Кудрин В.Г. Повышение эффективности конструктивно-технологических методов по предотвращению хрупких разрушений элементов металлических конструкций: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск.: 1986

88. Кизингер Р.Исследование напряженного состояния растянутых стержней металлических ферм при их усилении под нагрузкой: Автореф.дисканд.техн.наук. Л.: ЛИСИ.1967

89. Корноухов Н.В. Прочность и устойчивость стерженвых систем. М.:Стройиздат. 1949

90. Левктанский И. В. Повышение несущей способности поперечно изогнутых сжатых верхних поясов решетчатых систем с помощью предварительного напряжения // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 4.

91. Левитанский И. В. Натурные испытания блока ферм предварительно напряженного покрытия хоккейного корта пролетом 60 м в г.Ярославле // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 4.

92. Левитанский И.В., Каленов В. В., Беккерман М. И. Эффективные методы снижения металлоемкости изгибаемых и сжатых элементов металлоконструкций двутаврового сечения // Доклады международной ассоциации по мостам и конструкциям. М.,1978. Т.1.

93. Ломбардо И.В. Обьемно-блочное предварительно напряженное покрытие хоккейного корта в г. Ярославле // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л. ,1973. Т. 2.

94. Лебедев В.Ф. и др. Увеличение стойкости сварных резервуаров против щелочной хрупкости // Автоматическая сварка. 1967.1. N 1.

95. Лащенко М.Н. Регулирование напряжений в металлических конструкциях. М-Л.: Стройиздат. 1966.

96. Лепехин М.В. Об оптимальной величине подьема средних опор в предварительно напряженных неразрезных стальных балках // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1961. N 1.

97. Левинсон Я.С. Монтаж неразрезных предварительно напряженных подкрановых балок // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1965. N 5.

98. Jleyc Ю. Я. К вопросу учета остаточных сварочных напряжений и деформаций при прокатке металлических конструкций // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1990. N 1.

99. Ляпунов A.M. Общая задача устойчивости движения. М.: Госте-хиздат,1950.

100. Лихтарников Я. М. Расчет стальных конструкций.Киев.: Будиве льник.1984

101. Лихтарников Я. М. Металлические конструкции.Методы технико-экономического анализа при проектировании.М.:Стройиздат. 1968

102. Ларионов В. В. Механика разрушения в расчетах сварных строительных конструкций //Применение методов механики разрушений в расчетах строительных металлических конструкций на хрупкую прочность и долговечность.Сб. тезисов.Красноярск. 1984

103. Лубински М. , Карчевски Я. Предельная нагрузка стальных балок, предварительно напряженных без затяжек. Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л.: 1971

104. Лейтес С.Д. Устойчивость стальных строительных конструкций. М.: Госстройиздат.1954

105. Махов Л.В. Об устойчивости элементов металлических конструкций при наличии динамических нагрузок: Автореф. дисканд.техн.наук.Л.: 1989

106. Муратов А.Ф. Вариантное проектирование элементов и конструкций из сталей различной прочности. Уч. пособие. Горький. 1985

107. Мелконян A.M. Исследование долговечности некоторых термо-обработанных сталей для строительных конструкций в атмосферных условиях: Автореф. диссканд. техн.наук. М.:1970

108. Мельников Н.П. Металлические конструкции. Современное состояние и перспективы развития. М.: Стройиздат. 1983

109. Мельников Н.П. Современное состояние и перспективы развития предварительно напряженных конструкций // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям, Jl.f 1973, Т. 5.

110. Металлические конструкции. Состояние и перспективы развития. М.: Госиздат, 1961.

111. Масле пиков А.М., Воронина В. М. Основы расчета стержневых систе на устойчивость.Л.: ЛИСИ. 1980

112. Моисе з В.И. Устойчивость металических стенок балок и колонн I за пределом пропорциональности: Автореф. диссканд.техн. аук. М.: 1971

113. Мурат з A.A. Повышение эффективности строительных конструкций г. лмзданий путем рационального выбора марок сталей и форм сечений: Автореф. диссканд.техн.наук.М.:1988

114. Михай*зв В. В. Работа предварительно напряженных внецентрен-но сжатых сквозных колонн: Автореф.диссканд. техн. наук.1. М.: 1977

115. Николаев Г. А. Об исследовании прочности сварных конструкций. М.: Машгиз. 1949.

116. Нико, ,зв Г.А. Методы борьбы с собственными напряжениями в сварг х конструкциях // Автогенное дело. 1940. N 10.

117. Нике, ^в Г.А., Гельман A.C. Сварные конструкции и соединения. .': Машгиз. 1947.

118. Ново;.: .лова Н.И. Исследование реализации прочности и сопротивление усталости металла в железнодорожных мостах: Автореф. дисс доктора техн.наук. Л.:1974

119. Новожилова H. И. Усталость металла мостовых конструкций и способы ее учета. Л. : 1985

120. Ожогин В. В. Устойчивость внецентренно сжатых сварных стержней. Л.: 1966

121. Орешкин C.B. Основы проектирования,оптимизация и экономия металлических конструкций. М. : 1988

122. Остриков Г. X., АжермачевГ.А., Галета В. В. Предварительно напряженные системы перекрестных балок // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л. ,1973. Т. 1.

123. Окерблом Н. С. Влияние усадочных напряжений на прочность сварных конструкций // Автогенное дело. 1937. N 7.

124. Окерблом Н.С. Сварочные напряжения и деформации. М-Л. : Маш-гиз. 1948.

125. Окерблом Н.С. Расчет деформаций металлоконструкций при сварке. М-Л.: Машгиз. 1955.

126. Попов Г.Д. Конструкции с предварительно напряженными обшивками ,/ Доклады Ш Международной конференции по предварительно наряженным конструкциям. Л., 1973. Т.2.

127. Пухов-кий А.Б. Предварительно напряженные металлические коне, укции сейсмостойкого строительства // Доклады Международна ассоциации по мостам и конструкциям. М., 1978. Т. 1.

128. Пухо^кий A.B. Предварительно напряженнее металлические ко-нстр^ции для сейсмических районов: Автореф. дисс. доктора техн. \аук.М.:МИСИ. 1987

129. Проек ирование металлических конструкций одноэтажных пром-здан/. для Крайнего Севера. Уч. пособие. Красноярск. 1985

130. Пинаджян В. В. Некоторые вопросы предельного состояния сжатых элементов строительных конструкций:Автореф. дисс. доктора техн. наук. М. : 1986

131. Пурлашкевич B.C. Относительные сварочные напряжения и деформации в длинномерных элементах строительных конструкций составного сечения: Автореф. диссканд.техн.наук. М.: 1986

132. Патон Е.О. и др. Влияние усадочных напряжений на прочность сварных конструкций // Автогенное дело. 1937. N 9.

133. Патон Е.0., Горбунов Б.Н., Бернштейн Д. И. Влияние остаточных напряжений на прочность сварных конструкций // Издат. АН УССР, 1937.

134. Подгорный А.С.,Шаршуков Г. К., Игнатенко C.B. Повышение долговечности металлических конструкций с помощью поверхностного пластического деформирования //Изв.вузов.Строительство и архитектура. 1989. N 4

135. Ратц З.Г, Старинные предварительно напряженные конструкции. ¡. а.АИиА СССР, 1960, N3

136. Pa3Bt ие металлических конструкций. Работы школы Н.СЛ релецкого. М. : Стройиздат, 1987.

137. Рама 1 нов Э. Б. Экспериментальные и теоретические исследования I >тикальных цилиндрических резервуаров с предварительно напр | энным корпусом: Атореф.дис. . канд. техн. наук. М.: МИСИ 969.

138. Раев ий Г. Д. Предварительное напряжение стенок сварных лис-товы. рулонируемых конструкций // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 2.

139. Раевский Г. Д. Предварительно напряженные конструкции сварных jрезервуаров и опыт их эксплуатации // Автоматическая сварка. 1969, N 9. 1

140. Русс Радуз. Предварительно напряженная правильно упорядоч- , ненная пространственная стержневая конструкция // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. J1., 1973. Т. 4.

141. Райнус Г. Э. Расчет многопролетных троссов и многопролетных ферм из троссов. Л.: Стройиздат, 1968.

142. Рыбалко Г.Н. Влияние повторно статических нагружений на остаточные сварочные напряжения и деформации в конструкциях //Изв.вузов.Строительство и архитектура. 1989. N7.

143. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. j.,

144. Румшинский Л.3. Математическая обработка материалов экспери- ^ мента. М.: Наука. 1971

145. РжаницинА.Р. Строительная механика. М.: Высшая школа. 1982

146. Ребров И.С. Работа сжатых элементов стальных конструкций, усиленных под нагрузкой. Л.: Стройиздат. 1976

147. Ратов В. А. Сопротивление хрупкому разрушению низколегированных строительных сталей в элементах строительных конструкций: Автореф.диссканд.техн.наук. М.: 1984

148. Руководство по расчету стальных строительных конструкций на хрупкую прочность.М.: ЦНИИПСК.1983

149. Рекомендации по расчету стальных конструкций на прочность по Ifi,критерию предельных пластических деформаций. М.: ЦНИИПСК.1985 ■

150. Сидорович Е.М. Статический расчет многопролетных мгновенно жестких вантовых ферм // Строительная механика и расчет сооружений . 1967. N 1.

151. Слоним Э.Я. Особенность расчета висячих однопролетных вантовых дерм // Материалы по металлическим конструкциям. Вып. 11, М.: Госстройиздат, 1966

152. Справочник проектировщика. Металлические конструкции промышленных зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1962.

153. Савельев В.А. Устойчивость предварительно напряженного сетчатого сферического купола с шестигранными ячейками // Легкие металлические конструкции промышленных зданий. ЦНИИпроек-тстальконструкция: М., 1975.

154. Сахновский М.М., Динельт Ю. Б. Повышение грузоподьемности балочных систем предварительным напряжением распорным устройством // Доклады Международной ассоциации по мостам и конструкциям. М., 1978. Т. 3.

155. Стрелецкий Н.С. Работа сжатых стоек. М.: Госстройиздат, 1959.

156. Стрелецкий Н.С., Стрелецки Д.Н. Материалы к курсу металлических конструкций. М.: 1976

157. Стрелецкий Н.С., Стрелецкий Д.Н. Проектирование и изготовле ние экономических металлических конструкций.М.:Стройиздат. 1964

158. Стригунов В.М. Теоретические и экспериментальные исследования работы тонкостенных балок //Труды ЦАГИ.1938, N 349

159. Солодарь М.Б. Металлические конструкции для строительства на Севере. Л.: Стройиздат. 1981

160. Сильвестров A.B. Повышение надежности стальных конструкций при низких температурах. Новосибирск. НИСИ.1977

161. Строительные металлические конструкции.Из опыта проектирования высокопрочных и гнутых профилей.Донецк. ¡Донбасс. 1970

162. Симон Н.Ю. Разработка методики уточненного упругопластичес-кого расчета предварительно искривленных сжатых элементов конструкций: Автореф. диссканд. техн. наук. M. : 1985

163. Сперанский Б.А. Решетчатые металлические предварительно напряженные конструкции.М.:Стройиздат. 1973

164. СНиП 4.04-91. Строительные материалы. Т. 1 и 2., часть 1.

165. СНиП IV-5-82., гл. 5., Сборник 9. Сметные нормы и правила. Правила разработки единых расчетных расценок на строительные конструкции. Металлические конструкции.М. : Стройиздат 1983

166. СНиП 5.01.08-84. Нормы расхода материалов. М. : Стройиздат. 1984

167. Стройфинплан Хабаровского монтажного управления. Трест "Даль-стальконструкция". 1989

168. Справочник по специальным работам. Монтаж стальных и сборных железобетонных конструкций. М. : Стройиздат. 1970

169. Стальные решетчатые прогоны пролетом 12 м.Серия 1.462-5. Чертежи КМ.

170. Свенчанский А.Д. Электрические печи.М. : Промгиз. 1975

171. Санжаровский P.C. Устойчивость элементов строительных конструкций при ползучести. Л.: Изд.ЛГУ. 1984

172. Санжаровский P.C. Теория и расчет прчности и устойчивости элементов конструкций из стальных труб, заполненных бетоном: Автореф.диссдоктора техн. наук. Л.: 1977

173. Санжаровская O.P. Расчет статически неопределимых систем с учетом физической нелинейности //Труды молодых ученых, ч. 1. Санкт-Петербург: 1997

174. Тимошенко С.П. Теория упругости. Киев.: Буд1вельник, 1973.

175. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов.Более сложные вопросы и задачи. М. : Наука. 1965.

176. Тимошенко С. П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. М. : Наука. 1973.

177. Тимошенко С.П. К вопросу об устойчивости сжатых пластинок. //Изв.Киевского политехнического института. Книга 2,1907

178. Толмачев К.Х, ,Горынин Л.Г. Регулирование напряжений на основе оптимального проектирования // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 4.

179. Толмачев К.X.Предварительно напряженные стальные конструкции. Омск. : 1958

180. Тополев П.П. Исследование металлических неразрезных трехпро-летных балок переменного сечения с учетом регулирования из-гибных моментов // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л. ,1973. Т. 4.

181. Трофимов В.М., Михайлов Г. Т. Анализ статической работы и расчет мембранных панелей, предварительно напряженных в одном направлении // Алюминиевые конструкции. М., 1974.

182. Трофимов В. И., Дукарский Ю. М. Исследование мембранных панелей с распорным способом предварительного напряжения // Алюминиевые конструкции. М., 1974.

183. Трофимов В. И., Тарановский C.B. Исследование и разработка предварительно напряженных строительных конструкций с применением тонколистового алюминия // Доклады Ш Международной конференции по предварительно напряженным конструкциям. Л., 1973. Т. 2.

184. Трофимов В.И. Исследование устойчивости и несущей способности металлических конструкций типа опор линии электропередач. M-JI.; Госэнергоиздат. 1963

185. Толмачев К.X. Регулирование напряжений в металлических пролетных строениях мостов. М.: Автотранспорт, 1965.

186. Томашев К.X. Регулирование напряжений в металлических пролетных строениях мостов. М.: Автотранспорт, 1960.

187. Троицкий П.Н. Рамные сплошностенчатые металлические каркасы одноэтажных производственных зданий // Исследование и совершенствование металлических конструкций промышленных зданий. ЦНИИПСК: Сб. трудов, М., 1984.

188. Трофимович В.В., Наумов В. Р. Оптимальное проектирование предварительно напряженных рамных многоэтажных каркасов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1990. N 3.

189. Трочун И.П. Внутренние усилия и напряжения при сварке. М.: Машгиз. 1955

190. Таблицы несущей способности внецентренно сжатых сварных стер жней. Методические рекомендации. М.: ЦНИИПСК. 1980

191. Таблицы коэффициентовы ф и фвн для расчета центрально и внецентренно сжатых элементов. М.: ЦНИИПСК. 1975

192. Теоретические и экспериментальные исследования напряженного состояния элементов металлических конструкций. Сб. научн.трудов ЦНИИПСКа. М.: 1989

193. Трулль В.А. Металлические конструкции. Текст лекций. Л.: 1973

194. Ференчик П., Тохачек М. Предварительно напряженные стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1979

195. Фридман Г. С. К расчету металлических блоков покрытия с предварительно напряженной обшивкой // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1978. N3.

196. Фоломеев А. А. Оборудование для производства предварительно напряженного железобетона.М.:Стройиздат.1967

197. Хахмурадов А. И. 0 возможности применения преднапряжения в рамах производственных зданий // Известия вузов.Строительство и архитектура. 1990. N 3.

198. Шелестенко А. П. Влияние остаточных напряжений на устойчивость сварных стержней // Транспортное строительство. 1954. N 2.

199. Шимановский В. Н., Акимов A.A. Предварительно напряженные конструкции методом деформирования отдельных элементов //Известия вузов. Строительство и архитектура^ 10,1986

200. Шафрин С. Д. Повышение хрупкой прочности стальных конструкций при низких температурах. Новосибирс.: 1981

201. Шкуратов Л. В. Прочность и устойчивость внецентренно сжатых стальных стержней с учетом остаточных напряжений и развития пластических деформаций: Автореф. диссканд. техн. Киев.: 1985

202. Чернов Н.Л. Теоретические и экспериментальные исследования работы стальных конструкций в области пластических деформаций при статических и подвижных нагрузках. Одесса.: 1982

203. Ягубо^ Б.Б. Несущая способность предварительно напряженных металлических перекрестных балок опертых на жесткие опоры по контуру // Отечественный опыт. ЦНИИС. 1969. N 3.

204. Ясинский Ф.С. О сопротивлении продольному изгибу // Избранные работы по устойчивости сжатых стержней. М.: Гостехиздат, 1952.

205. Штаерман И.Я., Пиковский А.А. Основы теории устойчивости строительных конструкций.М-Л.:Стройиздат.1939

206. Ashton L. Prestretchinq strenqth of steel T-Beams in Univer-situ or Jawa tests. Civ. Engin., NY., 1949. H3.

207. Ballometi H. Tubes dacier freltes a froid. Asi-er-Stahl-Steel, I960, H.7-8.

208. Barnsceuer F.W. Vorgespannte Meherlagen-Hochdruck-behalt r.-Stahlbau, 1961, H.9.

209. Valenta J. Nalicovane nadoby, Stroj.Sbar., 1958. H.20.

210. Valenta J. Vicevrstve nadoby. Stroj, 1968, H. 8.

211. Valenta J. Vinute nadoby. Razprovy csav, 1957. N 4.

212. Valenta J. Zpusob a vyroby vycakotlavjch nadoby. Strajirens-tvi, 1957, H.2.

213. Basler E. Strenght of Plate girders in Shear. ASCE, 128,1963

214. Lagrange. Sur la figure de la colonne Miseel anea Taurinence V, 17778c

215. Muschenbrock. Interducto ad cohoerentiam cprporum firmosum, Delft, 1729.

216. Placak V. Vinute nadoby. Strajirenstvi, 1957. H.2.

217. Rockey K.C., Skaloud M. The ultimate load behaviour of plate girders is shear. Struct. Engn. Vol. 50, 72

218. Skaloud M.Foilure meshanism of webs in shear. Stavebnicky casopis, sav. XXI1, 7 Bratislava, N74.- 546 I

219. Seely F.В.,Smith J.O. Advanced mechanics of materials.thapt. 10: Thickwalled culinders. New. Yprk J.Wiley, 1967.

220. Zinar. Byggmastaren. 1959. N 10. j

221. Sauthwell R.V. Proc. Roy. Soc. (London) A.M. 1932, 135.

222. Euler. Sur la force des colonnes. Berlin, Mit. Acad. , 1757-1759. :

223. Jawert D. Forspand Hangkonstwction Med Mot Varandra Spanda Zinar. Byggmastaren.1959.N 10

224. Engtsser F. Zeitscrift fur Arch. u. Jng.Wesen.1889 ft.

225. Karman, Th. v, Untersuchungen über Knickfestigktit, "Mittei- | lungtn über Forschungsar beiten", H.81,1910

226. Hrchal J. Vuzkum, vuraba a perspectivy vinutych vysakatlakych , teles.-Jn:Prehled paci v kralovapalke srojirna. Brno, 1961i