автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Мощность усиленных стальных стержней с с учетом деформированной схемы и ограниченных пластических деформаций

S :¿

ЛШПСТЕРСТПО 0СП1ТИ УКРЛПШ . КИ ГВСЬКИИ 1НЖЕНЕРН0-БУД1ВЕЛ ЬН И И 1НСТИТУТ

На правах рукопису

ШЕБАН1НА Людмила Петршна

УДК 624.014.072

МЩШСТЬ ПОСИЛЕНИХ СТАЛЬНИХ СТЕРЖНЮ 3 УРАХУВАННЯМ ДЕФОРМОВАНОТ СХЕМ И I ОБМЕЖЕНИХ ПЛАСТИЧНИХ ДЕФОРМАЦ1И

Спещальшсть 05.23.01 — Буд1велып конструкцп,

будови i споруди

Автореферат

дисертацм на здобуття вчепого ступепп кандидата техжчних наук

Khïb 1992

Днсертацшна робота виконана па кафедр1 мета-левих, дерев'ямих та пластмасових конструкщй Одеського ¡нженерно-буд1вельного ¡нституту.

Науковий кер1вник — доктор техшчних наук,

професор ЧЕРНОВ Ми-кола Леошдович.

Офнийш огюпепти — доктор техшчних наук, професор СИЛЬВЕСТРОВ Анатол1и Васильевич;

кандидат техшчних наук, доцент ТАРАСЕНКО Во-лодимир Лук'янович.

Провшна оргашзац^я — ДП1 «Ленпросктсталь-

конструкщя».

Захист дпсертаци в1дбудеться 13 листопада 1992 р. о 13-й годнш на засщашп спсц1ал1зовано1 вчено1 ради К 068.05.04 в Кшвському ¡нженерно-бутивельиому шстнтут1 за адресою: 252037, м. Ки-1в, Повгтрофлотськпп пр., 31.

3 дпсертащею можиа озпайомитнсь у б1блюте1и КиТвського шжепсрно-буд1вельного шстнтуту.

Автореферат рогкланнй _» _1992 р.

Вменим секретар сиаиалЬовапоТ ради

канд. техн. наук, доцент Г. й. МЕЛЬНИЧЕНКО

' - г • • i >><

's

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Акгуальн!оть тени. I нте не иф 1 кац i я виробництва та розвитку про-исловост! на грунт i науково-техн!чного прогросу перодбачавть егулярну иодерн!зац1ю та'зи1ну техколог1чного устаткування, цо свою черту пов"язано !з зб1лызенняы а5о auiiton характеру наван-аяень, що д!ють на буд 1вл1 та опоруд;:, га викликас необх!дн!сть б1лыпсння несучо1 эдатност! (п1дсилоння). Сэред буд!вельнгас кон-трукц!Я» цо знаходяться в екеллуатац!I, маса стальних консгрук-1й складае близько 130 млн. тон.

СвItobий р!веяь наукозо-гехШчного прогресу в проиисловост! .врздбачае б i лыз !нгексганв впровадкення нових технолог!«! понов-он'ня тсхнолог1чного.устаткування. Таким чином, актуальн!сть проясни посилення буд!зельних конструкц!й, 'що експлуагуються, буде locTltiHo зростаги.

Головною задачею при посиленн! конструкц!й е забоэпвчення нож-[ивоот! проведения роб !т в стисл1 строки та энкявння витрат ш-■алу.

Однии Чз шлях!в знияення MaiepieioufciKOCTl прл посиленн1 кон-¡трУ'Кц !й е подальше удосконалоння н;рц проектування за рахунок 1Икористання прогресивнкх иетод!в розрахунку, цо пЦвицуюгь аа-,1йн1сть» тривк!сть та вконои1чн!сть.

ОсташМии роками у роэрахунках иоталевых конструкц!й зд1йсню-(ться перох!д до дефорьац! Иного.. вшу кригэр1я м!цност1 - обмо-гання граничних значень плзегичних дефориац1й Ix нормативной ветчиною. Розповсюдження вказаного критзр1в на розрэхунок и!цно-)т! посигоннх сгерзнивих конструздЫ стзорюв сугтево нов i иозля-юст! для Його 9*активного використання. Тону тсиа роботи» при-!вячено1 розэитку перспективного наукового капряику врзхування )б«ахетос ппастичнюс дефо?иац!й в граничноиу стан! посилених ¡тальних ciepsHlB за uIuhIctd в актуальной ! нас важливе народно- • 'осподарсыя значоння, оск!льк! uae напряи на п1двкцоння екояо-íl4nocrl ! пксст! буд!вельнкх цэтелоконструкц1й.

Нета роботи е створоння ыояливост! еконоиП ciant иляхои роз-)обки таорзтичних I екслор.шзнтал&нкх метод!» досл!дження робо-посиланих п!д наэантакзкняи стиснуто-з1гну1Кх 1 розтягнуто-ilruytiix uoho- 1 б!стальнгас стерян!в з урахуванняи дефориозано! :хвия в кежзх обшхених плзегнчиих де;>ориац!й, а також впровнд-

жоння в практи.<у проектування иатодики розрахунку м1цност!.по-оилсних старжшвих консгрукц1й при дП р!зних статичних наван- ■

ÎÛKUHb.

Внасок-автора в розробку проблсыи у вЦпов!дност1 з лостав-ланою кагою: ,

розроблана иатод:1ка розрахунку и!цност1 iíoho- I б1стапьнис_ ствржн1В|Посйланих п!д иовонталинняи, за кригер1еи обнежаних пяастичних дифсркац1й при эгиианн! з поздовжиьов силою;

- слое 16 урахузания впливу даформовано! сх:ии на валичкии плот та д ов к ни лист ta посилония;

- результат виконанюс'йксиарииаитапьнкх досп1джонь прукньо-пластично! робоги moho- i б!сгальних сгержн1в, а такох рзиних

»"коиструкц1й, посиланих п1д нэвантакеиняи;

- пропозадИ для норма tub них дофи-ли!в щодо розрахунку и 1ц-HOCll ЛОСИЛапЯХ и о II о- i б1сталык'.х сто рмн i в при с тисни Ш11 (роз-тягуванн!) з поперачиии згшшшши згЦко а иатою встановпииня залеяност! uom.iboI еконоиП стал1 ллст1в посилення »u гаоиат-р1X ne¡epÍ3lB 1 схси навинтажамня.

Наукову нозину сетадиють;

- cnociö визначання рац1ональних плоц ти довжин л !ст1в поси- . пения, виконаиих 1з cianl п1дв.цано1 та високо! uIu.octI при до-

■ пущинн! рознатку граничите лластчних дв^срииц1й в к1лькох ute-цях но дов^ин! сгальних га б!стальних сторжн1в nn¡i складному наваитажанн!;

- kc-юдика розрахунку и1цност1 посилачих сгиржн1в з врахува-нияи ди^ерловано! сх^ии, цо гр5нт;.етьил ¡ta автоишцованоиу розрахунку uaicMUTim.iitx ыодйлой ствркн!в шл.-ixou поиовленйя гринлч-ио! валичини плс:ст;1ч"1к ди^о; иац1й :¡a paxj иок juIhh плох лист1в ПОСЛЛапНН hu • КОЫЮЦу к; ОЦ t (ТирцЦ t teitoro H'JOUcCJJ "

- виконани роэшглуванни областаГС розриунк1в носила них старж-ula за u i цн ¡стю п; и оОиакенюс иластичних д^ор^ацЬ« I за cila-KtcTc;

- в1до1:сс!| лро особлиаост! напру1ино-Ди|ориованого стану по-силени.х violto- i б1сгалыг.5х сгиржн1в :ip'.i розрахунках uluHocil за Крит--píen oöuui.yitiüc аластичнйх д-.уориац!» ó y¡ ахуванн.-ш лв;ор-иовано! Сл!_ы.( г. Саэ такого}

- гаа-.озонозаьа ио'тодика в; их>ьаиии rjoudtpimo! tiaalttUuioctl noegJjdiU UCdO- i С1уТЬДЫ1.'-Х UTa'iKhlfl Л : VI oOlX-ï'.-H.tt плистичних

де|ор:вц Гях на кокноиу крон! 1тэршд1йного пронесу без викорис-тання трзнсцендантних Функц1й М.В.Корноухова, 'до звичяйно вико-ристовупться;

аксперииэнтальн 1 дослИження д1йено! робот и -псс и по них сгерж-rIb та рамних конструкцШ поза иожоп пружност!, зд викэнзн! на роКонструйованкх установках,'одна з яких виэнана винаходом;

- розроблона нз гр;нт I виконаних дослЦхснь практична шзто-ника розрахунку м1цносг1 посиязних стиснуто (розтягнуто )-з!гну-гих моно- I б1стапьних стсржн1в з урахуванняи дефориовано1 oxeun а ножах обмежэнкх пластичных деформац1й, во раал1зуе принцип зберояення трэдиц!йного вилу розрахункових формул в мехах прух-îoI роботи матер1алу з додатковиии керигугчимк коэф1ц1внтаыи, цо )8базп0чув д!йсну р!внои1цн!сть ыэталових конструкцЩ та еконо- , lin стал!.

Практична ц1нн!сть роботи полягае в тоиу. во запропонована иэ-юдика розрахунку и1цност! посилбних ионо- ! б!стсльних старж-*1в п!д д!ев статичннх навантажзнь придзтна для використоння у грактиц! проокгування та доригувакня матриц! жорсткост! стержня !В когноиу крон! 1терац1 Иного провесу при розрахунках посилоних яержнавих o:icreu. Виконан! та нш.одек1 у дисертацП пгиклади )озрахунку м1цносг1 посилених «оно- ! б1стальних сторжн1в за роз-юбленоп ызтодикои у р1знгас випадгах навантакэння дозволили зро-5ити висновок про исжяив!сть оконоцЦ о т. л I л:ст!в, яо посилюпт» юяси стержн1в в махах 8...81£ у пср1внанн! а розрахунками, ло 1ИЮН2Я1 аг!дно "Пособия по проектировании усиланных стольных юнетрукций" (до СНиЛ П-23—81*).

Реал1зац>'я розудьгаНв роботи ад! Яскювапоь в таких формах:

1. У вигляд! методики, алгоритма та програыя розрахунку и!ц-locll посиденах ионо- I б!стзльних стержн1в, ао розроблен! прп шхонэяя! договору п,-о соц!ал1стичну сп!впрацп з ЦНП1 Проект-1тапьконструкц1я 1м. Ц.П.Иэльникова для виконання роб1г за томов Вдосконадэння ыотод!з розрахунку на м!цн1сть I ст1Р.к1сть сталь-:их та б!стальнкх стагжновах буд!голъних коьструщШ на грунт 1 икор.ютання критар!в обмажзних пластичнкх дзформац1й та розв"я-ання задач пел1н!йнсго мртематлчного програмування - рокомевдв-II по роэвагку САПР". ,

2. Результата виюнаних дося!джэнь яикорисговуваяись при вш-:сианн1 НДР по дерхзяыовлйннп, ояфр 05-С260-68/2-57-Я8 для роз-

робки "Рекомендаций по развитию САПР в области расчета на проч-* ность и устойчивость стальных рамных каркасов многоэтажных пром-зданий". (ЦНИЙПСК. ОПРИС. Bun. 151).

3. У в иг ляд 1 программ розрахунку посилення стапьншс стержне-вих конструHaiti , впровакдекно1 до САПР НТО "ТОР" Шнсудпрома СРСР,використано! при рззрахунках посилення мет:.лоюнструкц1й котельного цеху ВО "Чориоморсыши суднобуд1вний завод", i блоку иорпусних uexiB заводу "Океан".

Апообац1я роб'сти. Основа! полонення i результати роботи буди пов1домлен! та обговорен! на 1У Укра1нськ1й республ1канськ1й науково-техн!чн!й конфередцИ пометалевих конструкц!ях "Развитие! совершенствование и реконструкция специальных сварных конструкций здании и сооружений" (м. С1и^ерополь, иовтень 1988 р.); та У Укра1нськ1й нау ково-тех1пчн1й конференцП по металевих кон-струкц!ях "Усиление и реконструкция производственных зданий и вооружений,, построенных в металле" (м. Ки!в, вересень 1992 р.); на ыэхгалузев!й науково-техн1чн1й кон;еипщ11 "Повышение качест-• ва и надежности строительных металлоконструкций" (и. Чэляб1нськ, вересень 1988 р.), на Ш ЛсесомзнЩ науксво-техн1чн1й конференцП "Совершенствование экспериментальных методов исследования физических процессов" (Всесоюзна иауково-гехи1чнэ товарлсгво 1м.акад. А.Н.Крилова, ц. Микола1в, 1989 р.), на Всесоюзна нарадi "Проблемы метрологического обеспечения в строительстве, испытания металлические конструкций" (и. Москва, ВПДНГ СРСР, грудень 1989 р.) на .науково-практича1й кон^е pe'iui I "Исследование работы и применение в строительстве эффективных элементов и конструкций" (м. Р1в-не, ж.овтань 1990 р.), на науково-техн1чн1й конференцП Одеського 1иаенерно-буд1велышго 1нститугу,(1989-1991 pp.).

¡1убл iкац! I. Всього за темою дисертацП опубл (ковано 12 роб1т, серод них одержано I авторське св'Цоцтво.

Структура i обе кг роботи. Дисоргац1я складаехься 1з вступу, п"ятн роэд1л1в, завсриеикя,-списку викор.штано! л!тератури та додатк1ь. Робота викладина на 221 ciophiui, s тому члел! 151 сто-piuKa основного тексту, 5 таблиць (5 (.тор.), 38 iлюстрац 1й • (38 стор.), 115 на;'.це!1увань л1герйтури на стор!нках i додаю к на 13 CTopiaicax.

3I.HCT РОБОТИ •

Об"екгом досл!диення.е поситоння попонный листами п!двицено1 :а високо! м!цносг! ноно- I бтсгальннх стер:г.н!в, цо працюють у :клад!-сгеркньрво1 конструкцМ, деяких гнп!в колон, головних та (ругорядних балок робочих площадок, прогон!в, балок ы1яповврхо-пк перекрить 1 т.п.; як1 сприйиають статичн! навантаження.

Теоретичн! та вкспериментальн! досл!дяення по проблей! поси-гання стальник буд!вольних консгрукц!й при врахуванн1 пластич-|их деформац1й вперше було виконано Б.Г.Шварцбургои, Я.Л.Куцен-сои, М.?Л.Неи!нським, Г.С!версоы, в подальпоиу ця проблема энайшла ¡вIИ роэвиЪок в роботах Е.1.Белен1, Л.Я.Донника, М.Я.Шепэльсько-'о, В.Г.Лащанка,-М.М.Сахновського, Б.1 .Досягова, М.Р.Бельського, .С.РеЗрова та 1кших вчоних.

Шд втратою ц1цност! в дан 1 й робот! розум!еться стан нспри-[атноот! посиланого сторяня до експлуатацН по пзрш!й груп! гра-[ичного стану, при якоиу виникае необх!дн!сть причинения вксплуа-■ац 11 внзсл!док надм!рного розвитку-твцучост! ыатэр!алу у пай-' >!льш напрунзних перер!зах.

За крит0р!й цього граничного стгну приймаеться обмехення !н-енсивност! пласгичних дсфориац1й в наПб!пьи напружоних пэрер!-ах граничною велнчиноп « 0,002; 0,004. Но дгалячись на

в, що гранична величина пластично! сютадово! дефориац!й досить евелика, ноялкве п!двицення зусиль, ао спрнймаються посилениия :арер!заыи, реал!зуеться найяе повн!стп. Практична застосування участис ыотод1в розрахунку посилоних стерли 1в при одночасному .-ахуванн! ф!зично! та геошэтрично! нел!н!йност1 в прямому вигля-! нздостатньо ефектквно. Автором розроблено опос!б супового рионорання сходпыост! 1терац1йного процесу розрахунку за гра-ичнныи пластичними дефорилИяии, зосноЕаиий на мэтодиц! зн!нних срацзтр1в.

. Так як 1дея цього способу полягао в приведанн! посилэного тсркня на кожному кроц! !торац1йного процеоу в стан, нзйб1льп. абл/.хений до к)нцового р!шення !з значениями пластичних дефорна-1й, ^о дор!вксвть граничню!» то в псдалызоку цзй спос!б звогься . етодои пояовпення плзогичних дефоркацЩ. Для цього в кожному осл 1довному набли:1енн1 воличини плоц лиот!в посилення зм!нюпгь-я таким чином, цоб в найб1лы1 навантаяансму м1сц! пссиленого

стержня розвизалась гранична величина пиастичних дефорнацttl

• Врахування гооыетричио! нел!и!йност! зм!нюе характер епюр згииальних uoishtib вздовж посиленого стержня, прадаючи !ы кривол!н!йну форцу .при наявносг! поздован!х зусиль. Задача по розрахунку посилення стерли 1в вир!шена при таких основних допущениях:

1. Гранична величина складово! дефорыац1й обиежена принятии норштивним значенияu.£t^u>r) •

2. Поздовжн! дифориацИ в перар!зах розпод!ляються зг1дно г!-потези Берну л л!..

3. Залезшост! uis. напрукення^и 1 дсформац1яыи прийиааться за 1деал1зоЕаною д!аграмою Прандтля, або задавться таблицею.

Ь. Розвиток граничних пиастичних дефорыац1й ыокна допускати в дек!лькох tiapeplaax впродовк посиленого стержня.

5. Навантакення uarepiany пэредбачасться а кг ив ним по всьоыу об"еиу посиленого стержня.

6. Розвантакония конструкц1й прийиаеться за л^еКнны законом.

?. При розрахунку за деформованою схеыою враховуегься каяв-

н!сть почагкоьих логин!в стерян!в.

8 урахуванням зазначених передуыов розроблено алгооиш розрахунку' посилення п!д навантааоиияи-ионо- i б1стальш!х сгцрин1в, ¡цо дозволяе виэначнти рац1ональн! nnomi I довкини лисг!в посилення, а такоа величшш зал шшових*прогни ¡в, до з"яаляються в стержнях при ¡х робот! за иеаен прунност!.

при розрахунку поеилених стирая 1в в иежах осшехених пластич-них де£орг.ац!й визначаеться напружоно-дзйормований стан nepepi-а1в, до працовть за ив..ев пруашост!. Викоркстання диагуами Прандтля значио спросе проведен! доел!дг:еикя, дозвопявчи вид!лити ок-peul характери! аипадки напружено-дефориоваиого стану иепосилених та 'поеилених перзр1з!в. Разом з пш, orpimani результаги практично не в ¡др!зняатьск в!д тих, ад знакдено s викор;:станнни д!исно1 д!аграии робстй uaieplany, цо иае незначне закругления, так як в полках 1 лисг-л посиленнн напрукеиий стаи однор!дний ! напру- ' sutum в найб1лын навантахених перер!зах досягають розрахункових опор!в. , ^

В загапьноцу в::падку, при нер!вност! розра^унковкх onopiB CTiii-ки, iicло1 л;!ох1з носилинн;! n;.'ii пссилснн! стср:^н!в двотазрового nepepi3j л.-стеш: квхл/.в! еип'хдi;iи напрукено-де^ориозаного

стану. Вони б !др1зняються один в!д ОДНОГО Т5Куч1сТЕ) або пруж-ньою роботою лист!в посилення, пояс!в ! частин стIнки 61 пл пояс!в перер!зу, що посилюетвся.

Розроблена методика вир1иуб зворотшо задачу розрахунку поси-лених I непосилсних попер 1з1в.

При вир!пенн1 зворотньо1 задач!, як!й в!дпов!дають чстири. ха-рактсрних випадка напружено-даформованого стану посилених перер!-з!в, визначапться величини граничите згинальних момент^ при задан!й пластнчн!й деформац!I.

Вир!шення пряно! задач! потрзбуе орган!зац!1.1терац!Кного пронесу з використанням мотоду под!лсиня в!др!зку навп1л ! отриман-ням значень пластичних дсформац1й ¿¿р < £/»> .Пряма задача в !др!зняствся в!д зворотньо! тпм, що по задан ому згинальному моменту та поздовнньоыу зусиллю А^' иукэетися напружено-де-Бормований стан пооиленого або непооиленого Г!врер!зу.

Алгоритм розрахунку посилення моно- та б1сталышх стернн!в бу-ауеться таким чином, Гюредбачаються в!домими геокетричнЛ розм!ри 1гепооиленого перер!зу, розрахунков! опори натер!алу його елемеп-г1а I л:;ст!в посилення, величлни г/аничмо1 пластично! дефорлац 11 £{р(,п)* вид 1 величина навантакеннл Р , величина ексцентриси-гету'в прикладання поздовг:ньо! сили /V , значення к!нцевих мо-ианг!в М1 та , «о д!пть в непосилввоиу стерли!, а та ко* ко-)ф!ц!снти зб!лызен!Ш навантзкення , К^ За знайдени-

значениями навамтатонь » Ы'ц • /V» Мцг=Кмй-Ц1

га * для псснленого огэркня будусться.епюра згиналь-

{пх моизнт!в з граничною воличиноо /7в найб!льа наван-

галоноиу пэрер1зI. Як показали досл!дяоння роботи стиснуто- та >озтягнуто-вигнутпх посилених моно- та б!сталыглх стер*н!в за [е^ормованоп схемою, врахування II, як правило, впливае на най-Яльпо значення моменту у посиленому стернн!. Такий вплив в!дсут-МЯ, ноли граничили мо^онт досягаеться на к!нцях посилено-

'о стержня. В загальному випадку розрахунковиы згинальним мокен-юхМ^е наЯб1льаий момент, що одержано э егшриг яка побудована | врахуванням де^орковано! схоии П^с/.

Рац!оцвльн1 пяощ! лист!в, до посиявпть »ерхнп га нгаяю Д^ ¡олки стер2н!в, в!Пначаятьсл,вгаодячи з умови проходябння нейт-)ально! л!нН егТярн иоздовхн 1х дефориац»Л через середину зисота :т! нки, чему в!дпов1дзс наЯб1лылий зги>.альний момент « я кий приПиавться посилении пер£р!эои при найкра-доиу викеристпнн!

матер!алу посилення за першою 1терац1ею. При цьоыу плоц! лист1в посилення анаходяться з вир^ення систеыи двох р1в!шнЬ|. як! одержан! з умоеи р!вноваги за поздовжньою силою га згинального* моменту

^¡Л ¿А

. . (о

Пыш-Хб^М

Шсля 1нтагрування систему (I) ыожна залиоаги у вигляд!:

■ >

■ > >

■ ' + Аз (Ь* +А, * .ь * А3 > Ам );

/?- та з 1дпов 1дно-розрахуниов! опори ст!нки, полок та лист!в посилення; 4/ та А^ - нлодг вепхньо1 та.нияньо! полок;

- площа стгнки; ,7 - зисота ст!нки; 5, та товщяна верх-ньо1 та нил;.ьо1 пслок; - товщта ст1нка; та $ - ювчина лист ¡в пссилокия; • И - к * Ъ, * * (' *&Зл>)/2 Я**

* Сп> " каг.рунення в передбаченн1 необиехвно пруаньо! робогп цатор1слу на лраях сг1кки. Ллн розв"я^ання систеии (2) вилори.стано иегод под!леннл в1др!зку наап!п.

И);» д-лшк ск1вн 1днйшснн.-и: ¡¡огфЦ1ент¡з аб 1пьшоиня нааан-

!акення , К^ та умова -А,а-#д-+ Аза + ^ А}(\р- Л/% мога бути невиконанею. В такому випадку необх1дно фийиати А,л = О або А3д = О та посилввати с терке нь лише одн'.ш гистоы. Так саио сл!д роботи, коли одна .з ллощ лист!в посилення або в «ходить ценною за допустиму за конструктившши

^ркуванняш. . • .

Довжпни лист¡в посилення впзначаютьоя за теоретичнини Ы1сцями х обриву. Зггдно з д!ючиы С1М П-23-81н, теоретична и!сця обри-у.елеыент!в посилення позначатн з уиовя роботи иепсснлених пе-ер1з 1в в прущий мек1, допускаючи, таким чином, розвито'я гранич-их пластичних деформацШ ^ лише в одному наШлвш наван-ажоно.'.'у перер1з! посиленого стержня. Таке обмене яня викликане едостатнШ внвченшш впливу пластичних деформаций на величину алишкових прогиШв. В пзредбачиван¡П методик розрахунку поси-зння обрив лнст!в наЫчаеться в м!сцях розвитну гран ичних плас-ичних дефор:.ац1й £Ь'т в непосилвному порер!э1 1 парвр1э 1, осиленому одним листом, тобто допускаеться розвиток граничите ластичних д9форшц!й в дек!лысах яерор!зах впродовн стержня. В в"язку з цим для пор ¡ваяния величины аолишкових-прогшПа розра-унок виконуехься з урэхуваннли обох умов. ■

Для визначення теоретичних довкин лисг!в посилення зиаходимо арактерн1 значения згииапьних мошт1в в тпоенлвному пэрар1з$ ^ъы ' в пзрер!з 1, пооилеиоиу одним листом /Ч^у та М^ - в1дпов1дно наиб 1 лыи 1 в менах прукност! та при граничних таотичиих дефориац1ях, а такок иоыент - иаксимальаий при

?у»н1Я роботI для перер!зу, лосиленоыу двока листами. Згинальн! зыенти в чеяах прунност! знаходяться звичайниы роарахункоы, а ■ эиенти, цо в.¡дпов¡даать розвитку граничат плаиячинх де^орма-(Й - р1иенняи зворотньо! задач!.

Сконструг.ования з упахуванням отриианих гатои; та доьжин лист1в зоиле ни я стержень для дискретного розрахунку не Ш! рсабньаеть-I по довкнн! на,/?' частин I в и о к ах кожного К -Ю1'о в1дтинку, > лрипадае на зону лругшьоГ роботи, вир1иуеться лрниа завдшшл )зрахунку парер!зу. Це дае змогу зна!:ти значения п..'раи!нних фст.юсте.Ч у посилсних стархи!в за йенами пру-;носг1 -Е!^-(¿к •!)• Тут - коеф1ц!бвт зшэлоенля згшшльно1 хорсткосп • К - 0,1,2,...,//? )

до геа,6и - повн! дефорыацН в1дпов!дно в верхн1й га нижн!й часгин! К -юго перерезу, як! обчислюються у припущенн1 не об-меконо! пру:.'.ньо1 роботи матер!алу 1 беруться з1 свогми знаками; ¿ед? та - тея при розвитку пр;;нньо-пяаст!1ч.:кх дефор;.:ац!й. У випадках» коли перер!з працюе прукньо с(.к = I. 3 використан-ням знайдених кооф1ц1снт1в о1за штодог.: Мора, застосовуючи для численого 1нтегрування формулу С1мпсона, обчислюються повн! ло-гини посиленга отер>:н1в эо меле» прукност! з врахуванням початкових погин1в

г» ьгк

Туг Мк - еггора згпнальних ыоиеит!® в!д единичного навантаження, яко прпкладаегься в X -тому перер!э1 пасиланого стержня.- При цьо-иу ф1зична нел1неКн1сть враховуеться коефЫвкто:.: , геоыатрич-на - ввэденнли додаткового эгинального иовднту = ~У » я кий вшшкае в!д д 11 поздовкних зусиль Ыц внасп1док вииикнання прогнн!в Уу у посиленноиу отерЕн1. "Такии чиной, к1нцева егсора эпшалъних йоиент!в з врахуваннли дефориовано1 схема иае вигляд

+ 0 значить, то при ф1ксованих зовнЬних наван<-татепь э«1ныегься роэрахунковий ыоиенг • В1дпо>1лио ново-

му розрахунковому моменту п!сля р1шення оистаии (2) зна-

хрд'ятгся пгоа! лист1в пссилэння. ИодэльшиЯ роэрахунок повторишься до досягнення звдено! точное! 1 обчислонь.

Зм!нзння величин» ыоиенг1в враховуеться иляхом введения коре-гувальиого коеф1ц1енту У , якир. дор!внюо в1днояен.чп найб1льшо-го эгинального моменту виэначеного аа деформованою схе-

мою в Iд тих же нзвангаяень

В пася ¡док виконених розрз):1нк!в складен1 таблга;1 корегуваль-ких коеф1ц1езт!в V" ДО формул прухньо-пластетного розрахунку uiuHoc.il за критер1яци обаежених пластичних деформац1й.

Викп едена методика визначення докригичного стану стиснуго-з1гну~кх I лозаценгрово-стиснути* посиланкх «оно- 1 б'стальних

гернн1В, а такон встановлен! меж! розрахунку за шзяодикой ' а м!цн!сть I на сгМшсть. В цьому аипадку ог1йк!огь «ооилипого гержня мож.тиво досл!дз:увагй енэрготичпмм методой» яки!! р&аи!ао-ано в сл!дуючий порь:1.

Дамо вариац!в малих прироцувань кривизнй X на во!й дои^ия! серяня» ЮД' прироцування эовн!шньо1 виаргН Дцгдор 1йкезо за »личиною робот I зови!сшк сил на паре^щакнях , ДУ^ ¿^ та £ : А \</р - Д/, -Л 4 + р. .д Нр[ + ^ л ^ , ^ й £ ^

Прироцення внутрЬшьо! анергП А V вгаиачаоться чиоояыю при 1Лих прирощеннях кривизн Д на д!лышцях сг&раня.

Л А &<И -- АI -

т/2 т/Х-(

Д ¿.- С - Л 1у/т , М/}£с1; - значения згииальиих момент I в к1нцях д1льниць лосиленого сторзня довяинов Л t , визпаченгас дефорцованою схемою. Виконан! рпзрахунки ка ЕОМ показали, що зал!кност! в!д схеми зовн!оних наванта:::онь воличинн меа ст!Й-?о стану р!зни а для найб!льи поширзних на прзктиц!. значень /чкостей посилених стерхн!в 50...75 I величин поздовжених зу-1Ь А'п^И/п - 0,1...0,3 е велика меха, де розрахунок лесник стер»:н!в лПятуеться !х :.мцн!сто.

ОдержанI т^-оретичн! результат були п!ддаи| доел 111. пер^-)ц1'пси випробуванн! моделей чоно- I б1стальних сторхн!з 1 од-[рольотних р_м, посилених за розроблсиою методикою поясни::;! т ами на спец 1ально реконсгруПова-шх у с танов ¿«ах. Ц1 установки золили п;.овестн досл!длення дiлсьгоi роботи як оп)о-:.:лх пссл-их стер:;н1в, так I 1х роботов склад! ст-р:-.:ньо5о1 конструк-

31дповино до ц!пей", постаалених пиред иксиерци<нпсэлыи!1:;1 л Цженннми, булл вигоювлвн! чот'/ри серП мод5.>:е;1|, поенлин;« о- 1 <Пст11ЛЬп/.х итер:<н!в сиаетричнлх I аездетр/лши Яз-^рЫв-31 сер!I посиланих моно- I б!отаяьн,.и ршнкх ¡:с негру ад II).

Всього було випробувано 16 моделей посилених стерки !в I 8 моделей посилених рамнкс конструкц1й. Кояна сер!я складалась 1з 4 доел{дгуваяьних иоделей. Посилен! сгеркн: виготовлялись довяяною 930 ми, посилен! раин! коне тру кц!! - прольотом 4130 ми ! висотою оюяк(в 1980 мм. Перед експеринонтаяьнгсш досл!дженнями коя-но1 модел! провадився II розрахунок на ЕОМ. При визначвнн! дефор-маци в найб!пьа наваитанених перер!зах моделей зам!рювались 1н-дикаторнини тензометрами та тензорезисторвми. Дрогини визначались прогином!раш ПАО з ц!ною под!лення 0.01 мм. Величини створюкчих навантежень контролювались к!льцовими динамометрами.

П1сля обробки результат!в доСл!днень, одепканих на кожному етап! наваитанзнь, будувались сл!дуюч! граф!ки у функцИ величи-ни згинальних момент !в: залекносгей дефоркац!й в найб!льш наван-такзних пэрер!зах моделей посилених стерян!в та рам; залежностей прогин!в в стерянях; залегностей зм1щення иарн!рно-закр!плених вузл1в рам, а такок епвэри згинальних момонт1в в рамн!й конструк-

Пор!в!шннп тгоретпчшк Досл1днпх М^гс/ граничних

згинальних момент!в для випадку, коли в наШИлыа навантаженоиу перер!з! модел! досягавться задена гранична величина пластичних дефор:.:ац!й ¿,'р,(/п} » показало наявн!сть в перер!з! запасу и!цност1 до 10).-, кр!и того досл!дн! прогини 1 ам1цення такаж буди атокэиьти георо гичних ■ на • £сперидонтальн! досл1джо»ня п!дтвврдгаш одержан! теоретичн! результат«.

За результатами азоретичнПх ! експвриментальних досл!дяень автором запропонована практична методика розрахунку к!цност! посилених «оно- ! б!ствльш1х"сторжн1в при поздовяньо-по па речному _ згин! з в^ахуванням ф1зично1 та гоомэтрйчно1- ней!н1йност!. Розрахунок м!цност! стиснуто (растягнуто)-з1гиутих посилених моно! б!стальшгс стерЕН1в за критерии обиезонкх пластичнпх дефорыа-ц!Й з врахування.м доформовано! схеми у -Цорм! порев1рки умовних напругень виконуеться аа формулою:

С„, * ~К*!с (з)

Тут веяичини 1Х , , У упэлкять собою наведен! геоиатричн! хврактзристики посилокого порзр!зу, як! визначаюгься, пк для

Остального перер!зу, плоц! полок якого дор!внають

дэ '¿^'¿^¡¿^(бь-КЛ-Ъ/Е

Ковф!ц1енти /?, та взаеиодП Мх та А^ визначавться за табл. 7 "Рекомендаций по проектировании бииальных балок", ввда-них Ц11Д1 лроектальконстругаиею 1и. М.П.Мелон!кова у 1585 роц1, у запехиост! в!д в!дно'лешш А3/А, ! ^^ЦАр-К^ + . Для

корегувальних коефщ !ент¡в с нарахован! спец!альн1 таблиц!. Рац!ональн! площ! л'лст!в пооилеивя знаходятьсн з р!шення оисто-ми (2), якI забезпечать найменьшу суиарну площу листIв посияення.

В випадку стиску з попвречним эгином корегувальи! коеф1ц1ентн У > I 1 тодI величина згииального моменту М^^ у наПб!льш на-вантажвноиу перер!з! посилэного стержня, цо внзначазгься з зраху-ванням деформовано! схвии,-б!льшв в1дпов1дного моменту »

энайденого за недефорыованою схэиом ( ^¿¿^ - У ^Р11

розтяганн! з попврвчшщ згинаняы у' I, тобто величина моменту

>4 = Щ /егае велпчшш моменту/^ .ООчислення корегу-вальних коеф!ц[внт1в У за формулами, як! мокна булс б навести у нор^ативнюс документах, неиокливо, тому для коеф1ц!ент!а тГ при р1зио!шитнпх схечах наваитакциня^взалвлпост! в 1 д вопичики уза-галькаичого параиетру - [ /(с ', обчиспэн! спвцШльи! таблиц!. .

Виконано довл!дне проактування посилен',ж моно- 1 б!стальних зторги 1-в з мотов вияонения .мочливого знизоння внтрати стал! зри викорнстанн! пронснуючо! методики розрахунку (3).

ОСПОВН1 В'ХШШ! 1 ПЮПОЗ.ЩП

I. На основ! она л 1зу роэульг-*1в тиорэтлчних I икспариьоигаль-1их доел1днань доказано, цо лролонуича но год л ка роэраху.Чйу и!ц-юст! носклених моно- ! б!стальнпх ртор.^ь!в иоясинмн листами за хритср!ей обишик пласхичн:« д;;,]ор:.:иц1й могсо Сухи беэяссирудньс пп:ор::сть.на у прькт'щ! п.:оиКтувш;шь -;о приводить до аконо^И мочалу лист 1в посилаинл в налах 8...81:5 пс;>¡анкао з пссми-ныш за 11шсга:л> С,;:И'1 2-23-61*.

2. При созрахунку »пцносг! стиснуто(розтягнуто)-э1гнутих поза-центроно-стиснутих la позаценхрово^розтягнутюс посилених моно-

I б!стальн',1х с те ок н I в за-кригер!ем обмеаених пластичних дс ;орив-ц!й необх!дно врахувати вплкв де(ормовано! схеми. Таке врахуван-ня ф|зично! i геоыетрпчно! нел!н!йносг1 при стисненн! з лопдроч-ниы згинанням призводигь до зб!лышшя плоц лизт1в посилоння I над!йност1 конструкц!!, а при розтяганн! !з зг::нанням та поза-центровому розтяганн! - до зыеншення плоц лист!в посилоння.

3. Застосований для розрахунку ы!цност! посилоних моно- 1 61-стальних стержн1в а врахува.шяы ф|зично1 1 геометрнчно! нелЫй-ност! спос1б поновлення гранично! величина пластичних дефомац!й у найб!льш нат;уза-ному лервр!з 1 на кокному кроц! пссл!довких на-бликень забезпечуё аб!кн!сть 1 достатню точн!сть розультат!в роз-рахунк(в при виконанн! 3-5 1терац!й.

А. Розроблена штодика досл!дконня роботи посплсних моно- I б1стальн;ис сторзн1Б при поздояньо-поперечному згин1 дозволяе одержатй напружойо-дефораований стан перорЫв, обчислити значения момент 1в 1 проги.ч!в по вс!й довхин1 посилених стерли!в в иенах граничних пластичних дефориац!й при врахуванн! даформовано1 схеми. 3 прочее! розрахунку визнзчаеться д!йона форма э!гнуго! вIcf посиленого стержня.

5. Доведено, цо допудення розвигку граничнкх пластичних де- • Фориац!й у деяких м!сцях по довнин! пссиленого стержня, у тому

'числ! бiля теоретичних м!сць обриву лист!в посилення, не пгиэво-дить до значного зростання запкшкових прогин!г пор!вняно 8 ви-падтом, коли розвиток граничних пластичных до^орщц!й доп,.ска-етьсп лише в одному найб!льв напружейбму перер!з!.

6.' Викориотання енергзтичного методу дае иоялив!сть викоиа-ти под1лення розрахунк!в, пссиленнх ыоно- i б!стальнпх стержн!« на м!цн!сть i cill'.Kicib, при цьоку вотановлена досить .широка мака для ревльних зкачэнь гнучкостой сгержн!в t величин пов -довжних стискуючгас аусиль.

7. Запропонована методика розрахунку м!цност1 посипаних моно-t б!стапьпих стержн1в з врахувеннян дефорн5вано1 охемя у межах граничних пластичаих диформац!й моге бути викор/стана при ко-регуванн! матриц1 жосткост! стержня на конному кзоц! !тзрац1Я-Horoiptnucy по-.! розрахунку посилених ствржнигих систем.

8. Розроблена практична метсд:1ка розрахунку г.ссилення моно! б!стальних стерхн!в в кеках обмажаиих плг.стичких де;сризц!й

аволле илкористати формулу розрихунку у влгляд! перев!рки умов-х нилрухень при збарекаши загально прийнятого виду формул у ах прумоет!. Вилив де^ермовано! схем и враховуеться ксрегу-льнлм Koa^iuieiiToti, для якого складен! спец!альн! таблиц!. 9. ¿.спорные лтильн! досл!джзння дШсно! робота посилених мо- ! б!стальних стержн1в, стеркневих ранних конс1рукц!П з шэр-рнии э"еднеинни ригеля ! стояЮв за меяами пруеност1 виконан! спец1алыю рвконструйоваи!й з участи автора установи!, яка изнана винаходом. Експернменти п!дтвердпли т^-оротичн i резуль-ти ! сп; аведлив!сть долущень, як1 покладзн! в основу розроб-ного методу розрахунку.

Основная 31/Лст д сертац!! опубл! ковано в таких роботах:

1. Чернов Н.Л., Уебаиин B.C., Миоошничег.ко ¿.А., Шэбанина Л.П. :чет усилении стальных и бистальных балок при учете развития эаилчиа.и.: агентских дефооиаций Н Пан» вузов. Строите пьст-

и архитектура. - 1988. - К? 2. - С. 8-13.

2. Чернов Н.Л., Цебанина Л.П. Прочность усиленных сталышх ¡ржней при слояном сопротивлении в области ограниченных плас-jeCKiix диформаций II Тез. докл. научн.-техн. кон^р. "Поаышо-) качества и надежности строителышх меФаллоконстцу кций". -шбинск, 1988. - С. ¿¿57З6.

3. Чернов Н.Л.» LadanitH B.C., Млрошипченио Й.А., Шебани-Л.П. Расчет усиления стальных и бисгнлышх нираз резных ба-

нэп jho'u ииььихпн-ограипче1.иых пластических ди'1ор:.:аций // 1они,-оьана ш'СШИС. !й 8292. - :.!., 1988. - 3 с. Реферат опубл. ¡иблиогр. уиазатиле деп. рукописей. Вып. 7. - М., \9ati.

Чернов И.Л., Шебалина Л.Л. Прочность усиленных стальних р-*не" мри изгибе с продольной сило!! в области ограниченных стичоски/. ди рср:.:ьцпй // Тез. докл. IУ-й Украинской оесп. 4:..-rivxu. лон^. по металлическим конструкциям "Разлитие, со-ш^нспоьанхе и реконструкция специальных снаоных конструкции ния и соэру.тйняй". - Симферополь, 19Во. - С. 37-38.

5. HepHoj .-¡.Л., Небашш B.C., Ниро^ниченио К./,, lie банила Л .11. чет услчонлн статически неоп'^-д^лимых систим при ограниченных ск'.чес.ш. /.о';ср:.:ацплл // Сб. тр. Краснодарского псчиг-хннча-го И!'.ст1!т.ла: Прочность и долговечность мостов и сс.р^:'-н:ы, раснодар. - V>l'k. - С. I2I-I3I.

6. ¿.вбанила Л.!!. Расчот прочности при изгибе с продольной оЯ стзльнлх стгглюй, усиленных под H'jrpygKoli,, с учетои ог-ичен:гх пластических де^ормэц/.!: // 1.-.е;отр ¿слезой pefep. сб. иг;_,рг.:ческсе и л.энич^о-штъуповочноо про.;jbc^cTjo. - 3/..\U'*

5. - )!., 1'<оЧ. - С. 8-9.

7. ¿обаллла Л.Л. ¡«агод.'.ка учета алляпин геомотрическО. и-;-вг..ос*и при усилении саато-.^ог.уг^л и то-.-.«сг.-!..гах

стеркней II Мэяотрасл. рефер. сб. Металлургическое и кузнечно-итамповочное производство. - ВИМИ. - й 5. - П., 1989.

8.- Чернов Н.Л., Шебанина Л.П. Испытание на прочность усиленных стальшх и бистальш-tx стержней за пределом упругости при изгибе с продольной силой. // Бюллетень строительной тохники. -M., 1990. - К; 3. - С. 42.

9. Чернов Н.Л., Шебанина Л.П. Прочность усиленных внецентрен-но-нагзуженных стержней с поперечный изгибом // Тез. докл. научн.-прак. конф. "Исследование работы и применение в строитель стве эффективных элементов и конструкций". - Ровно, 1990. -

С. 126.

10. Шебанина Л.П., Домазева C.B. Методика расчета прочности усиленных (¡легальных стержней с учетом геометрической нелинейности в области ограниченных пластических деформаций // Депонирована БКПЖГПИ, te 10440. - И., 1990. - 8 с. // Реферат опубликован в библиогр. указателе деп. рукописей. Вып. 3. -!.!., 1990.

11. Шебанина Л.П. Бкспешшентальное исследование работы би-стадьных усиленных стеряней аа проделом.упругости // Депонирована Briviimimi. К; 10439. - 1990. - 8 о. Реферат опубл. в библиогр. указателе деп. рукописей. Вып. 3» - Я,, 1990.

12. A.c. tö 1610375 (СССР). Двухзоиная уьтановка для испытания на прочность / Авт. изобр. БурковскиП ИЛ.» Богза В.Г., Чернов Н.Л., Шебанин B.C., Шебанина Л.П. - Заявлено 28.12.88,

4627769/25-23, опубв. в Б.11. , 1990,

В роботах I...5 i 8...10, Вбпноанпх в сп1>авторета!, особис-тий внеоок автора полягаз у ов1дуичоиу: учазть у розробц1 алгоритм'/, склзданн! ! налагодненн! програм на ЕОМ. ввконання роа-paxyüKlB на EO.'J для складання теблиць корегувчих коофиц!ент1в, аналЫ результат 1в.