Напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа

Конин, Денис Владимирович

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа

кандидата технических наук: Конин, Денис Владимирович
город: Москва
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.23.01
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа»

Автореферат диссертации по теме "Напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа"

На правах рукописи

КОНИН Денис Владимирович

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОЛОНН ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КАРКАСОМ С УЧЕТОМ НЕТОЧНОСТЕЙ МОНТАЖА

Специальность: 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание степени кандидата технических наук

4847943

2 6 МАЙ 2011

Москва-2011

4847943

Работа выполнена Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко - институте ОАО «Научно-исследовательский центр «Строительство»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Травуш Владимир Ильич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Савельев Виталий Алексеевич

кандидат технических наук, Соболев Юрий Всеволодович

Ведущая организация: ОАО «ЦНИИПромзданий»

Защита состоится « 14 » июня 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 303.020.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ОАО «Научно-исследовательский центр «Строительство» (ОАО «НИЦ «Строительство») по адресу: 109428, Москва, ул. 2-я Институтская, д. 6 (корпус 5, конференц-зал НИИЖБ)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОАО «НИЦ «Строительство». Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ОАО «НИЦ «Строительство»: http://www.cstroy.ru

Автореферат разослан « 13 » мая 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Л.Н. Зикеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стальные конструкции наиболее полно удовлетворяют требованиям современного строительства: индустриализации, сокращению объемов и сроков работ на строительной площадке, снижению стоимости возведения. Преимущественно металлические конструкции используются при проектировании и строительстве, большепролетных зданий и сооружений различного назначения, промышленных объектов с тяжелыми режимами работы кранов. Одним из наиболее динамично развивающихся направлений развития металлических конструкций в отечественной строительной практике и за рубежом являются многофункциональные высотные здания с металлическим каркасом или с использованием металлических колонн в качестве основных вертикальных несущих элементов.

В нашей стране накоплен и закреплен в строительных нормах огромный опыт расчета, проектирования и монтажа металлических конструкций промышленных предприятий, сооружений с большими пролетами, башенных и мачтовых антенных сооружений. Так как до недавнего времени металлические каркасы высотных зданий общественного назначения не были широко востребованы в отечественной строительной практике, то вопросы совершенствования методов их расчета, наиболее достоверный учет воздействий, а также подходы к оценке качества смонтированных конструкций представляют несомненный интерес.

Современная технология упрочнения стального проката в потоке станов, используемая при его производстве, позволяет изготавливать фасонные двутавровые профили с толщиной полки до 125 мм и листовой прокат толщиной до 230 мм. Нормативный предел текучести сталей такого проката может достигать 350 МПа. Также возможно производство сталей высокой прочности толщиной до 120 мм с нормативным пределом текучести до 590 МПа. Все это открывает для инженеров строительной отрасли новые перспективы в части увеличения пролетов основных несущих элементов, общей высоты зданий, концентрации материала на ограниченном пространстве этажа.

фрезерованных торцов и некоторых других, ими не освещены. До настоящего времени не давалась системная оценка величинам обсуждаемых отклонений и неточностей, возникающих в процессе реального монтажа, на основе исчерпывающих исполнительных измерений. Требования к приемке смонтированных конструкций были сформулированы достаточно давно и в полной мере не могут быть использованы при строительстве зданий высотой более 150 м. В последние десятилетия разрабатываются территориальные нормы по расчету и проектированию высотных зданий, но данный круг вопросов ими не разрешен.

Целью диссертационной работы является развитие и совершенствование методов расчета каркасов высотных зданий в части учета неточностей монтажа на основе экспериментально-теоретических исследований напряженно-деформированного состояния колонн.

Научная новизна результатов работы заключается в:

- полученных данных о форме диаграмм деформирования новых сталей, используемых при строительстве высотных зданий, хладостойкости и свариваемости проката;

- разработке методики вычисления эксцентриситета в стыке с неполным касанием фрезерованными торцами и частичным заполнением образовавшегося зазора подкладкой;

- получении экспериментальных данных о характере работы стыка колонн с неполным касанием фрезерованных торцов с частичным заполнением образовавшегося зазора подкладкой;

- получении данных о действительных отклонениях смонтированных стальных колонн высотных зданий от их проектного положения, а также о величинах зазоров между фрезерованными торцами в стыках колонн;

- разработке методики учета неточностей монтажа колонн при расчете каркасов высотных зданий и их элементов.

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты проведенных исследований позволяют учесть статистически достоверные и экспериментально апробированные величины дополнительных усилий от неточностей монтажа колонн при расчете стального каркаса современного высотного здания или его элементов. Разработанный способ определения эксцентриситета в стыке от неполного касания фрезерованных торцов и заполнения образовавшегося зазора подкладками позволяет учитывать данное несовершенство при расчете конструкций высотных зданий. Полученные в работе результаты позволили сформулировать требования к приемке смонтированных конструкций каркаса для зданий высотой более 150 м.

Достоверность научных положений и результатов подтверждается:

- обоснованным использованием известных предпосылок и допущений, базирующихся на общих принципах строительной механики и теории сооружений;

- анализом результатов аналитических, численных, экспериментальных исследований и их сопоставлением.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- новые экспериментальные данные об инженерных свойствах фасонного и листового проката больших толщин, используемого при строительстве современных высотных зданий;

- новые экспериментальные данные о наличии эксцентриситета в стыке колонн с неполным прилеганием фрезерованных торцов и способе его определения;

- результаты численных расчетов по учету эксцентриситета в стыках колонн от неполного прилегания фрезерованных торцов; влияние материалов фиксирующих сварных швов и подкладок, используемых для заполнения образовавшегося зазора, на величину эксцентриситета;

- результаты статистической обработки отклонений колонн от проектного положения, величин эксцентриситетов;

- методики учета неточностей монтажа при расчете каркасов высотных зданий и их элементов;

- требования к приемке смонтированных металлических колонн каркасных зданий высотой более 150 м.

Апробация и внедрение работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались: на заседаниях секции «Металлические конструкции», проводимые в лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко в 2009...2010 г.г. (институт ОАО «НИЦ «Строительство»); на V-й ежегодной строительной ассамблее (Москва, 2009г.); на Международной конференции «Актуальные проблемы исследований по теории сооружений» (Москва, 2009 г.); на Ш-м Международном симпозиуме «Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» (г. Новочеркасск, 2010 г.); V-й Международной конференции «Предотвращение аварий зданий и сооружений» (г. Москва, 2010 г.).

Основные положения и рекомендации диссертационной работы использованы при поэтажной приемке смонтированных конструкций, а также при выполнении поверочных расчетов конструкций высотного здания на участке №10 ММДЦ «Москва-Сити», а также обследованных металлических конструкций высотного здания, расположенного на участке №12 ММДЦ «Москва-Сити». Разработана и внедрена система мониторинга за напряженно-деформированным состоянием основных несущих элементов здания на участке №12.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 7 статей в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК для публикации результатов по кандидатским диссертациям.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, библиографии и приложения. Список использованной литературы содержит 109 наименований, в том числе 30 зарубежных. Работа изложена на 137 страницах и включает 63 рисунка и 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, отмечается научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведена краткая характеристика работы.

В первой главе приведен краткий обзор развития стальных каркасных систем высотных зданий в РФ и за рубежом, С использованием рамных и рамно-связевых систем в нашей стране в 50-60 годы XX века в нашей стране были построены высотные здания общественного и жилого назначения. Некоторые из них, как например здание главного корпуса МГУ и гостиницы «Украина», были достаточно высокими для рамных систем (183 ми 144 м соответственно) и при их строительстве были использованы новые для России низколегированные стали типа НЛ2. Огромный вклад в развитие методов расчета и конструирования большепролетных, высотных и специальных зданий и сооружений в России внесли ученые: Балдин В.А., Ведяков И.И., Дроздов П.Ф., Еремеев П.Г., Кудишин Ю.И., Никитин Н.В., Остроумов Б.В., Савельев В.А., Соболев Ю.В., Стрелецкий Н.С., Травуш В.И., Трофимов В.И., Ханджи В.В., Шапиро Г.А. и многие другие.

Показаны тенденции развития отечественной и мировой практики высотного строительства, заключающиеся в комбинировании свойств современного стального проката и высокопрочного бетона, а также в применении современных конструктивных систем - оболочковых и ствольно-оболочковых («труба в трубе»).

Кратко представлено развитие производства стального проката больших толщин, применяющегося при строительстве высотных зданий. В современных конструкциях в г. Москве применены прокатные двутавровые профили с параллельными гранями полок с толщиной полки до 125 мм при пределе текучести 345 МПа, а также листы толщиной до 230 мм с приблизительно теми же показателями прочности. Произведенный в Европе прокат для таких зданий, выпускается с упрочнением методом термомеханической обработки и с ускоренным охлаждением. При подобных обработках по сечению проката возникает определенная неоднородность, по типу естественного композита.

Приведены геометрические несовершенства, учтенные современными нормами по расчету стальных конструкций, и обзор источников в соответствии с которыми назначаются величины эксцентриситетов (несовершенств). Отмечено, что непосредственно измеренной и статистически верной величиной является значение начальной погиби колонн. Остальные величины эксцентриситетов определялись путем измерения напряжений в лабораторных моделях с эксцентриситетами на различных участках поперечного сечения с последующим вычислением момента и действующей продольной силы.

Описаны отечественные, европейские и нормы США по приемке смонтированных стальных колонн. Дана краткая характеристика каждому из рассмотренных подходов.

Несмотря на значительный опыт строительства высотных зданий со стальными каркасами, накопленный в России и за рубежом, анализ показывает, что: отсутствуют исследования работы стыка колонн с несовершенством между фрезерованными торцами в виде раскрытого и частично заполненного подкладками зазора; не проводилось статистических исследований отклонений смонтированных конструкций от их проектного положения; не оценивалось влияние неточностей монтажа на напряженно-деформированное состояние колонн и каркасов высотных зданий в целом; не разработаны нормы по приемке конструкций для зданий со стальным каркасом высотой более 150 м. На основании анализа состояния вопроса поставлены следующие основные задачи исследования:

- изучение инженерных свойств стального проката, применяемого в отечественной и мировой практике строительства высотных зданий со стальными каркасами; анализ влияния особенностей производства и свойств фасонного и листового проката больших толщин на эксцентриситеты в элементах;

разработка методики учета неточностей монтажа колонн для оценки их влияния на напряженно-деформированное состояние каркасов высотных зданий и их элементов;

проведение теоретических и численных исследований моделей стыков колонн с неполным касанием фрезерованных торцов; установление влияния физико-механических характеристик материалов сварных швов и подкладок, используемых для заполнения образовавшегося зазора; оценка влияния формы поперечного сечения колонны и процента заполнения зазора подкладками на величину эксцентриситета в стыке;

выполнение экспериментальных испытаний моделей стыков колонн с фрезерованными торцами для установления характера работы материала в зоне пластических деформаций стали и подтверждения теоретических предпосылок, положенных в основу численного моделирования стыков;

использование аппарата математической статистики, для оценки реальных величин отклонений смонтированных колонн от проектного положения; получение величин дополнительных усилий, компенсирующих неточности монтажа, при расчете колонн и каркасов высотных зданий;

на основании проведенных исследований разработка рекомендаций по приемке смонтированных конструкций высотных зданий с металлическими каркасами, обеспечивающих прочность, жесткость и устойчивость их элементов.

Во второй главе исследован материал колонн: двутавровые колонные профили с параллельными гранями и толщиной полок 80... 125 мм из стали S355 производства завода «Areelor Mittal» и толстые листы толщиной 60...230 мм производства завода «Dillinger Hutte». Изготовление проката больших толщин, как правило, проводится в потоке станов часто методами термомеханической обработки с последующим регулируемым охлаждением водой. Именно на этой заключительной стадии производства проката в последнем может формироваться неоднородная по

сечению структура по типу естественного композита. По такой технологии изготавливались широкополочные двутавры и лист толщиной 120 мм. Также используется технология заключительной термической обработки толстых листов по режимам термического улучшения (закалка + высокотемпературный отпуск) или нормализации: здесь листы подвергаются специальному нагреву и выдержке перед отдельными операциями термической обработки; при таком варианте термической обработки свойства по толщине проката достаточно равномерны. Листы толщиной 60,150,230 мм поставляются, как правило, после нормализации. Прокат, получаемый методом термомеханической контролируемой прокатки должен содержит С < 0,1%, Мп = 1,0. ..1,5%, и, в зависимости от требуемой прочности, микролегирован, прежде всего сочетанием ниобия и ванадия (суммарное содержание микролегирующих элементов < 0,1%). В стандартных низколегированных сталях ряд важных инженерных свойств недостаточно высок из-за существенного содержания вредных примесей: S и Р < 0,035% каждого, что ведет, в частности, к формированию в микроструктуре существенного количества вредных веретенообразных и пленочных неметаллических включений, в первую очередь сульфидов. В толстых листах производства «Dillinger» S < 0,0010%. В фасонных профилях проблема получения рациональных форм неметаллических включений решается исключительно технологическими приемами.

При рассмотрении основных особенностей микроструктуры обсуждаемого металла установлено, что в прокате, упрочненном в потоке стана, микроструктура на поверхности существенно мельче, дисперснее, чем в осевых зонах. В металле, упрочненном с отдельного нагрева, структура гораздо равномернее по сечению.

Рассматривалось сопротивление стали статическим нагрузкам при испытаниях на твердость и растяжение. Здесь важно было оценить, насколько влияет неоднородность по сечению на интегральные свойства проката в больших толщинах. Установлено, что повышенная твердость имеет место на относительно небольшом расстоянии от поверхности (10... 15 мм), максимальные наблюдаемые значения твердости (< 300 HV5) минимизируют опасность образование холодных трещин при сварке. Высокая равномерность механических свойств на растяжение наблюдается в нормализованных листах большой толщины 60, 150 и 230 мм. В прокате толщиной 120 мм, упрочненном в потоке станов, эта неравномерность выражена сильнее. При этом максимальные величины твердости на поверхности, как и минимальные в сердцевине сечений, не выходят за допуски, предусмотренные стандартами. По полученным результатам можно утверждать, что наблюдаемая неоднородность свойств по сечению, как следствие неоднородности структуры по сечению, не выходит за стандартные допуски и не должна влиять на работу стали в конструкциях при статических нагрузках. Приведенные результаты показали, что при дальнейших экспериментах и численном моделировании и статических нагрузках отмеченную неоднородность свойств по сечению можно не учитывать. Также проведены испытания на ударный изгиб образцов, вырезанных на различном расстоянии от поверхности, изучено распределение Z-свойств по толщине поперечного сечения,

оценена хладостойкость сварных соединений по результатам испытаний образцов Кинцеля и др. Установлено, что прокат обладает хорошей свариваемостью, а полученный уровень эксплуатационных и технологических свойств позволяет обеспечить эксплуатационную надежность конструкций высотных зданий из проката больших толщин.

В третьей главе

рассмотрены следующие

погрешности монтажа: 1) отклонение осей верхнего и нижнего сечений элемента от строительных осей здания, в результате которого отправочный элемент располагается под углом в относительно вертикальной оси (рисунок 1, а, б); 2) неточное (эксцентричное) совмещение опорных сечений смежных элементов колонн <; (рисунок 1, в, д); 3) неплотное прилегание фрезерованных торцов в стыке и заполнение их подкладками (рисунок 1, г). Отклонения осей элементов от вертикали в можно учесть путем введения переломов оси стержня, а эксцентриситеты от неточного совмещения сечений смежных элементов колонн - введением абсолютно жестких вставок в уровне каждого стыка отправочных элементов. Также введением жестких вставок длиной в уровне стыков учитывается неплотное прилегание фрезерованных торцов. Переломы оси стержня можно заменить введением дополнительной горизонтальной нагрузки Тк а жесткую вставку - введением изгибающего момента М,. Дополнительные нагрузки в стыке колонны можно вычислить по формулам:

Т, = Р,а,, (1)

М,=Р,$ , (2)

где Р - нормальная сила в колонне на г'-ом уровне; а, - угол перелома двух смежных колонн (для малых углов а = а); - суммарный эксцентриситет от совмещения сечений смежных элементов колонн есо„ и от неплотного прилегания фрезерованных торцов

Рисунок 1 - Погрешности, возникающие при монтаже колонн многоэтажных (в том числе высотных) зданий: а, б - перелом оси колонны; в, д - неточное совмещение сечений; г -неплотное прилегание фрезерованных торцов

Прогибомср

Проведены экспериментальные исследования, целью которых являлось установление действительного напряженно-деформированного состояния стыка с несовершенством между фрезерованными торцами в виде клиновидного одностороннего зазора под действием сжимающей нагрузки. Задачами исследований являлись: определение напряжений в элементах стыка и установление величины площадки контакта между фрезерованными торцами под действием расчетной нагрузки на стык; установление правильности принятых расчетных моделей путем сравнения расчетных и экспериментальных данных, в частности, параметров элемента, моделирующего линии относительного скольжения, при решении контактных задач в ПК ANSYS. Обе модели представляют собой пару поставленных друг на друга прямоугольных стальных призм размерами 150x150x380 мм (рисунок 2). Малые грани каждой призмы фрезеровались, причем на одной из призм модели торец обрабатывался под некоторым углом к продольной оси. Образованный двумя торцами призм зазор частично заполняется подкладкой из стали, аналогичной стали призм, имеющий клиновидную форму и образующий оставляемый зазор величиной -1,5 мм в обеих моделях. В качестве материала призм и подкладок принята зарубежная листовая сталь S3 5 5 производства завода «Dillinger Hutte». Отметим, что призмы для модели А изготовлены из листа толщиной 150 мм, а обе подкладки и призмы для модели Б - из заготовок листа толщиной 230 мм. Испытания моделей на сжатие проводились при помощи вертикального гидравлического пресса MAN 1000, развивающего максимальное сжимающие усилие 10 МН. Напряженно-деформированное состояние стыка и развитие зоны контакта фиксировалось двумя рядами тензодатчиков с обеих сторон клиновидного зазора (см. рисунок 2). Кроме того, на каждой призме устанавливалось еще по 12 датчиков в двух сечениях по высоте для контроля развития деформаций и напряжений по «телу» призм.

После аппроксимации участков диаграмм напряжений-деформаций линейными функциями, можно установить фактические физико-механические характеристики стали рассматриваемых образцов. Так, для модели А, изготовленной из листа толщиной 150 мм предел текучести составляет 329,5 МПа (при 8=0,00165), а

Рисунок 2 - Расположение измерительной аппаратуры на гранях призм на примере модели А

для модели Б из листового проката толщиной 230 мм - 327,7 МПа (при в=0,00164). Эксцентричность передачи нагрузки в стыке может быть определена расстоянием между центром тяжести эпюры напряжений в стыке и продольной осью призмы. Для теоретического определения эксцентриситета в стойке предлагается устанавливать размеры контактной площадки и напряжения в подкладке по результатам численного расчета. Полагая, что нагрузка в стыке передается только через подкладку и контактную площадку, где напряжения равны пределу текучести стали, можно вычислить эксцентриситет:

е — îis. — * ! ^Г1" '-*•8" : г''!

(3)

где Lc, Lsh - соответственно ширина площадки контакта и подкладки; Ry -предел текучести основного металла стойки, по которому происходит смятие; osh - среднее напряжение, действующее в подкладке; Я - ширина сечения исследуемой стойки; а - доля от полной нагрузки, прикладываемой к системе; М0, N - соответственно момент в стыке и действующая на него вертикальная нагрузка.

Расчет конечно-элементной модели стыка производился на ЭВМ методом конечных элементов (МКЭ) с использованием ПК ANSYS в геометрически нелинейной постановке (по деформированной схеме) с ручным назначением шага приращения нагрузки, а также с моделированием нелинейных свойств материалов. Для стоек применен стандартный объемный 8-ми узловой элемент SOLID45. Кроме расчетов с применением диаграммы Прандтля, просчитан вариант с пластическим материалом, в котором площадка текучести имеет незначительный уклон, определенный по результатам данных испытаний. В зоне контакта деформируемых тел созданы контактные пары и генерировалась сетка контактных элементов TARGE 170 и CONTA 174. Граничные условия расчетной модели принимаются аналогично испытанным моделям стыков. В качестве примере на рисунке 3 представлены результаты расчета моделей А и Б по МКЭ в виде изополей главных напряжений при нагрузке Р = 0,85 RyA.

В модели А напряжение близкое или равное пределу текучести развивается преимущественно в крайних зонах поперечного сечения. Развитие площадки контакта идет одновременно с ростом напряжений в подкладке, заполняющей зазор. Осевая зона поперечного сечения остается ненагруженной до приложения полной нагрузки к

»« V

«я,.я

Шкала напряжений, Н/м"

327700032

Экс-т по форм. 3

Модель А 5,53 мм

Модель Б 5,68 мм

Рисунок 3 - Результаты расчета моделей А и Б по МКЭ

модели. По-другому работает модель Б: ввиду значительной площади подкладки площадка контакта развивается очень медленно. По распределению напряжений видно, что нагрузка в модели стыка передается в основном через подкладку. Анализируя результаты эксперимента и теоретического определения эксцентриситета, можно констатировать следующее. Для модели А, имеющей подкладку меньшего размера, при нагрузке 3000 кН разница между экспериментальными и теоретическими эксцентриситетами составляет 3%, при нагрузке 6000 кН - 8%, а при нагрузке 7500 кН - 14%. Для модели Б, имеющей подкладку большего размера, при нагрузке 3000 кН разница между экспериментальными и теоретическими эксцентриситетами составляет 23%, при нагрузке 4500 кН - 2%, а при нагрузке 6000 кН - 12%. Теоретические значения эксцентриситетов превышают экспериментальные, кроме случаев нагружения обеих моделей нагрузкой 1500 кН. Данное обстоятельство позволяет утверждать, что использованная методика теоретического определения эксцентриситетов с использованием МКЭ и формулы 3 дает определенный запас в диапазоне нагрузок от 3000 до 7360...7500 кН. Сходимость результатов численных и экспериментальных исследований позволяет сделать вывод о корректности работы использованного вычислительного комплекса, достоверности результатов экспериментальных исследований и правильности принятых теоретических предпосылок и допущений, отражающих действительную работу стыка с общепринятой инженерной точностью.

Для установления влияния материалов сварных швов и подкладок между фрезерованными торцами на величину эксцентриситета в стыке проведен ряд расчетов моделей по МКЭ на ЭВМ. В качестве модели стыка принят призматический стальной образец с размерами в плане 200x200 мм длиной 1 м, разрезанный на две равные части по 0,5 м. На одной из полученных половин моделировался срез торца под углом, а в некоторых расчетных схемах - разделка кромок для моделирования сварных швов. В качестве основного материала моделей принята сталь 8355, аналогичная стали С345. В качестве материала подкладок, кроме стали, аналогичной стали основных деталей (С345), использована холоднокатаная конструкционная углеродистая сталь 80 с условным пределом текучести 1030 МПа. Также при моделировании подкладок использовалась сталь 08кп с пределом текучести 230 МПа. При моделировании сварных швов к соответствующим конечным элементам применены свойства металла швов, наплавляемых электродами Э42, Э50 и Э85. В силу того, что элементы стыка имеют разные прочностные характеристики, эпюра нормальных напряжений в плоскости фрезерованного торца будет также неравномерной и должна иметь очертания, показанные на рисунке 4.

Не) чцтыпштся

Т?

Од,

№1

0.5Н

_1 0.5Н

('влрно||

шов Чодкладка

11лоитдка контакта

Рисунок 4 - Эпюра нормальных напряжений в торцах стоек и вид стыка после приложения нагрузки N

Максимальный эксцентриситет для всех моделей практически одинаков, соответствует минимальной расчетной нагрузке (О,ЭТУ) и его значение не превышает 12 мм. Передача усилия в стыке при такой нагрузке происходит через сварные швы и подкладку. Минимальное значение эксцентриситета для всех кривых соответствует нагрузке 0,5...0,7а1', когда в стыке начинается развитие зоны контакта и возникающие в разных элементах стыка напряжения выравниваются и взаимно уравновешиваются. Для моделей с подкладками из стали 08кп и С345 на данном участке диаграммы величины

эксцентриситетов весьма близки к нулю, а для моделей с подкладками из стали 80 - порядка 6 мм. При нагрузке, равной или приближенной к полной (0,8... 1А0, эксцентриситеты для моделей с подкладками из сталей 80 и 08кп вновь начинают возрастать и приближаться к максимальному значению. В отличие от остальных, в модели с подкладками из стали С345, при увеличении нагрузки до 0,8...Щ эксцентриситет растет незначительно, а его величина в два раза меньше, чем в остальных моделях. Применение конструкционных сталей повышенной прочности в стыках колонн становится причиной локальных перенапряжений в торцах соединяемых элементов. С другой стороны, применение мягких и пластичных штамповочных сталей типа 08кп также нежелательно, так как приводит к включению сварного шва в работу и чрезмерной концентрации напряжений вблизи него. Сварные швы должны быть наиболее пластичны для обеспечения включения в работу основного металла стоек и подкладок. Поэтому материалы сварных швов и подкладок следует выбирать таким образом, чтобы их физико-механическж свойства были как можно более близки к свойствам основного материала стойки.

Также в третьей главе приведены результаты численных исследований по определению эксцентриситетов от неплотного прилегания фрезерованных торцов для наиболее распространенных поперечных сечений колонн. Для решения поставленной задачи были проведены численные расчеты ряда моделей стыков. Конечно-элементная модель стыка представляет собой двутавр или коробчатый профиль со стыком посередине длины. Стык - это две фрезерованные плоскости одна из которых перпендикулярна оси элемента, а вторая - расположена под незначительным углом. Эти плоскости образуют клиновидный зазор между стыкуемыми элементами. При моделировании стыков двутавровых колонн использован сортамент США двутавров с

параллельными гранями полок, в котором толщина полок колеблется в диапазоне от 40 до 125 мм. Наименее «массивный» из исследованных двутавров - W14x211 - по толщине полок и соотношению A/Aw является аналогом самого крупного двутавра 40К5 по отечественному сортаменту. При моделировании стыков колонн коробчатого сечения приняты профили габаритами 750x750 мм, 650x650 мм и 600x600 мм и различной толщиной стенки - 230 мм, 150 мм, 115 мм и 75 мм. Для определения влияния несовершенства в стыке на величину эксцентриситета, созданы группы моделей, в которых варьируются величины начального зазора G и оставляемого зазора Gs

Для каждого двутаврового профиля было создано по 16 моделей, для каждой колонны коробчатого сечения - по 8 моделей. Всего в процессе работы исследовано

Профиль

Начальный зазор в, мм Оставляемый зазор мм

Шкала напр..

Н/м2 * (Щ

Экс-т, е,/,, мм Отн. экс-т msk

W14x730

40К5 (W14x211)

W14x730

6,5

□750x230

Рисунок 5 - Результаты расчета КЭ моделей стыков на примере различных профилей (изополя напряжений в поперечном сечении в стыке)

96 моделей стыков. Характер распределения напряжений по поперечному сечению двутавровой колонны в зоне стыка при больших величинах зазоров (С = 10 и = 6,5 мм), раскрытых в плоскости большей жесткости, для всех изученных профилей практически одинаков. При указанных значениях начального и оставляемого зазоров на одной из полок развивается площадка контакта, в то время как напряжения в подкладке равномерно увеличиваются и достигают предела текучести (рисунок 5, а). При малых значениях оставляемого зазора = 1,5 и 0,5 мм) в профиле \V14x730 также активно развивается контакгаая площадка, а в «легком» профиле (40К5 или W 14x211) роста напряжений в зоне контакта не наблюдается на всех этапах нагружения модели. Это связано с тем, что в работу включается стенка профиля, имеющая сопоставимые размеры поперечного сечения с полками. Напряжения в подкладке профиля 40К5 (М114x211) распределены менее равномерно, чем в профиле XVI 4x730, что хорошо видно при сопоставлении рисунков (рисунок 5, б).

В коробчатых профилях о750х230 зафиксировано неравномерное распределение напряжений, равных пределу текучести стали, в зоне развития контактных деформаций при больших величинах зазоров (С = 10 и = 6,5 мм).

Площадка контакта имеет форму овала, по углам поперечного сечения напряжения растут медленно с увеличением нагрузки. Профиль g600x75 имеет напротив равномерное распределение напряжений в зоне контакта и подкладки: здесь при росте нагрузки контакт развивается на полке и постепенно переходит на стенки профиля, а в подкладке напряжения равномерно увеличиваются до достижения величины предела текучести (рисунок 5, в).

При вычислении значений коэффициентов продольного изгиба (р) для расчета центрально-сжатых элементов в СНиП П-23-81* принимаются начальные

эксцентриситеты (несовершенства): еь = ^ + Предлагается ввести

дополнительное слагаемое esh, которое определяется в зависимости от геометрических характеристик поперечного сечения стойки, по аналогии с первым слагаемым данной формулы. Удобно привести все полученные эксцентриситеты к радиусу инерции сечения i и сравнивать безразмерные приведенные (относительные)

esh

эксцентриситеты тs/¡ — —, вычисленные для каждого случая заполнения зазора между фрезерованными торцами.

Параметром, характеризующим величину несовершенства, выбрано отношение заполненной подкладками части сечения к общей площади поперечного сечения элемента A¡t/A. Для стыков двутавровых стоек с зазором, раскрытым в плоскости большей жесткости, максимальный относительный эксцентриситет зафиксирован в модели профиля 40К5 (W14x211) при начальном зазоре G = 6,5 мм, оставляемом G¡= 1.5 мм. Его значение составляет m¡h = 0,628 (e¡h - 104 мм). Для моделей с зазором, раскрытым в плоскости меньшей жесткости, максимальное значение относительного эксцентриситета 0,251 (esfl = 28 мм) соответствует профилю W14x500 при начальном зазоре 10 мм и оставляемом 2,5 мм. Для колонн коробчатого сечения максимальный относительный эксцентриситет равен 0,554 (esh = 120 мм) и соответствует наиболее «легкому» профилю размерами 600x600x75 мм при начальном зазоре 6,5 мм и оставляемом 2,5 мм (см. рисунок 3.4.10). Наибольшие эксцентриситеты, как правило, соответствуют малым поперечным сечениям стержней. В целом, для каждого отдельно взятого профиля, при начальных зазорах 10 или 6,5 мм, максимальный эксцентриситет будет соответствовать той модели, в которой заполнена подкладками одна из полок двутавра или трубы и стенка (стенки). Стабильно небольшие величины эксцентриситетов для всех типов сечений зафиксированы в моделях с оставляемыми зазорами 0,5 мм при величинах начального зазора 10 и 6,5 мм. В таких моделях зона развития контактных деформаций либо мала, либо отсутствует совсем, а площадь заполнения зазора между фрезерованными торцами подкладками составляет 80.. .95% от полной площади поперечного сечения.

В четвертой главе выполнена статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических колонн высотных зданий. В качестве объектов статистического исследования выбраны колонны высотных зданий, строящиеся в ММДЦ «Москва-Сити» на участках №10 и №12. Существующая практика и нормы приемки смонтированных колонн требует измерения отклонения от разбивочной оси

только в верхнем сечении элементов. Поэтому для получения исчерпывающей информации о пространственном положении колонн, измерения проводились в верхнем и нижнем сечениях отправочной марки колонны по двум направлениям. Из полученных данных можно вычислить: наклоны осей в отправочных марок колонн и, следовательно, углы переломов а смежных элементов;

эксцентриситеты совмещения сечений верхнего и нижнего элементов; редуцированную

площадь сечений с учетом неточного совмещения сечений верхнего и нижнего элементов. Для обоих зданий проанализировано 12 516 отклонений колонн от разбивочных осей здания. Из них 8 708 отклонений для колонн двутаврового профиля различных размеров и 3 808 отклонений колонн коробчатого сечения. В результате камеральной обработки полученных данных по формулам раздела 3.1 сформированы 8 массивов случайных величин: углы перелома осей а коробчатых колонн, объединенных по осям X и Y ввиду симметричности поперечного сечения; относительные эксцентриситеты совмещения сечений смежных отправочных марок коробчатых колонн; два массива углов перелома а по осям X и Y колонн двутаврового сечения; два массива относительных эксцентриситетов совмещения сечений по осям X и Y колонн двутаврового сечения; два массива редуцированных площадей поперечных сечений , получившихся ввиду неточного совмещения смежных отправочных марок, для коробчатых и двутавровых колонн. Исследуемые

-0,008 -0.006 <0,004 41,002 0,000 0,002 0,004 0,006 0,001

а, рад

Рисунок 6 - Гистограмма распределения случайной величины угла перелома (а) для колонн двутаврового сечения в плоскостях большей (1) и меньшей (2) жесткости, а также колонн коробчатого сечения (3) К

-0,10 4,1» -0,0« -0.04 -0,02 0,00 0.02 0,04 0.06 0,08 0,10

Рисунок 7 - Гистограмма распределения случайной величины относительного эксцентриситета (е) (обозначения - те же)

случайные величины углов перелома а и относительные эксцентриситеты £ подчиняются нормальному закону распределения. Их гистограммы представлены на рисунках 6,7.

Распределение случайных величин отношения редуцированных площадей поперечных сечений получившихся ввиду неточного совмещения смежных отправочных марок, для коробчатых и двутавровых колонн не подчиняется ни одному из применяемых на практике законов распределения. Рассмотрены гамма-распределение, логнормальное распределение, распределение хи-квадрат и экспоненциальное распределение. Размеры выборок составляют 477 для стыков коробчатых колонн и 1323 - для двутавровых. Гистограммы распределения Ате& демонстрируют резкий скачок в зоне, близкой к 1. Кроме того, распределение «естественно» ограничено справа 1 и слева величиной 0,68...0,82.

Проинтегрировав функции плотности распределения случайной величины по получим следующие функции распределения для коробчатых и двутавровых колонн:

О, при - оо < ^й < 0,82

3,5 ■ 10"12 ехр (26 , при 0,82 < ^ < 0,988 44,56при 0,988 <^<1 0, при 1 < ^ < со О, при - оо < < 0,68 ОД 1 ехр (9Д^), при 0,68 < ^ < 0,947

13,46^, при 0,947 < ^ < 1 ^

а а

О, при 1 < ^ <00

А л

Для стыков коробчатых колонн получена левая граница интервала -j2 = 0,92, для стыков двутавровых колонн - = 0,946.

Обследовано 685 стыков колонн двутаврового профиля и 27 стыков колонн коробчатого сечения и измерены зазоры, характеризующих неплотное прилегание фрезерованных торцов друг к другу (по четырем углам для коробчатых колонн и по шести точкам для двутавров). Всего по двум типам сечений замерено 4 218 зазоров. Обработка измерений зазоров сводится к вычислению площади подкладки Ash, которой заполняют образовавшийся зазор между фрезерованными торцами. Для обработки данных составлена программа в среде MS Excel. Переход от соотношения

Л.ь _ Ech

-f к величине относительного эксцентриситета esh = — можно выполнить путем построения аппроксимирующих функций для данных, полученных по результатам работы, описанной в главе 3. В качестве аппроксимирующей выбрана функция из трех линейных участков, каждое уравнение которой имеет следующий вид:

¿sh = Gl + Go > (6)

где а1(иа0- коэффициенты уравнения, вычисленные по методу наименьших квадратов.

Построены гистограммы распределения случайных величин esh. Характер их распределения, нелинейный характер работы материалов в зоне контактных деформаций, сложная форма поперечного сечения колонн, зависимость от множества других факторов говорят том, что закон распределения плотности случайной величины £Sh не отвечает известным законам распределения.

Проинтегрировав функции распределения плотности случайных величин esh, получим функции распределения для стыков двутавровых колонн:

!0, при - оо <esh <-0,005 22,54 esh, при - 0,005 < esh < 0,031 ; (7)

0Д8 ln(Esh), при 0,031 <ish< оо

!0, при - оо < £sh < О 18,29 esh,npu0 < eSh < 0,05 . (8)

63,84 4P«0,05£fA<co

и для стыков коробчатых колонн:

0, при — оо < £sh < О

F(esh) = 18,9 esh,npu 0 < £sh < 0,037 (9)

-0.85ехр(-3.4 esh), при 0,037 < esh <<»

Найдены абсциссы правой границы фигуры площадью 0,95, ограниченной функцией распределения. Для стыков двутавровых колонн в плоскости большей и меньшей жесткостей получены примерно одинаковые величины: £Sh = 0,067 и 0,064 (или через радиус инерции можно записать:—и—) соответственно. Для стыков

15 15,6

коробчатых колонн получена правая граница интервала ästl = 0,157

Полученные результаты статистической обработки опытных данных, можно записать в виде формул для определения эксцентриситета в стойках и соответствующих дополнительных нагрузок. Формулы представлены в таблице 1,

В пятой главе оценено влияние неточностей монтажа колонн на их напряженно-деформированное состояние. Составлены и использованы расчетные схемы, учитывающие конструктивные особенности современных высотных зданий и представляющие собой пятиэтажную стойку постоянной жесткости, «вырезанную» из конструкции здания. Расчет 25-ти стоек с различным поперечным сечением и двумя вариантами дополнительных нагрузок позволяет построить графики зависимостей величин напряжений от гибкостей (рисунок 8).

Напряжения для сравнительной кривой 3 вычислены в соответствии с п. 5.3 СНиП П-23-81* по формуле:

Оснип^ (10)

Таблица 1 - Формулы для определения эксцентриситетов и дополнительных нагрузок на колонны

Поперечное сечение колонны Эксцентриситет Дополнительные нагрузки

от угла перелома осей колонн а от неточности совмещения сечений еа„ от неплотного прилегания фрезерованных торцов е Г от угла перелома а М от эксцентриситетов

-ЕВ по обоим направ. ¿/517 /718 /76,4 0,00387 Р 0,212 Р1ку

X в пл-ти Х02 ¿/ 761 ',/37 /,/15 0,00263 Р 0,094 Р !у

в пл-тя чог ¿/748 4/15 1У115,6 0,00267 Р 0,131 Р/,

Примечания: 1. В формулах столбца 2 обозначена £ - длина отправочной марки колонны; 2. -II- столбцов 3, 4 и 6 обозначен 1 - радиус инерции поперечного сечения колонны относительно соответствующей оси; 3. -II - столбцов 5 и 6 обозначена Р - вертикальная сила, действующая в колонне; 4. Коэффициенты формул вычислены с обеспеченностью 0,95.

ИП»

Рисунок 8 - Графики зависимостей нормальных напряжений а от гибкостей Я исследованных стоек

с учетом коэффициента продольного изгиба <р, учитывающего наличие в стержне колонны несовершенств. Как видно из приведенных графиков, при учете всех исследованных в данной работе несовершенств, напряжения во всех рассчитанных стойках превышают напряжения, вычисленные по формуле 10 и СНиП. При отсутствии эксцентриситета от неплотной пригонки фрезерованных торцов в стыке е5л (кривая 2) напряжения в исследованных двутавровых стойках не превысили значений сснип- Величины напряжений, определенные с учетом всех

изученных неточностей монтажа, превышают напряжения, вычисленные по СНиП, для стоек с двутавровым поперечным сечением максимум на 10,3%, а с коробчатым сечением - на 16,1%. Если монтажными операциями устранить эксцентриситет е^, то величины напряжений для стоек двутаврового профиля не превысят величин, вычисленных по СНиП, а для коробчатых профилей - превысят не более чем на 7,2%. Видно, что принятой в современных нормативных документах величины случайного эксцентриситета для расчета центрально-сжатых стоек недостаточно для учета

фактических несовершенств, возникающих при монтаже стальных колонн высотных зданий.

Эпюры моментов и поперечных сил в стержнях колонн при приложении к ним дополнительных нщрузок от неточностей монтажа зависят от величины продольной силы в стержне колонны и имеют однотипные очертания. Построенные графики зависимости «продольная сила - момент» и «продольная сила - поперечная сила» аппроксимированы линейной функцией вида:

М = амЫ + Ьм, Я = аяМ + Ь9, (11)

где: М и 2 - максимальный изгибающий момент и поперечная сила в стыке, N -продольная сила в уровне стыка, ам, Ьм, Ь0 - коэффициенты уравнения для вычисления соответствующих усилий, принимаемые по результатам аппроксимации в соответствии с таблицей 2. Формулу 11 и коэффициенты данной таблицы можно использовать для определения величин внутренних усилий в колоннах высотных зданий, появляющихся в результате неточного монтажа, без предварительных вычислений величин эксцентриситетов.

Таблица 2 - Коэффициенты для вычисления внутренних усилий в колоннах с учетом неточностей монтажа в зависимости от величины продольной силы ЛГ, кН

В результате действия дополнительных нагрузок от неточностей монтажа, в упругоподатливых опорах стоек появляются реакции в направлении поперечной рамы здания. В результате выполненных вычислений установлена величина данной реакции, напрямую

зависящая от величины продольного усилия в стойке. При расчете горизонтальных дисков перекрытий и их узлов горизонтальную силу РцТМ, учитывающую наличие дополнительных усилий от неточностей монтажа можно вычислить: Рктм = 0,0074/У, при учете всех несовершенств, исследованных в данной работе; Рдгм = 0,0033ДО, при отсутствии эксцентриситета

Анализ приведенных в третьей главе данных показывает, что эксцентриситеты от неточного монтажа существенно влияют на напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий и отдельных элементов их каркасов. Фактические величины несовершенств превышают величины, установленные СНиП 11-23-81*, а некоторые несовершенства, обусловленные конструктивными особенностями современных высотных зданий, не учитываются

! Коэффициенты уравнений

Попер, сечение Силовая плоскость При учете всех исследованных неточностей Без учета экс-тае.»

>> а Ъ а Ь

Плоскость обстройки м 0.014 -17,50 0.007 -8,92

Двутавр <2 0.004 -2,96 0.006 -20,06

Плоскость поперечной рамы (£/„,„) м 0.016 -51,01 0.008 -9,46

0 0.004 -2,45 0.001 -2,31

Плоскость и 0.024 44,90 0.014 -37,15

Коробка обстройки е 0.004 105,30 0.002 59,01

Плоскость поперечной рамы м 0.022 51,98 0.013 7,98

в 0.003 141,80 0.002 59,01

вовсе. Нормы по приемке смонтированных колонн (СНиП 3.03.01-87*) также не учитывают особенностей высотного строительства. В таблице 3 сведены существующая отечественная методика по расчету и приемке смонтированных конструкций, а также предлагаемая методика, разработанная по результатам настоящей диссертационной работы.

Таблица 3 - Учет неточностей монтажа конструкций при расчете и монтаже колонн

высотных зданий

Оцениваемая велич. -» Редуц. площадь попер, сеч, Ател Экс-т еС0П Экс-т Экс-т Scr Экс-т/£п(е

Причина появл. —► Неточное совмещение в стыке продольных осей стыкуемых элементов Неполное заполнение зазора между фрезерованными торцами в стыке Перелом оси колонны Начальная погибь элементов колонн

! Существующая методика Расчег (СНиП II-.23) Не учитывается Коэфф. прод. изгиба ф с эксцентр. |/20 Не учитывается Не учитывается Коэфф. прод. изгиба ф с эксцентр. //750

Монтаж по СНиП 3,03,01 Отклонение от совмещения рисок геометрических осей колонн в верхнем сечении с рисками разбивочных осей не более значений в табл. 15 в СНиП 3.03.01 Односторонний зазор между фрезерованными поверхностями не более 0,0007 поперечного размера сечения колонны при площади контакта не менее 65% площади поперечного сечения (табл. 15 в СНиП 3.03.01) Не контролируется Стрела прогиба (кривизна) колонны не более 0,0013(4/750) расстояния между точками закрепления, но не более 15 мм (табл. 14 в СНиП 3.03.01)

Предлагаемая методика Расчет Проведение доп. исследований для опред, адекватности введ. коэф. Ared/A Введение доп. натр, в стыке: M = ам N + Ън, Допускается не учитывать при выполнении приведенных ниже треб, по монтажу Введение доп. натр, в стыке: Q = agN + bÇt Коэфф. ф, учит, эксцентриситет л»«4

При монтаже • Следует вести контроль отклояашй от совмещения рисок геометрических осей колонн в сечениях отправочных элементов с рисками разбивочных осей. • Отклонения от совмещения сечений стыкуемых элементов не должны превышать: ¿/18 для колонн коробчатого сеченад и двутаврового сечения в плоскости меньшей жесткости; ¿/37 для колонн двутаврового сечения в плоскости большей жесткости. Не допускается односторонний зазор между фрезерованными поверхностями в стыках колонн более 10 мм. Заполнение зазора необходимо осуществлять подкладками из листовой или полосовой стали, аналогичной по физико-механическим характеристикам стали стойки, при этом площадь заполненного зазора должна быть не менее 85% площади поперечного сечения стойки, а величина остаточного зазора не должна превышать 0,5 мм Отклонения от риски разбивочной оси в верхнем сечении колонн не должны превышать при длине отправочных марок: до 4000 -9 мм; св.4000 до 8000 - 11 мм; св. 8000 до 16000 - 21 мм; св. 16000-25 мм По существующей методике

Примечания: 1. При расчете каркаса также предлагается к каждой колонне прикладывать дополнительные горизонтальные

нагрузки от неточностей монтажа в уровне каждого перекрытия, равные 0,3% от продольного усилия в колонне. Также прочность стыковых соединений колонн следует проверять с учетом момента и перерезывающей силы, приведенных в столбцах 3 и 5.

2. При малых гибкостях коробчатых колонн Я < 15 введение в расчет слагаемого /¡nfC не целесообразно.

Таблица 3 позволяет использовать результаты диссертационной работы для выполнения расчетов (в том числе - поверочных) каркасов высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа, а также осуществлять приемку смонтированных конструкций зданий высотой более 150 м.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. По результатам испытаний локальных и интегральных образцов получены данные о достаточной прочности, пластичности, хладостойкости и свариваемости стального проката повышенной прочности, используемого при возведении высотных зданий. Полученный уровень свойств обеспечивает эксплуатационную надежность конструкций высотных зданий из проката больших толщин. Установлено, что неоднородность свойств по сечению проката, упрочненного в потоке станов, не повлияет на величину эксцентриситетов в стыках колонн здания.

2. На основании данных, полученных при натурных испытаниях моделей, сделаны выводы о характере работы стыка колонн с неполным касанием фрезерованных торцов и частичным заполнением образовавшегося зазора подкладкой; впервые разработана методика вычисления эксцентриситета от данного вида несовершенства. Результаты численных расчетов моделей стыков показали, что: материалы сварных швов и подкладок следует выбирать таким образом, чтобы их физико-механические свойства были как можно более близки к свойствам основного материала стойки.

3. Анализ результатов расчета моделей стыков для наиболее распространенных при строительстве высотных зданий профилей двутаврового и коробчатого сечений показали, что практически все полученные величины относительных эксцентриситетов значительно превышают 0,05. Минимальные и близкие к данной величине эксцентриситеты зафиксированы в стыках с оставляемым зазором, равным 0,5 мм, при его заполнении подкладками на 80-95% от площади поперечного сечения стыкуемых элементов.

4. Выполнена статистическая оценка неточностей монтажа по результатам исполнительной геодезической съемки смонтированных металлических каркасов двух высотных зданий, а также измерений зазоров между фрезерованными торцами в стыках колонн. Проанализировано 12516 отклонений колонн от разбивочных осей здания; по двум типам сечений замерено 4218 зазоров. Получены достоверные величины эксцентриситетов от совмещения в стыке продольных осей стыкуемых элементов есоп, эксцентриситетов от неполного заполнения зазоров между фрезерованными торцами углов переломов действительных осей колонн £„. При рассмотренных условиях стыковки коробчатых и двутавровых колонн площадь их касания в стыке составляет 0,92 и 0,946 от площади брутто поперечного сечения элемента.

усилий в колоннах высотных зданий, появляющихся в результате неточного монтажа, без предварительных вычислений величин эксцентриситетов. Также получены формулы для определения величины горизонтальной нагрузки на диск перекрытия от действия дополнительных нагрузок, вызванных неточностями монтажа.

a) рекомендации по назначению величин дополнительных нагрузок для расчета колонн, узловых соединений стыков колонн, дисков перекрытий, учитывающих фактические величины эксцентриситетов от неточности монтажа;

b) требования к контролю отклонений от совмещения рисок геометрических осей колонн в не только в верхнем (как устанавливают действующие нормы), но и нижнем сечениях отправочных элементов с рисками разбивочных осей; отклонения от риски разбивочной оси в верхнем сечении колонн не должны превышать величин, представленных в таблице 5.4.1 там же представлены допускаемые отклонения от совмещения сечений стыкуемых элементов.

c) требования к приемке стыка с фрезерованными торцами, а именно: не допускается односторонний зазор между фрезерованными поверхностями в стыках колонн более 10 мм; заполнение зазора необходимо осуществлять подкладками из листовой или полосовой стали, аналогичной по физико-механическим характеристикам стали стойки, при этом площадь заполненного зазора должна быть не менее 85% площади поперечного сечения стойки, а величина остаточного зазора не должна превышать 0,5 мм.

Основные положения диссертационного исследования опубликованы следующих статьях (* - рецензируемые ВАК издания):

1. Конин, Д.В. Инженерные свойства проката для уникальных строительных конструкций [Текст]. / П.Д. Одесский, Д.В. Конин, Д.В. Кулик // БНТИ Черная металлургия, 2008. №9. С. 15-17.

2. Конин, Д.В. Комплексный подход к обеспечению безаварийной работы уникальных высотных зданий со стальным каркасом на примере строительства башни «Евразия» [Текст] /. И.И. Ведяков, Д.В. Конин // Вестник отделения строительных наук*. Том 2,2010. Вып. 14. С. 242-251.

3. Конин, Д.В. Прокат больших толщин для высотных зданий и большепролетных сооружений [Текст] / В.И. Травуш, П.Д. Одесский, Д.В. Конин // Academia. Архитектура и строительство*, 2009, №1. - С. 108-114.

4. Конин, Д.В. Разработка системы комплексного научно-технического сопрововдения проектирования и эксплуатации уникальных высотных зданий со стальным каркасом на примере строительства башни «Евразия» [Текст] / И.И. Ведяков, Д.В. Конин // Предотвращение аварий зданий и сооружений. Сборник научных трудов, 2010. Вып. 9. С. 582-589.

5. Конин, Д.В. Статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических каркасов высотных зданий [Текст] / Д.В. Конин // Строительная механика и расчет сооружений*, 2010. №6. С. 12-19.

6. Конин, Д.В. Численное исследование стыков с фрезерованными торцами колонн коробчатого и двутаврового сечений [Текст] / В.И. Травуш, Д.В. Конин // Academia. Архитектура и строительство*, 2010. #3. С. 110-115.

7. Конин, Д.В. Численные и экспериментальные исследования моделей стыков колонн с несовершенствами между фрезерованными торцами [Текст] / В.И. Травуш, Д.В. Конин // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering*, 2010. №6(1 &2). C. 209-211.

8. Конин, Д.В. Численные исследования призматических моделей стыков колонн с фрезерованными торцами [Текст] / Д.В. Конин // Промышленное и гражданское строительство*, 2010. №10. - С. 53-57.

9. Конин, Д.В. Экспериментальные исследования моделей стыков колонн с несовершенствами между фрезерованными торцами [Текст] / Д.В. Конин // Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство и реконструкция»*, 2010, №1/27(589). С. 29-36.

Отпечатано в ООО «Компания Спутники-» ПД № 1-00007 от 26.09.2000 г. Подписано в печать 06.05.2011 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,5 Печать авторефератов (495)730-47-74,778-45-60

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Конин, Денис Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Краткий обзор развития стальных каркасных систем высотных зданий.

1.2. Развитие производства стального проката больших толщин.

1.3. Геометрические несовершенства стальных конструкций, учитываемые при их расчетах.

1.4. Нормы по приемке смонтированных конструкций в России и за рубежом.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. СОВРЕМЕННЫЙ СТАЛЬНОЙ ПРОКАТ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ

ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

2.1. Материалы для исследований.

2.2. Инженерные свойства проката больших толщин.

2.3. Хладостойкость сварных соединений и свариваемость.

2.4. Выводы по главе 2.

3. ОЦЕНКА НЕТОЧНОСТЕЙ МОНТАЖА ПРИ РАСЧЕТЕ КАРКАСОВ И

ИХ ЭЛЕМНТОВ

3.1. Учет отклонений элементов колонн от строительных осей.

3.2. Экспериментальное определение величины эксцентриситета от неплотного прилегания торцов на моделях стыков.

3.3. Влияние материалов сварных швов и подкладок между фрезерованными торцами на величину эксцентриситета.

3.4. Определение эксцентриситетов от неплотного прилегания фрезерованных торцов для наиболее распространенных поперечных сечений колонн.

3.5. Выводы по главе 3.

4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НЕТОЧНОСТЕЙ МОНТАЖА

КОЛОНН МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАРКАСОВ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

4.1. Объекты для исследований.

4.2. Результаты натурных измерений отклонений элементов колорш от проектного положения.

4.3. Результаты измерений зазоров в стыках колонн при неполном прилегании фрезерованных торцов.

4.4. Выводы по главе 4.

5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕТОЧНОСТЕЙ МОНТАЖА КОЛОНН НА ИХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

5.1. Модели для исследований.

5.2. Напряжения в колоннах с учетом дополнительных нагрузок.

5.3. Усилия в колоннах с учетом дополнительных нагрузок.

5.4. Предлагаемая методика по расчету и приемке смонтированных колонн высотных зданий со стальными каркасами.

5.5. Выводы по главе 5.

Введение 2011 год, диссертация по строительству, Конин, Денис Владимирович

Актуальность работы. Стальные конструкции наиболее полно удовлетворяют требованиям современного строительства: индустриализации, сокращению объемов и сроков работ на строительной площадке, снижению стоимости возведения. Преимущественно металлические конструкции используются при проектировании и строительстве большепролетных зданий и сооружений различного назначения, промышленных объектов с тяжелыми режимами работы кранов. Одним из наиболее динамично развивающихся направлений развития металлических конструкций в отечественной строительной практике и за рубежом являются многофункциональные высотные здания с металлическим каркасом или с использованием металлических колонн в качестве основных вертикальных несущих элементов.

Дальнейшее развитие металлических конструкций для высотных зданий связано с разработкой методов расчета, более достоверно отражающих характер их действительной работы. Конструктивные особенности современных высотных зданий и увеличение нагрузок на отдельные его элементы, безусловно, приводит к повышению дополнительных нагрузок на' несущие элементы, вызванные неточностями монтажат колонн. Среди них: отклонение отправочных элементов от проектного положения, неправильная центрировка в стыке, неплотное прилегание фрезерованных торцов в стыках. В современных нормативных документах отсутствуют требования по учету этих неточностей при расчете каркасов высотных зданий и их элементов. До настоящего времени не давалась системная оценка величинам обсуждаемых отклонений и неточностей, возникающих в процессе реального монтажа, на основе исчерпывающих исполнительных измерений. Требования к приемке смонтированных конструкций были сформулированы достаточно давно и в полной мере не могут быть использованы при строительстве зданий высотой более 150 м. В последние десятилетия разрабатываются территориальные нормы по расчету и проектированию высотных зданий, но данный круг вопросов ими не разрешен.

Объектом исследования являются стальные каркасные конструкции современных высотных зданий, предметом исследования — неточности монтажа основных несущих элементов каркаса - колонн - и их влияние на напряженно-деформированное состояние его элементов.

Целью диссертационной работы является развитие и совершенствование методов расчета каркасов высотных зданий в, части учета неточностей монтажа на основе экспериментально-теоретических исследований напряженно-деформированного состояния колонн.

Методы исследования. В процессе теоретических исследований использовались классические методы строительной механики и теории сооружений. При проведении численных расчетов и обработке результатов экспериментов использовались программные комплексы ANS YS 11.0, SCAD 11.1, MS Excel; при обработке результатов натурных измерений конструкций использован аппарат математической статистики.

Достоверность научных положений и результатов подтверждается:

- анализом результатов аналитических, численных, экспериментальных исследований и их сопоставлением.

Научная новизна результатов работы заключается в:

- разработке методики вычисления эксцентриситета в стыках колонн с неполным касанием фрезерованными торцами и частичным заполнением образовавшихся зазоров подкладкой;

- получении экспериментальных данных о характере работы стыков колонн с неполным касанием фрезерованных торцов с частичным заполнением образовавшегося зазора подкладкой;

- разработке методики учета неточностей монтажа колонн при расчете каркасов высотных зданий и их элементов.

Разработанный способ определения эксцентриситета в стыках от неполного касания фрезерованных торцов и заполнения образовавшихся зазоров подкладками позволяет учитывать данное несовершенство при расчете конструкций высотных зданий.

Полученные в работе результаты позволили сформулировать требования к приемке смонтированных конструкций каркасов для зданий высотой более 150 м.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- новые экспериментальные данные о наличии эксцентриситетов в стыках колонн с неполным прилеганием фрезерованных торцов и способе их определения;

- результаты численных расчетов по учету эксцентриситетов в стыках колонн от неполного прилегания фрезерованных торцов; влияние материалов фиксирующих сварных швов и подкладок, используемых для заполнения образовавшегося зазора, на величины эксцентриситетов;

- результаты статистической обработки отклонений колонн от проектного положения, величин эксцентриситетов;

- методики учета неточностей монтажа при расчете каркасов высотных зданий и их элементов;

- требования к приемке смонтированных металлических колонн каркасных зданий высотой более 150 м.

Апробация и внедрение работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались: на заседаниях секции «Металлические конструкции», проводимые в лаборатории металлических конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко в 2009.2010 г.г. (институт ОАО «НИЦ «Строительство»); на V-й ежегодной строительной ассамблее (Москва, 2009г.); на Международной конференции «Актуальные проблемы исследований по теории сооружений» (Москва, 2009 г.); на III-м Международном симпозиуме «Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» (г. Новочеркасск, 2010 г.); V-й Международной конференции «Предотвращение аварий зданий и сооружений» (г. Москва, 2010 г.).

Основные положения и рекомендации диссертационной работы использованы при поэтажной приемке смонтированных конструкций, а таюке при выполнении поверочных расчетов конструкций высотного здания на участке №10 ММДЦ «Москва-Сити», а также обследованных металлических конструкций высотного здания, расположенного на участке №12 ММДЦ «Москва-Сити». Разработана и внедрена система мониторинга за напряженно-деформированным состоянием основных несущих элементов здания на участке №12.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 7 статей в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК для публикации результатов по кандидатским диссертациям.

Заключение диссертация на тему "Напряженно-деформированное состояние колонн высотных зданий с металлическим каркасом с учетом неточностей монтажа"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

3. Анализ результатов расчета моделей стыков для наиболее распространенных при строительстве высотных зданий профилей двутаврового и коробчатого сечений показали, что практически все полученные величины относительных эксцентриситетов значительно превышают 0,05. Минимальные и близкие к данной величине эксцентриситеты зафиксированы в стыках с оставляемым зазором равным 0,5 при его заполнении подкладками на 80-95% от площади поперечного сечения стыкуемых элементов.

4. Выполнена статистическая оценка неточностей монтажа по результатам исполнительной геодезической съемки смонтированных металлических каркасов двух высотных зданий, а также измерений зазоров между фрезерованными торцами в стыках колонн. Проанализировано 12516 отклонений колонн от разбивочных осей здания; по двум типам сечений замерено 4218 зазоров. Получены достоверные величины эксцентриситетов от совмещения в стыке продольных осей стыкуемых элементов £соп, эксцентриситетов от неполного заполнения зазоров между фрезерованными торцами £б!1, углов переломов действительных осей колонн есг. При рассмотренных условиях стыковки коробчатых и двутавровых колонн площадь их касания в стыке составляет 0,92 и 0,946 от площади брутто поперечного сечения элемента.

5. По результатам расчетов оценено напряженно-деформированное состояние стоек с дополнительными нагрузками от неточностей монтажа, установлены величины внутренних усилий в них, воздействия на диски перекрытий. Показано, что величины случайного эксцентриситета для расчета центрально-сжатых стоек, принятой в современных нормативных документах, недостаточно для учета фактических несовершенств, возникающих при монтаже стальных колонн высотных зданий. Получены формулы для непосредственного определения величин внутренних усилий в колоннах высотных зданий, появляющихся в результате неточного монтажа, без предварительных вычислений величин эксцентриситетов. Также получены формулы для определения величины горизонтальной нагрузки на диск перекрытия от действия дополнительных нагрузок, вызванных неточностями монтажа.

6. По результатам проведенных исследований, на основе анализа отечественных и зарубежных норм, разработана методика по расчету и приемке смонтированных колонн высотных зданий, включающая: a) рекомендации по назначению величин дополнительных нагрузок для расчета колонн, узловых соединений стыков колонн, дисков перекрытий, учитывающих фактические величины эксцентриситетов от неточности монтажа; b) требования к контролю отклонений от совмещения рисок геометрических осей колонн в не только в верхнем (как устанавливают действующие нормы), но и нижнем сечениях отправочных элементов с рисками разбивочных осей; отклонения от риски разбивочной оси в верхнем сечении колонн не должны превышать величин, представленных в таблице 5.4.1 там же представлены допускаемые отклонения от совмещения сечений стыкуемых элементов. c) требования к приемке стыка с фрезерованными торцами, а именно: не допускается односторонний зазор между фрезерованными поверхностями в стыках колонн более 10 мм; заполнение зазора необходимо осуществлять подкладками из листовой или полосовой стали, аналогичной по физико-механическим характеристикам стали стойки, при этом площадь заполненного зазора должна быть не менее 85% площади поперечного сечения стойки, а величина остаточного зазора не должна превышать 0,5 мм.

Библиография Конин, Денис Владимирович, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Аистов, H.H. Испытание сооружений Текст. / H.H. Аистов. JL: Стройиздат, 1960. - 316 с.

2. Басов, К.А. ANSYS. Справочник пользователя Текст. / К.А. Басов. М.: ДМК Пресс, 2005. - 640 с.

3. Беленя, Е.И. Металлические конструкции: Учеб. пособие для вузов / Е.И. Беленя H.H., Ведеников и др. М.: Стройиздат, 1986. - 560 с.

4. Вельский, Г.Е. О едином подходе к использованию диаграмм работы строительных сталей Текст. / Г.Е. Вельский, П. Д. Одесский // Промышленное строительство, 1980. №7, С. 4-6.

5. Бернштейн, М.Л. Перспективы упрочнения сталей для металлических конструкций методами термомеханической обработки Текст. // М.Л. Бернштейн, П.Д. Одесский // Сталь, 1975. №8, С.731-735.

6. Биргер И.А., Пановко Я.Г. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник. Тома 1, 2. М.: Машиностроение, 1968.- 567с.

7. Блейх, Ф. Устойчивость металлических конструкций, перев. с англ., Физматиз, 1959. 544с.

8. Болотин, В.В. Статистические методы в строительной механике Текст. / В.В. Болотин. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. — 202 с.

9. Большаков, В.И. Использование сталей повышенной прочности в новом высотном строительстве и реконструкции Текст. / В.И. Большаков, О.В. Разумова. Дншропетрськ: «Пороги», 2008. - 214 с.

10. Борисов, A.B. Металл или бетон? Текст. / A.B. Борисов // Высотные здания, 2010. №2(10), С. 98-101.I

11. Ведеников, Г.С. Металлические конструкции Текст. / Г.С. Ведеников, Е.И. Беленя и др. М.: Стройиздат, 1998. - 760 с.

12. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения Текст. / Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1988. - 480 с.

13. Вольмир, A.C. Устойчивость упругих систем Текст. / A.C. Вольмир. М.:1. Наука, 1967.-984 с.

14. Галеркин, Б.Г. Теория продольного изгиба и опыт применения теории продольного изгиба к многоэтажным стержням, стойкам с жесткими соединениями и системам стоек Текст. / Б.Г. Галеркин // Собр. Соч. изд. АН СССР, 1952. Т.1, С. 23-124.

15. Галин, H.A. Развитие теории контактных задач в СССР Текст. / H.A. Галин, Б.Л. Абрамян и др. М.: Наука, 1976. - 493 с.

16. Гемерлинг, A.B. О несущей способности сжатых стальных конструкций Текст. / A.B. Гемерлинг//Труды ЦНИПС, 1952. №7, С. 58-65.

17. Генералов, В.П. Особенности проектирования высотных зданий Текст. / В.П. Генералов. Самара: Самарское книжное изд-во, 2007. - 256 с.

18. Гениев, А.Н. Курс металлических конструкций. Часть II: Конструкции промышленных и гражданских зданий Текст. / А.Н. Гениев, В.А. Балдин. -М.: Стройиздат Наркомстроя, 1940.-488 с.

19. Гладштейн, Л.И. Слоистые разрушения сварных соединений строительных стальных конструкций Текст. / Л.И. Гладштейн // Монтажные и специальные работы в строительстве, 2007. №9, С. 2-9.

20. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение Текст. -введ. 1986-01-01. -М.: ИПК Изд-во стандартов. 1997. - 26 с.

21. ГОСТ 19281-89*. Прокат из стали повышенной прочности Текст. введ. 1991-01-01.-М.: ИПК Изд-во стандартов.-2001.- 15 с.

22. ГОСТ 23118-99. Конструкции стальные строительные. Общие технические условия Текст. введ. 2001-01-01. - М.: ОАО «ЦПП». - 2002. - 23 с.

23. ГОСТ 27772-88*. Прокат для стальных строительных конструкций. Общие технические условия Текст. введ. 1989-01-01. - М.: ИПК Изд-во стандартов. - 2003. - 21 с.

24. ГОСТ 28870-90. Металлы. Методы испытания толстолистового проката в направлении толщины Текст. — введ. 1992-01-01. М.: Изд-во стандартов. -1991.-7с.

25. ГОСТ 2999-75. Металлы и сплавы. Методы измерения твердости по Виккерсу Текст. введ. 1976-07-01. - М.: Изд-во стандартов. - 1993. - 29 с.

26. ГОСТ 5058-65. Сталь низколегированная конструкционная. Марки и общие технические требования. введ. 1966-01-01. - М.: Изд-во Стандартов. -1973.- 13 с.

27. ГОСТ 6713-91. Прокат низколегированный конструкций для мостостроения. Технические условия Текст. 1992-07-01. - М.: ИПК Изд-во стандартов. - 2003. - 8 с.

28. ГОСТ 882-75. Щупы. Технические условия Текст. введ. 1976-01-01. -М.: Изд-во стандартов. - 1975. - 8 с.

29. ГОСТ 9045-93. Прокат листовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия Текст.-введ. 1997-01-01.-М.: ИПК Изд-во стандартов.-2002. 11 с.

30. ГОСТ 9454-78. Металлы. Методы испытаний на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенной температурах Текст. введ. 197901-01. - М.: Изд-во стандартов. - 2008. - 13 с.

31. ГОСТ 19281-89. Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия Текст. введ. 1991-01-01. - М.: ОАО «ЦПП». - 2009. -15 с.

32. Граничев, И.А. Строительство в США Текст. / И.А. Гарничев. М.: Стройиздат, 1979. - 333 с.

33. Дыховичный, Ю.А. Конструирование и расчет жилых и общественных зданий повышенной этажности Текст. / Ю.А. Дыховичный. — М.: Издательство литературы по строительству, 1970 248 с.

34. Козак, Ю. Конструкции высотных зданий Текст. / Ю. Козак. — М.: Стройиздат, 1986 307 с.

35. Конин, Д.В. Статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических каркасов высотных зданий Текст. / Д.В. Конин // Строительная механика и расчет сооружений, 2010. №6, С. 12-19.

36. Конин, Д.В. Численные исследования призматических моделей стыков колонн с фрезерованными торцами Текст. / Д.В. Конин // Промышленное и гражданское строительство, 2010. №10, С. 53-57.

37. Конин, Д.В. Экспериментальные исследования моделей стыков колонн с несовершенствами между фрезерованными торцами Текст. / Д.В. Конин // Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство и реконструкция», 2010. №1/27(589), С. 29-36.

38. Маклакова, Т.Г. Высотные здания. Градостроительные и архитектурно-конструктивные проблемы проектирования Текст. / Т.Г. Маклакова. М.: Издательство АСВ, 2008 - 160 с.

39. Матросов, Ю.И. Сталь для магистральных трубопроводов Текст. / Ю.И. Матросов, Д.А. Литвиненко, С.А. Голованепко М.: Металлургия, 1989. -288 с.

40. Металловедение и термическая обработка стали: Справ. Изд. 3-е. В 3 т. Т.1. Методы испытаний и исследования / Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштдадта А.Г. М.: Металлургия, 1983 - 352 с.

41. Никифоров, С. Н. Устойчивость сжатых стержней сварных ферм Текст. / С.Н. Никифоров. -М.: Стройиздат, 1938. 125 с.

42. НиТУ 121-55. Нормы и технические условия проектирования стальных конструкций Текст. введ. 1955-09-01. - М.: Госстройиздат. - 1952. — 131 с.

43. Одесский, П.Д. Стали в уникальных высотных зданиях: развитие проблемы за пятьдесят лет Текст. / П.Д. Одесский. // Промышленное и гражданское строительство, 2007. №3, С. 10-13.

44. Одесский, П.Д. Инженерные свойства проката для уникальных строительных конструкций Текст. / П.Д. Одесский, Д.В. Конин, Д.В. Кулик//БНТИ Черная металлургия, 2008. №9, С. 15-17.

45. Одесский, П.Д. Малоуглеродистые стали для металлических конструкций Текст. / П.Д. Одесский, И.И. Ведяков М.: Интермет Инжиниринг, 1999. -224 с.

46. Одесский, П.Д. Об оценке температуры нулевой пластичности проката для ответственных металлических конструкций Текст. / П.Д. Одесский, И.И. Ведяков, К. Форхайм // Строительная механика и расчет сооружений, 2006. №3, С.65-70.

47. Одесский, П.Д. Сталь нового поколения в уникальных сооружениях Текст. / П.Д. Одесский, Д.В. Кулик. М.: Интермет Инжиниринг, 2005. -175 с.

48. Патон, Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением Текст. / Б.Е. Патон. — М.: Машиностроение, 1974. 768 с.

49. Подгорный, А.Н. Задачи контактного взаимодействия элементов конструкций Текст. / А.Н. Подгорный, П.П. Гонтаровский и др. Киев: Наукова думка, 1989.-232 с.

50. Попкова, О.М. Конструкции высотных зданий за рубежом Текст. / О.М. Попкова. -М.: Изд-во ЦНИИС, 1973. 115 с.

51. Пособие к СНиП П-23-81*. Пособие по проектированию стальных конструкций Текст. М.: ЦИТП Госстроя СССР. - 1989. - 247 с.

52. Проектирование современных высотных зданий Текст. / под ред. Сюй Пэйфу: пер. с китайского. М.: Изд-во АСВ, 2008. - 469 с.

53. Ржаницын^ А.Р. Статистические методы определения напряжений при продольном изгибе Текст. / А.Р. Ржаницын // Научные сообщения ЦНИИПСа. Выпуск 3. М.: Стройиздат, 1951. - 254 с.

54. Скороходов, В.Н. Строительная сталь Текст. / В.Н. Скороходов, П.Д. Одесский, А.В. Рудченко. М.: Металлургиздат, 2002. - 624 с.I

55. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции Текст. введ. 1988-07-01. -М.: ОАО «ЦПП». -2008. - 114 с.

56. СНиП П-23-81*. Стальные конструкции Текст. введ. 1982-01-01. - М.: ОАО «ЦПП». -2008. - 126 с.

57. Сно, В.Е. Влияние геометрических погрешностей сборных каркасов на работу каркасов'многоэтажных зданий Текст. / В.Е. Сно. Диссертация . канд. техн. наук. - Москва, 1981. - 159 с.

58. Современное высотное строительство Текст. / под ред. Ю.Г. Граника, М.Н. Щукиной. М.: ГУП «ИТЦ Москомархитектуры», 2007 - 440 с.

59. СП 53-101-98. Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций Текст. введ. 1999-05-17. - М.: ОАО «ЦПП». - 2008. - 29 с.

60. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций Текст. введ. 2005-01-01. - М.: ОАО «ЦПП». - 2008. - 131 с.

61. Стальные каркасы многоэтажных зданий Текст. / Сборник статей под ред. В.А. Балдина. М.: Госстройиздат, 1939.-296 с.

62. СТО 02494680-0049-2005. Стандарт организации. Конструкции стальные строительные Текст. введ. 2005-05-30. - М.: ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова.-2005.-21 с.

63. СТО АСЧМ 20-93. Прокат стальной сортовой фасонного профиля. Двутавры горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия Текст. введ. 1994-01-01. - М.: Ассоциация Черметстандарт. -1993.-9 с.

64. Стрелецкий, Н.С. Курс металлических конструкций. Часть I: Основы металлических конструкций Текст. / Н.С. Стрелецкий. М.: Стройиздат Наркомстроя, 1940. - 844 с.

65. Стрелецкий, Н.С. Материалы к курсу строительных конструкций. Часть 1. Работа сжатых стоек Текст. / Н.С. Стрелецкий. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1959.-283 с.

66. Стрелецкий, Н.С. Стальные конструкции Текст. / Н.С. Стрелецкий, А.Н.v

67. Гениев, В.А. Балдин и др. — М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре, 1952. 390 с.

68. ТУ 14-1-5120-92. Прокат листовой низколегированный высокого качества для мостостроения; Технические условия Текст. введ. 1993-01-01. — М.: Изд-во стандартов. - 1993. - 12 с.

69. Тылкин, М.А. Структура и свойства строительной стали Текст. / М.А. Тылкин, В.И. Большаков, П.Д. Одесский. М.: Металлургия, 1983. - 368.с.

70. Ханджи, В.В. Расчет многоэтажных зданий со связевым каркасом Текст. / В.В: Ханджи. М.: Стройиздат, 1977. - 187 с. ■

71. Харт, Ф. Атлас стальных конструкций. Многоэтажные здания. Текст.; / Ф. Харт, В. Хенн, X. Зонтаг. Пер. с нем. М.: Стройиздат,,1977. - 351 с.

72. Цйфринович, А.3. Монтаж зданий повышенной этажности Текст.: / А.З. Цифринович М.: МИСИ, 1976. 82 с.

73. Шабалов, И.П. Стали для . труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами Текст. / И.П. Шабалов, Ю.Д.Морозов, Л.И.Эфрон М.: ЗАО «Металлургияиздат», 2003. - 520 с.

74. Шелестенко, Л.П. Исследование общей устойчивости сжатых клепаных, и сварных стержней с различными поперечными сечениями Текст. / Л.П. Шелестенко и др.//Отчет ЦНИИС МПС.-1951. 112 с.

75. Шуллер, В. Конструкции высотных зданий Текст. / В. Шуллер. М.: Стройиздат, 1979 -247 с.

76. ASTM А6/А6М. Standard Specification For General Requirements: For Rolled Structural Steel Bars, Plates, Shapes, And Sheet Piling Text. 2009-04-01. -2009.-456 p.

77. Baker, W.F. Bug Dubai: Engineering The World's Tallest Building Text. / W.F. Baker, S. Korista, L. C. Novak // The Structural Design Of Tall And Special Buildings. 2007. - №16.-pp: 361-375.

78. Baker, W.F. The World's Tallest Building, Bug Dubai, U.A.E.Text. / W.F. Baker // 2004 CTBUH World Conference Papers. -Seoul. 2004. - pp. 11671168.

79. Brockenbrough, R.L. Structural steel designer's handbook. 3-d edition Text. / R.L. Brockenbrough. New York etc: McGraw-Hill, Inc., 1999. - 995 p.

80. DIN 18800-7. Steel Structures Part 7: Execution and constructor's qualification Text. - 2002-09-01. - Berlin: NABau. - 2002. - 43 p.

81. EN 10025-2:2004. Hot rolled products of structural steels Part 2: Technical delivery conditions for non-alloy structural steels Text. - 2004-09-17. - BST. -2004.-38 p.

82. Eurocode 3: Design of Steel Structures. Part 1-1: General structural rules Text. -2001-09-24. Brusseles: CEN. - 2001. - 61 p.

83. Faza, S. Application of High-Strength and Corrosion-Resistant ASTM A1035 Steel Reinforcing Bar in Concrete High-Rise Construction Text. / S. Faza, J. Kwok, O. Salah // Materials of: CTBUH 8th World Congress 2008. 2008. - pp. 16-22.

84. Fisher, John W. Experience with Use of Heavy W Shapes in Tension Text. / John W. Fisher, Alan W. Pense // Engineering Journal. American Institute Of Steel Construction. 1987. - 2-nd Qtr. - pp. 63-77.

85. Katz, P. Case Study: Shanghai World Financial Center Text. / P. Katz, L.E. Robertson // CTBUH Journal. 2008. - Issue II. - pp. 10-14.

86. Mallot, D. Case Study: Hong Kong International Commerce Centre Text. / David Mallot // CTBUH Journal. 2008. - Issue IV. - pp. 12-17.

87. Nash, E.P. Manhattan Skyscrapers Text. / E.P. Nash. New York: Princeton Architectural Press, 2005. - 214 p.

88. Pilkey, W. D. Peterson's stress concentration factors Text. / Walter D. Pilkey. -New York: John Wiley & Sons, Inc., 1997 536 p.

89. Poon, D.C.K. Structural Design of Taipei 101, the World's Tallest Building Text. / Dennis C. K. Poon, Shaw-song Shieh, Leonard M. Joseph, Ching-Chang Chang // 2004CTBUH World Conference Papers. -Seoul. 2004. - pp. 271-278.

90. Popov, E. P. Capacity of Columns with Splice Imperfections Text. / E.P. Popov, R. M. Stephen //American Institute Of Steel Construction. Engineering Journal. 1977.-Q1-pp. 16-23.

91. Salmon, E.H. Columns Text. / E.H. Salmon. London: Oxford Technics. Public, 1921.

92. Schuller, W. High-rise building structures Text. / W. Schuller. New York, London, Toronto, Sydney: John Wiley & Sons, 1977. - 220 p.

93. Schuller, W. The Vertical Building Structure Text. / W. Schuller. New York: Van Nostrand Reinhold, 1990. - 658 p.

94. Sev, A. Integrating Architecture and Structural Form in Tall Steel Building Design Text. / A. Sev // CTBUH Review. 2001. - Vol. 1. - #2 (Feb.) - pp. 24-31.

95. Steel Construction Manual. 13-th edition Text. Chicago: American Institute Of Steel Construction - 2007. - 1990 p.

96. The Civil Engeneering Handbook. Second Edition Text. / editor W. F. Chen. Cleveland, Ohio: CRC Press LLC, 2003. - 1320 p.

97. Xia, J. Case Study: Shanghai Tower Text. / J. Xia, D. Poon, D. C. Mass // CTBUH Journal. 2010. - Issue II. - pp. 12-18.

Похожие работы

Строительство
05.23.00