автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Особенности использования стальных профилированных листов с гофрами трапециевидного очертания с дополнительными рифами в конструкции кровли

томский государственный архитектурно-строительный университет

4 на пранах рукописи

быкова ольга константиновна

особенности использования стальных профилированных листов с гофрами трапециевидного очертания с дополнительными рифами в конструкции кровли

05.23.01 - Строй-голыше конструкции, здания и сооруяения

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 1997

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строите университете и в ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П.Мельникова (г.№ ва)

Научный руководитель кандидат технических наук, старший научный

сотрудник Э.Л.Айрумян (г.¡.'.сскЕа;

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

В.М.Картопольцев

на заседании диссертационного совета Д 064.41.01 Томского государст венного архитектурно-строительного университета по адресу: 634003, г.Томск, Соляная площадь, 2, ауд.307, корпус 5.

кандидат технических наук

В.В.Катюшин

Ведущая организация Московский государственный строительный

университет

Защита состоится " Ж" 1997 г. в

час

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Н.К.Скрипникова

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. При сооружении строительных объектов конструкция кровли должна удовлетворять критерию минимальной металлоемкости, поэтому необоснованное увеличение толщины профилированных листов, формирующих кровлю здания, является неприемлемым с экономической точки зрения. В настоящее время в строительстве преимущественно.используются настилы с трапециевидным очертанием профиля, предельные возможности которых в работе конструкции исследованы недостаточно. Поэтому исследование и учет, особенностей этой работы настилов обеспечивает более рациональное их использование в конструкции кровель, что особенно важно для географических зон с климатическими условиями, например: характерными для ¡Западной Сибири, где возможны значительные снеговые нагрузки на кровлю.

ЦЕЛЬЮ диссертационной работы является:

научное обоснование возможности снижения удельной металлоемкости

■ ^ ■ .. .

кровли, в конструкции которой использованы стальные профилированные настилы с трапециевидным очертанием'гофров.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи: -

- выполнить анализ эксплуатационных характеристик настилов и методов их расчета;

- для стальных многоскладчатых пластин с трапециевидным профилем, характерным для промышленно выпускаемых профилированных настилов, экспериментально установить зависимость значений относительных деформаций от величины нагрузки;

- исследовать особенности работы различных участков стандартных профилей настилов при статически значимом наборе экспериментальных данных;

- разработать метод расчета допустимой рабочей нагрузки на настил для применяемых в строительстве профилированных листов.

Научная новизна работы:

- разработана математическая модель работы стального профил рованного листа с гофрами трапециевидного сечения с продольными рифами в полках и ступеньками на стенках с учетом возможных в условиях эксплуатации строительных объектов нагрузок на кровлю;

- установлено, что стальной профилированный настил с гофрам трапециевидного сечения, имеющим дополнительные рифы и ступенька имеет запас несущей способности от 5% до 30% за счет повышения жесткости и устойчивости стенок гофров и возможности перераспред ления внутренних усилий при работе конструкции под нагрузкой.

Значение работы для теории и практики:

- теория складчатых тонкостенных пластин дополнена сведения! о. свойствах профилированных настилов с трапециевидным очертанием гофров из.стали, имеющих дополнительное рифление на стенках и полках;

- общепринятый инженерный метод расчета стальных профилиров) ных настилов дополнен логарифмической зависимостью для расчета п] дельной нагрузки, обеспечивающей заданную эксплуатационную надеи' ность конструкции при осуществленной экономии металла.

Реализация результатов работы:

Основные реоультаты исследований использованы: в НИР ЦНИИШ им.Мельникова по теме 656-63-88 "Разработать и внедрить стальной оцинкованный профилированный настил покрытий, имеющий меньшую ма< су и повышенные эксплуатационные свойства, в том числе для шага 6 м, обеспечивающий индивидуальные методы монтажа конструкций здг ний";

- в учебном процессе Томского государственного архитектурно-строительного университета;

- при проектировании и строительстве склада для дорожно-эксплуатационного участка № 131 Витебского облдорстроя.

Апробация работы.

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технической конференции молодых специалистов и ученых "Повышение эффективности и совершенствование проектирования, исследований, изготовления и монтажа металлоконструкций" (Магнитогорск, 198? г.); республиканской научно-технической конференции

*

"Экология и ресурсосбережение" (Могилев, 1991 г.); республиканской научно-технической конференции "Современные изделия и технологии в строительстве" (Новополоцк, 1989 г.); научно-практической конференции "Проблемы и практика строительства в Тюменьской области" (Тюмень, 1990 г.); конференция молодых ученых и специалистов Прибалтики и Белоруссии по проблемам строительных материалов и конструкций (Рига, 1984 г.); научно-технической конференции "Строительные конструкции и расчет сооружений" (Новосибирск, 1995 г.).

На защиту выносится совокупность экспериментально и теоретически установленных зависимостей и данные по рабочим характеристикам промышленно выпускаемым в Российской Федерации стальных профилированных настилов; методика проведения экспериментальных исследований и предложенный метод расчета предельных нагрузок на кровлю.

Методология работы.

Работа основана на классических представлениях теории надежности строительных конструкций и конкретно ее разделе, относящимся к складчатым тонкостенным пластинам. В экспериментах использовано современное контрольно-измерительное оборудование, что обеспечило достоверную информацию о рабочих характеристиках профилированного настила.

Публикации.

Основное содержание работы раскрыто в 5 публикациях.

Объем работы.

Диссертационная работа изложена на//? страницах основного текста, содержит рисунков, в/3 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии, включающей источника и 2 приложения. Общий объем работы •/94 страниц.

Автор выражает признательность сотрудникам ЦНИИПСК им.Мельникова и ТГАСУ за помощь при работе над диссертацией.

содержание работы

Во введении обосновываются актуальность темы, цель и задачи диссертационного исследования, отмечаются новизна работы и ее пр< тическое значение.

I

Впервой главе диссертационной работы осуществлена систематизация тенденций развития конструктивной формы стальных профилиро] ных настилов и проанализированы пути совершенствования методов и: расчета. Начало промышленного производства стальных профилирован: листов в нашей стране можно отнести к 1967 году. Первый опыт мае ного применения профилированного оцинкованного настила осуществл при строительстве главного корпуса Волжского автомобильного заво,

о

(площадь кровли 700 тыс м ). В данном случае настил выполняет фу ции не только ограждающей, но и несущей конструкции, работающей пролетах 3 м.

В настоящее время конструкции кровель с применением стапьно профилированного настила получили широкое распространение. Для и готовления профилированных листов используется оцинкованная мало леродистая сталь с пределом текучести 210...350 МПа, толщиной 0, 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 мм.

Процесс совершенствования стального.профилированного настил шел от идеи волнообразного листа к листу с трапециевидными сечен

ми гофров с гладкими стенками, а затем к оцинкованному профилированному листу с дополнительными уступами на стенках и рифлениями на полках гофров.

Разработка методов расчета настилов как в нашей стране, так и за рубежом производится в направлении наиболее полного учета действительной работы этой конструкции. Стальной профилированный настил рассматривают как конструкцию, состоящую из набора отдельных, связанных между собой пластин. Теоретические основы для расчета металлических конструкций заложил академик Стрелецкий Н.С. В дальнейшем они были развиты и конкретизированы. В частности, Стельмах С.И. предложил математическую модель, пригодную для инженерного расчета многорядовых складчатых конструкций в зависимости от вида нагрузки. Он вывел формулы для определения продольных и поперечных напряжений в складчатых настилах различной формы. Ржаницын А.Р. рассматривает гофрированные профили при работе на изгиб как простую балку, при этом устойчивость и деформации кручения им не учитываются, а профиль рассчитывается по краевым напряжениям .

В настоящее время для практического расчета рекомендована методика, разработанная в УПИ под руководством Тамплона Ф.Ф., на базе которой разработаны в ЦНИИПСК им.Мельникова рекомендации по применению стальных профилированных настилов. Однако они основаны на линейной теории балок. С этой точки зрения стальной профилированный настил, в процессе его работы, рассматривается в предположении прямой пропорциональной зависимости деформаций от величины действующей нагрузки. На самом же деле, при работе настила такая зависимость, начиная со значительных, но допустимых для эксплуатации конструкции, деформаций, является существенно нелинейной. Это объясняется большой гибкостью стенок; особенностью профиля, в частности: обусловленной эффектом упрочнения металла

в переходных зонах при прокатке профилированного листа; перераспр делением внутренних усилий при нагрузке на настил и, наконец, свойствами самой стали, применяемой для производства изделий.

Существенность влияния геометрических и физических параметров конструкции на ее нагрузочные характеристики отмечается в работах Стрелецкого H.H. и Картопольцева В.М. и учитывается влияние в расчетных схемах металлических мостов. Более того, для простых балок возможность работы в нелинейной области с допустимым измене нием относительных деформаций до величины 0,003 разрешает СНиП П-23-81х. Однако, для стальных профилированных настилов научное обоснование пределов эксплуатационных нагрузок на конструкцию выполнено не было, что и обусловило формулировку цели настоящей работы и задач исследования для ее разрешения.

Вторая глава посвящена разработке метода расчета профилирова ных настилов. Существующие методы расчета основаны на следующих допущениях:

- форма поперечного сечения гофров при поперечной нагрузке остается постоянной;

- настил работает как упругая балка на непроседающих опорах;

- нормальные напряжения распределяются равномерно по ширине растянутых полок и рабочих участков сжатых полок;

- материал настила - малоуглеродистая сталь с постоянным пре делом текучести.

Однопролетные настилы расчитывают на прочность и прогиб, а н разрезные - еще и на критическую нагрузку потери местной устойчивости стенок гофров на средней опоре.

Расчет на прочность выполняют в соответствии с формулой

где М - расчетное значение изгибающего момента в рассматриваемом сечении;

Игтил - минимальный расчетный момент сопротивления рассматриваемого сечения настила;

- расчетное сопротивление материала настила;

- коэффициент надежности по назнаиению; Расчет на прогиб выполняют по формуле;

* 150А

где ^р - прогиб от нормативной нагрузки при расположении опор по краям настила;

£ - пролет настила; При расчете на местную устойчивость должно выполняться условие: с- а

О О ¿се

■й Ус ,

&с Ьсл ¿ОС.

где 5 - нормальное напряжение от изгиба; S0 -нормальное критическое напряжение; б^ - местное напряжение; 6а(х- местное критическое напряжение; - коэффициент условия работы. Местная устойчивость стенок ступенчатого поперечного сечения проверяется по формуле :

hoi ^ ha ■ ho& 4 h0,

где h„- наибольшая допускаемая высота изгибаемой стенки гофра; hOÍ,h,z- высота отсеков стенки гофра от ступеньки и до ступеньки.

Рассматриваемый в диссертации настил схематично можно представить в поперечном сечении как тонколистовую многопролетную пространственную систему. Теоретическое описание напряженно-де-

формированного состояния (НДС) такой системы при статической работе вызывает большие трудности. Это обусловлено тем, что на фактическую несущую способность и жесткость настила существенное влияние оказывают следующие факторы:

- возможность местной потери устойчивости сжатых граней;

- различное напряженное состояние полок гофров в пролете и на опорах;

- поперечное смятие стенок на опорах при местном давлении.

Поэтому в исследованиях в пределах упругой работы сечения

профилированные листы рассмотрены упрощенно как балки, работающие по стержневой расчетной схеме-разрезной либо неразрезной. Внутренние условия определены по обычным правилам, принятым для упругих систем.

Рассмотрим схему работы неразрезного настила: интерес представляет надопорная его часть, где значение изгибающего момента наибольшее и в этом сечении стенка гофра работает в условиях сложного напряженного состояния, которое создаётся действием значительных сжимающих напряжений и местных нормальных напряжений, возникающих в месте контакта стенки гофра с прогоне При этом в узких полках настила возникают продольные сжимающие напряжения, а в широких полках - растягивающие. С ростом нагру: ки стенки гофров выпучиваются во внутригофровое пространство. Происходит уменьшение высоты гофра. Часть стенки в пределах зо! ее сопряжения с полкой и опорой исключается из работы. Таким о( разом, на опоре уменьшается момент сопротивления профиля и частично перераспределяется изгибающий момент с промежуточных опо] в пролеты, и настил начинает работать по схеме более близкой к разрезной. После перераспределения моментов в пролет резко воз растают прогибы, и в сжатых широких полках появляются волны.

При дальнейшем росте нагрузки широкие сжатые полки в пролете, а затем и стенки теряют устойчивость в зоне максимального изгибающего момента в пролете. Появляется излом, свидетельствующий, что несущая способность профиля исчерпана.

Несущая способность настила при однопролетной разрезной схеме работы определяется НДС в пролете. Широкие верхние полки настила обычно работают на сжатие, прогиб растет, появляются необратимые волны, и настил теряет устойчивость и несущую способность. Во многих случаях предельной является нагрузка, соответствующая значению допустимого прогиба.

В диссертационной работе использован метод статического расчета произвольных пластинчато-стержневых конструкций на прочность и устойчивость с учетом рекомендаций по применению стальных профилированных настилов нового сортамента в утепленных покрытиях производственных зданий, разработанный ЦНИИПСК им.Мельникова. При этом учитываются следующие допущения:

- условие невосстанавливаемости геометрических размеров настила в соответствии с энергетической теорией прочности;

- деформации настила в продольном направлении в соответствии с законом совместности деформаций;

- результаты расчета по прочности, выполненные независимо от расчетов устойчивости и жесткости;

- стенки гофров сохраняют устойчивость до предельной нагрузки;

- относительные пластические деформации не должны превышать величины 0,003 согласно СНиП П-23-81х;

- нагрузка сосредоточена в узлах системы.

Расчетный элемент разбит на плоские треугольные конечные

элементы с соотношением сторон 3/5, причем в интересующих нас

сечениях (у опоры и в середине прслета плотность разбивки больше.

В результате расчета получены значения перемещений, напряжений, деформаций конечных элементов. Нагрузку, соответствующую наиболее опасному сечению, можно принять расчетной предельной нагрузкой на настил. На основании выполненных расчетов построены зависимости относительных деформаций от нагрузки для сталей с разными прочностными характеристиками и i -ым числом пролётов для настилов, образованных из стальных профилированных листов с гофрами трапециевидного сечения, например: для настила работающих под нагрузкой по двухпролетной расчетной схеме (рис.1).

Совокупность полученных расчетных данных позволила предложить логарифмическую апроксимацию, для инженерных расчетов:

la •& * &■ ф -U) ф (cjL - ди),

J К ' с

где - коэффициент, зависящий от вида расчетной схемы;

относительные деформации, соответствующие нелинейной и линейной области работы материала конструкции; д. - расчетная нагрузка;

- нагрузка, соответствующая линейной области работы

материала;

& - коэффициенты, полученные методом наименьших квадратов

Отсюда имеем следующую формулу для расчета предельной нагрузки по прочности:

Ql Lw - ——о ■ (iLep ~ Еш) , J к -¿~

где а - функция, зависящая от геометрических характеристик.

В работе определен запас несущей способности в настилах из

профилей, изготовленных в соответствии с ГОСТ 24045-86, он находи!

ся в пределах от 5% до ЗОХ в зависимости от марки листа, от прочие ных характеристик стали и схемы расположения опор.

Рис. 1. Зависимости относительных деформаций от

величины нагрузки, рассчитанные пс предложенному методу, для Н 75-750-0,9

Расчет, выполненный по критерию предельно-допустимых нагрузс показал следующее:

- стальной профилированный настил, выпускаемый по ГОСТу 2404Е при работе по многопролетной неразрезной схеме,обладает запасом и щей способности, по отношению к ранее принятым предельным значени в среднем от 5% до 30% в зависимости от марки настила и прочности характеристик стали и для конкретных марок находится в пределах:

- стальной профилированный настил при работе по однопролетно схеме обладает запасом несущей способности от 3% до 6%. Таким обр зом, по полученным данным прослеживается закономерность, свидетел вующая о существенном влиянии формы поперечного сечения и схемы р положения опор на эксплуатационные свойства стальных профилирован настилов.

Третья глава содержит сведения о выполненных натурных испыта наиболее типичных образцов стальных профилированных настилов. Исп тания проводились по одно- и двухпролетной схемам с пролетами Зм

Испытательная установка представляет собой прямоугольную сил вую раму с размерами по осям 3x6 м, состоящую из спаренных двутав ров, установленных на трех опорах и прикрепленных анкерами к сило му полу, на балки опираются поперечные прогоны (швелеры), прогоны между собой соединяются обвязочными и диагональными связевыми шве лерами (рис.2). К поперечным прогонам привариваются пластины для опирания настила. Настил располагается на опорных пластинах и кре пится к ним самонарезающимися винтами в каждой волне, начиная от

Н 75-750-0,8 Н 75-750-0,9 Н 114-600-1,0 Н 114-750-1,0 Н 114-750-0,9 Н 114-750-0,8

от 5% до 29% от А% до 30%

от 3% до 9% от 2% до 6% от 3% до 5%

от 5% до 16%

Рис. 2. Испытательный стенд, схема - двухпролетная

продольного края. Затем панель, состоящая из прогонов и образца, устанавливается настилом вниз на силовую раму.

Между полом и образцом располагались пневматические мешки, обеспечивающие равномерное распределение нагрузки на образец настила.

Нагрузка и разгрузка производилась ступенями. После приложения каждой ступени на испытываемую панель производились следующие контрольные измерения:

- прогибов в середине пролета;

- изменений размеров сечения профиля вдоль и поперек гофров;

- относительных деформаций в пролете;

- прогибов прогонов ;

- податливости силовой рамы и т.д.

Деформации измерялись тензодатчиками, прогибы - прогибомерам! деформации от смятия гофров не средней опоре и податливость рамы измерялись индикаторами часового типа.

В связи с возможным технологическим разбросом механических х. рактеристик материала экспериментальных образцов были проведены и> пытания плоских и угловых образцов (по ГОСТ 1497-73) на растяжение

Проанализировано НДС профилированных настилов, испытанных по двухпролетной и однопролетной схемам.

Несущая способность настила при неразрезной двухпролетной сх ме в основном зависит от НДС граней гофров на промежуточных опора где значение изгибающего момента наибольшее, и стенка гофра работ в условиях сложного напряженного состояния, характеризуемого разв нормальных сжимающих напряжений и значительных местных напряжений от опорных реакций. В этих сечениях наряду с продольными относите ными деформациями определялись поперечные относительные

деформации на плоских участках наклонных граней. Относительны деформации измерялись также в сечениях настила в середине пролет;

Для натурных испытаний выбрано два типа профилированного настила с характерными очертаниями профиля: настил Н 75-750-0,9 (Н 75), имеющий риф на полке гофра и ступеньку на каждой из его стенок, и настил Н80-674-1,0 (Н 80), не имеющий таких дополнительных элементов жесткости на гофре.

При испытаниях настила Н75 в стенке под уступом сжимающие напряжения возрастали почти линейно, над уступом - нелинейно, причем, нелинейность с увеличением нагрузки была более явно выраженной, и напряжения в нижней части стенки были значительно больше, чем в верхней (рис.3).

о

При нагрузке 2 кН/м (в климатических условиях, характерных

для Сибири, соответствует среднестатистическому значению массы

снега 3,6 тонн, приходящихся на одну панель настила) по краям

опорной пластины на средней опоре произошло местное смятие узких

полок вдоль пластины. Остаточные деформации в этом сечении сос-

о

тавили 2 мм. При нагрузке приблизительно 5,0 кН/м (в условиях Сибири соответствует возможному насту лишь в исключительные снежные зимы) напряжение в нижней части стенки достигали значений, приводящих к нелинейной зависимости относительных деформаций от нагрузки. Высота стенки уменьшилась на 3,7 мм, но при этом устойчивость стенок на опоре сохранилась. Прогибы возрастали и напряжения в пролете возрастали линейно, что свидетельствует о сохранении настилом несущей способности. При дальнейшем росте нагрузки

стенки гофров на опоре продолжали выпучиваться и при нагрузке,

2

равной 11,4 кН/м произошла местная потеря устойчивости.

Смятие узких полок рядовых гофров на средней опоре было незначительным до нагрузки 5 кН/м^/л Ь = 0,7...1,9мм/. При

большей нагрузке смятие этих полок увеличилось и его величина дос-

р

тигла 4,8...6,5 мм при нагрузке 10,4 кН/м . В месте стыка двух

д, *.й/мг

— - \ W НА кИ/и2

& 6 уА ^А ^

2 s\ 6 А\ аУ У

v \ 4 S //

\ 2/ 7 ^ У

Jj'S

н»

со

ЪОО

■б,МПа

200 {00 0 100 200

Рис. 3. Ьоперечные напряжения в стенках центрального гофра на средней опере /Н 7o-?oC-G,9/

4- ^МЛа

листов настила величина смятия полки меньше в среднем на 25%,

чем в середине ширины профлиста. Высота гофров на средней опоре

р

изменялась незначительно вплоть до нагрузки, равной 5 кН/м .

При нагрузке 8,5...9,5 кН/м^ ( л1г = 3...5 мм) зависимость

приобретает пологий характер, и при нагрузке 10,0 кН/м^ = 5,2...7,0 мм). Несмотря на местное смятие, потеря устойчивости

стенок гофров не произошла.

В настиле Н80 в нижней части стенки напряжения возрастали

почти линейно, на среднем участке и в верхней части - нелинейно,

р

причем на среднем участке гладкой стенки при нагрузке 7,0 кН/м произошла потеря местной устойчивости. В нижней части стенки при этой же нагрузке поперечные напряжения достигали предела текучести стали. После этого резко возрастали прогибы в пролетн-ных сечениях, что свидетельствует о перераспределении момента с промежуточной опоры в пролет, несмотря на линейный характер работы металла в большей части опорного сечения.

Экспериментом было установлено, что максимальные напряжения в растянутой широкой полке настила Н75 приблизительно в 1,15 раза больше, чем в настиле Н80. Напряжения же в узких сжатых полках обоих профилей почти не отличаются. В настиле Н75 напря-

9

жения сжатия в узкой полке растут до нагрузки 5 кН/м и достигают предела текучести, при дальнейшем увеличении нагрузки напряжения падают, что свидетельствует о местном смятии. Такое

2

же явление наблюдается в настиле Н80, но при нагрузке 7,2 кН/м .

В широких растянутых полках настила Н75 над средней опорой продольные напряжения распределялись неравномерно по ширине полок - по продольным краям напряжения были значительно выше, чем вдоль рифа жесткости. С увеличением нагрузки эта разница напряжений возрастала и соотношение краевых и срединных напряжений достигало 1,7-2,0.

В пределах плоских участков между рифом и продольными краями широких полок напряжения распределялись более равномерно. Нормальные напряжения в середине широкой полки настила Н80 больше, чем у настила Н75 за счет наличия продольного рифа в полке. В пролетных же сечениях настила Н75 нормальные напряжения сжатия в широких полках распределялись пости равномерно по ширине полки. В настиле Н80 нормальные напряжения сжатия распределялись неравномерно по ширине широкой полки, снижаясь к её середине,и составляя 30% от краевых напряжений, а растягивающие напряжения в тех же пролетных сечениях распределялись почти равномерно по всей ширине узких полок Н75 и Н80, и отличались на

1 величину составляющую 15%. Настил Н75 потерял несущую способност

о

в пролете при нагрузке 11,4кН/м , а Н80 - при нагрузке 10,4 кН/м

Сравнение результатов испытаний и расчета двух видов настилов, работающих по двухпролетной схеме, представлены в таблице. Из нее видно, что стальной профилированный настил Н75

сохраняет местную устойчивость стенок гофров на средней опоре

р

до предельной нагрузки, равной 11,4 кН/м , расчетная же предель-

р

ная нагрузка, по предложенному методу, равна 11,0 кН/м , что на 18% больше, чем при расчете по рекомендациям ЦНИИПСК им. Мельникова.

Для настила Н80 расчетная нагрузка по условию потери несущей способности значительно превышает критическую нагрузку потери устойчивости, поэтому расчетная нагрузка для такого рода настилов не может быть повышена.

В диссертационной работе так же исследован настил, лежащий на прогонах по краям панели (однопролетная схема), в этом случае возможно увеличение существующей предельной нагрузки на 5...6%.

Таблица

Состояние настила Предельные нагрузки, кН/м^

Н 75-750-0.9 Н 80-674-1,0

расчетная экспери-менталь ная расчетная экспери-менталь ная

по ре- предло-коменда- женный циям метод по ре- предло-коменда- женный циям метод

Потеря несущей способности по прочности 9,3 11,0 11,4 11,3 11,5 10,4

Прогиб 12,9 - 11,2 15,8 - 9,3

Потеря устойчивости стенок гофров на опоре 11,2 - 11,4 7,35 - 7,0

В четвертой главе определена область применения предложенного метода расчета предельных нагрузок на настил и намечены перспективы дальнейших исследований.

заключение

1. В диссертационной работе исследованы вопросы работы стальных профилированных листов с гофрами трапециевидного очертания в несущих конструкциях кровель при разрезных и неразрезных системах опирания на прогоны.

2. Установлено, что фактически несущая способность стальных профилированных настилов с гофрами трапециевидного очертания,

имеющих рифы в полках и ступеньки в стенках, до 30% превышает расчетную, исходя из условия линейного и нелинейного характера работы наиболее напряженных участков крайних волокон.

3. Увеличение значения существующей предельной нагрузки на стальной профилированный настил со сложнопрофильными гофрами трапециевидного очертания для случая крепления листа к нескольким прогонам с шагом 2 в продольном направлении объясняется сохранением местной устойчивости стенок гофров н промежуточных опорах и широких полок в пролетах, за счет нал чия рифов в полках и ступеней в стенках.

4. Значение предельной расчетной нагрузки на стальной п; филированный настил для случая опирания на прогоны по краям листа увеличивается до 6%, за счет сохранения местной устойчивости широких полок в пролете при наличии рифа и прогибах не превышающих предельной величины.

5. На основе проведенных экспериментальных исследований натурных моделей стальных профилированных настилов подтверждена справедливость принятых теоретических предпосылок, изучена действительная работа конструкции и выявлены резервы их несущей способности.

6. В диссертационной работе представлен метод расчета по прочности на основе логарифмической зависимости, учитываю щей выявленные особенности работы под нагрузкой стальных про филированных настилов.

7. Совокупность выполненных исследований представляет как научный, так и%практический интерес при проектировании конструкций покрытия с использованием стальных профилированн листов с гофрами трапециевидного очертания для промышленных

зданий и сооружений, в особенности для климатических условий, характерных для Западной Сибири.

задачи дальнейших исследовании

1. Изучить работу стальных профилированных настилов за пределом упругости при развитии значительных пластических деформаций.

2. На основе оптимальных решений по весу и стоимости разработать новые формы очертаний сечений стальных профилированных листов.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Айрумян Э.Л., Беляев В.Ф., Вирбол O.K. Исследование и расчет новых типов тонкостенных профилированных настилов из оцинкованной стали для покрытий зданий/ Материалы НТК, Таллин, 1986. - с.10-11.

2. Вирбол O.K., Айрумян Э.Л. Резервы несущей способности профилированных стальных настилов./ Строительство и архитектура. ВНИИИС, - М., серия 10, вып.12, 1987. - с.2-7.

3. Вирбол O.K. Напряженно-деформированное состояние профилированных настилов в упругой и упруго-пластической стадии./ Сборник статей ЦНИИПСК, - М., 1989. - с.20-22.

4. Быкова O.K., Крайнов A.B. 0 резерве несущей способности стальных профилированных настилов./ Материалы НТК, Новосибирск,. 1995. - с.10-11.

5. Быкова O.K. К вопросу оценки несущей способности

стальных профилированных настилов./Материалы НТК, Нсвспслсдш, -с. 38.