автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и устойчивость стальных изгибаемых элементов с регулярной и нерегулярной шахматной перфорацией стенки

На правах рукописи

¿у

Ильина Анна Александровна

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТАЛЬНЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С РЕГУЛЯРНОЙ И НЕРЕГУЛЯРНОЙ ШАХМАТНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ СТЕНКИ

05.23.01- Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2004

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА ВО ВЛАДИМИРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Коваль Юрий Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Капустин Сергей Аркадьевич,

кандидат технических наук, профессор Колесов Александр Иванович

Ведущая организация

ОАО НИПИ «Промстальконструкция» (г. Москва), ООО «Промстальконструкция» (г.Нижний Новгород).

Защита состоится «17» июня 2004 г. в_ часов на заседании диссертационного совета Д.212.162.03 при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «11» мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Н.М.Плотников

ент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Эффективность прокатных балок можно увеличить без дополнительного расхода металла, только за счет изменения высоты стенки. Удачной реализацией такой идеи являются так называемые развитые балки. Несложные операции роспуска стенки по ломаной линии, раздвижки получившихся частей с последующей сваркой их по высгулам позволяют значительно увеличить высоту балки по сравнению с исходным профилем. Такие конструкции принято называть профилями с перфорированной стенкой или просто перфорированными балками. В зависимости от очертания линии реза различают сквозные двутавры с линейной, шахматной или раскосной перфорацией стенки.

Несущая способность изгибаемых перфорированных конструкций в 1,3-1,5 раза превышает несущую способность исходных профилей за счет увеличения моментов инерции в 1,5-2,0 раза. Эти качества, в сочетании с компактностью, высокой степенью транспортабельности и приспособленности к автоматизированному изготовлению делают их конкурентоспособными с решетчатыми конструкциями. Двутавры с перфорированной стенкой обеспечивают 25-30% экономии металла по сравнению с прокатными двутаврами такой же высоты и дешевле последних на 15-25%. По трудоемкости изготовления они на 25-35% эффективнее сварных двутавров.

Перфорированные балки являются экономичными в том случае, когда дополнительные расходы на изготовление перекрываются стоимостью сэкономленного металла. До появления скоростной высокоточной резки металла процесс их изготовления был весьма трудоемким, что ставило под сомнение экономичность применения таких балок. Современная техника резки и сварки (плазменная, лазерная) позволяет достаточно быстро и качественно изготовлять перфорированные конструкции с минимальными трудозатратами.

Профили с перфорированными стенками используются в производственных зданиях в качестве ригелей и прогонов покрытий, балок перекрытий рабочих площадок, в крановых конструкциях легких режимов работы, в мостах малых пролетов, в качестве элементов каркаса градирен, в шедовых покрытиях, в колоннах и ригелях рамных конструкций.

Особый интерес вызывают развитые балки, в которых пустоты стенки распределены в два ряда. Такие балки в ряде работ получили название конструкций с шахматной перфорацией. Термин «шахматная перфорация» прочно вошел в строительную литературу, Конструкции с

шахматной перфорацией имеют преимущество перед элементами с другими видами перфорации, поскольку их жесткость постоянна по всей длине элемента.

Недостатками перфорированных балок являются концентрация напряжений в сварных швах и углах сквозных отверстий, а также наличие ослабленных зон, которые могут потерять устойчивость.

Перфорированные балки с линейной перфорацией изучены настолько, что методика их проектирования и расчета включены в действующие нормы. Балки с шахматной перфорацией не изучены в достаточной степени и нуждаются в дополнительных исследованиях для обеспечения их надежности.

Развитие вычислительной техники и пакетов прикладных программ позволяет исследовать пространственные конечно-элементные (КЭ) модели перфорированных балок, что дает возможность детально изучить НДС конструкции и проводить инженерные расчеты с высокой точностью.

Целью диссертационной работы является исследование балок с шахматной перфорацией стенки.

При этом решены следующие задачи:

- Повышение эффективности балок с шахматной перфорацией стенки.

- Изучена возможность применения конструкций с шахматной перфорацией при действии локальных неподвижных нагрузок.

- Изучена действительная работа балок под нагрузкой и на основе этого разработаны практические рекомендации по проектированию изгибаемых конструкций с шахматной перфорацией стенки.

Научная новизна работы:

- расчетным путем, на основе анализа КЭ моделей, исследовано напряженно-деформированное состояние балок с шахматной перфорацией стенки, определены конструктивные ограничения, обеспечивающие местную устойчивость, и в результате этого получена новая конструкция - балка с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, т.е. балка у которой сквозные отверстия имеют неодинаковую ширину по высоте стенки;

- расчетно-экспериментальным путем выявлено напряженно-деформированное состояние балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, на основе которого получены параметры реза исходных прокатных профилей;

- разработаны объемные конечно-элементные модели балок с шахматной перфорацией стенки, позволяющие получить новые данные об их напряженно-деформированном состоянии.

Практическая значимость работы заключается в разработке инженерной методики расчета и рекомендаций по проектированию и расчету стальных балок с шахматной перфорацией стенки, что позволяет экономить материал и затраты на изготовление по сравнению с аналогичными типовыми конструкциями.

Внедрение результатов работы

Результаты исследований и метод инженерного расчета стальных балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки использованы при разработке проектно-конструкторской документации по реконструкции производственного корпуса ООО «Владимирское молоко». Разработанные развитые балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки применены в конструкции светового фонаря ОТК «Северная линия торговых рядов» а г. Владимире в качестве основных несущих конструкций катучих мостовых площадок обслуживания свегопрозрачного покрытия комплекса.

Апробация работы

Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались:

- на научно-технической конференции «Итоги строительной науки -2003» ВлГУ, Владимир, 2003 г.;

- на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов «Архитектура и строительство - 2004», ННГАСУ, Нижний Новгород, 2004 г.

На защиту выносятся:

- новая конструктивная форма балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов с шахматной перфорацией стенки;

- методика расчета балок с шахматной перфорацией стенки.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 185 страниц, в том числе 67 рисунков, 10 таблиц, библиографический список, включающий 97 наименований, и 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определяются цели исследования, указаны научная новизна и практическая значимость выполненной работы.

В первой главе дан обзор работ, посвященных вопросам, рассматриваемым в диссертации. Рассмотрен опыт применения конструкций с перфорированными стенками. Перфорированные элементы широко применялись и применяются как в России, так и за рубежом.

Анализ литературных источников теоретических и экспериментальных исследований показал, что большинство вопросов, касающихся балок с линейкой перфорацией стенки, решены достаточно полно. К наиболее важным работам в зтой области относятся исследования: Н.П. Мельникова, Е.И. Белени, Ю.М. Дукарского, М.М. Жербина, М.А Жандарова, Я.А. Каплуна, М.М. Копылова, Я.И. Олькова, Г.М. Острикова, А.И. Перич, Н.И. Скляднева, Ю.М. Симакова, В.В. Холопцева, Ю.А. Чернова, Т. Гибсона. X. Кейтса, Г, Коврада, Е. Каллоса, Ф. Фальтуса и многих других ученых.

Опыт эксплуатации выявил существенный недостаток балок с линейной перфорацией - неудовлетворительную работу на поперечную силу в зоне ослаблений и снижение несущей способности таких балок до 10 % при локальных нагрузках.

Балки с шахматной перфорацией стенки в значительной степени избавлены от этого недостатка, поскольку имеют постоянную жесткость по всей длине элемента. Однако до конца 80-х годов они не находили применения из-за недостаточности теоретических и экспериментальных исследований их работы и технологических способов изготовления.

Во Владимирском политехническом институте Заборским А.А. и Песковым В.А был предложен технологичный способ изготовления балок с шахматной перфорацией стенок, который, в отличие от других, позволяет получить шахматную перфорацию из исходной заготовки резкой стенки по непрерывной ломаной линии за один проход (рис.1).

Г , Г" \ <

- * 7 <— 1

' !.................> ............ 'Л ч Г5 - * ч

Рис.1. Раскрой исходного профиля и ютовая балка

В зависимости от очертания линии реза можно получить сквозной двутавр с восьмигранными и шестигранными отверстиями в стенке. Такие двутавры с перфорированной стенкой пригодны как при равномерно распределенной, так и сосредоточенных нагрузках.

Деформации стенки в балках с шахматной и линейной перфорацией при потере устойчивости значительно отличаются. Поэтому для обоснования устойчивости балок с шахматной перфорацией требуются дополнительные теоретические и экспериментальные исследования.

Эффективность сквозных двутавров в значительной степени зависит от схемы роспуска исходной заготовки. Чтобы получить перфорированную балку минимальной стоимости, должны быть минимизированы: длина резки, длина сварных швов и количество свариваемых участков. Однако уменьшение стоимости изготовления не должно приводить к существенному уменьшению несущей способности. Поэтому необходимо оптимизировать параметры реза балок с шахматной перфорацией стенки с целью повышения несущей способности.

Во второй главе приводятся теоретические исследования: исследование напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов с шахматной перфорацией стенки; определение параметров реза исходного двутавра; изучение вопросов общей и местной устойчивости; изуучение местных напряжений в узлах балочных клеток.

Для изучения балок с шахматной перфорацией стенки были созданы и исследованы объемные конечно-элементные модели, максимально приближенные к натуральным конструкциям (рис.2). Наличие в стенках таких балок многогранных отверстий требует проведения дополнительных исследований.

Аналитическое решение для перфорированных балок ведет к составлению и решению дифференциальных уравнений с очень сложными граничными условиями; решение усложняется наличием многосвязных контуров. Совершенно естественным является использование численных методов решения. Методы диакоптики, для которых имеется достаточная программная база, реализуют, в основном, различные варианты метода сеток, метод конечных элементов и метод граничных элементов. По-видимому, наиболее приемлемым к реальным конструкциям служит метод конечных элементов, в котором анализируются отдельные, достаточно малые части конструкции с их действительными физическими и геометрическими характеристиками, а условиями правильной «сшивки» в исходную модель являются условия неразрывности деформаций. В данной рабоге использованы объемные

Расчетная схема балки

М<Э»«_Х

г.(, 1в$8«.*438

г ®®а

! .33:>«8г<8$3

8. «1810585815 -».6758Е<857

-2.87»«Е-»8$8

04

Рис 2 Напряжения Иг (Па) по всей длине балок с нерегулярной шахмагшй перфорацией (¡резулкгагг расчет в нротрамме СО$МОЧ/М)

симплекс-элементы с точным соблюдением условий неразрывности в узловых точках и линейным распределением перемещений между ними (Solid). Сходимость результатов обеспечивалась возможностями программного комплекса (ПК) COSMOS/M и многократными тестовыми прогонами ряда решенных задач, выбранных в качестве эталонов.

Численные расчеты стальных балок разных типов и номеров двутавровых профилей, разных пролетов, показали, что шахматная перфорация стенки балки эффективна не во всех балках. К такому же выводу в 1966 году в Германии пришел Kovrad H. Его опыт применения конструкций с линейной перфорацией показал, что для балок длиной 812 м экономически целесообразно их изготовление из двутавров высотой 240 мм и более. Перфорированные балки с шахматной перфорацией целесообразно изготавливать из профилей типа Б и Ш 20 и выше номера. Исследованию подверглись балки пролетом 12 и 18 м, раскроенные из двутавров типа Б и Ш с 20 по 60 номера профиля. Варьировались параметры: глубина реза, длина перфорации, размеры скосов.

Проведенный численный анализ позволил сформулировать некоторые принципы выбора геометрических параметров таких балок;

- перфорированные балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки целесообразно изготовлять из двутавров типа Б и Ш (ГОСТ 8239-89);

- оптимальной относительной глубиной реза для вспомогательных балок с шахматной перфорацией является 0,75-0,80 (предельный прогиб f<L/250). Критерием выбора асж является расчет на местную устойчивость, для - максимальные напряжения в углах сквозных отверстий;

- оптимальной относительной глубиной реза для главных балок с шахматной перфорацией является 0,80-0,90 (предельный прогиб

f<L/400). Критерием выбора веж (в зависимости от гл. реза) является расчет на местную устойчивость и максимальные напряжения в углах сквозных отверстий;

- перфорированные кран - балки имеют большой резерв по обеспечению местной устойчивости. Это объясняется тем, что предельный прогиб (f<L/500) мал и напряжения, влияющие на потерю местной устойчивости, не достигают критической величины. Определяющими в выборе глубины реза являются максимальные напряжения в углах отверстий, под которыми приложена нагрузка, поэтому нижнюю часть рекомендуется делать более массивной, т.е. выбирать для нее меньшую относительную глубину реза tt. Нужную высоту балки можно получать за счет увеличения для верхней

части балки. Нерегулярную шахматную перфорацию применять для кран-балок с ездой понизу нецелесообразно. Инженерный метод предполагает анализ условной достаточно простой стержневой расчетной схемы (рис. 3). Усилия в решетке с точностью до 7-9% совпадают с усилиями а межперфорационных перегородках. По усилиям в поясах определяется минимально возможная площадь сечения поясов А и устойчивость сжатых поясных элементов. Конструкционный расчет прочности элементов решетки проводится по минимальной плошали перемычек. Этой частью инженерного расчета определяется высота проектируемой конструкции. Кроме этою, табулированы основные характеристики перфорированных балок с шахматным расположением отверстий, позволяющие по обычной балочной расчетной схеме подбирать калибры проката в соответствии с требуемыми моментами сопротивления и инерции.

РисЗ Расчетная схема балки с шахматной перфорацией стенки в виде фермы с параллельными поясами и треугольной решеткой

Прочность балок с регулярной и нерегулярной шахматной перфорацией проверяется в середине пролета (в месте максимального моменга МО) В точках 1~4 и в точках 5-8, находящихся в $оне действия максимальной поперечной силы (рис. 4), по формулам:

Точка! ^-¿ЯуУс

Точка 2

(V "и

у,

*х - -"<*,тах

А/ И Опирает , в Точка 4 -

Точка5 (1)

'х -''«.пил У и

где Лд и Ан - площади сечений соответственно верхнего и нижнего тавров;

Мв - изгибающий момент в середине пролета;

М - изгибающий момент в сечении балки распределяющийся по поясам пропорционально их жесткости:

- для верхнего тавра

■ для нижнего тавра

Он

поперечные силы, воспринимаемые лавровыми

сечениями и равные и

где Q-

поперечная сила в сечении балки;

и 1Н - моменты инерции верхнего и нижнего тавровых сечений относительно собственных осей, параллельных полкам;

момент инерции сечения балки с отверстием относительно оси

'х

х-х;

W.

е,т ж

W.

e,min

наибольший и наименьший моменты

сопротивления верхнего таврового сечения;

и - наибольший и наименьший моменты

' н.шах " " н,тт

сопротивления нижнего таврового сечения; - расчетные сопротивления проката;

уе - коэффициент условий работы;

- коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению.

Если при определении прогибов сплошностенчатых балок сдвиговыми деформациями можно пренебречь, то для перфорированных

и

и

Рис 4 Схема участка балки с перфорированной стенкой к расчст> на прочность

а) - ссредши пролета - отверстие в сжатой зоне,

б) - середина прочета- отверстие в растянутой зоне,

в) - яриопориая зош

этого делать нельзя, поскольку дополнительный прогиб oт поперечной силы в них намного существеннее.

Для оценки жесткости балок с регулярной и нерегулярной шахматной перфорацией стенки можно применить приближенную формулу' для определения прогиба в середине пролета:

/ = /0+/ь (2)

где уЬ - прогиб в середине пролета однопролетной сплошностенчатой

балки с постоянной жесткостью

5

384 £/.

(для равномерно

распределенной нагрузки):

/I - прогиб сквозной балки в середине пролета от изгиба поясов и участков стенки. Для балок с шахматной перфорацией стенки прогиб рекомендуется определяеть по следующей зависимости:

где - моменты инерции стенки и тавров.

Для более приближенного определения прогиба можно

5

использовать следующую зависимость:

/ -

384 £/,

(3)

момент инерции сечения перфорированной балки с учетом

где 1х с отв. отверстия.

Расхождения в определении прогибов по зависимостям 2 и 3 составляют 0,5-1,4%.

Выбор параметров реза в значительной мере определяет эффективность перфорированной балки. Несущую способность и жесткость такой балки в основном определяют высота полученного сечения, длина ослабленных участков стенки и их расположение.

Основные затраты при изготовлении балок связаны с длиной линии реза и длиной сварных швов, соединяющих части перфорированной балки. Малая ширина отверстия повышает надежность работы балки, но увеличивает длину реза и наоборот - при большей ширине отверстия снижается несущая способность балки из-за потери местной устойчивости пояса в зоне ослабления, но уменьшается длина реза. Предлагаемая конструкция - сквозная балка с нерегулярной шахматной перфорацией более экономична по стоимости изготовления, чем балка с регулярной шахматной перфорацией, за счет уменьшения длины реза (710%) и сварных швов (20-30%), Достигается это за счет увеличения

ширины нижнего отверстия. Длина верхнего отверстия ограничена расчетом на местную устойчивость сжатого пояса.

Определение параметров реза у балок с шахматной перфорацией стенки состоит в нахождении главных варьируемых параметров, дающих максимальную несущую способность: глубина реза; размер скосов - п и с; длина приопорной зоны - К, длина перфорации сжагой зоны - вглг, длина перфорации растянутой зоны - Яраст (рис. 5).

Глубина реза определяется произведением

гл. реза = а^Ну (4)

где а - относительная глубина реза;

к - высота исходного двутавра.

Длина сварного шва

I = но не менее 40 мм. (5)

Минимальная длина сплошностенчатого участка над опорой определяется углом 45°, т.е. К^Н.

\ ребро жесткости

Рис 5 Параметры реза исходного двутавра и готовая балка с нерегулярной шахматной перфорацией стенки

Критерием выбора Осж является расчет на местную устойчивость. В соответствии со СНиП Н-23-81* длина перфорации сжатой зоны должна удовлетворять следующему условию:

(б)

где асж - длина перфорации;

i -радиус инерции сечения малого тавра;

Е - модуль упругости;

Ry - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу но

предел}' текучести;

ус - коэффициент условий работы;

А - площадь сечения малого тавра;

N- усилие в малом тавре.

Анализ устойчивости сжатого тавра проводился численно с применением ПК COSMOS/M (рис.6). Из сжатой зоны объемной конечно-элементной модели балки выделялся малый тавр в середине пролета. Действие на него остальной части балки заменялось усилиями, определенными из расчета целой балки. Результаты численного исследования разнятся с инженерным методом расчета в пределах 5-7%.

Стандартные размеры прокатных двутавров имеют значительный резерв по местной устойчивости стенок, который можно использовать при изготовлении балок с перфорированными стенками без введения в конструкцию дополнительных элементов.

Стенка перфорированной балки может потерять устойчивость в зоне действия максимальных поперечных сил. Потеря местной устойчивости характеризуется поворотом пластинки относительно ее"" оси (рис.7). Приближенная расчетная схема этой части стенки представляется пластинкой переменной ширины (рис.8). Пластинка жестко закреплена в зоне поясов и имеет свободные грани по высоте.

Жесткость ослабленного участка стенки изменяется по степенному

Критическая нагрузка, при которой такая пластина потеряет устойчивость, определяется зависимостью

ж 2Е1

Ркр- К

I*

(7)

Некоторые значения К даны в табл. 1, в соответствии с вычислениями академика А.Н. Динника.

1шт/| 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

К - 2,064 2.653 3,147 3.585 4

Для обеспечения местной устойчивости стенки принято условие:

< Л'рас « (8)

где - усилия в рассматриваемой части стенки

Для определения этих усилий перфорированная балка рассматриваемся как условная ферма с треугольной решеткой такой способ является приближенным

МКЭ позволяет более точно проводить анализ устойчивости ослабленного участка стенки, поскольку учитывает сложное напряженное состояние стенки

I

Р

v х

Рис 8 Расчетная cvcva en. ни» перфорированной балки

Общая устойчивость перфорированных балок, с шахматной перфорацией стенки исследовалась методом конечных элементов с применением ПК COSMOS/M (рис 9) Результаты показали незначительное влияние отверстий в стенке на общую устойчивость балок (1-3%) по сравнению со сплошностенчатыми конструкциями

Расчетная vncwï*

Рис.9. Потеря устойчивости перфорированной балкой (результат расчета в программе COSMOS/M)

Si

Рис. 10. Местные напряжения су (Па) при сопряжений балок - главной и вспомогательной (контактная задача решена в программе COSMOS/M)

При изготовлении перфорированных балок в результате резки и сварки стенки неизбежны дефекты - небольшие отклонения из плоскости в зоне сварных швов. Были созданы конечно-элементные модели, имитирующие такие дефекты. Анализ результатов показал, что такими отклонениями из плоскости, находящимися в пределах 1/100Н (Н -высота сечения перфорированной балки), в расчетах можно пренебречь, поскольку их влияние на критическую нагрузку незначительно (0,0050,01%).

Проведен расчетный анализ работы балок под действием постоянных локальных нагрузок. Решены контактные задачи в программе COSMOS/M в сопряжении балок - главной и вспомогательной (рис. 10).

Рассмотрены два случая расположения нагрузки: над отверстием и между отверстиями. В случае приложения нагрузки над отверстием местные напряжения смятия на 0,5-2,7% меньше, чем при размещении нагрузки между отверстиями за счет деформативности малого тавра. Расхождение результатов тем значительнее, чем больше ширина отверстия,

В третьей главе изложена методика испытания опытных балок с шахматной перфорацией стенки и приведены результаты экспериментальных исследований.

Основными задачами экспериментального исследования являлись:

1. Исследование напряженно-деформированного состояния на всех стадиях работы материала в балках с нерегулярной шахматной перфорацией стенки.

2. Оценка особенностей перехода балок с шахматной перфорацией стенки в предельное состояние.

3. Оценка местной устойчивости элементов балок с шахматной перфорацией стенки.

4. Проверка обоснованности теоретического и компьютерного анализа.

Были запроектированы и изготовлены две серии балок:

1-я серия балок (Б1, Б2, БЗ) - для исследования напряженно-деформированного состояния балок с нерегулярной шахматной перфорацией. В этой серии балок все параметры реза одинаковы;

2-я серия балок (Б4, Б5, Б6) - для исследования напряженно-деформированного состояния балок с регулярной шахматной перфорацией, оценки потери местной устойчивости сжатого пояса и стенки в зоне действия максимального сдвигающего усилия. Поскольку в испытаниях балок 1-й серии не удалось достичь потери устойчивости сжатым поясом балки, длина перфорации асж выбрана как можно

большей 0,0711 (Н - высота сечения перфорированной бачки). На местную устойчивость стенки балки с шахматной перфорацией влияют размеры скосов - с, п и глубина реза Л Для исследования устойчивости стенки параметры скосов выбраны предельно малыми (длина сварного шва умышленно выбрана ниже нормативной). Относительная глубина реза Б4 и Б5 составляет С=0,75, а у балки Б6 0. ~ 0,80.

Все экспериментальные балки были изготовлены в заводских условиях из прокатных двутавров №18 из стали Ст3пс3. Основные параметры балок указаны в табл. 2.

Таблица 2

Зкс- оеря- мсн- Шк- ные балки Исходный лгу-тщ> Высота балки. мм Пролег балки, мч Длина перфорации сжат, юны, мм Д/шна иерфо- раш» раст. зоны, мч Длина сварки, мм Длина скоса, мч Гибкость сгенк и

Б1 [К 255 3000 12 18 21.50 15 46.8

К2 1« 255 3000 12 18 21.50 15 46.8

БЗ 18 255 3000 12 18 21.50 15 46.8

Б4 18 255 3000 20 . 20 33.54 30 46.8

Б5 18 255 3000 20 20 33.54 30 46.8

Кб 18 273 3000 20 20 33.54 30 50.5

Для оценки деформаций был принят метод тензометрии. Испытательная установка представлена стационарным рычажным стендом, состоящим из 2 опор, 4 силовых рам с рычагами загружения (рис. И), Рычаги служат для передачи усилия на банку с увеличением в

10 раз. Нагружение балок производилось с помощью прикрепленных к рычагам платформ, на которые устанавливались тарированные грузы.

Предварительно был проведен численный расчет опытных балок с применением ПК COSMOS/M По результатам расчет определены места для установки тензодатчиков, величины расчетных и разрушающих нагрузок.

При исследовании напряженно-деформированного состояния экспериментальных балок производились следующие измерения:

1. Прогиб балок измерялся с помощью прогибомера типа ПЛО-6 с ценой деления 0,01мм, прогнбомер устанавливался в середине пролета.

2. Возможная осадка опор измерялась индикаторами часового типа ИЧ-1 с ценой деления 0,01мм. Установленные на концах балки индикаторы, не связанные с балкой, крепились к жесткому основанию.

3. Возможная горизонтальная деформация стенки в месте, где она может потерять устойчивость, измерялась индикатором часового типа ИЧ-1 с ценой деления 0.01мм.

4. Измерение относительных деформаций для выявления. напряженного состояния производилось с помощью тензорезисторов типа 2 пКБ 10-200 с базой 10мм.

5. Для регистрации деформации применен цифровой тензометрический комплекс СИИТ-3.

В процессе испытаний нагрузка прикладывалась ступенями по 6000Н (5% от расчетной нагрузки) до расчетной нагрузки и по 3000Н после расчетной нагрузки, чтобы фиксировать моменты перехода балок в предельное состояние. Балки загружались системой сосредоточенных сил, располагаемых в пролете с шагом по 0,6 м (рис.12). Время выдержки ггри каждом шаге загружения составляло 30 мин.

Рис. 12. Схема загружения балок с расстановкой приборов

Результаты испытания позволили определить величину нормальных и касательных напряжений ег^сГу.г^ :

- в середине пролета по всей высоте сечения (рис. 13);

- в стенке, в зоне действия максимальною сдвигающего усилия (рис. 14);

- в зонах, окаймляющих отверстия.

Рис. 13 Напряжения ах (МПа) в ссрсдннс прсмкгга балок 1-Я серии

Рис.14.1 [аяряжения 1\у (МПа) около опоры в балке Ь6 11-й серии

Балки 1-й серии с нерегулярной шахматной перфорацией перешли в предельное состояние из-за резкого нарастания прогиба в середине пролета.

Балки 11-й серии для исследования конструкций с регулярной шахматной перфорацией и оценки потери местной устойчивости сжатым поясом и стенкой в зоне действия максимального сдвигающего усилия, также перешли а предельное состояние из-за резкого нарастания прогиба в середине пролета при нагрузке, составляющей 105% от теоретической разрушающей. Балка Б-6 потеряла местную устойчивость стенки в зонах действия максимального сдвигающего усилия. Потеря устойчивости стенкой балки Б-6, произошла одновременно с резким увеличением

прогиба. Сжатый пояс балки в середине пролета не потерял местной устойчивости во всех 3-х балках П-й серии.

Картина напряженно-деформированного состояния балок, полученная экспериментально, дает удовлетворительное совпадение с данными, полученными теоретически (табл.3).

Таблица 3

Экспериментальные Разрушающая нагрузка, кН

балки по по по

инженерному COSMOS/M эксперименту

методу

Б1 146 154 156

100% 105.5% 106.8%

Е2 146 154 154.5

100% 105.5% 105.8%

БЗ 146 154 154.5

100% 105.5% 105.8%

Б4 148 156 158

100% 105.4% 106.7%

Б5 148 156 157.5

100% 105.4% 106.1%

Б6 157 166 168

100% 105.7% 107.0%

Примечание: в знаменателе показано процентное отношение разрушающих нагрузок, определенных экспериментально и по программному комплексу СО$МО&'М к разрушающей нагрузке, определенной ин женерныч метода и расчета.

В четвертой главе приводятся результаты внедрения изучаемых балок в строительную практику.

Разработанные сквозные развитые балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки применены в производственном корпусе ООО «Владимирское молоко» г. Владимира при реконструкции здания в качестве элементов усиления. При пролете 4,7 м балка с шахматной перфорацией стенки, изготовленная из двутавра №23Б1, на 42,3 кг (на 28%) легче обычной балки из двутавра №30Б1.

Стоимость одной балки пролетом 4,7 м, изготовленной из двутавра №30, в деле составляет 25,44хкоэф. рубля. Стоимость одной перфорированной балки пролетом 4,7 м, раскроенной из двутавра № 23, в деле составляет 20,1хкоэф. рубля. Итого: экономия составляет 5,34хкоэф. рубля, т.е. 21%. Экономия в изготовлении балки с

нерегулярной шахматной перфорацией составляет 5,16 % по сравнению с изготовлением балки с регулярной шахматной перфорацией, за счет уменьшения длины реза - 8% и сварных швов - 19%.

Разработанные развитые балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки применены в конструкции фонаря ОТК «Северная линия торговых рядов» в г. Владимире в качестве балок подвесной площадки. Для устройства передвижной площадки требовались две балки пролетом 10,7 м с моментом сопротивления, как у двутавра №50Б2, но гораздо меньшей массы. Запроектированы две балки с нерегулярной шахматной перфорацией, раскроенные из двутавра №35Б2. Стоимость двух металлических балок, изготовленных из двутавра №50, в деле составляет 304,18хкоэф. рубля. Стоимость двух металлических балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки пролетом 10,7 м, раскроенных из двутавра № 35Б2, в деле составляет 188,54хкоэф. рубля. Итого: экономия составляет 115,64хкоэф, рубля, т.е. 38%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые конструкции балок на основе развитых сквозных двутавров с нерегулярной шахматной перфорацией стенки.

2. Расчетно-экспериментальным путем выявлено напряженно-деформированное состояние развитых балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, на основе которого определены параметры реза исходного двутавра.

3. Изучена возможность применения конструкций с шахматной перфорацией при действии локальных неподвижных нагрузок.

4. Разработаны объемные конечно-элементные модели бачок с шахматной перфорацией стенки, позволяющие получить новые данные об их напряженно-деформированном состоянии.

5. Результаты теоретических исследований двутавров с шахматной перфорацией стенки подтверждены экспериментально; сходимость результатов находится в пределах 95-97,5%.

6. По резульатам теоретических и экспериментальных исследований составлены рекомендации по проектированию и расчету сквозных балок с регулярной и нерегулярной шахматной перфорацией стенки.

7. результаты исследований и рекомендации по проектированию стальных балок с нерегулярной и регулярной шахматной перфорацией стенки использованы при разработке проектно-конструкторской документации по реконструкции производственного корпуса ООО «Владимирское молоко».

Экономия составила 21%. Разработанные развитые балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки применены в конструкции светового фонаря ОТК «Северная линия торговых рядов» в г. Владимире в качестве основных несущих конструкций катучих мостовых площадок обслуживания светопрозрачного покрытия комплекса. Экономия составила 38%. Результаты экспериментально-теоретических исследований работы

стальных балок с шахматной перфорацией стенки позволили сделать

следующие выводы:

1. Стальные балки с шахматной перфорацией стенки - эффективные конструкции, имеющие монтажный вес на 25-30% меньше, чем у обычных балок, изготовленных из двутавров с одинаковыми моментами сопротивления. Они на 25-35% дешевле в изготовлении, чем сварные балки с таким же моментом сопротивления. Общая экономия при использовании балок с шахматной перфорацией составляет 15-30%. Предлагаемая конструкция - сквозная балка с нерегулярной шахматной перфорацией более экономична по стоимости изготовления, чем балка с регулярной шахматной перфорацией, за счет уменьшения длины реза (7-10%) и сварных швов (20-30%).

2. Перфорированные балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки целесообразно выполнять из двутавров типа Б и Ш (ГОСТ 8239-89).

3. Рекомендуется относительная глубина реза для вспомогательных балок 0=0,75-0,80 (предельный прогиб/<Ь/250). Критерием выбора длины перфорации сжатой зоны асж является расчет на местную устойчивость, для растянутой зоны араст - максимальные напряжения в углах сквозных отверстий.

4. Рекомендуется относительная глубина реза для главных балок в0,80-0,90 (предельный прогиб/<1/400}. Критерием выбора асж (в зависимости от гл. реза) является расчет на местную устойчивость и максимальные напряжения в углах сквозных отверстий.

5. Установлено, что при соблюдении рекомендаций, сформулированных в работе, устойчивость стенки обеспечивается вплоть до разрушения балок. При большой глубине реза (а ~ 0.85 -0.90) и больших значениях касательных напряжений в стенке рекомендуется проверять устойчивость стенки и конструктивно устанавливать опорные ребра.

Основные положения диссертации изложены в печатных работах: 1. Ильина, А.А. Определение параметров резадля перфорированных

конструкций / ¡A.B. Тимохин), А.А. Ильина, Е.А. Тимохина, С.В. Царьков // Актуальные проблемы машиностроения: сб. трудов II международной электронной науч.-техн. конф. - Владимир: ВлГУ, 2002. -С. 60-62.

2. Ильина, A.A. Оценка несущей способности стержней с шахматной

перфорацией стенки при динамических нагрузках / A.B. Тимохин^

А.А. Ильина, Е.А. Тимохина// Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств: материалы IX междунар. науч.-практ. конф. - Владимир: ВлГУ, 2002.-С. 161-162. 3. Ильина. А.А. Сжатые стержни с шахматной перфорацией стенки /

А.В.Тимохиц, А.А. Ильина, ЕА Тимохина, С.В. Царьков // Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств: материалы IX междунар. науч.-практ. конф. - Владимир: ВлГУ, 2002. - С. 163-164.

4. Ильина, А.А. Повышение эффективности стальных балок с шахматной перфорацией стенки / Ю.А. Коваль, А.А. Ильина, Е.А. Тимохина // Итоги строительной науки 2003: сб. посвященный 45 лет ВлГУ - Владимир, ВлГУ, 2003, С. 203-206.

5. Ильина, А.А. Влияние параметров реза на эффективность стальных балок с шахматной перфорацией стенки // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов: сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. - Йошкар-Ола, Марийский гос. ун-т - 2004. (в печати).

6. Ильина, А.А. Устойчивость стальных балок с шахматной перфорацией стенки / Ю.А Коваль, А.А. Ильина // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов: сб. тр. междун. науч.-практ. конф. - Йошкар-Ола, Марийский гос. ун-т • - 2004. (в печати).

Подписано в печать 07.05.04 г. Формат 60x90

Бумага газетная. Печать трафаретная. Объем 1 печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 439

Полиграфический центр Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета, 603950, Н.Новгород, Ильинская,65.

q* 9611

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С

ПЕРФОРИРОВАННОЙ СТЕНКОЙ

1.1. Общие сведения.

1.2. Зарубежный опыт применения конструкций с перфорированной стенкой.

1.3. Отечественный опыт применения конструкций с перфорированной стенкой.

1.4. Теоретические исследования перфорированных конструкций.

1.5. Выводы. Цель работы и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ БАЛОК С

НЕРЕГУЛЯРНОЙ ШАХМАТНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ СТЕНКИ

2.1.Теоретическое исследование влияния параметров реза на напряженное состояние балок с шахматной перфорацией стенки.

2.2. Численное исследование напряженно-деформированного состояния балок с шахматной перфорацией.

2.3. Проверка прочности балок с регулярной и нерегулярной шахматными перфорациями стенки инженерным методом.

2.4. Определение местных напряжений в стальных балках с шахматной перфорацией стенки.

2.5. Обеспечение общей устойчивости стальных балок с шахматной перфорацией стенки.

2.6. Обеспечение местной устойчивости сжатого пояса стальных балок с шахматной перфорацией стенки.

2.7. Обеспечение местной устойчивости стенки стальных балок с шахматной перфорацией стенки.

2.8. Выводы по результатам теоретических исследований перфорированных балок.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ БАЛОК С ШАХМАТНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ СТЕНКИ

3.1 .Задачи исследования.

3.2. Планирование эксперимента.„.

3.2.1. Выбор экспериментального метода.

3.2.2. Определение числа испытываемых моделей.

3.2.3. Проектирование испытываемых моделей.

3.2.4. Результаты предварительного расчета балок.

3.2.5. Установка для испытаний балок.

3.2.6. Измерительные приборы, их расстановка и крепление.

3.3.Проведение испытаний.

3.4.Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

3.5. Выводы по результатам экспериментальных исследований перфорированных балок.

4. ВНЕДРЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БАЛОК С ШАХМАТНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ.

Актуальность работы

Эффективность прокатных балок можно увеличить без дополнительного расхода металла, только за счет изменения высоты стенки. Удачной реализацией такой идеи являются так называемые развитые балки. Несложные операции роспуска стенки по ломаной линии, раздвижки получившихся частей с последующей сваркой их по выступам позволяют значительно увеличить высоту балки по сравнению с исходным профилем. Такие конструкции принято называть профилями с перфорированной стенкой или просто перфорированными балками. В зависимости от очертания линии реза различают сквозные двутавры с линейной, шахматной или раскосной перфорацией стенки.

Несущая способность изгибаемых перфорированных конструкций в 1,3-1,5 раза превышает несущую способность исходных профилей за счет увеличения моментов инерции в 1,5-2,0 раза. Эти качества, в сочетании с компактностью, высокой степенью транспортабельности и приспособленности к автоматизированному изготовлению делают их конкурентоспособными с решетчатыми конструкциями. Двутавры с перфорированной стенкой обеспечивают 25-30% экономии металла по сравнению с прокатными двутаврами такой же высоты и дешевле последних на 15-25%. По трудоемкости изготовления они на 25-35% эффективнее сварных двутавров.

Перфорированные балки являются экономичными в том случае, когда дополнительные расходы на изготовление перекрываются стоимостью сэкономленного металла. До появления скоростной высокоточной резки металла процесс их изготовления был весьма трудоемким, что ставило под сомнение экономичность применения таких балок. Современная техника резки и сварки (плазменная, лазерная) позволяет достаточно быстро и качественно изготовлять перфорированные конструкции с минимальными трудозатратами.

Профили с перфорированными стенками используются в производственных зданиях в качестве ригелей и прогонов покрытий, балок перекрытий рабочих площадок, в крановых конструкциях легких режимов работы, в мостах малых пролетов, в качестве элементов каркаса градирен, в шедовых покрытиях, в колоннах и ригелях рамных конструкций.

Особый интерес вызывают развитые балки, в которых пустоты стенки распределены в два ряда. Такие балки в ряде работ получили название конструкций с шахматной перфорацией. Термин «шахматная перфорация» прочно вошел в строительную литературу. Конструкции с шахматной перфорацией имеют преимущество перед элементами с другими видами перфорации, поскольку их жесткость постоянна по всей длине элемента.

Недостатками перфорированных балок являются концентрация напряжений в сварных швах и углах сквозных отверстий, а также наличие ослабленных зон, которые могут потерять устойчивость.

Перфорированные балки с линейной перфорацией изучены настолько, что методика их проектирования и расчета включены в действующие нормы. Балки с шахматной перфорацией не изучены в достаточной степени и нуждаются в дополнительных исследованиях для обеспечения их надежности.

Развитие вычислительной техники и пакетов прикладных программ позволяет исследовать пространственные конечно-элементные модели перфорированных балок, что дает возможность детально изучить НДС конструкции и проводить инженерные расчеты с высокой точностью.

Целью диссертационной работы является исследование балок с шахматной перфорацией стенки.

При этом решены следующие задачи:

- Повышение эффективности балок с шахматной перфорацией стенки.

- Изучена возможность применения конструкций с шахматной перфорацией при действии локальных неподвижных нагрузок.

- Изучена действительная работа балок под нагрузкой и на основе этого разработаны практические рекомендации по проектированию изгибаемых конструкций с шахматной перфорацией стенки.

Научная новизна работы:

- расчетным путем, на основе анализа КЭ моделей, исследовано напряженно-деформированное состояние балок с шахматной перфорацией стенки, определены конструктивные ограничения, обеспечивающие местную устойчивость, и в результате этого получена новая конструкция — балка с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, т.е. балка у которой сквозные отверстия имеют неодинаковую ширину по высоте стенки;

- расчетно-экспериментальным путем выявлено напряженно-деформированное состояние балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, на основе которого получены рациональные параметры реза исходных прокатных профилей;

- разработаны объемные конечно-элементные модели балок с шахматной перфорацией стенки, позволяющие получить новые данные об их напряженно-деформированном состоянии.

Практическая значимость работы заключается в разработке инженерной методики прочностного расчета и рекомендаций по проектированию и расчету стальных балок с шахматной перфорацией стенки, что позволяет экономить материал и затраты на изготовление по сравнению с аналогичными типовыми конструкциями.

Внедрение результатов работы

Результаты исследований и метод инженерного расчета стальных балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки использованы при разработке проектно-конструкторской документации по реконструкции производственного корпуса ООО «Владимирское молоко». Разработанные развитые балки с нерегулярной шахматной перфорацией стенки применены в конструкции светового фонаря ОТК «Северная линия торговых рядов» в г. Владимире в качестве основных несущих конструкций катучих мостовых площадок обслуживания свегопрозрачного покрытия комплекса.

Апробацияработы

Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались:

- на научно-технической конференции «Итоги строительной науки -2003» ВлГУ, Владимир, 2003;

- на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов «Архитектура и строительство - 2004», ННГАСУ, Нижний Новгород, 2004 г.

На защиту выносятся:

- новая конструктивная форма балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов с шахматной перфорацией стенки;

- методика расчета балок с шахматной перфорацией стенки.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 185 страниц, в том числе 67 рисунков, 10 таблиц, библиографический список, включающий 97 наименований, и 7 приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые конструкции балок на основе развитых сквозных двутавров с нерегулярной шахматной перфорацией стенки.

2. Расчетно-экспериментальным путем выявлено напряженно-деформированное состояние развитых балок с нерегулярной шахматной перфорацией стенки, на основе которого получены параметры реза исходного двутавра.

3. Расчетным путем исследовано напряженно-деформированное состояние балок с шахматной перфорацией стенки под действием локальных нагрузок, на основе которого составлены рекомендации по их проектированию.

4. Разработаны конечно-элементные модели развитых балок с нерегулярной перфорацией стенки и бистальных перфорированных балок в программе COSMOS/M, позволяющие получить достоверные (с точностью 95-97,5%) данные о напряженно-деформированном состоянии.

5. Результаты теоретических исследований двутавров с шахматной перфорацией стенки подтверждены экспериментально; сходимость результатов находится в пределах 95-97,5%.

6. По результатам теоретических и экспериментальных исследований составлены рекомендации по проектированию и расчету сквозных балок с регулярной и нерегулярной шахматной перфорацией стенки.

7. Результаты исследований и рекомендации по проектированию стальных балок с нерегулярной и регулярной шахматной перфорацией стенки использованы при разработке проектно-конструкторской документации по реконструкции производственного корпуса ООО «Владимирское молоко». Экономия составила 21%.

Результаты экспериментально-теоретических исследований работы стальных балок с шахматной перфорацией стенки позволили сделать следующие выводы:

1. Стальные балки с шахматной перфорацией стенки — эффективные конструкции, имеющие монтажный вес на 25-30% меньше, чем у обычных балок, изготовленных из двутавров с таким же моментом сопротивления. На 25-35% дешевле в изготовлении, чем аналогичные типовые балки [27]. Экономия при использовании балок с шахматной перфорацией составляет 15-25%. Предлагаемая конструкция — сквозная балка с нерегулярной шахматной перфорацией более экономична по стоимости изготовления, чем балка с регулярной шахматной перфорацией, за счет уменьшения длины реза (7-10%) и сварных швов (20-30%).

2. Перфорированные балки с нерегулярной шахматной перфорацией целесообразно изготовлять из двутавров типа Б и Ш (ГОСТ 823989).

3. Рекомендуемой относительной глубиной реза для вспомогательных балок является 0,75-0,80 (предельный прогиб f<L/250). Критерием выбора асж является расчет на местную устойчивость, для араст -максимальные напряжения в углах сквозных отверстий.

4. Рекомендуемой относительной глубиной реза для главных балок является 0,80-0,90 (предельный прогиб f<L/400). Критерием выбора асж (в зависимости от гл. реза) является расчет на местную устойчивость или как для араст - максимальные напряжения в углах сквозных отверстий;

5. Нерегулярную шахматную перфорацию применять для кран-балок с ездой понизу нецелесообразно.

6. Установлено, что при соблюдении рекомендаций, сформулированных в работе, устойчивость стенки обеспечивается вплоть до разрушения балок. При большой глубине реза (а = 0,85

0,90) и больших значениях касательных напряжений в стенке рекомендуется проверять устойчивость стенки и конструктивно устанавливать опорные ребра. 7. Нерегулярную шахматную перфорацию при изготовлении развитых балок целесообразно применять при относительной глубине реза а > 0,80.

1. Енджиевский, Л.В. Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы / Л. В. Енджиевский, В.Д. Наделяев, И Я. Петухова. — М.: Издательство Ассоциации Строительных Вузов, 1998. — 247 с.

2. Скляднев, А.И. Пути повышения эффективности применения перфорированных балок / А.И. Скляднев II Изв. , Вузов. Сер. Строительство и архитектура. — 1981. — №10. С.11-15.

3. Gibson, Т.Е. An investigation of the stress and deflections in castellated beams / Т.Е. Gibson, B. S. Tenkins II Structural engineer. 1957. - № 12. - P. 464479.

4. Пат. 1.192.964.1956 Франции.

5. Keumc, Л. Новый способ изготовления сквозных двутавровых балок / Л. Keumc II Гражданское строительство (Пер. с англ.). — 1964. — №7. — С. И— 14.

6. Peine- Salzgitter. Wabentrager (Katalog).

7. Trager-handliste. Ilseder Hutte Peine, 1966.

8. Litzka, H. La production automatique de poutres a ame evidee de touns types de toute dimension / H. Litzka II Acier Stahl - Steel. - 1960. - №11. - P. 499-503.

9. Hettich, W. I/emploi de poutres d'un tope svecial a permis de vealisev une ekonomie de 200000$ / W. Hettich II Acier Stahl - Steel. - 1960. - №9.

10. Каплун, Я. А. Стальные конструкции из широкополочных двутавров и тавров / Я.А. Каплун. — М.: Стройиздат, 1981. — 143 с.13. А.с. 654369 СССР.14. А.с. 489614 СССР.15. А.с. 339648 СССР.

11. Чернашкин, В.Г. Изготовление облегченных металлических конструкций из развитых двутавров / В.Г. Чернашкин и др. II Пром. строительство. — 1974.— №10.— С. 19-21.

12. Разработать технологический процесс механизированной сварки конструкций из широкополочных двутавров со сквозной стенкой при поточном изготовлении: Научн.- техн. Отчет. М.: ЦНИИПСК. ОМСК-83. 1973.

13. Муханов, К.К Металлические конструкции / КК Муханов — М.: Стройиздат, 1978. 576с.

14. Рекомендации по изготовлению сквозных развитых по высоте балочных профилей для строительных конструкций. — М.: ЦБТИ, Минмонтажспецстрой, 1976.

15. Жербин, М.М. Стальные подкрановые балки эффективной конструкции / М.М. Жербин, B.C. Чернолоз II Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1988. - №3. - С. 15-17.

16. Жербин, ММ Гибкость стальной колонны с перфорированной стенкой переменной высоты / ММ Жербин, С.И. Билык II Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. — 1987. №1. — С. 8-11.

17. Заборский, А.А. Сквозные двутавры с шахматной перфорацией стенки / А.А Заборский, В.А Песков. II Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1987. - №6. — С. 4-8.

18. Фарис, С. О. Некоторые вопросы действительной работы и расчета балок с шахматной перфорацией стенки: Дис. канд. тех. наук: 05.23.01 / С. О. Фари. Владимир, 1989. - 150 с.

19. Фирас, К. Некоторые вопросы расчета балок с раскосной перфорацией стенки: Дис. канд. тех. наук: 05.23.01 / К. Фирас. — Владимир, 1995. — 133 с.

20. Царьков, С.В. Прочность и устойчивость стальных сжатых элементов с шахматной перфорацией стенки: Дис. канд. тех. наук: 05.23.01 / С.В. Царьков. — Владимир, 1999. -129 с.

21. Faltus, F. Prolamovane nosniky / F. Faltus II Ttchnicky obsor. — 1942. —№11.

22. Брутка, Я. Легкие стальные конструкции / Я. Брутка, М. Лубиньски. — М.: Стройиздат, 1974. 342 с.

23. Беленя, Е.И. Металлические конструкции / Е.И. Беленя. — М.: Стройиздат, 1985.-560 с.

24. Бондаренко, В.М. Расчет стальных балок из разрезанных прокатных двутавров с отверстиями в стенке: Сб. научных трудов / В.М. Бондаренко, П.И. Зайцев, А.А. Любимов. Харьков: ХИСИ, 1963. - Вып.25. - с 19-25.

25. Огородное, Б.Е. Некоторые вопросы расчета балок с перфорированной стенкой / Б.Е. Огородное, В.В. Очинский, Д.М. Ротитейн II Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1975. - №10. - С. 8-11.

26. Ольков, Я.И. Балки с перфорированными стенками. Руководство по проектированию для студентов / Я.И Ольков. — Свердловск: Уральский политехнический институт, 1972. — 34 с.

27. СНиП И-23-81* Нормы проектирования. Стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1991.

28. Мандриков, А.П. Примеры расчета металлических конструкций / А. П. Мандриков. — М.: Стройиздат, 1991. — 431 с.

29. Файбигиенко, В.К. Металлические конструкции / В.К. Файбишенко. — М.: Стройиздат, 1984. 336 с.

30. Дукарский, Ю.М., Исследование облегченных конструкций из развитых двутавров / Ю.М. Дукарский, А.Б. Руссоник II Промышленное строительство. 1975. - №12. - С. 38-39.

31. Руссоник, А.Б. Исследование прочности двутавровых балок увеличенной высоты: Труды МГМИ. / А.Б. Руссоник II Гидротехнические сооружения, строительная механика, основания и фундаменты. М.,1976. - Т.49. — С. 87-96.

32. Холопцев, В.В. К расчету балок из разрезных прокатных двутавров по теории составных балок: Сб. науч. трудов / В.В. Холопцев II Судостроение и судоремонт. Одесса: ОИИМФ, 1958. - Вып.2 - С. 17-27.

33. Холопцев, В.В. Расчет составных многопролетных неразрезных балок / В.В. Холопцев II Строительная механика и расчет сооружений. — 1966. — №3.

34. Ржаницин, А.Р. Теория составных стержней строительных конструкций / А.Р. Ржаницин. — М.: Стройиздат, 1948.

35. Shoukry, Z. Elastic Flexural stress distribution in webs of castellated stell beams / Z. Shoukry // Weldiag Jornal. 1965. — №5.

36. Нилов, А.А., Стальные конструкции производственных зданий / А.А. Нилов, В.А. Пермяков, А.Я Прицкер. — Справочник. Киев: Буд1вельник, 1986.-272 с.

37. Ас. 1275078 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/07. Несущий строительный элемент типа тонкостенной балки / В. Ф. Беляев, Б.И. Латней, Н.П. Чучелин, А.И.

38. Гудименко, Т.В. Михайлова (СССР). № 3869030/29-33; Заявлено 20.03.85; Опубл. 07.12.86, Бюл. № 45 - 7 с.

39. Жербин, М.М. Металлические конструкции / М.М. Жербин, В.А. Владимирский. — Киев: Вища школа, 1986. — 215 с.

40. А.с. 1323681 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/08. Металлическая перфорированная балка / С.Ф. Томских, А.А. Заборский, В.А. Корешков А.А. Песков (СССР). -№ 3914108/31-33; Заявлено 22.08.85; Опубл. 15.07.87, Бюл. № 33.-4 с.

41. А.с. 1250668 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/08. Способ изготовления облегченных металлических балок / Г.В. Мальцев, В.А. Зенин, В.МСмагин, JI.E. Евлахов (СССР). № 3769922/29-33; Заявлено 06.07.84; Опубл. 15.08.86, Бюл. № 30. - 8 с.

42. А.с. 1255698 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/08. Способ изготовления облегченных металлических балок / Г.Н. Дерябин, Л.Г. Карамышев, В.Б. Порожняков, А.А. Кетпов (СССР). № 3860579/29-33; Заявлено 25.02.85; Опубл. 07.09.86, Бюл. № 33. - 9 с.

43. А.с. 121170 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/08. Способ изготовления облегченных металлических балок / М.А. Жандарев (СССР). № 3468628/29-33; Заявлено 14.07.82; Опубл. 15.05.86, Бюл. № 18. - 7 с.

44. Заборский, А.А. Балки с шахматной и раскосной перфорацией стенки /

45. A.А Заборский И Сб. Материалы международного симпозиума, Владимир, 22-24 мая 1996 г. Владимир: ВлГУ, 1996. -139 с.

46. Жандарев, М.А. Особенности компоновки и расчета сечений сквозных двутавров с шахматной перфорацией стенки / М.А. Жандаре Н Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1989. - №6. - С. 16—19.

47. А.с. 1174541 СССР, МКИ4 Е 04 С 3/08. Способ изготовления двутавровой балки с шахматной перфорацией стенки / С.Ф.Томских, А.А. Заборский,

48. B.А. Песков (СССР). № 3716511/29-33; Заявлено 30.03.89; Опубл. 23.08.85, Бюл. № 31. - 8 с.

49. Kovrad, H. Wabentrager Sin Wirtschaftliches Trangelement des Stahlhochbaues / H. Kovrad II Sweis auzejtung. -1966. - B.18, №5.

50. Мельников, Н.П. Пути прогресса в области металлических конструкций / Н.П. Мельников. — М.: Стройиздат, 1974.

51. Применение широкополочных двутавров в конструкциях производственных зданий и сооружений (технические решения): Научно-технический отчет ОИПС-66.М., ЦНИИПСК, 1971.

52. Сквозные прогоны из двутавров с параллельными гранями полок. Технико-экономическое сопоставление с решетчатыми прогонами по серии 1,462-5: Научно-технический отчет ОПНК-87. М., ЦНИИПСК, 1972.

53. Абрамович, И.И. Грузоподъемные краны промышленных предприятий / И.И. Абрамович, В.Н. Березин, А.Г. Яуре. — Справочник. — М.: Машиностроение, 1989. 360 с.

54. Лампси, Б.Б. Прочность тонкостенных металлических конструкций / Б.Б. Лампси. — М.: Стройиздат, 1987. 280 с.

55. Ширманов, B.C. Исследование местной устойчивости стенок металлических балок при воздействии локальных нагрузок: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / B.C. Ширманов. -Горький, 1971. 18 с.

56. Гусев, В.А. Местные напряжения в тонкостенных металлических стержнях при локальных нагрузках: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / В.А. Гусев. Горький, 1971. - 16 с.

57. Колесов, А.И. Исследование несущей способности тонкостенных металлических изгибаемых конструкций при учете местных напряжений: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / А.И. Колесов. — Горький, 1975.-32 с.

58. Пестряков, И.В. Исследование несущей способности стальных балок при воздействии локальных нагрузок: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 /КВ. Пестряков. Н.Новгород, 1999.-18 с.

59. Лапшин, А.А. Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / А.А. Лапшин. — Н.Новгород, 2001.-21 с.

60. Макарсков, А.А. Несущая способность стальных балок с поясами из широкополочных тавров при действии локальных нагрузок: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / А.А. Макарсков. — Н.Новгород, 2002.— 23 с.

61. Вольмир, А.С. Устойчивость деформируемых систем / А.С. Волъмир. — М.: Наука, 1967.-984с.

62. Голъденблат, И. И. Справочник по расчету строительных конструкций на устойчивость и колебания / И.И. Голъденблат, А.М. Сизое. Л.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1952. — 253 с.

63. Прокофьев, И.П. Теория сооружений: Т III / И.П. Прокофьев, А.Ф. Смирнов. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1948. — 244 с.

64. Тимошенко, С.П. Устойчивость упругих систем / С.П. Тимошенко. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955. 568 с.

65. Поляков, Л.П. Моделирование строительных конструкций / Л. П. Поляков, В.М. Файнбурд. — Киев: Будивельник, 1975. — 160 с.

66. Питлюк, Д.А. Испытание строительных конструкций на моделях / ДА. Питлюк. — Л.: Стройиздат, 1971. — 150 с.80 .Мастаченко, В.Н. Надежность моделирования строительных конструкций / В.Н. Мастаченко. М.: Стройиздат, 1974. - 88 с.

67. Питлюк, Д. А. Расчет строительных конструкций на основе моделирования /Д.А. Питлюк. — Л.: Стройиздат, 1965. — 150 с.

68. Трянина, Н.Ю. Экспериментальное исследование работы стальных двутавровых балок при повторно-переменном загружении / Н.Ю. Трянина II Изв. Вузов. Строительство и архитектура. —1987. № 5. - С.123 — 126.

69. Аронов, Р.И. Испытание сооружений / Р.И. Аронов. М.: Высшая школа, 1974.-187 с.

70. Долидзе, Д.Е. Испытание конструкций и сооружений / Д.Е. Долидзе. — М.: Высшая школа, 1975. — 252 с.

71. Злочевский, А.Б. Экспериментальные методы в строительной механике / А.Б. Злочевский. — М.: Стройиздат, 1983. — 192 с.

72. Почтовик, Г.Я. Методы и средства испытания строительных конструкций / Г.Я. Почтовик, А.Б. Злочевский, А.И. Яковлев. — М.: Высшая школа, 1973. — 196 с.

73. Шенк, К. Теория инженерного эксперимента / К. Шенк.— М.: Мир, 1972. — 381с.

74. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента / Н. Джонсон, Ф Лион. — М.: Мир, 1981.-520 с.

75. Металлические конструкции. В Зт. ТЗ. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В. Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова) М.: изд-во АСВ, 1999. - 528 стр. с ил.

76. Заборский, А.А. Испытание сооружения: Методические указания к лабораторным работам. / А.А. Заборский, Ю.А. Коваль. — Владимир: ВПИ, 1984.- 32 с.

77. Александров, А.В. Сопротивление материалов / А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин. — М.: Высшая школа, 2000. 560 с.

78. Кобаяси, А. Экспериментальная механика / А. Кобаяси. — Книга 1. — М.: Мир, 1990.

79. Метод фотоупругости / Г.Л. Хесин, Н.А.Стрельчук, Ф.Ф. Губин, А.И. Попов и др.— В 3-х томах. — М.: Стройиздат, 1975. 460 с.

80. Дюрелли, А. Анализ деформаций с использованием муара / А. Дюрелли, В. Парке. М.: Мир, 1974.

81. Ренский, А.Б. Тензометрирование строительных конструкций и материалов / А.Б. Ренский, Д.С. Баранов, Р.А. Макаров. — М.: Стройиздат, 1977. — 239 с.

82. Шушкевич, В.А. Основы электротензометрии / В.А. Шушкевич. — Минск: Вышэйшая школа, 1975. — 352 с.

83. Тензодатчики для экспериментальных исследований / Н.П. Клокова, В.Ф. Лукашник, Л.М. Воробьева, А.В. Волчек. М.: Машиностроение, 1972. — 152 с.

84. Наиболее известные компоновки и виды реза перфорированных балок