автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Пространственно-стержневые конструкции покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка

На правах рукописи

МАТВЕЕВ АНДРЕЙ ВАДИМОВИЧ

ПРОСТРАНСТВЕННО-СТЕРЖНЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЙ С ПОЯСАМИ СОСТАВНОГО ПРОФИЛЯ ИЗ ШВЕЛЛЕРА И УГОЛКА

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск 2004

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном

университете

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Копытов Михаил Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Казарновский Вадим Соломонович

кандидат технических наук, доцент Подшивалов Иван Иванович

Ведущая организация:

ЗАО НТЦ "ЭРКОНСиб" г. Новосибирск

Защита состоится « 26 » марта 2004 г. в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д. 212.265.01 в Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003 г. Томск, пл. Соляная,2, ауд. 307 (5 корпус)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан 20 февраля 2004 г. Ученый секретарь диссертационного

совета д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Эффективность металлоконструкций определяется уровнем снижения металлоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа при одновременной минимизации транспортных расходов. В одноэтажных производственных зданиях конструкции покрытий составляют 36...56% от общего объема работ. Наибольшим рыночным спросом в настоящее время и ближайшей перспективе будут пользоваться здания и сооружения небольших пролетов. Поиски скрытых резервов привели к созданию новых конструктивных форм основными несущими элементами которых являются составные профили, образованные из состыкованных швеллера и уголка. Приоритет защищен четырьмя патентами и авторскими свидетельствами. Они экономичны, позволяют реализовать бесирогонное и бесфасоночное решение покрытия при минимальных трудозатратах на изготовление и монтаж. Предварительный технико-экономический анализ показал, что по сравнению с аналогами можно добиться снижения расхода металла и стоимости.

Серьёзной проблемой внедрения этих конструкций является не изученность работы, как стержня составного профиля из швеллера и уголка, так и новых конструктивных форм, созданных на его основе. Решение этих задач можно получить только на базе экспериментально-теоретических исследований. Они позволяют разработать обоснованные рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу, которые представляются актуальными и востребованными в строительстве.

Цель диссертации — разработка и исследование новых конструктивных решений пространственных конструкций покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

Для достижения цели необходимо решение следующих основных задач:

1.Разработать конструкции пространственно-стержневых покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

2.Исследовать напряженно-деформированное состояние поясов составного профиля из швеллера и уголка и дать оценку их прочности по критерию ограниченных пластических деформаций.

3.Провести экспериментальные исследования натурной пространственной конст-

рукции с поясом составного профиля из швеллера и уголка и выявить особенности её работы с учетом развития ограниченных пластических деформаций. 4.Провести сопоставление результатов расчетов с результатами экспериментов и дать рекомендации по проектированию покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

Научная новизна работы: 1. Получена совокупность математических соотношений, характеризующих работу элементов пространственных конструкций покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка. 2.Определено напряженно-деформированное состояние составного стержня из швеллера и уголка в упругопластической стадии и разработан способ расчета его прочности по критерию ограниченных пластических деформаций.

3.Установлена степень влияния податливости примыкания раскосов к поясам исследуемых конструкций на общие деформации пространственно-стержневой системы.

4.Результаты экспериментальных исследований натурной пространственной конструкции покрытия с верхним поясом составного профиля из швеллера и уголка при различных схемах статического нагружения в стадии упругого и упругопла-стического деформирования.

Автор защищает:

1.Совокупность научных положений и закономерностей, являющихся основой для расчета стержней составного профиля из швеллера и уголка;

2.Методика и результаты натурных испытаний пространственной фермы;

3.Конструктивные решения пространственно-стержневых покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка и раскосной решёткой из уголков;

4.Рекомендации по проектированию и изготовлению пространственно-стержневых металлоконструкций с поясами составного профиля и раскосной решёткой из уголков.

Достоверность полученных результатов обеспечена корректным использованием основных положений теории тонкостенных стержней, метода конечных элементов и удовлетворительной сходимостью с результатами экспериментальных .исследований.

Практическая значимость работы. Разработан сортамент составного профиля образованного из швеллера и уголка. Разработаны конструктивные решения беспрогонных и бесфасоночных покрытий с поясами из составного профиля и дана их технико-экономическая оценка. Разработан инженерный метод расчета элементов пространственно-стержневых конструкций с поясами составного профиля из швеллера и уголка и наклонной раскосной решёткой из уголков. Даны рекомендации по изготовлению, транспортировке и монтажу.

Результаты работы внедрены Новосибирским ЗАО НТЦ "ЭРКОНСиб", Томской проектно-конструкторской фирмой ВОГТЕХПРОЕКТ, и используются при разработке новых и модернизации существующих пространственных конструкций покрытий. Материалы диссертации используются в учебном процессе ТГАСУ по дисциплине "Металлические конструкции" и при переподготовке ии-женеров-строителей на факультете повышения квалификации.

Апробация работы: Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на VII Украинской научно-технической конференции «Металлические конструкции» (г. Днепропетровск, Украина, 2000 г.), на 56", 57", 58", 59й научно-технических конференциях (г. Новосибирск, НГАСУ, 1999, 2000, 2001, 2002 гг), на 57й научной конференции преподавателей, научных работников и аспирантов университета (г. Санкт-Петербург, С-ПбГАСУ, 2000 г), на XVIII региональной научно-технической конференции (г. Красноярск, КрГАСА, 2000 г), на Международной конференции "Современные проблемы восстановления и реконструкции зданий и сооружений" (г. Симферопль, Крымская акад. природоохранного и курортного строительства, 2002 г), на Iй и 2й Международной конференции "Архитектура и строительство" (г. Томск, ТГАСУ, 1999, 2002 гг), на Международной конференции "МЕТАЬЬВ^Б -2003" (г. Москва, Госстрой РФ, 2003); на научных семинарах кафедры металлических и деревянных конструкций ТГА-СУ в 2000, 2001, 2002, 2003 гг). В полном объеме диссертационная работа докладывалась на расширенном научном семинаре кафедры металлических и деревянных конструкций Томского государственного архитектурно-строительного университета (г. Томск, 2004 г.)

Публикации: Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в 12 научных публикациях, описаниях 3 патентов и авторских сви-

детелъств, 1 заявки на патент и 2 заявок на полезную модель, по которым получено положительное решение.

Структура и объем диссертации: Диссертация, состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 157 наименований. Общий объем работы 187 страниц, в том числе 171 страница основного текста, включающего 88 рисунков, 21 таблицу.

Работа выполнена на кафедре металлических и деревянных конструкций Томского государственного архитектурно-строительного университета при поддержке Гранта 98-21-1.7-21 в области архитектуры и строительных наук, а также темы №211.03.02.010 по программе "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы и приводится общая характеристика работы.

В первой главе дан обзор пространственно-стержневых металлоконструкций покрытий и методов их исследования. Отмечены их достоинства и недостатки. Рассмотрены конструктивные формы легких покрытий и тенденции их развития, которые направлены на снижение металлоемкости, трудоемкости и стоимости. Это достигается за счет-реализации пространственной работы, совмещения функций несущих и ограждающих конструкций, минимизации строительной высоты, упрощения узлов сопряжения, рациональных профилей сечения элементов.

Проанализированы теоретические и экспериментальные исследования, выполненные А. Фёпплем, В.Г. Шуховым, В.А. Балдиным, Е.И. Беленя, В.И. Трофимовым, Б.А. Сперанским, В.В. Бирюлевым, Б. Фрицем, Я. Брудкой, Е. Сузуки, Я.И. Ольковым, Р.И. Хисамовым, А.А. Калининым, В.К. Файбишенко, A3. Кля-чиным, А.П. Коротковым, Б.А. Пушкиным, Л.Н. Лубо, И.И. Крыловым, И.С. Хо-лоповым, Л.В. Енджиевским, их учениками и многими другими авторами. Наиболее полно отражает работу таких конструкций пространственно-стержневая расчетная модель. Из расчетных методов наиболее эффективен метод конечного элемента (МКЭ). а из экспериментальных - натурные испытания конструкции.

Основными элементами несущих конструкций покрытий являются тонкостенные стержни. Отмечены фундаментальные работы СП. Тимошенко, В.З. Власова, А.А. Уманского, заложивших основы технической теории тонкостенных стержней, которые нашли дальнейшее, развитие в трудах Д.В. Бычкова, Л.К. Мрощинского, А.И. Стрельбицкой, СИ. Стельмаха, И.В. Урбана, А.Р. Ржаницына, Г.Ю. Джанелидзе и многих других ученых.

В 70-х годах разрабатывается методика расчета таких стержней по деформированной схеме в работах Л.Н. Воробьева, А.З. Зарифьяна,, Е.А. Бейлина, О.В. Лужина, Б.М. Броуде. Основные положения которой заложены в трудах В. В. Болотина, А.С. Вольмира, П.Ф. Пагасовича, Л.С. Ляховича, А.В. Гемерлинга и развитые их учениками.

Методы расчета прочности элементов стальных конструкций за пределом упругости изложены в работах А.А. Ильюшина, Н.С Стрелецкого, Г.Е. Вельского, А.А. Потапкина, Н.Л. Чернова, В.В. Пинаджана. Развитие этих методов по критерию ограниченных пластических деформаций содержатся в трудах Н.Н. Стрелецкого, Г.И. Белого, В.П. Коломийца, Р.А. Скрипниковой.

Отмечены два общих подхода к оценке прочности тонкостенных стержней: расчет в форме непосредственной проверки интенсивности пластических деформаций (1) и в форме проверки условных напряжений (2):

Во второй главе представлены конструктивные решения запатентованных пространственно-стержневых покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка и наклонной раскосной решеткой из уголков. Выявлены особенности расчета и конструирования, дан технико-экономический анализ применения их в строительстве.

Системообразующим элементом таких конструкций является составной стержень образованный из состыкованных швеллера и уголка (рис. 1). Разработан сортамент этого профиля при варьировании формообразующих швеллеров в диапазоне от №6,5 до №30. В процессе анализа геометрических характеристик установлено, что сечение составного пятигранного близко к равноустойчивому: соотношение следовательно, оно эффективно работает на сжатие. Сече-

ние хорошо сопротивляется изгибу с кручением. При косом изгибе плоскость х-х следует ориентировать в плоскости большего момента, т.к. 1,25^ / \У„ <1,45. Сечение позволяет развивать конструктивную форму в пяти направлениях. При этом крепление примыкающих стержней выполняется без фасонок. Более сложные композиции (рис. 2) позволяют повысить несущую способность составного профиля и расширить область применения, включая колонны, каркасы производственных и высотных зданий, арки, опоры высоковольтных линий и т.п. (патент ЛК№2174576).

Рис.2

Разработаны и запатентованы три конструктивные формы покрытий: складчатое покрытие из наклонных ферм (Яи№8716 ); покрытие из трехгранных ферм (RU№2188287), структурное покрытие (RU№ 19068). Все эти покрытия (рис. 3) образованы системой наклонных ферм с параллельными поясами. Они расположены под углом 45° к вертикали. Верхний пояс составного профиля из швеллера и уголка, раскосная решетка из одиночных уголков; нижний пояс - составной профиль или одиночный уголок. Плоскость раскосов ортогональна плоскостям 1раней поясов, что упрощает подрезку торцов раскосов с последующей приваркой в тавр к поясным элементам без фасонок (рис. 4). Строительная высота покрытия 1/10... 1/18 пролета. Пространственная жесткость обеспечивается за счет работы настила и раскосной системы наклонных ферм.

Отмечены достоинства и недостатки каждой конструктивной формы и область их применения. Проведенный статический анализ позволил минимизировать количество элементов пространственно-стержневой системы. Рассмотрены особенности работы исследуемых конструкций, связанные с формой составного профиля, податливостью сопряжения поясов с раскосами и их расцентровкой.

МКЭ по программе 8САБ7.29 решен комплекс задач по оценке податливого примыкания раскосов к поясам. Дана оценка перемещений полки поясною уголка от воздействия усилий в раскосах при различных вариантах загружения конструкции. Изополя перемещений представлены на рис. 5, пунктиром показаны примыкающие раскосы

Усилия от раскосов вызывают в полке поясного уголка локальные деформации, которые быстро угасают по мере удаления от центра сопряжения элементов. Прогибы полки поясного уголка характеризующие степень податливого

примыкания раскосов, соизмеримы с абсолютной деформацией раскосов и составляют от 20 до 90% их значений Эквивалентная жесткость раскосов с учетом упругой податливости*

Учет податливого примыкания раскосов к поясам в расчетной схеме бес-фасоночной пространственно-стержневой системы приводит к снижению общей жесткости раскосной решетки При этом возрастают общие вертикальные перемещения конструкции под нагрузкой Снижение пространственной жесткости конструкции практически не влияет на внутренние усилия в поясах и раскосах.

Устойчивость верхних поясов в горизонтальной плоскости обеспечена диафрагмами жесткости из профнастила. При оценке устойчивости пояса в вертикальной плоскости следует учитывать податливое примыкание раскосов к поясам В этом случае расчетная схема пояса представлена в виде многопролетного стержня на упругих опорах. Даны рекомендации по оценке расчетной длинны этого внецентренно-сжатого стержня

Предварительный подбор сечения пояса составного профиля из швеллера и уголка рекомендуется выполнить по упругой стадии с введением

л их и у

(4)

В дальнейшем, после конструирования узлов и корректировки первоначально принятой расчетной схемы пространственно-стержневой системы с учетом рас-центровки и податливого примыкания раскосов к поясам, окончательную проверку прочности по критерию ограниченных пластических деформаций (1) следует

выполнить по формуле:

где - коэффициенты, учитывающие развитие пластических деформа-

ций при совместном действии //, Мх, Му. Эти коэффициенты получены в гл. 3 настоящей диссертации. Даны рекомендации по расчету и конструированию остальных элементов конструкции.

Рассмотрены технологические вопросы изготовления, транспортировки и монтажа разработанных конструкций. Производство их не требует больших площадей и спецоборудования. Представлены устройства для изготовления составного профиля из швеллера и уголка и сборки отправочных марок. Разработаны схемы компактной транспортировки отправочных марок с максимальной загрузкой транспортных средств.

Дана оценка трудоемкости изготовления, металлоемкости и заводской себестоимости исследуемых конструкций покрытий. Проведен сравнительный анализ удельной металлоемкости трех разработанных конструктивных форм (рис. 3) с аналогами: стропильные фермы из уголков, круглых труб, ГСП типа "Молодеч-но", ферм с тавровыми поясами и структурных покрытий ЦНИИСК. Установлено, что металлоёмкость исследуемых бесфасоночных покрытий на уровне ферм из ГСП типа "Молодечно"; при этом на 10% снижается расход металла на профна-стил. При варьировании пролета от 12 до 24 м и нагрузке 3 кН/м2 удельная металлоемкость несущих конструкций составляет 12... 17,5 кг/м2.

Удельная трудоемкость изготовления бесфасоночных ферм с поясами составного профиля из швеллера и уголка составляет 10,45 чел-час/тонну. По сравнению с традиционными фермами из спаренных уголков при пролете 18 м, применение трехгранных ферм дает экономию металла 25,7%, снижение заводской стоимости на 26% при одновременном снижении трудозатраг на 22,4%. В диссертации представлены технико-экономические показатели разработанных проектных решений опытного внедрения исследуемых конструкций в практику строительства.

В третьей главе исследовано напряженно-деформированное состояние системообразующего составного стержня из швеллера и уголка. Рассмотрена за-

дача внецентренного сжатия (растяжения) с двуосным эксцентриситетом в упругой и упругопластической стадии. При переходе в упругопластическую стадию использован метод определения напряжений и деформаций В.П. Коломийца, распространенный Г.И. Белым на общий случай загружения. Для реализации численной процедуры определения деформаций всё сечение представляется дискретизи-рованным на малые площадки с координатами центра тяжести каждой площадки хь уь (рис. 6). Деформации, возникающие в центре тяжести каждой площадки, при отсутствии начальных напряжений представлены в виде:

N. АЛ, Му Б* = Е*+Б* + Е* ,

а связь между и кривизнами:

где е0 - относительная линейная деформация оси стержня; V, и - Перемещения в направлении осей х,у,

- приближенные значения кривизн в направлении осей

(6) (7)

Связь между напряжениями а* и деформациями £* принимаются по унифицированной диаграмме деформирования стали, построенной в обобщенных координатах (рис. 7) и в приращениях имеет вид:

да=е Ек' (8)

где - касательный модуль жесткости, определяемый по диаграмме (рис. 7).

В соответствии с принятым критерием ограниченных пластических деформаций, предельное состояние устанавливается по максимальному значению остаточных деформаций принятому на основании исследований Н.С.

Стрелецкого, Г.Е. Вельского в современных нормах проектирования стальных конструкций.

Связь между заданными силовыми факторами в /-том сечении и напряжениями за пределом упругости выражается системой нелинейных уравнений:

(9)

Нелинейность связана с касательным модулем упругости (8), который в процессе численного решения принимается по унифицированной диаграмме (рис. 7). Используя кинематическую (7) и физическую (8) зависимости, уравнения равновесия (9) в форме приращений принимают вид:

(Ю)

где - коэффициенты, определяющие жесткостные параметры пятигранно-

го сечения:

(И)

Решение системы уравнений (10) проводится итерационным методом, позволяющим с помощью последовательных приближений получить с заданной степенью точности значения всех компонент деформаций при любом сочетании силовых факторов.

На основе приведенной методики на языке "Object Pascal" разработана программа автоматизированного определения напряженно-деформированного состояния составного профиля из швеллера и уголка с учетом ограниченного раз-

вития пластических деформаций. Сервисное обеспечение предусматривает диалоговые окна для определения геометрии сечения, его физико-механических характеристик, предельных силовых факторов, вывода результатов расчета в форме таблиц и изополей обобщенных деформаций.

С помощью программы определены максимальные внутренние усилия, действующие в поперечном сечении составного стержня как в упругой, так и в упругопластической стадии. Результаты расчета представлены в виде графиков, таблиц и эпюр напряжений. Графики взаимодействия изгибающих моментов

при фиксированном значении продольной силы соответствующие появлению [ Ё/) ост ] = 3 приведены на рис. 8.

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0,4 0,6 0.8 1

Рис. 8. Графики взаимодействия предельных усилий

Относительные значения усилий, соответствующих появлению ограниченной пластической деформации:

м, = [л/*]/А/*,т«; м^ШуУМу,п«; #=[//]/#„«. (12)

где - предельные значения усилий при их совместном действии;

- предельные значения усилий при их раздельном действии.

Установлено влияние геометрических характеристик составного профиля из швеллера и уголка на предельные усилия. Анализ профилей разработанного сортамента показал, что соотношение площадей швеллера и уголка может изменятся в диапазоне на предельное состояние сечения при наличии N показано на рис. 9.

Эпюры обобщенных деформаций е при различных соотношениях силовых факторов приведены на рисунке 10. В зависимости от соотношения М„ Му, N точка максимальной деформации составного профиля может менять свой адрес. Не во всех случаях отдельные максимальные значения усилий вызывают предельное состояние сечения, это следует учитывать при выборе расчетных сочетаний усилий.

Разработаны практические рекомендации для оценки прочности составного профиля из швеллера и уголка. Проверка предельного состояния по непригодности к эксплуатации вследствие ограниченного развития пластических деформаций производится по формуле (5), в которой значения коэффициентов найдены как:

(13)

где [Л^, ], [М^ ] - предельные значения усилий при совместном их действии, находящиеся в том же соотношении, что и и удовлетворяющие условию:

± ± 1м?}-у ± КТ* . д

(14)

Л */X ^ у

В диссертации приведены таблицы коэффициентов (13) в зависимости от соотношения и знака силовых факторов Ы, М„ Му, а также отношения ЛшвЛ4уг.

Программа расчета позволяет в процессе развития исследований и расширения области использования составного профиля учесть дополнительные силовые факторы и связанные с ними деформации: поперечные силы, кручение и др. В диссертации представлены дополнительные зависимости, учитывающие эти факторы. Повышение несущей способности исследуемого стержня можно добиться путем использования различных марок стали в швеллере и уголке. Отмечены и другие перспективные направления развития исследований и совершенствования конструктивной формы.

В четвертой главе представлены экспериментальные исследования стальной бесфасоночной пространственной фермы с верхним поясом из швеллера и уголка и наклонной раскосной решеткой из одиночных уголков. Цель эксперимента - изучение действительной работы натурной конструкции при статическом загружении и проверка основных расчетных предпосылок и теоретических положений.

Габаритные размеры трехгранной фермы: пролет —12 м, высота - 1,5 м, ширина - 3 м, панели поясов - 3 м. Сечение верхнего пояса образовано из [№ 12 по ГОСТ 8240-72 и L80xl0 по ГОСТ 8509-93. Два нижних пояса из L80xl0, каждый из которых ориентирован обушком вверх (рис. З4); раскосы из L50x5, L75x8,

L80xЮ торцами приварены к поясным уголкам верхнего и нижнего пояса (рис. 4). Материал всех элементов по результатам испытаний стандартных образцов на растяжение соответствует стали С235 по ГОСТ 27772-88*: Испытания проведены на стенде при проектном положении конструкции в два этапа:

• Этап № 1. Изучение работы конструкции в упругой стадии при варьировании величины, характера и схем загружения.

• Этап №2. Изучение её работы при переходе в упругопластическую стадию до потери несущей способности.

На первом этапе ре&чизованы четыре схемы загружения: равномерно распределенная нагрузка по всему и в половине пролета, сосредоточенные силы в узлах, сосредоточенные силы в середине панелей верхнего пояса. Предельная нагрузка назначалась так, чтобы максимальный уровень напряжений не превышал 80% На втором этапе при равномерно распределенной нагрузке по всему пролету конструкция загружалась до предельного состояния.

Рис. 11. Схема расстановки прогибомеров: М - ПМ, А - ПАО-5, И - индикаторы

Измерение вертикальных и горизонтальных перемещений производилось прогибомерами ПМ, ПАО-5, а также индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм. Схема расстановки приборов показана на рис. 11. Индикаторами с ценой деления 0,001 мм контролировалось возможное смещение швеллера относительно уголка составного профиля.

Измерение деформаций производилось с помощью тензорезисторов, сопротивлением 100 Ом и базой 20 мм. В качестве регистрирующей аппаратуры использован цифровой измерительный комплекс К732/1 с компьютерным управлением. Контролируемые тензорезисторами сечения пространственной фермы отмечены на рис. 12.

Рис. 12. Исследуемые сечения стержней и схемы размещения тензорезисторов

Рис. 13. Эпюры прогибов верхнего пояса при варьировании схемами загружения

Эпюры прогибов верхнего пояса фермы при варьировании схем загруже-ния приведены на рис. 13. Здесь лини 1 соответствуют теоретическим прогибам без учета податливого примыкания раскосов к поясам; линии 2 - измеренные значения; 1гунктир - прогибы с учетом податливого примыкания раскосов. Сходимость экспериментальных и теоретических результатов по прогибам с учетом податливости составляет от 2,6% до 9%; без учета податливости эта разница увеличивается от 6% до 24%. Расчет таких конструкций по 2" группе предельных состояний следует выполнять с учетом податливого примыкания раскосов, использование эквивалентной жесткости (3) дает удовлетворительный результат.

Вертикальные перемещения нижних поясов по характеру и величине аналогичны прогибам верхнего пояса. Горизонтальные перемещения верхнего и нижнего поясов на порядок меньше вертикальных, носят случайный характер и связаны с дефектами изготовления конструкции. Местный изгиб полки поясного уголка в зоне примыкания раскосов при максимальной нагрузке составил 0,76% oт толщины полки. Сдвига швеллера относительно уголка составного пятигранного профиля не обнаружено: сечение работает монолитно.

Сравнение теоретических и экспериментальных значений нормальных напряжений в упругой стадии представлено на рис. 14. Сплошными линиями показаны экспериментальные, пунктиром - теоретические эпюры. Теоретические значения приведены в скобках. Расхождение максимальных значений а для верхнего пояса пятигранного сечения не превышает 5-7% и составляет в среднем ±4%; для нижнего пояса - менее 9%; для растянутых раскосов от 0 до 35%; для сжатых раскосов — от 0 до 45%. В раскосах появляются изгибные нормальные напряжения а, не учитываемые расчетной схемой, а большие расхождения соответствуют только малым усилиям в стержнях (разность малых чисел). Центрального сжатия или растяжения в раскосах не зафиксировано. Это связано как с несовершенствами изготовления, так и с особенностью работы узлов.

Рис. 14. Эпюры о (МПа) при равномерно распределенной нагрузке

Особое внимание в процессе эксперимента уделено изучению работы вне-центренно-сжатого составного стержня верхнего пояса в упругопластической стадии. Наиболее опасным сечением его является Вп2-3 (рис. 12). Для оценки глубины развития пластических деформаций в этом сечении устанавливались по два

дополнительных тензорезистора на каждой грани. Начало зарождения пластических деформаций зафиксировано в обушке поясного уголка (рис. 15"). Процесс дальнейшего развития пластических деформаций в этом сечении при возрастании внешней нагрузки показан на графике рис. Здесь представлено сравнение теоретических и экспериментальных значений кривая 1 соответствует теоретическим результатам, полученным в главе 3; кривая 2 — измеренным значениям деформации.

Рис. 15. Развитие пластических деформаций в расчетном сечении пояса составного профиля: а) Эпюра а (МПа) на границе упругой работы; б) График развития с при переходе в предельное состояние; в) Эпюра в предельном состоянии.

Сравнительный анализ показывает, что максимальное отклонение измеренных деформаций от теоретических - 7,5% при уровне е= 1,5. Это связано с известным несовпадением действительной и унифицированной диаграммы работы стали при данном уровне деформаций. В дальнейшем, при уровне кривые 1

и 2 сближаются. Значение остаточной обобщенной деформации в обушке уголка составляет 2,9 (рис. 15б), что отличается от принятого в качестве предельного состояния [ ёр ост ] = 3 на 3,3%.

Глубина развития пластических деформаций в предельном состоянии по-

казана на рис. 15°. Уменьшение упруго работающего сечения приводит к смещению нейтральной оси Хо — х^. Процесс развития пластических деформаций интенсивно нарастает. Одновременно развиваются пластические деформации и в сечении ВпЗ (рис. 12). Несущая способность пояса исчерпана. Появление обширной зоны развития пластических деформаций сопровождается ростом прогибов конструкции. Однако механического разрушения в элементах и узлах фермы не зафиксировано. При снятии нагрузки она стремится восстановить свою первоначальную > форму с заметным появлением остаточных прогибов и необратимых деформаций.

Эксперимент подтвердил основные расчетные предпосылки и полученные теоретические результаты, которые могут быть использованы при проектировании исследованных конструкций.

В пятой главе даны практические рекомендации по изготовлению, расчету и конструированию бесфасоночных пространственно-стержневых конструкций покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка. Определены направления. дальнейших исследований, включая исследование работы сварного компоновочного шва, соединяющего швеллер и уголок составного профиля.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ: 1 .Разработаны новые пространственно-стержневые конструкции покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка, включая складку, трехгранную ферму и структурную плиту. Экспериментально и теоретически обоснована возможность применения конструкций в практике строительства.

2.Разработана вычислительная программа для расчета стержня составного профиля из швеллера и уголка на действие продольной силы с двухосным эксцентриситетом.- Изучено влияние геометрических параметров составного профиля из швеллера и уголка на его деформации в зависимости от соотношения величин продольной силы и изгибающих моментов.

3.Получены значения коэффициентов для проверки прочности поясов по критерию ограниченных пластических деформаций в зависимости от соотношения силовых факторов и геометрических параметров составного сечения из швеллера и уголка.

4. Дана оценка жесткости пространственных конструкций с поясами составного профиля из швеллера и уголка. Установлено, что расчет конструкции по второй

группе предельных состояний необходимо проводить с учетом податливости примыкания раскосов к поясу.

5.Экспериментально получены новые данные, характеризующие особенности напряженно-деформированного состояния натурной конструкции покрытия с верхним поясом составного профиля из швеллера и уголка при статическом на-гружении.

6.Результаты экспериментальных исследований подтвердили правомерность основных теоретических предпосылок, положенных в основу разработанного способа расчета. При этом сходимость теоретических и экспериментальных результатов по прогибам составила 2,6.,.9%, по напряжениям в упругой стадии +4,3%, по значениям остаточных деформаций 3,3%.

7.Целесообразность использования разработанных конструкций подтверждена опытом их 3-х летней эксплуатации в условиях г. Томска.

Оснонные результаты диссертации представлены в следующих материалах:

1. Копытов М.М., Матвеев А.В. Беспрогонное складчатое покрытие из прокатных профилей.// Информационный лист№44-98, сер. Р.67.11.35. -Томск: Изд-во МТ ЦНТИ, -1998. -4 с.

2Г Копытов М.М., Матвеев А.В., Яшин. С.Г. Повышение надежности эксплуатируемых структурных покрытий.// Вестник Томского гос. архит.-строит. ун-та -Томск.: Изд-во ТГАСУ. - 1999. - №1. - С. 121-126.

3. Проблемы легких металлических конструкций в Томской области./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, А.С. Косинцев, С.Г. Яшин// Труды НГАСУ. - Новосибирск. - 1999. - Т.2, №3(4). - С.54-62.

4. Складчатое покрытие из прокатных профилей./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, А.С. Косинцев// Труды НГАСУ. - Новосибирск. - 1999. - Т.2, №2(4).-С43-49.

5. Патент №2174576RU C2 МПК7 Е04 СЗ/32. Тонкостенная несущая конструкция замкнутого контура./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, А.С. Косинцев, С.Г. Яшин// По заявке №99107694/03, дата поступления 05.04.1999, опубл. 10.10.2001, бюл. №28.- Юс.

6. Матвеев А.В. К исследованию металлоконструкций покрытий с пентагональ-ным сечением сжато-изогнутого пояса.// Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок: тез. докл. научн.-техн. конф., 30 нояб.- 1 де-каб. 1999 г., г. Томск/ Секция "Проблемы развития теории сооружений и совершенствования строительных конструкций". - Томск.: Изд-во > ТГАСУ. -1999.-С. 94-95.

7. Матвеев А.В. Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной фермы с пентагональным сечением верхнего пояса.// Вестник Томского гос. архит.-строит, ун-та. - Томск. -1999. -№2. -С.131-137.

8. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В. Экспериментальное исследование бесфасоночной пространственной фермы с пентагональным сечением верхнего пояса.// Известия ВУЗов. Строительство. - 2000. - №11. - С. 129-132.

9. Стержневые конструкции с пятигранным профилем сечения, составленным из швеллера и уголка./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Е.А. Меле-хин// VII Украинская науч.-тех. конф. «Металлические конструкции». Сб. докладов. - Днепропетровск. -2000 г.-С. 131-133.

10. Патент №2188287RU C2 МПК7 Е04 СЗ/04. Покрытие из трехгранных ферм./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин.// По заявке №2000117116, дата поступления 27.06.2000, опубл. 27.08.2002, бюл. №24. - 8с.

11. Свидетельство на полезную модель №19068RU Ш МПК7 Е04 СЗ/04. Структурное покрытие./ М.М. Копытов, КА. Ерохин, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин.// По заявке № 2001100914, дата поступления 09.01.2001, опубл. 10.08.2001, бюл. №22. - 8 с.

12. Матвеев А.В. Приложение алгоритма «Сечение» к исследованию упруго-пластической работы пятигранного профиля.// Архитектура и градостроительство. Наука, образование, технологии: тез. докл. научн.-техн. конф., 11-12 сент. 2002 г., г. Томск/ Секция "Проблемы развития теории сооружений и совершенствования строительных конструкций". - Томск.: Изд-во ТГАСУ. -2002.-С. 43-44.

13. Пространственные покрытия с поясами пентагонального сечения./ М.М. Ко-пытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Р.А. Осокин// Известия ВУЗов. Строительство. - 2002. - №4. - С. 14-18.

14. Использование стержневых элементов пентагонального профиля сечения в условиях реконструкции./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Р.А. Осокин./ Крымская акад. природоохраны и курортного строит.// Сб. научн. трудов №6 "Строительство и техногенная безопасность". Симфиропль. -2002. -С. 81-83.

15. Копытов М.М., Матвеев А.В., Мелёхин ЕА Бесфасоночные пространственно-стержневые покрытия с поясами пентагонального профиля сечения.// Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2003. - №11. - С. 2-6.

16. Заявка на полезную модель №2003105049/20(005781). Пространственный узел покрытия./ М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Р.А. Осокин. Приоритет 25.02.2003

17. Заявка на полезную модель №2003118832/20(020237). Тонкостенная несущая конструкция замкнутого пятигранного сечения (ее варианты)./ М.М. Копытов, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин, А.П. Малиновский. Приоритет 24.06.2003, положительное решение 17.07.03.

18. Заявка на изобретение №2003120389/03(021634). Покрытие из трехгранных ферм./М.М. Копытов, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин. Приоритет 03.07.2003-

Изд. лиц. № 021253 от 31.10.97. Подписано в печать&У. Формат 60x90/16. Бумага офсет. Гарнитура Тайме, печать офсет. Уч.-изд. л.2. Тираж 100 экз. Заказ №_ ■ТОО

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

Р-4473

Введение

Глава 1. Пространственно-стержневые металлоконструкции покрытий и методы их исследования.

1.1. Конструктивные формы и тенденции их развития.

1.2. Расчетные модели и методы исследования пространственно -стержневых систем покрытий.

1.3. Развитие исследований и современные методы расчета тонкостенных стержней — основных элементов несущих конструкций.

1.4. Цель и задачи диссертации.

Глава 2. Бесфасоночные пространственно-стержневые конструкции покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка и раскосной решеткой из уголков.

2.1. Анализ пятигранного профиля сечения, образованного из состыкованных швеллера и уголка и область его эффективного использования в строительных конструкциях.

2.2. Конструктивные формы запатентованных покрытий.

2.3. Особенности расчета и конструирования бесфасоночных пространственно-стержневых покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

2.4. Технологические особенности и технико-экономические показатели предлагаемых конструкций.

Краткие выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование напряженно-деформированного состояния системообразующего стержня составного профиля из швеллера и уголка.

3.1. Расчетная модель и основные предпосылки.

3.2. Разработка методики изучения и автоматизация определения напряженно-деформированного состояния стержня составного профиля из швеллера и уголка с использованием алгоритма "Сечение".

3.3. Особенности напряженно-деформированного состояния исследуемого стержня при упругой стадии работы материала.

3.4. Предельное состояние составного профиля из швеллера и уголка по критерию ограниченных пластических деформаций.

Актуальность темы.

Эффективность металлоконструкций определяется уровнем снижения металлоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа при одновременной минимизации транспортных расходов. В одноэтажных производственных зданиях конструкции покрытий составляют 36.56% от общего объема работ. Наибольшим рыночным спросом в настоящее время и ближайшей перспективе будут пользоваться здания и сооружения небольших пролетов. Особая роль здесь принадлежит совершенствованию легких металлоконструкций, позволяющих строить просто, быстро, выгодно.

Поиски скрытых резервов привели к созданию новых конструктивных форм, основными несущими элементами которых являются пятигранные трубы составного сечения, образованные из состыкованных швеллера и уголка. Приоритет защищен четырьмя патентами и авторскими свидетельствами, а также тремя заявками на патенты, по которым получено положительное решение. Они экономичны, позволяют реализовать беспрогонное и бес-фасоночное решение покрытия при минимальных трудозатратах на изготовление и монтаж. Предварительный технико-экономический анализ показал, что по сравнению с аналогами можно добиться снижения расхода металла и стоимости.

Серьёзной проблемой внедрения этих конструкций является не изученность работы, как составного пятигранного стержня, так и новых конструктивных форм, созданных на его основе. Решение этих задач можно получить только на базе экспериментально-теоретических исследований. Они позволяют разработать обоснованные рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу, которые представляются актуальными и востребованными в строительстве.

Цель диссертации — Разработка и исследование новых конструктивных решений пространственных конструкций покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

Научная новизна работы представлена следующими основными результатами:

1. Получена совокупность математических соотношений, характеризующих работу элементов пространственных конструкций покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка.

2. Определено напряженно-деформированное состояние составного стержня из швеллера и уголка в упругопластической стадии и разработан способ расчета его прочности по критерию ограниченных пластических деформаций.

3. Установлена степень влияния податливости примыкания раскосов к поясам исследуемых конструкций на общие деформации пространственно-стержневой системы.

4. Результаты экспериментальных исследований натурной пространственной конструкции покрытия с верхним поясом составного профиля из швеллера и уголка при различных схемах статического нагружения в стадии упругого и упругопластического деформирования.

На защиту выносятся;

1. Совокупность научных положений и закономерностей, являющихся основой для расчета стержней составного профиля из швеллера и уголка;

2. Методика и результаты натурных испытаний пространственной фермы;

3. Конструктивные решения пространственно-стержневых покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка и раскосной решёткой из уголков;

4. Рекомендации по проектированию и изготовлению пространственно-стержневых металлоконструкций с поясами составного профиля и раскосной решёткой из уголков.

Достоверность полученных результатов обеспечена корректным использованием основных положений теории тонкостенных стержней, метода конечных элементов и удовлетворительной сходимостью с результатами экспериментальных исследований.

Практическая значимость работы. Разработан сортамент составного профиля образованного из швеллера и уголка. Разработаны конструктивные решения беспрогонных и бесфасоночных покрытий с поясами из составного профиля и дана их технико-экономическая оценка. Разработан инженерный метод расчета элементов пространственно-стержневых конструкций с поясами составного профиля из швеллера и уголка и наклонной раскосной решёткой из уголков. Даны рекомендации по изготовлению, транспортировке и монтажу.

Результаты работы внедрены Новосибирским ЗАО НТЦ "ЭРКОНСиб", Томской проектно-конструкторской фирмой ВОГТЕХПРОЕКТ, и используются при разработке новых и модернизации существующих пространственных конструкций покрытий. Материалы диссертации используются в учебном процессе ТГАСУ по дисциплине "Металлические конструкции" и при переподготовке инженеров-строителей на факультете повышения квалификации.

Публикации

Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в двенадцати научных публикациях, описаниях двух патентов и авторского свидетельства, а также одной заявки на изобретение и двух заявкок на полезную модель, по которым получено положительное решение.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов и списка литературы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Разработаны новые пространственно-стержневые конструкции покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка, включая складку, трехгранную ферму и структурную плиту. Экспериментально и теоретически обоснована возможность применения конструкций в практике строительства.

2. Разработана вычислительная программа для расчета стержня составного профиля из швеллера и уголка на действие продольной силы с двухосным эксцентриситетом. Изучено влияние геометрических параметров составного профиля из швеллера и уголка на его деформации в зависимости от соотношения величин продольной силы и изгибающих моментов.

3. Получены значения коэффициентов для проверки прочности поясов по критерию ограниченных пластических деформаций в зависимости от соотношения силовых факторов и геометрических параметров составного сечения из швеллера и уголка.

4. Дана оценка жесткости пространственных конструкций с поясами составного профиля из швеллера и уголка. Установлено, что расчет конструкции по второй группе предельных состояний необходимо проводить с учетом податливости примыкания раскосов к поясу.

5. Экспериментально получены новые данные, характеризующие особенности напряженно-деформированного состояния натурной конструкции покрытия с верхним поясом составного профиля из швеллера и уголка при статическом нагружении.

6. Результаты экспериментальных исследований подтвердили правомерность основных теоретических предпосылок, положенных в основу разработанного способа расчета. При этом сходимость теоретических и экспериментальных результатов по прогибам составила 2,6.9%, по напряжениям в упругой стадии ±4,3%, по значениям остаточных деформаций 3,3%.

7. Целесообразность использования разработанных конструкций подтверждена опытом их 3-х летней эксплуатации в условиях г. Томска.

1. Абовская С.Н. Сборные сталежелезобетонные пространственные фермы из унифицированных элементов для покрытий промзданий. Дис. канд. техн. наук. -Красноярск.: -1985. -237с.

2. Абовская С.Н. Сталежелезобетонные конструкции (панели и здания). -Красноярск: КрасГАСА,-2001 -460 с.

3. Аксельрад Э.Л. Техническая теория тонкостенных стержней. Ле-нингр. ин-т. инж. ж.-д. трансп., -Л.: -1967. -88 с.

4. Александров А.В. Исследование работы тонкостенных стержней при действии продольных сосредоточенных сил. В сб.: "Исследования по теории сооружений", вып. 15. -М.: Стройиздат, -1967. -С. 53-64.

5. Алексеев П.И. Устойчивость стержней и балок. — Киев: Будивельник. -1964. -126 с. -Библиогр. -123 с.

6. Артемьева И.И. Алюминиевые конструкции. -Л.: Стройиздат, -1974. -208 с.

7. Бейлин Е.А. К теории деформационного расчета и устойчивости криволинейных и прямолинейных тонкостенных стержней.// Механика стержневых систем и сплошных сред. —Л.: -1970. -С. 5-19.

8. Бейлин Е.А. Обобщение уравнений Кирхгофа-Клебша для тонких и тонкостенных стержней.// Механика стержневых систем и сплошных сред.-Л.:-1969.-С. 5-19.

9. Бейлин Е.А. Общие уравнения деформационного расчета и устойчивости тонкостенных стержней.// Строительная механика и расчет сооружений. -1969. -№5. -С.35-41.

10. Беленя Е.И. Металлические конструкции. Спецкурс. -М.: Стройиздат, -1982.-472 с.

11. Белый Г.И. К деформационному расчету упругопластических тонкостенных стержней.// Изв. Вузов. Стр-во и арх-ра. —1984. -№9. -С.24-27.

12. Белый Г.И. О расчете упругопластических тонкостенных стержней по пространственно деформированной схеме с учетом касательных напряжений и деформаций сдвига.// Металлические конструкции и испытание сооружений. Л.: -1985. -С. 10-23.

13. Белый Г.И. Пространственная работа и предельные состояния стержневых элементов металлических конструкций: Дисс.д.т.н./ ЛИСИ., -Л.: -1987.-358 с.

14. Белый Г.И. Расчет упругопластических тонкостенных стержней по пространственно — деформированной схеме.// Строительная механика сооружений. -Л.: -1983. -С.40-48.

15. Белый Г.И., Родиков Н.Н. О пространственной деформации тонкостенных стержней с двухосным эксцентриситетом.// Исследования по механике строительных конструкций и материалов. -Л.: —1982. -С. 30-36.

16. Белый Г.И., Стегачев П.Б. Пространственное деформирование и несущая способность сжатых стержней стальных ферм, имеющие начальные геометрические несовершенства.// Металлические конструкции и испытания сооружений. -Л.: —1982. -С. 66-75.

17. Вельский Г.Е. О качественном исследовании устойчивости сжато-изогнутых стержней.// Строительная механика и расчет сооружений. 967. -№2. -С.23-27.

18. Вельский Г.Е. О количественных критериях предельных состояний по непригодности к эксплуатации.// Строительная механика и расчет сооружений. -М. -1978. -№2. -С. 23-27.

19. Вельский Г.Е., Одесский П.Д. О едином подходе к использованию диаграммы работы строительных сталей.// Пром. стр-во. -1980. -№7. -С. 4-6.

20. Беспалов С.М. Фукс О.М., Шевченко А.А. Большепролетные покрытия общественных зданий и сооружений.// Переспективы развития и пути повышения эффективности применения легких и особолегких металлических конструкций. Тезисы докладов. -Киев: -1984. -С.37-38.

21. Бирюлев В.В., Кошин И.И., Крылов И.И., Сильвестров А.В. Проектирование металлических конструкций. -JI.: Стройиздат, -1990 -432 е.: ил.

22. Бирюлев В.В., Крылов И.И., Почка В.И., Евдокимов Н.В. Пространственные блоки покрытия с верхним поясом из стальных профилированных листов//Промышленное строительство. -1988. -№1. -С.27-28.

23. Болотин В.В. О понятии устойчивости в строительной механике.// Проблемы устойчивости в строительной механике. -М.: —1965. — С. 627.

24. Броуде Б.М. К теории расчета тонкостенных стержней открытого профиля.// Строительная механика и расчет сооружений. 1960. -№5. -С.6-11.

25. Броуде Б.М. О линеаризации уравнений устойчивости равновесия внецентрено сжатого стержня.// Исследование по теории сжатого стержня. - М.: Госстройиздат.: -1959 -Вып. 8. -С.205-223.

26. Бычков Д.В. Испытание металлических балок на совместное действие изгиба и кручения. "Строит, промышленность", -1939, -№11-12.

27. Бычков Д.В. Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций. -М.: Гостройиздат, -1962. -С.476.

28. Варвак П.М. Метод конечных элементов. -Киев.: Высшая школа, -1981.-176 с.

29. Ведеников Г.С. Металлические конструкции. -М.: Стройиздат, -1998. -760 с.

30. Власов В.З. Строительная механика тонкостенных пространственных систем. М.: Государственное издательство строительной литературы. -1949.-435 с.

31. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Физматгиз, -1969. -568 с.

32. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. -М.: Наука. — 1967.-984 с.

33. Воробьев JI.H. Деформационный расчет и устойчивость стержней открытого профиля// Тр. Новочерк. политехи, ин-т. —1985. т. 69\83. — С. 3-48.

34. Вяземский С.П. О пространственной деформации гибких тонкостенных стержней // Тр./Ленинград.инж.строит.инст. Вып. 26. -1957. -С. 270-313.

35. Геммерлинг А.В. Расчет стержневых систем. -М.: Стройиздат, —1974. -208 с.

36. Гольденвейзер А.Л. О теории тонкостенных стержней. "Прикл. мат. и мех.", т. 13, вып. 6, 1949.

37. Гольденвейзер А.Л. Устойчивость тонкостенных стержней при действии продольной силы в зависимости от граничных условий. Труды лаборатории строительной механики ЦНИПС. Стройиздат, 1942.

38. Горев В.В. Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Конструкции зданий. -М.: Высш. шк., -1999. -528 с.

39. Григорьев С.В. Линзообразные блоки покрытия из металлического профилированного листа: Дис. . канд. техн. наук. -Новосибирск, — 1995.-228 с.

40. Джанелидзе Г.Ю. Определение координат центра тяжести по различным функциям напряжений при кручении. Труды Ленингр. политех-нич. ин-та., №226, 1963.

41. Джанилидзе Г.Ю., Пановко Я.Г. Статика упругих тонкостенных стержней. М.-Л., Гостехиздат, 1948.

42. Диденко Н.И., Цапко. Н.И. Напряженно-деформированное состояние наклонной шарнирно-стержневой плиты.// Исследования по строительной механике и строительным конструкциям. —Томск: Изд. Том. универ, 1983.-С. 87-90.

43. Динкевич С.З. Матричные алгоритмы расчета на прочность, общестатическую устойчивость и собственные колебания пространственных стержневых каркасов зданий. В сб. "Исследования по теории сооружений", вып. XVI. -М.: Стройиздат, -1968. -С. 102-116.

44. Добудогло Н.Г. Теоретические и экспериментальные исследования устойчивости плоской формы изгиба неразрезных балок. — Киев: Бу-дивельник. -1964. 126 с.

45. Дыховичный Ю.А., Жуковский Э.З. и др. Современные пространственные конструкции: Справочник. -М.: Высш. шк., -1991.-543 с.

46. Енджиевский Л.В., Наделяев В.Д., Петухова И.Я., Каркасы из легких металлических конструкций и их элементы. -М.: Изд-во АСВ, -1998. -247 стр.

47. Зарифьян А.З. Предельные состояния тонкостенных элементов металлических конструкций.// Изв. Сев. -Кавк. Науч. центра высш. школы. -1977. -№3. -с.91-95.

48. Зарифьян А.З. Расчет по деформированной схеме и определения несущей способности тонкостенных стержней открытого профиля.// Прочность, устойчивость и колебания инженерных сооружений. -Новочеркасск: НПИ. -1974. -т. 305. -С. 35-42.

49. Ильюшин А.А. Пластичность. -M.-JL: Гостехиздат. —1948. -376 с.(52)

50. Калужинский Ю.М. Экспериментальное исследование влияния упругого стеснения депланаций на параметры устойчивости плоской формы изгиба тонкостенных балок.// Сопротивление материалов, теоретическая механика. -J1.: -1965. -С. 30-39.

51. Карлин В.В., Трофимов В.И. О работе на сдвиг предварительно-напряженной алюминиевой мембраны.// "Строительная механика и расчет сооружений". -J1.: -1972. -№6. -С. 23-55.

52. Картопольцев В.М., Корчак М.Д., Галкин С.В. Основы неустойчивости в теории катастроф инженерных конструкций. —Томск: Изд. ТГУ. -1997.-124 с.

53. Карякин Н.И. Основы расчета тонкостенных конструкций (прочность, устойчивость и колебания). Москва. "Высшая школа". -1960. -240 с.

54. Кеббель Э.К., Пенененко В.В., Устойчивость упругих тонкостенных стержней при действии сил с неодинаковыми двухосными эксцентриситетами.// Изв. вузов. Строительство и архитектура. -1972. -№9. -С. 46-55.

55. Клевцов К.В., Кочетов Б.В., Мехеричев В.В., Огай К.П. Строительно-монтажный конвейер. -М.: Стройиздат, -1980. -167 е.: ил.

56. Клячин А.З. Металлические решетчатые пространственные конструкции. Учебное пособие ч. 1. -Свердловск.: УЭМИИЖТ, -1984, -94 с.

57. Клячин А.З., Фурманов Б.А. Структурные конструкции из пирамид с фланцевыми узловыми сопряжениями. -М.: -Стройиздат, -1983. -84с.

58. Коломиец В.П. Метод определения напряжений и деформаций сечений балки при сложном нагружении с учетом действительной диаграммы (а-с).// Изв. вузов. Авиационная техника. —1966. -№1. -С.63-72.

59. Копытов М.М. Складчатое покрытие из наклонных ферм. Свидетельство на полезную модель № 8716 МПК6 Е04 С 3/04 №98102236. Заявлено 12.02.98; опубл. 16.12.98; Бюл. №12.

60. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В. Экспериментальное исследование бесфасоночной пространственной фермы с пентагональным сечением верхнего пояса.// Известия ВУЗов. Строительство. 2000. -№11.-С. 129-132.

61. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В., Мелёхин Е.А. Патент №2188287RU С2 МПК7 Е04 СЗ/04. Покрытие из трехгранных ферм.// По заявке №2000117116, дата поступления 27.06.2000, опубл. 27.08.2002, бюл. №24. 8 с.

62. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В., Мелёхин Е.А. Свидетельство на полезную модель №19068RU U1 МПК7 Е04 СЗ/04. Структурное покрытие.// По заявке № 2001100914, дата поступления 09.01.2001, опубл. 10.08.2001, бюл. №22. 8 с.

63. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В.,. Косинцев, А.С, Яшин С.Г. Патент №2174576RU С2 МПК7 Е04 C3/32. Тонкостенная несущая конструкция замкнутого контура.// По заявке №99107694/03, дата поступления 05.04.1999, опубл. 10.10.2001, бюл. №28.- Юс.

64. Копытов М.М., Матвеев А.В., Мелёхин Е.А. Бесфасоночные пространственно-стержневые покрытия с поясами пентагонального профиля сечения.// Монтажные и специальные работы в строительстве. -2003.- №11.-С. 2-6.

65. Копытов М.М., Матвеев А.В., Яшин. С.Г. Повышение надежности эксплуатируемых структурных покрытий.// Вестник Томского гос. ар-хит.-строит. ун-та. -Томск.: Изд-во ТГАСУ. 1999. - №1. - С.121-126.

66. Копытов М.М.,. Ерохин К.А, Матвеев А.В., Осокин Р.А. Пространственные покрытия с поясами пентагонального сечения.// Известия ВУЗов. Строительство. 2002. - №4. - С. 14-18.

67. Короткин Я.И., Постнов В.А., Сивере H.JI. "Строительная механика корабля и теория упругости", т. 1. Изд. "Судостроение", — JI: —1968. — 424 с.

68. Корчак М.Д. Влияние геометрических несовершенств на несущую способность легких металлических конструкций. Автореф. дис. . д.т.н. -М.:-1993.-39 с.

69. Кротов А.П. Разработка и исследование большепролетных элементов покрытий (плит-ферм) с использованием трехслойных конструкций из складчатых алюминиевых облицовок и пластмасс: Автореф. дис. . канд. тех. наук /НИСИ. -М.: -1970. -17 с.

70. Кротов А.П., Спиридонов В.Н., Федоров В.В. Исследование на моделях действительной работы кровельных панелей с верхним листовым поясом и решетчатым подкреплением. В сб.: Алюминий в строительстве. -М.: ВИЛ С, 1965.

71. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. -М.: "Наука", 1977.-415 с.

72. Лихтарников Я.М. Металлические конструкции. Методы технико-экономического анализа и проектирования. М.: Стройиздат, — 1968. — 264 с.

73. Лубо Л.Н. Теория статического расчета пространственных регулярных стержневых систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени, ЛИСИ, Ленинград, 1987.

74. Лубо Л.Н., Миронков Б.А. Плиты регулярной пространственной структуры. -Л.: Стройиздат, -1976. -104 с.

75. Лужин О.В. Теория тонкостенных стержней замкнутого профиля и её применение в машиностроении. -М.: Изд. Военно-инженерной Академии им. Куйбышева, -1959. -246 с.

76. Луковников В.Ф. Устойчивость прямоугольной полосы и двутавровой балки при сложном поперечном и продольном нагружении: Автореф. дис. канд.техн.наук. -Рига. -1955. -10 с.

77. Ляхович Л.С. Некоторые вопросы качественного анализа устойчивости стержневых систем, исследуемых методом перемещений // Проблемы устойчивости в строительной механике. -М.: ГСИ. -1965. -С. 435-441.

78. Марышев А.Ю. Двухпоясное преднапряженное арочное покрытие с поясами из стальных профилированных листов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Красноярск.: -2001. -19 с.

79. Мелехин Е.А. Работа узлов бесфасоночного складчатого покрытия с поясами пятигранного составного профиля. Дис. . канд. тех. наук. /

80. Томский государственный архитектурно-строительный университет. -2003.-151 с.

81. Мельников Н.П. Металлические конструкции (Справочник проектировщика). -М.: Стройиздат, -1980. -776 с.

82. Мельников Н.П. Металлические конструкции за рубежом. М.: -1971. -400 с.

83. Мельников Н.П. Пути прогресса в области металлических конструкций. -М.: Стройиздат, -1974. -136 с.

84. Мельников С.Г., Савельева Д.В., Громченко С.А., Калмыков Д.И. Материалы XVII региональной научно-технической конференции. — Красноярск: КрасГАСА, -1999, -С. 10-11.

85. Металлические конструкции большепролетных покрытий /ЦИНИС. — Сер. Строительство и архитектура. Обзорная информация. М. 1979; вып. 8.

86. Минцковский М.Ш. Покрытия из перекрестных ферм.// Расчет пространственных конструкций/ под ред. Уманского, вып.1. ГСИ. 1950.

87. Мищенко П.Д. Влияние сдвигов на величину напряжений при изгибе тонкостенных балок. "Изв. вузов. Стр-во и архит.", -№9. -1959. С. 52-62.

88. Мункуева Е.М. Прочность и устойчивость элементов стальных конструкций крестового сечения, имеющих общие и местные дефекты и повреждения. Автореф. дис. . канд.тех.наук./ Санкт-Петербургский гос. арх.-строит. университет. -1999. -22 с.

89. Найденко И.К. Исследование вопросов устойчивой прочности некоторых типов тонкостенных подкрановых балок (распространение изгибной формы кручения проф. Власова В.З.): Автореф. дис. .канд.тех.наук. Одесский инж. -строит, ин-т. -1958. -21 с.

90. Огай К.П. Рациональная область применения конвейерной сборки и блочного монтажа.// Промышленное строительство. -1976. -№3. — С.15-17.

91. Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Том 4. Устойчивость стержней, перекрытий и пластин. —JL: Изд. Судпром. -1963.-552 с.

92. Перельмутер А.В., Сликвер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. -Киев.: Изд. во "Сталь", -2002. -600 с.(ЮО)

93. Пешковский О.И. Технология изготовления металлических конструкций. -М.: Стройиздат. -1978. -316 с.

94. Пинаджан В.В. Прочность и деформативность сжатых стержней металлических конструкций. -Ереван: Издательство Ан АрмССр. -1971. 223 с.

95. Поляков Л.П., Файнбург В.М. Моделирование строительных конструкций. -Киев.: «Буд1вельник». -1975. -160 с.

96. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81* "Стальные конструкции")/ -М.: ЦИТП Госстроя СССР, -1989. -148 с.

97. Пособие по расчету и конструированию сварных конструкций (к главе СНиП Н-23-81) /ЦНИИСК им. Кучеренко. -М.: Стройиздат. -1984. -40с.

98. Почка В.И. Пространственные блоки покрытий с верхним поясом из стальных профилированных листов: Дис. . канд. техн. наук. — Новосибирск, -1988. -212 с.

99. Прицкер А.Я. Развитие бескаркасных складчатых зданий. // Пере-спективы развития и пути повышения эффективности применения легких и особолегких металлических конструкций. Тезисы докладов. -Киев—1984.-С.42-43.

100. Прицкер А.Я. Экспериментальные исследования бескаркасных складчатых тонкостенных конструкций из алюминия.// "Строительная механика и расчет сооружений". -JI.: -1974. -№4. -С. 34-38.

101. Программный комплекс "МИРАЖ". Руководство пользователя. — Киев.:-1996.-353 с.

102. Пушкин. Б.А. Расчет пространственных стержневых конструкций типа решетчатая плита. -Ростов-на-Дону, 1963.

103. Рекомендации по расчету жесткости диафрагм из стального профилированного настила в покрытиях одноэтажных производственных зданий при горизонтальных нагрузках /ЦНИИпроектстальконструкция. -М.:-1980.-32 с.

104. Рекомендации по расчету элементов стальных конструкций на прочность по критерию ограниченных пластических деформаций/ ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ им. Мельникова. М., -1985. -48 с.

105. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций./ ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ им. Мельникова. -М.: Стройиздат.-1989. 50 с.

106. Ржаницын А.Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов. -2-е изд. -М.: Госстройиздат, -1954. -287 с.

107. Ржаницын А.Р. Устойчивость равновесия упругих систем. — М.: Госстройиздат. -1955. -475 с.

108. Руководство по проектированию стальных конструкций из гнутос-варных замкнутых профилей. -М.: ЦНИИПроектстальконструкция. -1978.-43 с.

109. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука»,-1971,-192 с.

110. Сахновский М.М. Технологичность строительных стальных конструкций. Киев: Буд'шельник. -1980. - 264 с.

111. Скрипникова Р.А. Пространственное деформирование неупругого тонкостенного стержня, внецентренно сжатого с двухосным эксцентриситетом.// Строительная механика и расчет сооружений. —1974. -№3. С. 32-35.

112. СНиП Н-23-81*. Строительные нормы и правила. Стальные конструкции: Утв. Гос. ком. СССР по делам стр-ва 14.08.81: срок введения 01.01.82. Взамен СНиП II-B.3-72 и П-И.9-62; СН376-67/ ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР, 1982. -96 с.

113. Соловьев А.В. Стесненное кручение стальных балок при развитии ограниченных пластических деформаций. Автореф. дис. канд.тех.наук. /Самарская гос. арх.-строит. академ. —1998. -23 с.

114. Солодарь М.Б., Александровская Э.С. Государственный проектный проектный институт Ленпроектстальконструкция. Альбом-проспект. -Л.: Стройиздат, -1989. -90 с.

115. Сперанский Б.А. Решетчатые металлические предварительно напряженные конструкции. -М.: Стройиздат, -1970. —239 с.

116. Сперанский Б.А., Крупенников С.С., Каплин А.А. Ф.Ф. Тамплон. Применения металлических предварительно напряженных ферм в покрытии.// "Промышленное строительство", -1964, -№4. -С. 37-41.

117. Стельмах С.И. Экспериментальная проверка теории В.З. Власова пространственной устойчивости тонкостенных стержней.// Проблемы устойчивости в строительной механике. -1965 г. -С. 474 485.

118. Стрелецкий Н.С. Курс металлических конструкций. Часть 1. Основы металлических конструкций. -М.: -1940. -844 с.

119. Стрелецкий Н.С. Курс металлических конструкций. Часть III. Металлические конструкции специальных сооружений. -М.: Гос. изд. строит. лит.-1944.-С. 499.

120. Стрельбицкая А.И. Исследование прочности тонкостенных стержней за пределом упругости. Киев: Издательство АН УССР. -1958. -295с.

121. Тимошенко С.П. Об устойчивости плоской формы изгиба двутавровых балок. Изв. Политехнического института, СПб, т. IV-V. 1905-1906.

122. Трофимов В.И. Большепролетные пространственные покрытия из тонкостенного алюминия. М.: Стройиздат. —1975, -166 с.

123. Трофимов В.И., Бегун Г.Б. Структурные конструкции (исследование, расчет и проектирование). -М.: Стройиздат, —1972. —272 с.

124. Трофимов В.И., Каминский A.M. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. -М.: Изд-во АСВ, 2002. -576 с.

125. Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции. —М.: Стройиздат, -1983. -215 с.

126. Уманский А.А. Кручение и изгиб тонкостенных авиаконструкций. М.-Л.: Оборонгиз, -1939. -109 с.

127. Уманский А.А. Строительная механика упругого стержня и стержневых систем.// Раздел 5 в кн. 1 "Справочник проектировщика расчетно-теоретический". -М.: Стройиздат. -1972. -С 196-321.

128. Урбан И.В. Теория расчета стержневых тонкостенных конструкций. — М.: Трансжелдориздат, -1955. -192 с.

129. Файбишенко В.К. Исследование перекрестно-ребристых систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М.,-1967.,-24 с.

130. Файбишенко В.К., Макаров Г.П., Шубин А.А. Основы и возможности формообразования пространственных каркасов системы "МАРхИ".//

131. Реферативный сборник "Передовой опыт в строительстве Москвы".1989. -№3.- С. 3-13.

132. Хисамов Р.И. Исследование металлических наклонных перекрестных ферм трех направлений применительно к плоским покрытиям промышленных и общественных зданий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, -М., -1966., 24 с.

133. Хисамов Р.И. Исследования на модели плоских покрытий из перекрестных ферм трех направлений. «Строительная механика и расчет сооружений», №1. -1966. -С. 34-36.

134. Хисамов Р.И. Расчет и конструирование структурных покрытий. — Киев.: Будивельник. -1981. -48 с.

135. Birnstiel С., Michalos I. Ultimate load of H-colums under Biaxial Bending.//J.jf the Struct.Div., Proc. of the ASCE-1963.-Vol.89, №2-p. 161197.

136. Birnstiel С/ Experiments on H-coloums under Biaxial Bending// J. of the Struct.Div., Proc. of the ASCE 1968.-Vol. 94, №10.-p. 2429-2448.

137. Bourguignon M., V. De Nys. Hall de stockage a Bornem (Belgigue), nou-velle construction spatiale.// Acier, -№ 11,-1969, -p. 465-471.

138. Centra M.A. Bus Terminal extended upward there Stories. Prestressed Steel Trusses of 200-ft Span carried on Steel Columns 70-ft high. "Civil Engineering", (N.J.), 1961, №10.

139. Chen W. -F., Atsuta T. Theory of beam colums/ Vol.2: Sprase behfvior and design. MC. Graw-Hill, Ing., 1977. -732 p.

140. Diamant R. The Triodctic System// Arch, and Build. News, -1964, -May, 27.-p 14-18.

141. Du Chateau S. Structures spatiales d'aujourd'hui et demain.// Annales de l'lnstitut technique et des travaux publiques, -1966, -№ 227.

142. Fopple A. Vorlessungen uber Technische Mechanik Munchen und Berlin: Verlag von R. Oldenbourg-1942.

143. Fritz B. Anwendung des Vorgespanngedannkens bei reinen Stahlkonstruk-tionen. "VDI Zeitschrift", v. 98, 1965, №2.

144. Ketoff S. Les structures tridimensionnelles et leurs possibilites d'application.// Architecture d'aujourd'hui, -1961-1962, -XII-I, -№99, -pp. 64-70.

145. Ruhle H, Ackermaun G., Beckmann U., Masch H.-P., Patzelt O., Schulz R. Raumliche Dachtragwerke Konstruktion und ausfuhrung. -Berlin -1970, -247 d.

146. Stahlbay, Heft 2, -1962. s. -21-23.

147. Sterkenburg J. J. La "Amstelhan" a Amsterdam (Pays-Bas).// -Acier, № 11,-1969,-p. 499-508.1. АКТ

148. Акт выдан в связи с представлением Матвеевым А.В. кандидатской диссертации в диссертационный совет по защите диссертаций при Томском государственном архитектурно-строительном университете.уголка;1. Ведущий конструктор1. О.Н. Кумпал

149. Начальник строительного отдела /р? Г.В. Горшкова

150. Утверждаю Генеральный директор1. CHl/VO IV/V1. И.И. Крылов

151. О внедрении результатов диссертационной работы Матвеева Андрея Вадимовича "Пространственно-стержневые конструкции покрытий с поясами составного профиля из швеллера и уголка".

152. Ректор Томского государственного архитектурно-строительного университета >го-минералогических наук, Рогов Г.М. 2004 г1. V V • > . ■ . ■ • i и1. СПРАВКА

153. Об использовании диссертационных исследований Матвеева Андрея Вадимовича в учебном процессе Томского государственного архитектурно-строительного университета.