автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Разработка и исследование структурных конструкций из прокатных профилей с разреженной решеткой

- ^ а О

о Г. .о •■

МИНСТРОЙ РОССИИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНЫХ ПРОБЛЕМ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ имени В. А. КУЧЕРЕНКО

ЦНИИСК им. Кучеренко

На правах рукописи БЕЗРУКОВ Андрей Адольфович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПРОКАТНЫХ ПРОФИЛЕЙ С РАЗРЕЖЕННОЙ РЕШЕТКОЙ

Специальность 05.23.01 — Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1992

" гм

'де.ч работа «полнена в ордена Трудового Краевого Знамени Цент-

научно-исследовательском я проектно-вкшериментальном институте кошхехешх проблем строительных хонотруквдй я сооружений иы..В. А. Кучеренко Млнотроя Роосял (ЦЭДИСК яы.Кучеренко)

НАШЕЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук,

профессор ТРОФИМОВ В. И.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук,

ярофесоор МОСКАЛЕВ Н.С.

- кандидат технических наук РШЕШИКОВ Б.Н.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ - Донецкий отдел ЩШ легких

металлических конструкций (г.Донвг»)

Завита состоится ? ' > ^ ' 1992 г. в ' у часов

на заседают специализированного совета Д. 033.04.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при ордена Трудового Красного Знамени Центральном научно-исследовательской и проехтно-экоперяшнтатьнси института комплексных проблем строительных яонотрукций я сооружений им.В.А. Кучеренко Минстроя Россия но специальности 05.23.01 "Строительные конструкция, здания я сооружения" по адресу: 109428, г.Москва, 2-я Институтская ул., 6,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека ШИИСК им. Кучбреико. /

Автореферат разослан " " ' 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

ВОРОБЬЕМ С. А.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акстадюоост таш. Мировая практика строительства показывает, что применение металлических конотрухций для одноэтажных про-мыилешшх зданий ведет к значительной экономии капитальных вложений. Так по сравнению о о сборным железобетоном, который широко испольэуегоя в нашей отраве, возведение промышленных зданий из легких металлоконструкций (ДМК) позволяет онизягь продолжительность х стоимость строительства, а тапка приводит к экономии материальных ресоурсов.

Одним на видов нашедших широкое практическое применение для покрытия зданий, являются стержневые пространственные конструкции типа структур. Период бурного развился а той конструктивной формы в отечественном строительстве приходится на начало 70-х годов, когда за относительно небольшой период времени был пройден путь от первых исследований до разработки, создания и освоения мощностей для мае оо во го производства структурных блоков покрытий.

Исследования я разработки ЦШИСК им. Кучеренко в этой области направлены, в ооновнои, на блока покрытий для зданий производственного назначения, изготавливаемые из наименее дефицитных видов проката - двутавровых балок и равнополочных уголков. Наиболее удачной и иэвеотной разработкой являптоя отруктурные блоки типа "ЦНИИСК", с использованием которых возведено около 7 млн. и2 производственных зданий.

Учитывая возросшие требования х Л№ в части экономии трудовых я материальных реооуроов были разработаны новые структурные блоки из прокатных прсфглей, названные конструкциями типа "Москва", в которых по сравнению о прототашом била изменена пространственная решетка, оннжено количество элементов я количество болтов.

Для внедрения в промышленное строительство структурных блоков типа "Москва", имеющих ю сравнению о регулярными структурами , целый ряд конструктивных особенностей, необходимо было научить их действительную раЗоту, а также разработать методы расчета как конструкции а целом, тах я ее отдельных элементов.

Целью диссертационной работы является разработка и екопери-ывнтально-теоретическэе исследование напряженно-деформированного состояния структурных конструкций из прокатных профилей в разреженной решеткой для кассового кх применения в строительстве.

Научную новизну работы составляют;

- комплексные экспериментальные исследования натурных образцов структурных блоков» отличающихся несущей способностью и конструктивным решением «лементов и узлов, при действии различных сочетаний нагрузок;

- результаты численных иооледовашй работы отруктуршх блоков о учетом жесткого крепления элементов уголкового црофыш к поясам конструкции по одной полке через соединительные элементы . (фаеонки или полки поясов);

- данные о расчетной несущей способности внецентренно оха-тшс стержней из одиночных равношлочных уголков для структурных блоков типа "Москва*.

Практическое значение и раял^ттид- Результаты экспериментально-теоретических исследований использованы: при выну оке типового альбома "Стальные конструкции покрытий одноэтажных производственных зданий из прокатных профилей с разреженной решеткой пролетел 18 и 24 мТ, шифр 774КМ, 1287, ДОИИДМК, ЦЦИИСК; при раз- , работке рабочих чертежей. НМД "Структурные блоки "Москва" с раз- • реженной решеткой пролетом 18 и 24 м", серия СШ, выпуск I, 1987, Житомирский ЗОК, ОКБ Н10 "Укрстальконотрукция"; в процессе:серий-

ного производства структурны* конструкций типа "Москва", начато« в 1968 году на Житомирском ЭСК Минмонтажспецстроя УССР.

Ащюбация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались в 1990 и 1991 года* на научно-технических конференция* молода* учены* к специалистов ЩИНСК им.Кучеренко в г.Москве.

Структура й объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литератур*. Общий объем работы 159 стр., в той числе 55 рисунков и 5 таблиц.

ftuJoTa выполнена в Отдало прочности и новых форм металлоконструкций ЦНИИСК им.К/червгасо под руководством д.т.н.,проф. Трофимова В.И.. и при консультации вед.науч.сотр. ,к.т.н. Ларионова A.M.

'•.'г'/ЙОДЕ^^ В первой глава рассматриваются современные тенденции развития конструктивных форм структурны* покрытий к совершенствование методов их расчета; значительная часть раздела посвящена обзору експериментальных н теоретических исследований внецентренно сжатых элементов уголкового npoijfuw.

Структурные конструкции нашли широкое распространение как на перекрытиях средних и сравнительно небольших пролетов прямоугольных в йланв зданий, тах и для больиепролетных покрытий различной пространственной форм.

Развитиеконструктивных решений узловых соединений направлено на уменьшение ихмассы за счет непосредственного сопряжения алементов с применением монтажной сварки» а также на использование современны* технологических процессов изготовления при узлах в виде коннекторов, вшюлняедахлнтьем под давлением, или замены коннекторов на штампованные фасонки. ,

Йошшо изысканий более эффективных узловкх соединений и конструктивных схем прослеживается тенденция на снижение трудо-

затрат при монтале структур за сэат укрупнения отправочных марок, в качестве которых применяются неразрезные длпномерные пояса, пирамиды, призмы, плоские фермы, пространственные секции.

В нашей стране накоплен большой опыт, проектирования струк-. турных конструкций из прокатных профилей, имеющих регулярную пространственную решетку. Напряженно-деформированное состояние таких конструкций исследовалось в работах 1.М.Пугачевской, И.И. Зуевой, В. С.Мурздяна, А.И.Згяровского, Ю.А.Чернова и др.

В структурных блоках типа ''Москва" регулярная стержневая решетка преобразована в контурную систему, состоящую из двух продольных и даре поперечных пространственных ферм'треугольного сечения (рисЛ). Продольные фермы в оередине пролета блока связаны дополнительной пространственной фермой, обеспечивающей неизменяемость структурного блока при действии несимметричных нагрузок.

В новой конструкции нижние пояса, раскосы и поперечные распорки выполняются из рашополочных: уголков, а верхние пояса продольных ферм из двутавров, по которым укладывается стальной профилированный настил. Жесткость блока в горизонтальной плоскости обеспечивается поперечными распорками- верхних поясов и диском, образованным настилом. Структурные блоки собираются на нулевой отметке и монтируется на колонны, расположенные по углам конструкции.

Конструкция разработана в двух вариантах.

Первый вариант предназначен для отдаленных районов и здесь кроме торцевых ферм блока все остальные элементы на строительную площадку доставляются в россыпи. Узловые соединения осуществляются на болтах нормальной точности М20.

Второй вариант предполагает повышенную заводскую готовность блока, собираемого на стенде из сварнмх ферм, восемь из которых

пппп

1~1

Рис.1

Схема структурного блока покрытия пролётом 24м.

образуют продольные граня, в две располагаю*«! по торца«. Стыке в нижних поясах продольных ферм осуществляются о поммдь» фади-цевых соединений на высокопрочных преднапряжекных болтах М24. •В отличие от первого варианта, наиболее сжатые элементы рещетки имеет составное тавровое сечение из днух уголков. Низший продольный пояс ооотоит из двух ветвей, образующих крестовое сечение я объединенных в узлах через соединительные элементы«

На первых этапах развития структурных конструкций о регулярным геометрическим строением применялись приближенные методы расчета, основанные наэамене стержневойохемыконтинуальной моделью. Приближенному расчету структур посвящены работы Г.Б.Бе-гука, В.Ы.Даденко, О.И.Ефимова, Н.Н.Лемддова, Р.И.Хисамова идр.

Более точные решения возможны о применением ЭВМ, поаволя»-шим0 вести расчет структур какдаскретшх систем. Вреииущаотвен-кое распространение получил метод конечных элементов, о поиощыо которого можно выявить как общую картину прогибов, так и напряженное состояние отдельных стершей.

В настоящее время при проектировании и исследовании структур широко используются стандартные программы по расчету пространственных конструкций, такие как "Лира*. "Гамма", "феникс* и др.

Как показали экспарамвнтально-теорвтические иооледования структур внецентренко сжатые элементы решетки после вочернения несущей способности способны выдержать значительные нагрузки, если сближение их концов ограниченоперемещениями узлов конструкции. В структурных блокахтияа "Иосква" узлы верхних поясов подкреплены раскосами, в основном, о одаой стороны я поэтому выход из рабой сжатых элементов решетки приводит к отказу системы. У'.-

Экспериментально-теоретическому исследованию пространствен-

- .;-.:'■ ; -'в - ■ ■ вой формы помри устойчивости сжатых стержней из одиночных уголков, прикреплена« одаой полков к фасоакам, с учетом алаотачес-вой работы материала новаяцены работы В.И.Сердпкова, Т.игать,

' Разработке пряблиевних методов расчета на устойчивость ежатах одиночных угодвов в составе конструющи пооаящены работы В.И.Трофюои, Ю,А.Ч&рвова, Б.Н.Реивтникова.

При шполнанян дассертецяонной работы была сформулированы оявдушвевадачЯ:

- азученш дэНвтвительвоа работы как отдельных элементов и узловых оовдайяяй, так я структурных блоков в целом на натурных конструкциях;

- численные исследования надря*енно-деформированного состояния структурных блоков о учетом внецентренного сопряжения эле-ментовп яастяоотя ооедандияЙ в узлах;

- исследование устойчивости внецентренно сжатых стержней из одиночных уходов, проявленных одшой полкой, в состава кон-стругасш; .'.•","" '•.ч

- разработка рвяоаендадай по расчету л кояотруяровашт струетургшх покрытий« прокатных профилей с разреженной решет-

Вторая глава поовгаазна экспериментальным исследованиям работы штуршх образфв структура« блоков поза "Москва", отля-' чадаюки насуив* свособгостьо а конструктивна решением узлов а 8ЯСК5ПТОВ, при действия статячеоких вертикальных а горизонтальных нагрузов. а гайгэ оценка надежности системы о учетом поста-вовки на свркЗвэв ироизводотво. '

'.у.'ОСуВКГСТвЯвВО ВвСКОЛЬВО ИСПЫ-: таний структурных блоков размером 24x12x2 и, собираемых на четы-

рех келезобетошшх опорах. Нагруженяе проводилось о помощью железобетонных шал и связок металлического профиля, укладываемых ыа профилированный настил покрытия. Фибровые деформации элементов измерялись электрическими датчиками сопротивления, вертикальные и горизонтальные перемещения узлов - мерными рейками и прогабомерами.

Первоначально допытывался блок о узловыми соединениями на болтах, рассчитанный на вертикальную нагрузку 4,41 кПа (450КГС/М2). Процесс натружзния включал четыре последовательных цикла. Первый цикл - обкатка, когда на конструкцию укладывалась равномерно распределенная нагрузка до 78$ от расчетной с последующей разгрузкой. Во втором и тратьем циклах осуществлялось несимметричное загружение вдоль и поперек пролета конструкции. В последнем, четвертом цикле проводилось кагрухзниэ по всей поверхности блока вплоть до разрушения.

После первого пробною загружения величина остаточного прогиба в центре блока составила 38 мм или 33$ от полного прогиба 114 мм. Наличие значительных неупругих перемещений объясняется, в основном, сдвигами в болтовых соединениях, проработка которых происходит достаточно равномерно. При повторном загрукеиии конструкции остаточные прогибы составили 9-11$.

При несимметричном загруаешш вдоль и поперек пролета максимальная величина прогиба составила соответственно 88 и 114 мм или 62,4 и 80,855 от расчетного прогиба 141 мм при нагрухешш по всей поверхности блока. Максимальный прогиб от нормативных (постоянной и длительной) нагрузок равных 2,65 кПа составил 80 да или 1/300 от пролета. В целом.испытания подтвердили достаточную жесткость структурного блока. Проектный уклон, кровли е 1,5? обеспечен при вертикальных перемещениях конструкции под нагрузкой.

- II -

По характеру распределения продольных усилий в элементах можно отметить, что основную нагрузку воспринимают продольные пространственные фермы. Раскосы поперечных ферм и элементы средней зоны продольных ферм включатоя в работу, в основном, при действии неравномерных нагрузок. Усилия в элементах конструкции увеличиваются практически пропорционально росту нагрузки. Отклонения не превышают 7%.

При расчетной нагрузке напряжения по всем контролируемым сечениям не превысили расчетного сопротивления стали . Напряженно-деформированное состояние двутавровых поясов характеризуется тем, что горизонтальные перемещения верхней полки сечения стеснены уложенным на нее профилированным настилом. Для элементов из одиночных уголков выравнивание напряжений по полке крепления обусловлено отеоненвем изгябных деформаций в плоскости фасонки и полки поясов.

Отказ структурного блока произошел при нагрузке, прешшаю-щей расчетную на 1255 в результате среза болтов в узле примыкания нижнего пояса к торцевой ферме.

Вторая серия экспериментальных исследований включала испытания структурных блоков, выполненных из сварных ферм и рассчитанных на вертикальную нагрузку 4,41 и 5,98 кПа (450 я 610 кто/ м2).

V

Кроме того, для блока под нагрузку 5,98 кПа оценивалась надежность работы при подвеске кранового оборудования.

Распределение усилий я характер деформирования в элементах структур при загружена« равномерно распределенной нагрузкой, в целом, мало отличались от результатов, лолученйых в первой серии испытаний. Максимальный прогиб в структурных блоках при нормативных нагрузках составил около 1/370 от пролета.

- - - 12 - -/ При исследовании блока вод нагруаху 4 .«41 кПа установлено, что кесткооть структуры дез настила при загружения "горизонтальной силой в коньковой узлекрайнях верхних пояоов составляет 63 Н/м, Наличие профилированного настила, обладающего сдвиговой жесткостью, вдвое повышает жесткость блока в горизонтальной плоскости (107 Н/м). При атом иэгяб настила от поперечной нагрузка практически не снизил его жесткость. ; ' .

При оценке несущей способности фланцевого ооеданения шшшх пояоов учитывалась возможность сниаения продольных усилий в высокопрочных болтах при сборке блока. Так я блоке под нагрузку 4,41 кПа оредаее усилие натяжения наодаяболт было уотановленона уровне 180 кН. Эксперимент показал, что приращение уоаявй в болтовых соединениях двух ветвей, шоатх равные сечения, ярояохо-дило практически одинаково, а раскрытие фаанцев началось в еред- . ней зоне, ограниченной полками пояса по ищи сторонам, при поясном усилии составляшим 75^ от раочетной шлвчшш. Это но повлияло на распределение усилий между ветвями пояса,' из которых несколько перегружена (на 4,8£) иаруяная ветвь.

Опытный блок разрушился ирл нагрузив, превдаащей расчетную на 25^-вследствие некачеотвеннойоварки ооеданенвя угодковщшне-го пояса и фланцев. Разрушение сварного вша вячалосьсщшшх полок поясных уголков, как наиболее иагругеншх, в проязоолопо границе оплавления. • -' ' . , , ■;.•

В опытном блоке под нагрузку 5,9Б кПа высокопрочные болты фланцевого соединения нижних поясов затягивались с цроакгаш усилием 245 кН. С цальп выравнивания надравений до рэчеш» ветви пояса, соединение было усилено ребраки жесткости. Йсштанвявока-зали, что усилия в болтах соединения увеличивались равномерно. В наиболее нагруженных панелях надних пояоов Утренняя ветвь •

т.»

Рис.З

Исследование сяатого уголка сечением 1.125x12 а - схема опирают; б - расчетная модель.

Геометрическая нелинейность работы уголка реализуется итерационно-шаговым нагружением расчетной модели. Дня учета упруго-пластической стадии работа материала, пластины по ширине разбиваются на 10 площадок. При расчета принята идеализированная диаграмма работы материала. Б случае достижения напряжений текучести производится пересчет площади соответствующих элементов модели в зависимости от глубины .упругого ядра. Предельной считается нагрузка, прл которой процесс последовательных сближений результатов на очередном таге начинает расходиться.

Сопоставление результатов расчета по предложенной методике Сжатых уголков, прикрепленных одной; полкой к опорным таврам (см.рис.3,а) с данными ж экспериментального исследования показали, что расхождений не превышает 4.% в запас устойчивости.

В предварительных расчетах оценивалась несущая способность сжатых элементов блока в зависимости от толщины соединительной фасонжи и положения силовой оси по полке крепления уголка,, что в случае соединения в узле одним рядом болтов по длине совпадает с риской уголка (см.рис.2). Получено, что при изменении риски в плоскости крепления от 0,3 до 0,7 ширины полки & несущая способ нооть сжатых элементов повышается при одновременном уменьшении изгибающих моментов в плоскости минимальной жесткости уголка. По конструктивным требованиям и из условий унификации сжатых и растянутых элементов одного сечения задавались минимально возможной риской, равной О,

Для сжатых раскосов в окончательных расчетах в запас устойчивости уголков (до 4 %) рассматривали случай, соответствующий максимально возможному эксцентриситету в узле примыкания к нижнему поясу, то есть через фаеокку.

Результаты Доследований внецентрвнно сжатых уголков пред-

ставлены в безразмерных параметрах, принятых в нормативных документах, как зависимость коэффициента снижения напряжений от условной гибкости Л , которая определяется по геометрической давне элемента при минимальном радиусе инерции ¡-т£.п

Болучанане значения ¥>е для пролетных раскосов одинаковой условной гибкости, но установленных: в различных ячейках структурного блока отличались не столь существенно - на 1-4$. Это позволило рекомендовать усредненные зависимости V«" от X , применимые для любых с о тений- элементов. Установлено, что для сяатых. раскосов о начальной погибыэ, равной 1/750 от ах длины, несущая способность снижается на 5-10$.

Саатые раскосы опорной зоны я распорки крепятся в узлах через промежуточные фасснкд. Использование зависимости ^Ре от .. полученной для пролетных раскосов с непосредственным прикреплением за полку нижнего пояса, приводит к увеличении их несущей способности на 9-11$.

Вычисленная несущая способность пролетных раскосов и распорок в структурных блоках типа "Москва" превшает значения определяемые по СНиП 11-23-£1к до 14$ (без учета начальной погиби), и наоборот, раскосы опорной зоны оказываются перегружены на 5%.

В четвертой главе содержатся рекомендация по расчету и конструированию структурных покрытий из прокатных профилей с разреженной решеткой, а также оценка экономической эффективности структурных конструкций в производственных зданиях.

Усилия в элементах структурных блоков на стадии рабочего проектирования следует определять численными методами на ЭВМ по упрощенной шарнирно-стерлшэвой расчетной схеме, включающей нарезные пояса, на все сочетания вертикальных и горизонтальных нагрузок, которые действуют при монтаже и эксплуатации конструкции.

.•» 20 - • ..-.; ;; ; •: ' й-Устойчивость внецвкгреши) сжатых элементов из одиночных V уголков, прикрепленных в узлах одной полкой сваркой о центров! тяжести сварка швов вял двумя в более болтами о риокой на рао- ; стоянии 0,45-0,55 его ширины, предлагается проверять но обяепрн-нятой методике о вычислением коэффициента снижения расчетных напряжений УЗг по формулам: .

цри"" X - $44,7 У^. 1,087/Х ♦^0,130; -

— ■ -» - (I/; ■'<■■

при 4,7*9,7 2,049/X - 0,073,

где уоловвая габкооть \ опредеяяютоя яешифпмжвй даем •'.-;«, элемента и минимальному радасуянерцаи уголка . Првзтом

для пролетных раскосов, присоленных непосредственно эа полху нижнего пояса, наапачается коэффицивет уолонай работн ^с>1, а для раакооов опорной зоны ираспорок о креплевдем я умах -ч»? ■ ;> рез промеяууочнне фасонки - 0,9,;'

По результатам проведенных исследований ЦЦШЖ им. Кучеренко я ЦЕОШМК при участии автора был разработан типовой альбом отру к« турньсс покрытий из прокатных профилей о разреаенной решеткой по экспериментальной серии 774КМ. Покрытие собираетояиз пространст-венно-отеркневых блоков размером 18x12x2 я 24x12x2 м в применяется в одноэтажных отапливаемых зданиях о неагреооишой и олабоаг-рессйвной средой. ЕОЗводамых в районах: 1-ЭТ по весу онегового покрова й 1-УП по скоростному напору ветра, о раочетной овйсмачностью да 9 баллов и раочеуной температурой наружного воздуха минус 40°С и выше. • ':■/;:

По всем показателяы технологячнооти монтажаразработааные структурные бдоки близка к ¿доводу отечественному й^ыда «ша "Ыолодечно" и уступают последнему, на 2-356* а по приведенным зат- ' ратам на изготовление и по общей стоимости покрытия дешевле на 752, в основном, за счет использования менее дефицитного проката* По

- 21 - .

расходу стала сравниваемые покрытия имеют сопоставимые показатели, а при наличии подвесных вданов структурные блоки экономичнее до

ОШОШЫЕ ВЫВОДИ

1. Разработаны и исследованы структурные конструкции из прокатных профилей с разреженной решеткойдля покрытий одноэтажных преимущественно промышленных зданий. Покрытие собирается из пространственных отеряневнх блоков размером 18x12x2 и 24x12x2 м, в которых нижние шяоа, раскосы и поперечные раопорки выполнятся

дэ равнополочных уголков, а верхние продольные пояса - из двутавров, по которым укладывается стальной профилированный настил.

Конструкция разработана в днух вариантах. В первом варианте хроме торцевых фзрм блока вое элементы на строительную площадку доставляются в россыпи.Второй вариант предполагает повышенную заводскую готовность конструкции, которая собирается из сварных ферм.

2, Получено действительное напркжешю-дефорьшрованное состояние конструкции при статических вертикальных и горизонтальных нагрузках на основа проведения натурных испытаний структурных блоков размером 24x12x2 м, раздичащихся вариантом конструктивного решения и величиной расчетных нагрузок 4,41 и 5,98 кНа (450 и 610 кго/м2).

Результаты экспериментальных исследований подтвердили достаточную жесткость я надежность конструкции. Наличие неупругих прогибов структурного блока о соединениями элементов решетки на болтах по сравнению со сварным вариантом до 33£ связано, в основном, о проработкой узловых соединений и полностью компенсируется строительным подъемом. Установлено, что за счет работы профилированного наотила в горизонтальной плоскости, общая сдвиговая жесткость

блока покрытия увеличивается вдвое. Резерв несущей способности блоков по отношению к расчетной нагрузке составляет 20-25?.

3. Экспериментальное исследование фланцевом соединения нижних продольных поясов, выполненных из двух ветвей, на высокопрочных болтах М24 о уровнем предварительного натяжения на один болт 245 хН показало, что усилия между ветвями пояса распределяются пропорционально.их продольным жесткоотям, а приращение усилий в болтовых соодинешшх двух ветвей происходит прахтичеохя одинаково. Несуща« способность нижних поясов ограничена началом раскрытия фланцев и составляет: для соединения, включающего аеоть болтов -981 кН, восемь болтов - 1471 кН.

4. Предложена расчетная модель структурных блоков, предотав-ляшая собой систему жестко-соединенных стержней прямоугольного сечения, имевших пространственную ориентацию, в которой учитываются эксцентриситеты прикрепления уголков, а также расцэнтровка элементов в узлах. Изгибная жеоткооть соединительных фасонок и полек поясных уголков в плоскости крепления принимается бесконечно большой, а из плоскости - конечной величине. Результаты расчета, выполненного в геометрически нелинейной постановке, имеют хорошее качественное совпадение о данными натурных испытаний. Количественное расхождение по продольным усилиям в освотых элементах составляет до а по изгибающим моментам - от 5 до 305С. Экспериментальные прогибы блока превышают расчетные значения на

5. Численные исследования показали, что распределение изхя-бающих моментов по длине элементов решетки существенно зависит от конструктивного решения узлов примыкания к нижнему поясу. Так для сжатых раскосов из одиночных уголков увеличение изгибной жесткости полок пояса в 2,4 раза, например, за счет постановки в узлах поперечного ребра жесткости, ведет к онижению изгибающих мо-

ментов в узлах на 30-5<#, а в среднем сечения - на 9-2(#. Усиление фасонок верхних поясов не дает существенного эффекта вследствие малой крутильной жесткости поясов, подкрепленных раскосами только о одной отороны.

6. В качеотве упрощенной расчетной модели структурного блоха предложена сиотема, в которой к неразрезным верхним и нижним пояоаы шарнирно примыкают раскосы и распорки. Расчет упрощенной модели дает хоровую оходимооть по значениям продольных усилий в элементах о результатами исследования пространственной модели конструкции (отклонения до 4£). Изгибающие моменты в верхних продольных поясах необходимо определять б учетом увеличения момент-

ной составляющей от общего прогиба конструкции при снижении про- ■ ■' • Л

дольной жесткости внецентренно сжатых раокосов.

7. Разработана методика численного определения несушей спо-ообноотя внецентренно сяатых стержней из одиночных равнополочных уголков а геометрически нелинейной постановке и а учетом развития пластических деформаций материала. Сопоставление результатов, полученных по предложенной методике о данными экспериментального исследования отдельных уголков показало, что расхождения не превышают 456 в запас устойчивости.

По результатам исследований определены зависимости коэффициентов понижения напряжений Уе от условной гибкости Л уголков, прикрепленных одной полкой в узлах структурных блоков. Принято целесообразным учитывать место установки ежатах уголков в конструкции различными значениями коэффициентов условий работы

Шчиоленная несущая способность дролетных раскосов " 1,0) и распорок 0 = 0,9) превышает значения определяемые по СНаП 11-23-81* до И%, и наоборот, раскосы опорной зоны " = 0,9) оказываются перегружены на Ъ%. '

8. Изготовление структурных конструкций покрытий о разреженной решеткой типа "Москва", начато на Житомирском ЗОК в 1988 году о объемом производства 300 тыо.м2 перекрываемых площадей в год и более. По всем показателям технологичности монтажа и расходу стали структурные покрытия близки к наиболее прогрессивна! конструкциям, а по приведенным затратам на изготовление и по общей стоимости покрытия дешевле, в основном, за счет использования менее дефицитного Проката. Область рационального применения конструкций типа "Москва" может быть ограничена зданиями о подвеет« крановым оборудованием, при строительстве в условиях повышенной сейсмичности и покрытиями плоиадыз свыое 5 тас.м2 при блочном монтаже и конвейерной сборке.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Ларионов А.М., Безруков A.A. Разработка типовой серии структурных блохов типа "Москва" о разреженной решеткой из прокатных профилей // Тр.ин-та / ЦНИИ® им.Кучеренко. - 1989. -Новые формы я прочность металлических конструкций. - С.64+79.

2. Безруков A.A. Испытания структурного блока покрытия типа "Цосква" из прокатных профилей с разреженной решеткой // Тр. кн-та / ЦНИИ® им.Кучеренко. - 1991. - Экспериментальные и теоретические исследования строительных конструкций я материалов. -

С. 70*76.

Тм ГУПД Conti« BKII, 1.7ДО-Щ. l.jtOO