автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Совершенствование методики определения силового сопротивления и конструктивной формы перфорированных стоек

На правах рукописи

4847880

Кожихов Алексей Григорьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК

05.23.01 - «Строительные конструкции, здания и сооружения»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 МАЙ 2011

Москва - 2011

4847880

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре «Строительство и архитектура».

Научный руководитель: кандидат технических, наук, доцент

Бузало Нина Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Хро-

мец Юрий Николаевич, Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства (г. Москва)

кандидат технических наук, доцент Мурзенко Александр Юлианович, Новочеркасская государственная мелиоративная академия (г.Новочеркасск)

Ведущая организация: ГОУ ВПО Ростовский государственный

строительный университет (г. Ростов-на-Дону)

Защита диссертации состоится « 22 » июня 2011 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.153.01 при ГОУ ВПО «Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства» по адресу: 109029, г. Москва, ул. Средняя Калитниковская, д. 30, зал диссертационных советов (407 ауд.).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства».

Автореферат разослан «. » мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент ЗД^е^ А.К. Дарков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение эффективности строительных конструкций на основе совершенствования конструктивных форм и методов их расчета - одна из актуальных задач капитального строительства. Перфорированные двутавры применяются в промышленном, гражданском, транспортном, сельскохозяйственном строительстве, мосто-, судо-, маишно-, авиастроении в качестве балок и ригелей, колонн и стоек, арок, прогонов, элементов ферм, складчатых и пространственных систем, в конструкциях производственных, уникальных спортивных, торгово-развлекательных зданий и сооружений и т.п. Преимуществами перфорированных двутавровых балок и стоек являются повышенная несущая способность и жесткость за счет увеличения высоты сечения, облегченность, экономичность в сравнении с прокатными и сварными аналогами. Перфорированные стержни отличаются технологичностью изготовления, транспортабельностью, хорошими эксплуатационными качествами. Академик НЛ. Мельников отмечал перспективность и экономическую эффективность широкого применения перфорированных профилей.

Недостаточное количество исследований направлено на изучение сжатых перфорированных элементов, особенно с учетом геометрической и физической нелинейности. Поэтому проведение численных и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование методики определения силового сопротивления перфорированных стоек, является актуальным.

Цель диссертационной работы - совершенствование методики определения силового сопротивления и конструктивной формы стальных перфорированных стоек.

Для достижения цели ставились следующие задачи исследований:

- разработка классификации перфорированных стержней;

- разработка алгоритма и программы для ЭВМ конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- численное определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стальных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности и сопоставление с результатами эксперимента;

- разработка новых конструктивных форм стоек из перфорированных двутавров.

Объект исследования - внецентренно сжатые перфорированные двутавровые стальные стойки.

Предмет исследования - силовое сопротивление и конструктивные формы стальных перфорированных стоек. Методы исследований:

- численный метод строительной механики - метод конечных элементов;

- экспериментальные методы, в том числе тензометрический метод определения силового сопротивления.

Научная новизна работы состоит:

- в разработке эффективной методики численного и экспериментального определения и исследования силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- в численных и экспериментальных исследованиях силового сопротивления внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек и сопоставлении их результатов;

- в разработке новых конструктивных форм перфорированных стоек повышенной несущей способности и жесткости.

Обоснованность и достоверность результатов основывается на использовании хорошо апробированных методов и программных комплексов расчета строительных конструкций, а также на вполне удовлетворительном соответствии численных и экспериментальных результатов.

Практическая ценность работы заключается в разработке;

- новых конструктивных форм перфорированных стоек повышенной несущей способности и жесткости, на которые получены патенты на полезные модели (№№ патентов 66763,70527, 70911,68551);

- алгоритма и программы для ЭВМ конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- алгоритма и программы автоматизированного определения геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров различных типов, доведенной до инженерного уровня.

Данная работа выполнена в рамках одного из научных направлений Южно-Российского государственного технического университета (НПИ), развиваемого кафедрой «Строительство и архитектура» - «Компьютерная оптимизация, ресурсосберегающие расчеты и управление состоянием строительных конструкций и оснований зданий и сооружений», входящего в комплексную научно-техническую программу «Теоретические основы, принципы, методы и модели процессов обработки информации, управления и диагностики технических и социально-экономических систем и их применение в образовании, строительстве и медицине» (код темы по ГАСНТИ 67.01.77). На защиту выносятся:

- усовершенствованная методика определения силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек;

- результаты экспериментального и численного моделирования силового сопротивления внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности и их сопоставление;

- алгоритм и модуль программы для конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- новые конструктивные формы перфорированных стоек повышенной несущей способности и жесткости (№№ пат. 66763,70527,70911,68551).

Внедрение результатов работы. Результаты исследований внедрены в ОАО Проектно-технологическом институте «Ростовагропромтехпроект» (г. Ростов-на-Дону), межвузовском проектном бюро и учебном процессе Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на научно-технических конференциях ЮРГТУ (НПИ), РГСУ, МГАКХиС. Полностью работа была доложена на межкафедральном научном семинаре «Компьютерная оптимизация, ресурсосберегающие расчеты и управление состоянием строительных конструкций и оснований зданий и сооружений» ЮРГТУ (НПИ). На всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества «Эврика-2007» работа получила диплом 2 степени. Работа отмечена Ростовским отделением Российской инженерной академии и СевероКавказским научным центром высшей школы ЮФУ дипломом лауреата конкурса имени академика ИЛ. Воровича среди молодых ученых и специалистов Ростовской области на лучшую работу по проблемам современной техники 2009 года.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 печатные работы, в том числе две в научных журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет 172 страницы, в том числе 96 рисунков, 24 таблицы, список литературы из 182 наименований, из них 8 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения о структуре и объеме диссертационной работы.

В первой главе приведены общие сведения о перфорированных стержнях, разработана их классификация, проанализированы опыт применения и технологии изготовления, современное состояние отечественных и зарубежных экспериментально-теоретических исследований, расчетных моделей и методов исследования перфорированных стоек.

Классификация перфорированных стержней выполнена по форме профиля поперечного сечения, числу перфорированных граней и линий роспуска, форме отверстий, наличию вставок, способу соединения составных частей профиля, способу роспуска и др.

Известно достаточно большое количество примеров применения перфорированных конструкций. Основными элементами купола Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге (пролет 24 м) являются чугунные перфорированные стержни. Установки реактивной артиллерии «Катюша» в своей конструкции имеют перфорированные стержни. Перфорированные профили применены в

конструкции покрытия Казанского вокзала г. Москва. Моностальные и бис-тальные перфорированные двутавры применяются в качестве высоких стоек продольных и торцовых фахверков вместо сварных двутавров из трех листов.

Технология изготовления перфорированных стержней обусловлена их конструктивным решением, массовостью изготовления, конъюнктурными условиями и др. Роспуск профилей осуществляется штамповкой, автоматической, полуавтоматической, ручной газовой, плазменной или лазерной резкой.

Анализ позволяет особенно выделить лазерную резку, которая обеспечивает высокую производительность и степень автоматизации процесса, точность, простоту и легкость в управлении, возможность раскроя по сложному криволинейному контуру, чистоту поверхности реза, не требующую последующей механической обработки, позволяет получать узкие разрезы с минимальной зоной термического влияния. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, и возникают минимальные временные и остаточные деформации.

Значительный вклад в развитие теории расчета строительных конструкций внесли В.Г. Шухов, Ф.С. Ясинский, И.П. Прокофьев, Н.А. Белелюбский, Н.С. Стрелецкий, Н.П. Мельников, С.П. Тимошенко, Е.Н. Беленя, В.З. Власов, В.В. Михайлов, А.А Гвоздев, В.М. Бондаренко, P.O. Бакиров, М.В. Берлинов, В.Г. Назаренко, В.И. Колчунов, Ю.Н. Хромец и др.

Экспериментально-теоретические исследования работы сжатых перфорированных стержней, в отличие от аналогичных исследований перфорированных балок, немногочисленны - их проводили Н.С. Стрелецкий, В.М. Калушин, М.М. Копытов, В.В. Горев, АА. Рочев, М.М. Жербин, В.М. Дарипаско, М. Greenspan, A. Stang, В. Jaffe, S. Weiss, М. Wieczorek и др.

М. Greenspan, A. Stang, В. Jaffe (США) исследовали центрально сжатые стальные перфорированные колонны двутаврового и швеллерного поперечного сечения, образованные из уголков, соединенных перфорированным листом на заклепках. Исследовалось влияние на несущую способность стоек размеров и формы перфорации, оценивались коэффициенты концентрации напряжений. Было установлено, что причиной исчерпания несущей способности колонн была потеря устойчивости из плоскости листа.

Н.С. Стрелецким и В.М. Калушиным исследовались внецентренно сжатые перфорированные стойки замкнутого профиля, образованные из двух сплошных швеллеров, соединенных перфорированными листами на заклепках. Была предложена расчетная модель перфорированной стойки, сводящая решение к модели составного стержня.

М.М. Копытовым изучалась работа перфорированной полосы при растяжении и сжатии. Экспериментально исследовались центрально сжатые колонны замкнутого поперечного сечения.

Профессором В.М. Бондаренко усовершенствована теория расчета перфорированных балок на основе расчетной модели в виде безраскосной фермы типа Виренделя, даны рекомендации по оптимизации.

В.В. Горев разработал и обосновал новую конструктивную форму из сквозных двутавров — стойку крестообразного поперечного сечения.

В.M. Дарипаско экспериментально исследовал сжатые алюминиевые профили, перфорация которых осуществлялась без разрезки двутавра.

Ю.Н. Хромец работал над совершенствованием конструктивных решений промышленных зданий, в т.ч. и из легких стальных конструкций.

Существуют три расчетные модели перфорированного стержня: пластинчато-стержневая, безраскосная ферма (безраскосный рамный стержень) типа Виренделя и составной стержень с упругим континуальным швом.

Перфорированные элементы можно отнести к тонкостенным стержням. Базой отечественных исследований является техническая теория расчета тонкостенных стержней В.З. Власова и уравнения равновесия для пространственно-деформированной схемы, составленные В.З. Власовым, Б.М. Броуде, JI.H. Воробьевым, С.П. Вяземским, Г.В. Воронцовым и ЕА. Бейлиным. Особую группу исследований составляют работы по развитию геометрически и физически нелинейной теории расчета напряженно-деформированного состояния, устойчивости и несущей способности тонкостенных стержней. Это работы А.В. Александрова, А.С. Вольмира, Г.В. Василькова, АЛ. Гвоздева, А.В. Геммерлинга, А.З. Зарифьяна, А.А. Ильюшина, А.Р. Ржаницына и др.

Работы А.В. Перельмутера, В.И. Сливкера, В.В. Горева, ПЛ. Гайджурова, JI.A. Розина и др. посвящены математическому моделированию при расчетах и исследованиях строительных конструкций.

В заключение главы формулируются цель и задачи численных и экспериментальных исследований диссертационной работы.

Вторая глава посвящена совершенствованию методики определения силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек, представлены результаты численного моделирования силового сопротивления внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек в программных комплексах Structure CAD (ПВК SCAD), Ж «Лира», РВК POLYGON.

Геометрические размеры стоек (рис. 1), материал (сталь обычной прочности: модуль упругости Е = 2,06-Ю5 МПа, коэффициент Пуассона v= 0,3), схемы приложения нагрузки и опорных закреплений, величины эксцентриситетов (рис. 2) соответствуют экспериментальным.

В торцах стойки для создания условий стесненной депланации предусмотрены пластины толщиной 16 мм. В точке А (рис. 2) внецентренно приложена сосредоточенная сила F, а в точке В расположена связь, препятствующая вертикальным перемещениям стойки. В четырех точках каждой торцевой пластины расположены связи, препятствующие горизонтальным перемещениям, но не препятствующие вертикальным перемещениям стойки.

В ПВК SCAD были выполнены линейный расчет и расчет с учетом геометрической нелинейности, при котором приращение нагрузки осуществлялось с шагом 1,0; 2,5 и 5,0 кН. Использовались схемы (рис. 3) из универсальных конечных элементов для расчета оболочек (тип 42 и 342) и пространственных (объемных) изопараметрических конечных элементов (тип 36) из библиотеки комплекса.

В ПК «Лира» были выполнены линейный расчет и расчет с учетом геометрической и физической нелинейности. Использовались конечные элементы

а-а

Ч

г

1

¡Í

а^

55

7-7

■л

н

-ч

735

Фрагмент 1 135

Ln

Nt-"

,Jb¡

1 _ 150

ui

35,

ssj

~V

V

h

Сжатие с одноосным эксцентриситетом

Р

А. (В! ч|:==; ■ г

—fo i мм Л

Сжатие с двухосным эксцентриситетом

х AJB> Jг; te Г .Л—о- 4 мм

i

х

Рис. 1. Геометрические размеры стоек б «

Рис. 2. Схема приложения нагрузки и опорных закреплений стойки

Тг*„

TsnJ

T=v Ni

L

.yVVH i t—.т*2

"-У'«

Ny Y(Y1)

/xpci)

Miv

Рис. 3. К расчету в ГОК SCAD: а - схема разбивки стойки на универсальные конечные элементы да расчета оболочек; 6 - то же, наизопараметрические объемные конечные элементы; с - укрупненные фрагменты сеток конечных элементов; г - правила знаков для КЭ

оболочки типов 42 и 44 для линейного расчета, 442 и 444 - для нелинейного. Параметры нелинейного закона деформирования были взяты из результатов механических испытаний на растяжение плоских образцов, вырезанных из материала экспериментальных стоек.

В результате расчетов получены деформированные схемы, изополя и изолинии различных компонент тензоров перемещений и напряжений.

Анализ результатов расчетов в ПВК SCAD показал, что перемещения и напряжения носят линейный характер. Расчет с учетом геометрической нелинейности дал увеличение значений перемещений и напряжений до 7%. Варьирование шага загружения от 1 до 5 кН привело к поправкам в перемещениях и напряжениях до 1,4%. Установлено, что оболочечные конечные элементы, в отличие от объемных, не учитывают дополнительный изгиб поясов стоек - перемещения точки D (рис. 4).

Расчет в ПК «Лира» с учетом геометрической и физической нелинейности приводит к увеличению значений перемещений и напряжений до 25%.

Графики перемещений точек среднего поперечного сечения стойки С, С* (рис. 4) показаны на рис. 11.

РВК POLYGON - расчетно-вычислительный комплекс, разработанный ъ ЮРГТУ (НПИ) под руководством профессора П.П. Гайджурова.

РВК POLYGON базируется на методе конечных элементов в форме метода перемещений и предназначен для моделирования силового сопротивления объемно-стержневых упруговязкопластических систем пристати-ческих, квазистатических и динамических внешних воздействиях. В основе решения физически нелинейных задач лежит алгоритм метода переменных параметров упругости в сочетании с шаговой процедурой нагружения (разгрузки). Для учета геометрической нелинейности использован модифицированный метод Лагранжа. Алгоритм нелинейного расчета РВК POLYGON представлен на рис. 6.

С целью численного исследования силового сопротивления стальных перфорированных двутавровых стоек в РВК POLYGON выполнен расчет с учетом геометрической нелинейности с реализацией шага нагрузки AF равным 5,0 и 10 кН. Реализованы схемы загружения с одноосным и двухосным эксцентриситетами (рис. 2). Исполь- , „

, г „ Рис. 5. Разбивка стоики

зовались объемные восьми- и шестиузловые полилинеи- на конечные элемешъ1

ные изопараметрические конечные элементы (рис. 5). в pg^ POLYGON

Рис. 4. Положение точек C,CuD

Рис. 6. Алгоритм нелинейного расчета в РВК POLYGON

В результате расчетов получены тензоры перемещений и напряжений. Графики зависимостей перемещений от величины нагрузки приведены на рис. 7 и 8.

В развитие РВК POLYGON разработаны объемные конечные элементы повышенной точности: поликвадратичные 15-, 20- и 27-узловые элементы ла-гранжева и серендипова семейств (рис. 9). Построены функции перемещений этих конечных элементов на базе вспомогательных аппроксимирующих полиномов. Разработана методика построения аппроксимаций для компонент тензора деформаций с использованием «моментной» схемы метода конечных элементов.

-0,0002 -0,0006 -0,0010 -0,0014 -0,0018

Рис. 7. Графики перемещений точки А при сжатии с одноосным эксцентриситетом вдоль осей Ъг и 1- AF =10кН;2- AF = 5,0 кН; 3 - сплошная стойка Д/7, = 5,0кН

КкН

.Г, кН

0

-0,0001 -0,0002 -0,0003 -0,0004 -0,0005

12 /%кН

Рис. 8. Графики перемещений тонкий при сжатии с двухосным эксцентриситетом вдоль осей21иг;>; 1-ДГ=5,0кН; 2- кР =2,5 кН; 3-сплошная ст\ойка Д/" = 2,5 кН

26« ,« >'.27 У

*1 /12

-----нГ

20 21

Рис. 9. Объемные конечные элементы повышенной точности: а - 15-узловой; б - 20-узловой; в - 27-умовой

Область применения конечных элементов повышенной точности - зоны концентрации напряжений или «грубые» сетки конечных элементов.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных двутавровых стоек.

Эксперимент проводился в лабораториях ЮРГТУ (НПИ).

Цель эксперимента - определение силового сопротивления, в т.ч. величины предельной нагрузки стоек.

Стойки были изготовлены из стальных горячекатаных двутавров с уклоном внутренних граней полок №10 (ГОСТ 8239-89). Роспуск исходных профилей был выполнен лазерной резкой. Сварка половинок двутавра осуществлялась ручной электродуговой сваркой. Геометрические характеристики стоек представлены на рис.1. К фрезерованным торцам стержней приваривались опорные стальные пластины для создания условий стесненной депланации концевых сечений. Стойки после сварки отжигу не подвергались.

Механические характеристики стали определялись испытанием на растяжение плоских образцов, вырезанных из полок двутавра. Среднее значение временного сопротивления Я„„ = 453 МПа, а среднее значение предела текучести £,,„ = 280 МПа.

Использовались две схемы загружения стоек (рис. 2): с одноосным эксцентриситетом (е* = 6,4 см) и двухосным (ех = 6,4 и е, = 2,7 см). Величина и знак эксцентриситета на обоих концах стержня принимались одинаковыми.

Испытания стоек на внецентренное сжатие проводились статической нагрузкой на специально сконструированной установке (рис. 10) на базе универсальной рычажно-маятниковой машины системы проф. А.П. Коробова. Нагружающее устройство машины позволяет прикладывать силу с малой скоростью, фиксировать и стабилизировать ее значение на постоянном уровне. Нагрузка регистрировалась динамометром типа ДОСМ. Опорные устройства в экспериментах соответствовали шарнирной схеме закрепления концов стоек. Прогибы в двух главных плоскостях измерялись прогибомерами часового типа с ценой деления 0,01 мм в среднем сечении стоек. Для тензометрии использовались современный, компактный, совместимый с компьютером модуль АЦП-ЦАП 16/16 «81§таШВ» и программное обеспечение 1аЬ. Линейные деформации измерялись тензо-резисторами сопротивления с базой 10 мм, которые наклеивались в четырех крайних фибрах среднего сечения.

Исчерпание несущей способности стоек происходило путем потери устойчивости второго рода, что соответствует первой группе предельных состояний. Средняя несущая способность стоек, сжатых с одноосным эксцентриситетом, составила 130 кН, а сжатых с двухосным эксцентриситетом - 52,5 кН. Явлений местной потери устойчивости во время опытов не наблюдалось.

Рис. 10. Общий вид испытательной установки

По данным прямых измерений построены графики зависимости перемещений от нагрузки х =/1 (14), у =/г (№), на которые также нанесены результаты расчета (рис. 11).

а, б - сжатие с одноосным и двухосным эксцентриситетом соответственно; 1 - линейный расчет в ПК «Лира» и ПВК SCAD по схеме из оболочечных КЭ; 2 - геометрический нелинейный расчет в ПВК SCAD по схеме из оболочечных КЭ; 3 - линейный расчет в ПВК SCAD по схеме из объемных КЭ; 4 и 5 - расчет с учетом геометрической и физической нелинейности в ПК «Лира» и РВК POLYGON соответственно; 6 - эксперимент.

Сравнительный анализ результатов численного и экспериментального исследований показал, что значения перемещений и напряжений совпадают только в упругой стадии работы материала. По результатам анализа рекомендуется преимущественное использование ПВК SCAD и ПК «Лира» в упругой стадии работы и дополнительная проверка корректности результатов нелинейных расчетов в этих программах.

В четвертой главе представлены сведения о конструкции, технологии изготовления, достоинствах и особенностях новых запатентованных конструктивных форм перфорированных стоек и балок: двухветвевой перфорированной стойки, патент №66763 (рис. 12а); двухветвевой перфорированной стойки со вставками, пат. №70527 (рис. 126); двухветвевой перфорированной стойки с гофрированными вставками, пат. №70911 (рис. 12в) и перфорированной балки с гофрированными вставками, пат. №68551 (рис. 13).

Достоинства новых конструктивных форм: повышенная несущая способность и жесткость, местная устойчивость, облегченность, возможность получить равноустойчивую стойку, технологичность изготовления, экономичность. Перфорация может быть использована для прокладки технологических трубопроводов.

Повышение несущей способности и жесткости стоек достигается применением перфорированных двутавров вместо сплошных профилей в традиционной двухветвевой стойке в качестве ветвей.

1—Г

I и

№

»

IМ

I |л| II

Рис. 12. Новые конструкции перфорированных стоек 1 - перфорированный двутавр без вставок; 2 - то же, с прямоугольными вставками;

3 - то же, с гофрированными вставками; 4 - перфорированная полоса

Повышение несущей способности в сравнении с двухветвевым профилем, имеющим сплошные ветви, составляет 1,3 - 1,5 раза при использовании в качестве ветвей перфорированных двутавров без вставок; до 3 раз при использовании перфорированных двутавров со вставками; жесткость стоек может быть увеличена в 2 - 7 раз. Ветви объединяются в одно сечение с помощью перфорированных пластин, которые включаются в работу ветвей. Также может быть использована традиционная решетка.

Перфорированная балка (рис. 13) образуется путем продольного роспуска стенки прокатной балки по двум параллельным зигзагообразным линиям. В результате роспуска получаются две «половинки» двутавра 1 и 2, а также зигзагообразная полоса 3. Зигзагообразная полоса зеркально отражается, и между выступами «половинок» и полосы устанавливаются прямоугольные гофрированные вставки. Степень развития сечения 1,8 и более.

1-1

2-2

а Г Ч

3

±/

V ^

Рис. 13. Перфорированная балка с гофрированными вставками 1,2- «половинки» двутавра; 3 - зигзагообразная полоса; 4 - гофрированные вставки

Отогнутые кромки гофрированных вставок образуют локальные ребра жесткости в наиболее слабом участке перемычки между отверстиями, тем самым повышая местную устойчивость стенки.

Областью применения новых конструкций могут быть стержни и стержневые системы, в которых необходима большая жесткость при сравнительно небольших усилиях. Разработанные конструктивные формы перфорированных стоек представляют интерес для научно-исследовательской работы, т.к. сведения об их конструкции, методах расчета и действительной работе в научных публикациях, нормативной литературе отсутствуют.

Разработаны алгоритм и программа для ЭВМ ГЕОМПЕРФ (Свид. о гос. регистрации №2010610049 от 11.01.2010 г.) по определению геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров, используемых при определении напряженно-деформированного состояния, несущей способности, оценке увеличения жесткости развитых профилей и др. Программа ГЕОМПЕРФ (рис. 14) определяет размеры, площади, моменты инерции и сопротивления, радиусы инерции по сплошному и ослабленному поперечным сечениям различных типов перфорированных двутавров, позволяет оценить увеличение размеров поперечного сечения и повышение жесткости, размер перфорации для возможной прокладки коммуникаций, подобрать рав-ноустойчивый двухветвевой двутавр.

В качестве исходных (разрезаемых) двутавров предусмотрены стальные горячекатаные двутавры с уклоном внутренних граней полок и с параллельными гранями полок нормальные, широкополочные и колонные. Язык программы Object Pascal, среда разработки - Delphi 7.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для развития строительной отрасли. В результате проведенных автором исследований:

1. Разработана классификация перфорированных стержней.

2. Усовершенствована методика численного и экспериментального определения силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек. Разработан алгоритм и модуль расчетно-вычислительного комплекса для ЭВМ POLYGON конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности. Разработаны объемные конечные элементы повышенной точности, моделирующие силовое сопротивление тонкостенных конструкций.

Btrtepwre исчодимй двутавр: И 3

Задаете коэффициент к aM/fv lJ!s. (от 0.6 ДО 0.75 Задайте высоту ест saw h ее: |з см Задайте расстояние V: Is ек

.'Sbiwaразвитого профилен » 13 сч .Чирикаич>нпяВ» I! 6см •Crine-r- ра.--=ит'/я «-г»«*! I 6 г - 0 .75

:lliip¡»«o'£?tcTiis*' !Sa.< Плашныэсплои'кздфдомхюА'З! ?см2 Площадь по «чеюио ас« 19.6 см»

Уамякг imf.а« по? еппглкггв w»wtn iу * 31 е к? сил yjvKHiMHjp'jwiTOyffcneSne^ífoctr^wfliyo-Zl'.'ISc!.^ M-I-WICT СОПГ^ТПВПИЬ-ЭГЗ* WBlUMOT<>C(34íh/0 W'/.-- 172.71 C«fí5 чу^т^агфгтюлед-слэ у сплошного c«4e>vaN*y=S5 1?смз

ЧГ1ММТ ГОПрОТМЯПРИ/2 ГЭ * ОС.иЙrtwer-o '«'WW • 154 л

[»■3

Мэмант ееггрогпвпон/впз f ослобтинего сз"?мпа \луэ » S5 77

Рис. 14. Диалоговое окно программы «ГЕОМПЕРФ»

3. Численно определено силовое сопротивление внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности в программных комплексах SCAD, Лира, POLYGON.

4. Экспериментально определено силовое сопротивление внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек. Сравнение результатов конечно-элементного и натурного экспериментов показало удовлетворительную сходимость в упругой стадии работы.

5. Разработаны и запатентованы новые конструктивные формы перфорированных стоек и балок, обладающие повышенной жесткостью (в 2-7 раз), несущей способностью (в 1,3 - 3 раза) по сравнению со сплошностенчатыми аналогами.

6. Результаты работы внедрены в учебный процесс ЮРГТУ (НПИ), практику проектного института ОАО ПТИ «Ростовагропромтехпроект» (г. Ростов-на-Дону), межвузовского проектного бюро ЮРГТУ (НПИ).

Основные положения диссертации представлены в следующих опубликованных работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Кожихов А.Г. Численные и экспериментальные исследования работы внецентренно сжатых перфорированных стоек / А.Г. Кожихов // Вестник Волгогр. гос. архитект.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. - 2008 - Вып. 10(29).-С. 19-24. (0,3п.л.)

2. Кожихов А.Г. Автоматизированное определение геометрических характеристик перфорированных двутавров / А.Г. Кожихов // Вестник МГСУ. -

2009. - №4. - С. 121-124. (0,25 п.л.)

В других изданиях:

3. Бузало H.A. Многокритериальная оптимизация поперечного сечения стальной колонны / H.A. Бузало, И.А. Петров, А.Г. Кожихов // Интеллект молодых -новому веку: материалы 50-й науч.-техн. конф. студ. и асп. ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2001. - С. 18-21. (0,25 п.л., лично автора - 0,15 п.л.)

4. Кожихов А.Г. Проектирование балки покрытия в виде сквозного (перфорированного) бистального двутавра / А.Г. Кожихов, H.A. Бузало // Материалы 51-й науч.-техн. конф. студ. и асп. ЮРГТУ (НПИ)./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2003. - С. 116-117. (0,06 п.л., лично автора - 0,04 п.л.)

5. Подбор оптимальных размеров колонн из перфорированных двутавров при внецентренном сжатии / А.З. Зарифьян, H.A. Бузало, И.А. Петров, А.Г. Кожихов // Легкие строительные конструкции: сб. науч. тр./ Рост. гос. строит, ун-т. -Ростов н/Д, 2003. - С. 122-128. (0,37 п.л., лично автора-0,15 п.л.)

6. Бузало H.A. Определение несущей способности перфорированных внецентренно сжатых стоек / H.A. Бузало, И.А. Петров, А.Г. Кожихов // Актуальные вопросы строительства: Вторые Соломатовские чтения: материалы Всерос. науч-техн. конф./Мордов. гос. ун-т. - Саранск, 2005. - С. 342-345. (0,25 п.л., лично автора - 0,12 п.л.)

7. Бузало H.A. Планирование экспериментальных исследований внецентренно сжатых стоек из прокатных двутавров / H.A. Бузало, И.А. Петров, А.Г. Кожи-хов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2005. - Спец. вып.: Актуальные проблемы строительства и архитектуры. - С. 62-64. (0,18 п.л., лично автора - 0,12 п.л.)

8. Бузало H.A. Подготовка экспериментальных исследований внецентренно сжатых перфорированных стоек из прокатных двутавров / H.A. Бузало, И.А. Петров, А.Г. Кожихов // Строительсгво-2005: Междунар. науч.-практ. конф. -Ростов н/Д: РГСУ, 2005. - С. 123-125. (0,13 п.л., лично автора-0,09 п.л.)

9. Гайджуров П.П. Численное моделирование НДС стальной регулярно перфорированной двутавровой стойки / П.П. Гайджуров, А.Г. Кожихов // Легкие строительные конструкции: сб. науч. тр / Рост. гос. строит, ун-т. — Ростов н/Д 2006. - С.138-146. (0,54 п.л., лично автора- 0,3 п.л.)

10. Гайджуров П.П. Конечно-элементный расчет стальной регулярно перфорированной двутавровой стойки / П.П. Гайджуров, А.Г. Кожихов // Строительная механика и расчет сооружений / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. - М., 2006 -№4. - С. 52-57. (0,36 п.л., лично автора - 0,2 п.л.)

11. Пат. 66763 Рос. Федерация, МПК Е04С 3/32. Перфорированная двухветвевая стойка / Кожихов А.Г., Бузало Н.А; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ). - №2007111327/22; заявл. 27.03.2007; опубл. 27.09.2007, Бюл. №27.

12. Пат. 68551 Рос. Федерация, МПК Е04С 2/00. Перфорированная балка с гофрированными вставками / Кожихов А.Г., Бузало Н.А; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГЩНПИ). - №2007130208/22; заявл. 06.08.2007; опубл. 27.11.2007, Бюл. №33.

13. Пат. 70527 Рос. Федерация, МПК Е04С 2/00. Перфорированная двухветвевая стойка со вставками / Кожихов А.Г., Бузало Н.А; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ). - №2007130232/22; заявл. 06.08.2007; опубл. 27.01.2008, Бюл. №3.

14. Пат. 70911 Рос. Федерация, МПК Е04С 3/08. Перфорированная двухветвевая стойка с гофрированными вставками / Кожихов А.Г., Брало H.A., Гайджуров П.П; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ЮРГЩНПИ). -№2007130643/22; заявл. 10.08.2007; опубл. 20.02.2008, Бюл. №5.

15. Экспериментально-теоретические исследования работы перфорированных двутавров / А.Г. Кожихов, H.A. Бузало, П.П. Гайджуров, Д. Мороз // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «ЭВРИКА-2007», г. Новочеркасск, 19-25 ноября 2007г. - Новочеркасск: Оникс+, 2007. - С. 436-438. (0,13 п.л., лично автора-0,06 п.л.)

16. Кожихов А.Г. Совершенствование технологии изготовления стальных перфорированных стержней / А.Г. Кожихов, H.A. Бузало, П.П. Гайджуров // Проблемы и перспективы развития жилищно-коммунального комплекса города: шестая Междунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 1-4 апр. 2008 г. - М., 2008. -Т.2. - С. 100-102. (0,2 п.л., лично автора-0,15 п.л.)

17. Кожихов А.Г. Совершенствование конструктивной формы сжатых перфорированных стержней / А.Г. Кожихов, H.A. Бузало // Изв. вузов. Сев.-Кавк. ре-

гион. Техн. науки. - 2008. - Спец. вып.: Основания, фундаменты и строительные конструкции. - С. 103-104. (0,1 п.л., лично автора-0,07 п.л.)

18. Бузало H.A. Исследования сжатых перфорированных стоек и совершенствование их конструктивной формы / H.A. Бузало, П.П. Гайджуров, А. Г. Кожихов // Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники: сб. работ лауреатов конкурса молодых ученых им. акад. И.И. Воровича. - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2009. - Вып. 12. - С. 55-67. (0,72 п.л., лично автора - 0,5 п.л.)

19. Овсеенко С.С. Новые конструкции перфорированных стоек и балок, автоматизация их расчета / С.С. Овсеенко, Е.Д. Пикалов, А.Г. Кожихов, H.A. Бузало // Сборник конкурсных работ Всерос. смотра-конкурса науч.-техн. творчества студентов высш. учеб. заведений «ЭВРИКА-2009», г. Новочеркасск, декабрь 2009 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск : Лик, 2010. - С. 473-475. (0,3 п.л., лично автора - 0,2 п.л.)

20. Кожихов А.Г. Расчет геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров (ГЕОМПЕРФ) / А.Г. Кожихов, А.П. Савин: свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2010610049 РФ. -№2009615827; заявл. 21.10.2009; зарег. в Реестре программ для ЭВМ 11.01.2010.

21. Кожихов А.Г. Моделирование НДС внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек / АГ. Кожихов // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений: материалы Ш междунар. симпозиума, Россия, г. Новочеркасск, 21-24 июня 2010 г. / Московск. гос. строит, ун-т; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010. - С. 77-78. (0,12 п.л.)

22. Кожихов А.Г. Новые конструкции перфорированных двутавровых стоек и автоматизация их расчета / А.Г. Кожихов, Н.А Бузало, И.Д. Платонова // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сб. ст. X Междунар. науч.-техн. конф., нояб. 2010 г. / Пенз. гос. ун-т архитектуры и стр-ва. -Пенза: Приволжский дом знаний, 2010. - С. 153-156. (0,18 п.л., лично автора -0,15 п.л.)

Кожихов Алексей Григорьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК

Автореферат

Подписано в печать 11.05.2011. Формат 60 х 84 . Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,16. Уч-шд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 48-2674.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Достоинства и классификация перфорированных стержней

1.2. Применение перфорированных стержней.

1.3. Технология изготовления перфорированных стержней.

1.4. Обзор экспериментально-теоретических исследований сжатых перфорированных стержней.

1.5. Расчетные модели перфорированного стержня.

1.6. Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК.

2.1. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в проектно-вычислительном комплексе Structure CAD.

2.2. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в программном комплексе «Лира».

2.3. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в расчетно-вычислительном комплексе «POLYGON».

2.4. Разработка объемных конечных элементов повышенной точности. «Моментная» схема метода конечных элементов

2.4.1. Построение несовместных функций перемещений с помощью вспомогательных аппроксимирующих полиномов

2.4.1.1. Полилинейный конечный элемент.

2.4.1.2. Поликвадратичный конечный элемент.

2.4.2. Аппроксимация компонент тензора деформаций.

2.4.3. «Функции формы» объемных изопараметрических конечных элементов.

2.4.4. Матричный алгоритм формирования матрицы жесткости объемных конечных элементов по «моментной» схеме

2.5. Выводы по второй главе.

I ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВОГО i СОПРОТИВЛЕНИЯ СЖАТЫХ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК.

3.1. Цели эксперимента.

3.2. Изготовление экспериментальных образцов.

3.3. Характеристики экспериментальных образцов. t 3.4. Стенд для испытания стоек на внецентренное сжатие.

3.5. Методика проведения опытов.

3.6. Аппаратное и программное обеспечения тензометрии.

I 3.7. Исследование силового сопротивления внецентренно ежа- : тых перфорированных стоек.

3.8. Несущая способность стоек. - 3.9. Сопоставление экспериментальных данных с результатами $ расчета.

3.10. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ I ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК И БАЛОК. ' 4.1. Перфорированные двухветвевые стойки из развитых дву ' " ' тавров.

4.1.1. Перфорированная двухветвевая стойка из развитых двуi тавров.

4.1.2. Перфорированная двухветвевая стойка из развитых двуi тавров с прямоугольными вставками.

I 4.1.3. Перфорированная двухветвевая стойка из развитых двутавров с гофрированными прямоугольными вставками.

4.2. Перфорированная балка с шахматной перфорацией с прямоугольными гофрированными вставками.

4.3. Автоматизированное определение геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров

4.4: Выводы по четвертой главе.

Актуальность работы. Повышение эффективности строительных конструкций на основе совершенствования конструктивных форм и методов их расчета - одна из актуальных задач капитального строительства. Перфорированные двутавры применяются в промышленном, гражданском, транспортном, сельскохозяйственном строительстве, мосто-, судо-, машино-, авиастроении в качестве балок и ригелей, колонн и стоек, арок, прогонов, элементов ферм, складчатых и пространственных систем, в конструкциях производственных, уникальных спортивных, торгово-развлекательных зданий и сооружений и т.п. Преимуществами перфорированных двутавровых балок и стоек являются повышенная несущая способность и жесткость за счет увеличения высоты сечения, облегченность, экономичность в сравнении с прокатными и сварными аналогами. Перфорированные стержни отличаются технологичностью изготовления, транспортабельностью, хорошими эксплуатационными качествами. Академик Н.П. Мельников отмечал перспективность и экономическую эффективность широкого применения перфорированных профилей.

Недостаточное количество исследований направлено на изучение сжатых перфорированных элементов, особенно с учетом геометрической и физической нелинейности. Поэтому проведение численных и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование методики определения силового сопротивления перфорированных стоек, является актуальным.

Цель диссертационной работы — совершенствование методики определения силового сопротивления и конструктивной формы стальных перфорированных стоек.

Для достижения цели ставились следующие задачи исследований: - разработка классификации перфорированных стержней;

- разработка алгоритма и программы для ЭВМ конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- численное определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стальных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности и его сопоставление с результатами эксперимента;

- разработка новых конструктивных форм стоек из перфорированных двутавров.

Объект исследования - внецентренно сжатые перфорированные двутавровые стальные стойки.

Предмет исследования — силовое сопротивление и конструктивные формы стальных перфорированных стоек. Методы исследований:

- численный метод строительной механики — метод конечных элементов;

- экспериментальные методы, в том числе тензометрический метод определения силового сопротивления.

Научная новизна работы состоит:

- в разработке эффективной, методики численного и экспериментального определения и исследования силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- в численных и экспериментальных исследованиях силового сопротивления внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек и сопоставлении их результатов;

- в разработке новых конструктивных форм перфорированных стоек повышенной несущей способности и жесткости.

Обоснованность и достоверность результатов основывается на использовании хорошо апробированных методов и программных комплексов расчета строительных конструкций, а также на вполне удовлетворительном соответствии численных и экспериментальных результатов.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- новых конструктивных форм перфорированных стоек повышенной, несущей способности и жесткости, на которые получены патенты на полезные модели (№№ патентов 66763, 70527, 70911, 68551);

- алгоритма и программы для ЭВМ конечно-элементного моделирования силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- алгоритма и программы автоматизированного определения геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров различных типов, доведенной до инженерного уровня.

Данная работа выполнена в рамках одного из научных направлений Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института), развиваемого кафедрой «Строительство и архитектура» - «Компьютерная оптимизация, ресурсосберегающие расчеты и управление состоянием строительных конструкций и оснований зданий и сооружений», входящего в комплексную научно-техническую программу «Теоретические основы, принципы, методы и модели процессов обработки информации, управления и диагностики технических и социально-экономических систем и их применение В' образовании, строительстве и медицине» (код темы по ГАСНТИ 67.01.77).

Диссертационная работа соответствует пунктам №№ 1, 3 паспорта научной специальности 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения».

На защиту выносятся:

- усовершенствованная методика определения силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек;

- результаты экспериментального и численного моделирования силового сопротивления внецентренно сжатых стальных перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности и их сопоставление;

- алгоритм и модуль программы для конечно-элементного моделирования-силового сопротивления перфорированных стоек с учетом геометрической и физической нелинейности;

- новые конструктивные формы перфорированных стоек повышенной несущей способности и жесткости (№№ патентов 66763, 70527, 70911, 68551).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на научно-технических конференциях ЮРГТУ (НПИ), РГСУ, МГАКХиС. Полностью работа была доложена на межкафедральном научном семинаре «Компьютерная оптимизация, ресурсосберегающие расчеты и управление состоянием строительных конструкций и оснований зданий и сооружений» ЮРГТУ (НПИ). На всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества «Эврика-2007» работа получила диплом 2 степени. Работа отмечена Ростовским отделением Российской инженерной академии и Северо-Кавказским научным центром высшей школы ЮФУ дипломом лауреата конкурса имени академика И.И. Воровича среди молодых ученых и специалистов Ростовской области на лучшую работу по фундаментальным и прикладным проблемам современной техники 2009 года.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 печатные работы, в том числе две в научных журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК.

Реализация результатов исследований. Результаты выполненных исследований внедрены в практику ОАО Проектно-технологического института «Ростовагропромтехпроект» (г. Ростов-на-Дону), межвузовского проектного бюро ЮРГТУ (НПИ). Используются в учебном процессе при чтении лекций студентам строительных специальностей, слушателям курсов повышении квалификации в МРЦПК ЮРГТУ (НПИ), в научно-исследовательской работе студентов, курсовом и дипломном проектировании и др.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет 172 страницы, в том числе 96 рисунков, 24 таблицы, список литературы из 182 наименований, из них 8 на иностранных языках.

9. Результаты работы внедрены в учебный процесс ЮРГТУ (НПИ), практику проектного института ОАО ПТИ «Ростовагропромтехпроект» (г. Ростов-на-Дону), межвузовского проектного бюро ЮРГТУ (НПИ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для развития строительной отрасли.

1. Александров A.B., Лащеников Б.Я., Шапошников H.H. Строительная механика. Тонкостенные пространственные системы: Учебник для вузов / Под ред. А.Ф. Смирнова. - М.: Стройиздат, 1983. — 488 с.

2. Александров A.B., Лащенников Б.Я., Шапошников H.H., Смирнов В.А. Методы расчета стержневых систем, пластин и оболочек с использованием ЭВМ: в 2 ч. / Под общей редакцией А.Ф. Смирнова. М.: Стройиздат, 1976.

3. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. — 400 с.

4. Алексеев С.А. Расчет и оптимизация внецентренно сжатых стоек из упругопластических материалов: Дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 1999. 124 с.

5. Артемов В.В. Экспериментально-теоретическое исследование внецентренно сжатых тонкостенных стержней открытого профиля: Дис. канд. техн. наук. Новочеркасск: НПИ, 1971. - 196 с.

6. Атрек Э. Новые направления оптимизации в строительном проектировании. М.: Стройиздат, 1989. - 587 с.

7. Бабенко В.П., Тычинский В.П. Газолазерная резка' металлов. Л.Ж ЛДНТП, 1973.34 с.

8. Балабух Л.И., Алфутов H.A., Усюкин В.И. Строительная механика ракет. М.: Высш. Шк., 1984. - 391 с.

9. Бакиров P.O. Материалы и конструкции военно-инженерных сооружений. Том II (книга 1 и 2) «Металлические конструкции, конструкции из дерева и синтетических полимерных материалов, железобетонные и каменные конструкции». М.: ВИА, 1995, 678 с

10. Бейлин Е.А., Белый А.Г. Деформационный расчет тонкостенных стержней произвольного профиля, сжатых с двуосным эксцентриситетом // Исследования по механике строительных конструкций: Межвуз. Темат. сб. тр. СПбГАСУ. СПб., 1999. - с. 4-10.

11. Берлинов М. В., Ягупов Б. А. Строительные конструкции: учебник по спец. "С.-х. и гражд. стр-во" М.: Агропромиздат, 1990.

12. Бирюлев В.В., Добрачев В.М. Стальные неразрезные балки из сквозных двутавров. // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1978. -№11.-с. 7-11.

13. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. М. — 1959. 544 с.

14. Блехман И.И., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Механика и прикладная математика: Логика и особенности приложения математики. М.: Наука, 1983.-328 с.

15. Бондаренко В.М. Железобетонные и каменные конструкции: учебник для строит, спец. вузов / В.М. Бондаренко, Р.О. Бакиров, В.Г. Назаренко, В.И. Римшин; под ред. В.М. Бондаренко. 5-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2008, 887 с.

16. Бондаренко В.М., Зайцев П.И., Любимов A.A. Расчет стальных балок из разрезных прокатных двутавров с отверстиями в стенке. // Тр. Харьковского инж.-строит. ин-та. Вып.25. — Харьков. — 1963.

17. Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона: Монография. — М.: Изд-во АСВ, 2004. — 472 с.

18. Бондаренко В:М1, Шагин А.Л. Расчет эффективных многокомпонентных конструкций. М.: Стройиздат, 1987. - 175 с.

19. Бондаренко В.М., Булгаков С.Н. Конструктивная безопасность зданий и сооружений. // Известия вузов. Строительство. 2000. №11.

20. Бондаренко В.М. Диалектика механики железобетона. // Бетон и железобетон. -2002.-№1.

21. Бузало H.A., Кожихов А.Г. Проектирование балки покрытия в виде сквозного (перфорированного) бистального двутавра // М-лы 51-й науч.-техн. конф. студ. и асп. ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск, 2003. - 240 с.

22. Васидзу. Вариационные методы в теории упругости и пластичности. -М.: Мир, 1987.-544 с.

23. Васильков Г.В., Панасюк JI.H. Вычислительная механика и моделиро- , вание работы конструкций. Ч. 1. Статический расчет стержневых систем с учетом физической нелинейности: учебн. пособие / РИСИ. Ростов н/Д, 1992.-97 с.

24. Васильков Г.В. Эволюционные задачи строительной механики. Синер-гетическая парадигма: Учебное пособие. Ростов н/Д: ИнфоСервис, 2003. -180 с.

25. Васильков Г.В. Теория адаптивной эволюции механических систем. -Ростов н/Д: Терра-Принт, 2007. 248 с.

26. Виноградов А.И. Проблема оптимального проектирования в строительной механике — Харьков: Вища школа, 1973. 167 с.

27. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. М.: Физматгиз, 1959. -566 с.

28. Вольмир A.C. Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука, 1967.-984 с.

29. Воробьев JI.H. О гипотезах теории тонкостенных стержней // Прочность, устойчивость и колебания инженерных конструкций: Тр. / Новочерк. Политехи, ин-т. Новочеркасск, 1972. - С. 20-29.

30. Воронцов Г.В. Введение в математическую теорию оптимального оценивания и управления состояниями технических систем: Учебное пособие / Юж.-Рос. Гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2006. - 308

31. Воронцов Г.В., Зарифьян А.З. Работы ученых НГТУ в области теории тонкостенных стержней открытого профиля // Изв. Вузов Сев.-Кавк. Региона. Техн. науки. 1997. - №4. - С. 55-59

32. Воронцов Г.В., Зарифьян А.З. Нелинейные тонкостенные стержни открытого профиля / Новочерк. гос. техн. ун-т. — Новочеркасск, 1997 г. 14 с. — Деп. в ВИНИТИ 28.08.98, №2707-В98. Опубл. в БУ ВИНИТИ. Деп. научн. работы 1998 г. - №10 - б/о 81.

33. Гайджуров П.П. Конечно-элементный анализ и моделирование упру-говязкопластических объемно-стержневых систем: Дис. докт. техн. наук. -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2004. 410 с.

34. Гайджуров П.П., Кожихов А.Г. Численное моделирование НДС стальной регулярно перфорированной двутавровой стойки // Легкие строительные конструкции: Сб. науч. трудов. Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит, ун-т, 2006.-С. 138-146.

35. Гайджуров П.П., Кожихов А.Г. Конечно-элементный расчет стальной регулярно перфорированной двутавровой стойки // Строительная механика и расчет сооружений. 2006. - №4. — С. 52-57.

36. Геммерлинг Г.А. Система автоматизированного проектирования стальных конструкций. М.: Стройиздат, 1987. - 210 с.

37. Гениев Г.А., Лейтес B.C. Вопросы механики неупругих тел. М.: 1981.

38. Гордеев В.Н., Лантух-Лященко А.И., Пашинский В.А., Перельмутер

39. A.B., Пичегин С.Ф. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. М.: Изд. АСВ, 2006. - 478 с.

40. Горев В.В., Барулин А.Н., Скляднев А.И. Устойчивость пространственных стержней открытого типа из перфорированных двутавров. // Облегченные конструкции покрытий зданий. — Ростов/Дону — 1980. — с. 97-104.

41. Городецкий A.C., Евзеров И.Д., Стрелец-Стрелецкий Е.Б., Боговис

42. B.Е., Гензерский Ю.В., Городецкий Д.А. Метод конечных элементов: теория и численная реализация. Программный комплекс «Лира-Windows» Киев: ФАКТ, 1997.

43. ГОСТ 27751-88 (2003). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М., 1988.

44. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. М., 1985.

45. ГОСТ 7564-97. Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний. М., 1997.

46. Григолюк Э.И., Фильштинский Л.А. Перфорированные пластины и оболочки. М.: Наука, 1970. - 556 с.

47. Григолюк Э.И., Шалашилин В.И. Проблемы нелинейного деформирования. -М.: Наука, 1988.

48. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной обработки материалов. М.: Высш. шк., 1990. — с.

49. Дайчик М.Л., Пригоровский Н.И., Хуршудов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник / М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.

50. Дарипаско В.М. Прочность и устойчивость двутавровых элементов с перфорированной стенкой при общем случае загружения. // Автореферат диссертации к.т.н. С-Пб, 2000. — 23 с.

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

52. Дробязко Л.Е. Легкие конструкции сельскохозяйственных зданий / К.: Будивельник, 1985. 136 с.

53. Дударева Н.Ю., Загайко С.А. Самоучитель 8оНс1\Уогк8 2006 СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 336 е.: ил.

54. Дудченко А.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование упругих и упругопластических внецентренно сжатых тонкостенных стержней открытого профиля: Дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 1975. — 200 с.

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

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

57. ЕНиР. Сборник Е22. Сварочные работы. Вып.1. Конструкции зданий*и промышленных сооржений / Госстрой СССР. — М.: Прейскурантиздат, 1987. -56 с.

58. ЕНиР. Сборник Е40. Изготовление строительных конструкций и деталей. Вып. 2. Металлические конструкции / Госстрой СССР. М.: Прейскурантиздат, 1987. - 32 с.

59. Жербин М.М. Особо легкие стальные конструкции для промышленных и сельскохозяйственных зданий. // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1985. - №10. - с. 11-16.

60. Заборский A.A., Песков В.А. Сквозные двутавры с шахматной перфорацией стенки. // Изв. вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1987. - №6. - с. 4-7.

61. Забродин М.П., Егоров В.В. Исследование потери устойчивости плоской формы изгиба шпренгельных балок с перфорированной стенкой и комбинированным предварительным напряжением. // Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура. 1984. - №8. - с. 15-19:

62. Зенкевич О. Метод конечных элементов.- М.: Мир, 1975. 541 с.

63. Золотов А.Б., Акимов П.А., Сидоров В.Н., Мозгалева М.Л. Математические методы в строительной механике (с основами теории обобщенных функций). М.: изд-во АСВ, 2008. - 336 с.

64. Зубчанинов В.Г. Устойчивость и пластичность. Т.1. Устойчивость. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 448 с.

65. Зубчанинов В.Г. Устойчивость и пластичность. Т.2. Пластичность. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.

66. Изготовление облегченных металлических конструкций из развитых, двутавров / В.Г. Чернашкин, Ю.А. Чернов, Ю.Н. Симаков и др. // Промышленное строительство. — 1974. №10. — С. 19-21.

67. Ильюшин A.A. Пластичность. М.: 1963

68. Калушин В.М. Сравнительный анализ влияния связей (решеток, планок, перфорированных листов) на предельное состояние сжатых составных сквозных стержней. Дис. канд. техн. наук. — М. 1960. — 140 с.

69. Карпиловский B.C., Криксунов Э.З., Маляренко A.A., Перельмутер A.B., Перельмутер М.А. Вычислительный комплекс SCAD. М.: Издательство АСВ, 2006. - 592 с.

70. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANS YS в руках инженера. Практическое руководство. — М.: УРСС, 2003. 272 с.

71. Каплун Я.А. Стальные конструкции из широкополочных двутавров и тавров / Под ред. Н.П. Мельникова. М.: Стройиздат, 1981. - 143 с.

72. Каудерер Г. Нелинейная« механика. М. 1961

73. Кожихов. А.Г. Численные и экспериментальные исследования работы внецентренно сжатых перфорированных стоек. // Вестник Волгоград, гос. ар-хитектурно-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. 2008 - Вып. 10 (29) - с. 19-24.

74. Кожихов А.Г. Автоматизированное определение геометрических характеристик перфорированных двутавров // Вестник МГСУ. — 2009. №4. -С. 121-124

75. Компьютерное моделирование в инженерной практике. SolidWorks / Алямовский A.A., Собачкин A.A., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800 е.: ил.

76. Копытов М.М. Исследование работы перфорированных стержней при осевом загружении. Дис. канд. техн. наук. JI. 1971. - 178 с.

77. Копытов М.М. Перфорированные стержни и методы их исследования. — Томск.: Том. гос. арх-строит. ун-т, 2002. — 99 с.

78. Копытов М.М. Сжатые и растянутые перфорированные стержни. -Томск.: Том. гос. арх-строит. ун-т, 2002. — 101 с.

79. Копытов М.М. Перфорированные стержни. — Томск.: Изд-во ТГУ, 1980.- 138 с.

80. Копытов М.М., Давыдова Н.В. Исследование методом конечного элемента внецентренно сжатых перфорированных двутавров. Деп. ВИНИТИ 18.04.88 №2916 -В88.- 26 с.

81. Копытов М.М., Яшин С.Г. Перфорированная балка с гофрированными^ вставками / Свид. на полез, модель № 16167 МПК 7 Е04 СЗ/08 №200011860/20; Заявл. 11.05.2000; 10.12.2000. Бюл. №34.

82. Коробов А.П. Расчет упругих систем*по методам потенциальной энергии. Изд. второе. Издательская Комиссия Донского Политехнического Института. Новочеркасск, 1928. — 200 с.

83. Коссинский A.B., Матвеевский В.Р., Холомонов A.A. Аналого-цифровые преобразователи перемещений. — М.: Машиностроение, 1991. — 224 с.

84. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. — Мн.: Изд-во БГУ, 1982. 302 с.I