автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Сварные балочные строительные конструкции с применением профилей высокой жесткости

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций имени Н.П.Мельникова

ЦНИИПРОЕКТСТАЛЬКОНСТРУКЦИЯ им. Мельникова

На правах рукописи

УДК 624.014.2.078.45:691-42

МИХАЙЛОВА Татьяна Васильевна

СВАРНЫЕ БАЛОЧНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТЕУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОШЕЙ ВЫСОКОЙ ЖЕСТКОСТИ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкии.

Здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском и проектном институте строительных металлоконструкций имени Н.П.Мелькикова.

Научный руководитель - кандидат технических наук, с.н.с.

Беляев Владислав Федорович.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Москалев Николай Сергеевич; - кандидат технических наук, с.н.с. К&ленов Владимир Викторович.

Ведущая организация - 1ЩИСК им.Кучеренко.

Защита состоится " ИЮ+сЭ( 1993 г. в ^ ч Со мин. на заседании специализированного Совета Д 033.12.01 при ЦНИИпроектстальконструкция иы.Мельникова по адресу: 117393, Москва, ул.Архитектора Власова, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "2 4" 1993 р.

Просим принять участие в заседании Совета при защите и направить Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах в секретариат Совета по указанному адресу.

Ученый секретарь специализированного Совета, кадцидат технических наук

Т.С.Волкова

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность темы. Сплошностенчатые сварные двутавровые балки являются наиболее массовым видом конструкций покрытий и перекрытий, что обусловлено их высокой технологичностью и конструктивной проототой. Одним иа оущеотвонных недостатков таких балок является их высокая материалоемкость, снижение которой может быть обеспечено аа счет уменьшения толщины стенки, что выдвигает на первый план проблецу ее местной устойчивости. Одним из вариантов увеличения жесткости стенки является нанесение периодических закрытых гофров. Листовые профили, усиленные таким образом, получили название, пришедшее в строительство из черной металлургии, как профили высокой жестхости.

Профиль высокой жесткости представляет собой стальной лист, на котором цутем местной вытяжки металла отформованы периодически повторяющиеся гофры, по длине концы которых аа-глушиваются либо наклонной плоскостью, либо криволинейной поверхностью. Гофры могут быть полукруглыми, трапециевидными, треугольными или другого очертания; высотой от 10 до 50 мм. При ооадании профили высокой жесткости были предназначены для работы в конструкциях, выдерживающих большие статические и динамические нагрузки в процессе эксплуатации. В настоящее время они о большим экономическим эффектом применяются в транспортном машиностроении, кранострооиии и автомобилестроении. Использование профилей высохой жесткости в строительных конструкциях позволит добиться экономического эффекта также и в строительстве.

Цель диссертационной работы. Разработка параметров гофрировки стенок балок периодическими закрытыми гофрами и методов их расчета на основе экспериментально-теоретических исследований.

Для достижения поставленной цели в работе, решены следующие задачи:

1. Экспериментальное исследование устойчивости стенки изгибаемой балки, укрепленной периодическими закрытыми гофрами.

2. Разработка методики проектирования и расчета предлагаемых балок на основе теоретического исследования их напря-

женного состояния.

3. Технико-экономический анализ исследуемых балочных конструкций.

В качестве методов исследования приняты:

- экспериментальное исследование натурных образцов балок с периодическими закрытыми гофрами в условиях статического на-гружения;

- теоретическое исследование экспериментальных балок методом конечных элементов;

- теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния балок с наиболее эффективными вертикальными периодическими гофрами на основе теории конструктивно-ортотропных пластин.

Объект исследования - сварные балочные строительные конструкции, в качестве стенки которых использованы профили высокой жесткости. Поперечное сечение исследуемых гофров образовано тремя сопрягающимися дугами. Концы гофров по длине заглуши-ваются криволинейной поверхностью.

Научная новизна работы состоит в том, что автором впервые:

- разработаны новые сварные балочные строительные конструкции с применением профилей высокой жесткости в качестве стенки балки (а.с.№ 1275078), менее металлоемкие и более технологичные, чем традиционные;

- впервые экспериментально и теоретически определено, что вертикальное направление периодических закрытых гофров стенки более эффективно, чем горизонтальное, наклонное, зигзагообразное, концентрическими квадратами;

- получены выражения для вычисления упругих постоянных пластинки с гофром, аппроксимированной фиктивной ортотропной пластинкой;

- выявлено, что периодические закрытые вертикальные гофры стенки балки повышают ее несущую способность в среднем на 3€0б;

- впервые разработана упрощенная методика расчета сечений изгибаемых балок с периодическими вертикальными гофрами и их параметров.

Практическое значение работы заключается в разработке

методики расчета балок с периодическими закрытыми гофрами и рекомендаций по использованию их в качестве прогона для покрытий производственных аданий с кровлей уклоном 1,556 и 2,556 го стальноцу профилированному настилу. Использование методики расчета и рекомендаций при проектировании балок обеспечит снижение их металлоемкооти и трудоемкости иаготовления.

Внедрения результатов исследования.

Разработанная методика расчета балок с периодическими закрытыми гофрами, а также результаты экспериментальных исследований использованы при разработке типовых решений арочных зданий многоцелевого назначения, внедряемых в настоящее время в массовое строительство и, в частности, при создании тонхостен-ных прогонов этих зданий. В 1994 г. принято к производству 2500 п.м таких прогонов.

Результаты работы внедрены институтом "ВДИИпроектсталь-конструкция" при разработке горячекатаных двутавров с волнистой стенкой, а также при выполнении рабочих чертежей КМ выцу-ска П-2625 "Прогоны с периодически гофрированной стенхой пролетом 12 м для зданий с расчетной температурой -40°С и вше". Типовая серия /ЦНИИпроектстальконструкция. - М., 1990, - 13 с.

Автор выносит на защиту:

- решение проблемы совершенствования сварных балочных строительных конструкций на основе исследований повышения жесткости тонких стенок периодически повторяющимися гофрами, создание на этой основе более экономичной конструктивной формы балок;

- результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния стенки балки с периодическими гофрами;

- выражения для упругих постоянных пластинки с гофром;

- рекомендации по расчету и проектированию балок с вертикальными периодическими закрытыми гофрами;

- новые эффективные конструкции прогонов с применением профилей высокой жесткости с улучшенными конструктивными, экономическими и технологическими характеристиками.

Апробации работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на научно-технической конференции молодых

специалистов и ученых "Повышение эффективности и совершенствование проектирования, исследований, изготовления и монтажа металлоконструкций" (г.Магнитогорск, 1987 г.), на Четвертой республиканской научно-технической конференции по металлическим конструкциям "Развитие, совершенствование и реконструкция специальных сварных стальных конструкций аданий и сооружений" (г.Симферополь, 1968 г.), на Всесоюзном совещании "Комплектные здания из легких металлических конструкций" (г.Молодечно, 1988 г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Освоение производства прогрессивных видов прокатной продукции в условиях хозрасчета" (г.Москва, ВДНХ СССР, 1989 г.), на 10-ой международной специальной конференции по холоднофориованным стальным конструкциям (США, г.Сан-Дуис, 1990 г.).

Публикации. Результаты выполненных в диссертационной работе исследований опубликованы в девяти статьях и одном авторском свидетельстве.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (117 наименований) и 4-х приложений. Она содержит 123 страницы машинописного текста,' II таблиц, 83 рисунка и 22 страницы приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЙ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, отмечена научная новизна исследования и сформулированы положения, которые 'выносятся на защиту. Указаны объекты внедрения результатов и апробации работы.

Автором выражена благодарность доценту кафедры строительных конструкций Симферопольского филиала ДИСИ, к.т.н. В.Ф.Кириленко за консультирование в разработке теоретической части диссертации.

В первой главе были рассмотрены существующие области применения периодических гофров в несущих стальных конструкциях и проведен анализ экспериментальных и теоретических исследований балочных конструкций с периодическими гофрами.

В работе не использовались ограздапцие строительные конструкции с периодическими гофрами, а такж& профили, тонкие

стенки которых укреплены рифами (протяженным утолщением металла).

Применение в тонколистовых конструкциях периодически повторяющихся закрытых гофров привлекает к себе все большее внимание как в нашей стране, так и за рубежом. Это обусловлено большим экономическим эффектом, который обеспечивают эти конструкции, возможностью при использовании в заготовке более тонкого в 1,3-1,5 раза листа получить строительный элемент, обладающий такой же несущей способностью, что и гладкостенча-тый, изготовленный из более толстого листа.

Область применения периодических закрыт, гофров в несущих стальных конструкциях довольно широка. С ..ачала века они использовались в конструкциях судо-, авто- и вагоностроения. Авторами одних из первых подобных конструктивных решений были И.Г.Бубнов и Н.Э.Циолковский. Использование периодических гофров в строительстве имело единичный характер до тех пор, пока они выштамповывались на прессах. Массовое производство профилей высокой жесткости на профилегибочных станах в нашей стране началось с 1959 г. В 60-х годах наиболее развитые капиталистические страны стали производить гофрированные профили методом профилирования.

В России, Франции, Великобритании, Германии, Японии и др. развитых странах был разработан целый ряд интересных решений строительных конструкций с использованием профилей высокой жесткости. Периодические закрытые гофры были применены в основном в стенках балок двутаврового сечения, а также в стенках (реже в полках) швеллеров, 2. -образных профилей и балок коробчатого сечения.

В первой главе диссертационной работы также- проведен анализ экспериментальных исследований параметров выштамповки и формы периодических гофров в балочных конструкциях. С учетом фактора технологии, максимальная глубина формовки гофров ограничивается пластическими свойствами металла. Эта проблема достаточно подробно была исследована инженерами института "УкрНИИмет". Определение минимальной необходимой глубины отдельно выштампованного гофра было проведено целым радом исследователей: Ю.Вей-Веном, Р.Нгуэном, Г.Винтером, И.Студничной и

др. В их работах даны эмпирические формулы оптимального момента инерции гофра в функции от толщины листа и предела текучести стали.

Основные направления теоретических исследований стенок балок, подкрепленных элементами эесткости, связаны с решением проблемы устойчивости плоской формы изгиба, начало котороцу дали работы С.П.Тимошенко, В.З.Власова, Б.М.Броуде, В.Н.Горно-ва и др.

По результатам анализа работ этих авторов в диссертации сделан вывод о том, что накоплен определенный объем теоретических и экспериментальных исследований в этой области. Тем не менее, в направлении исследования периодически гофрированных стенок, особенно с закрытой формой гофра, сделаны только первые шаги. Неясен выбор основных параметров профилей высокой жесткости для; стенок балок, не определено необходимое направление гофрор'В стенке, их шаг, форма и основные размеры, нет рекомендаций по оптимизации сечения профилей, четко не определены области их применения в строительстве.

По результатам изучения состояния вопроса сфорцулирована цель и определены задачи исследования.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию сварных двутавровых балок с периодическими гофрами и эквивалентных им гладкостенчатых балок.

Были проведены натурные статические испытания 19 балок. Однопролетные, свободно опирающиеся балки подвергались изгибу в плоскости наибольшей жесткости вплоть до разрушения.

Для выбора эффективной ориентации гофров стенки было испытано по 2 экземпляра каодой из шести балок первой серии, приведенных на рис.1. Схема их загружения имитировала действие равномерно распределенной нагрузки.

В результате испытаний семи балок второй серии, приведенных на рис.2, было определено действительное напряженно-деформированное состояние балки с периодическими гофрами и влияние на него различных параметров гофрировки при работе на преимущественное действие сдвига. Одним из определяющих факторов в работе балки на изгиб является потеря устойчивости стенки в результате развития больших касательных напряжений в опорных

частях балки. Поэтоцу для балок второй серии была принята расчетная схема, при которой два одинаковых груза, приклад льющихся к верхнему поясу, отстояли от опор на 1/4 пролета.

Из плоскости все экспериментальные балки были раскреплены упорами; на опорах обеспечивался свободный откат под нагрузкой. В процессе испытаний проводились замеры:

а) относительных деформаций стенки и поясов - тензорези-сторами, наклеиваемыми с двух сторон;

б) деформаций стенки из плоскости - индикаторами часового

типа;

в) общего вертикального прогиба балки - прогибомераыи Максимова.

Нагружение проводилось ступенчато с разгрузкой в каждом этапе. За критическую принималась нагрузка, при которой деформации балки нарастали без увеличения усилия в домкратах.

Характер разрушения балок с периодическими гофрами был в основном одинаков. Уже при небольшой нагрузке в одном из опорных отсеков начиналось выпучивание стенки вместе с гофрами. С ростом нагрузки деформация стенки из плоскости плавно нарастала вплоть до потери несущей способности балки.

Плоскостенчатые аналоги экспериментальных балок разрушались по другой схеме. При загрукении балки, близкой к предельной, в опорных зонах стенки образовались диагональные волны выпучивания. С дальнейшим увеличением нагрузки волны трансформировались в диагональные складки с характерным "хлопком".

На основе экспериментального исследования установлено, что среди всех предложенных вариантов гофрировки стенки тонкостенной балки, у которой определяющим фактором потери устойчивости являются касательные напряжения, наиболее эффективна гофрировка вертикальными закрытыми периодическими гофрами как при загружении балки равномерно распределенной нагрузкой, так и при загружении сосредоточенными силами. За счет нанесения на стенку вертикальных гофров, т.е. повышения ее местной устойчивости, для первой серии балок несущая способность была повышена на 2а для второй серии балок - на 4956. Несколько меньшей несущей способностью обладали балки с наклонами гофрами и балки с концентрическими гофрами. Превышение их несущей спо-

Б Ш В

I-I

—I 4.

З1 Б Ш ЗН

✓-Л Г/- г t N ' > г -(/-

(©) Г.-Л Го) V.V—'} s _ (с t—' Л-Л О 1>—>) Ы

J V. -

2-2 <

<

3-3

4-4

5-5

6-6

1.8

Рис. I.Конструкции белок первой серия

и

т!

-ч

-и

2

И

ч

г!

<4

Б В

Б Г I

Б Г 2

Б Г 3

Б Н

Б I, Б 2

1500

3000 6000

1500

со.

__, 1__ /__ 1_( (_1

.........., г. г - .......1 ' ( '| >11> 11111 М1П ? с— — ) г~ ".

.............. .......1-1

со

со ю

I-

00

оо

00

ш

о

м

00

о

<4 ю

1-1

2-2

о» ю

00

о 1-1

о"ао

да I

Б_2

Рис. 2.Конструкции (Залок второй серии

собности по сравнению с гладкостенчатой балкой составило 17$. Влияние продольной гофрировки стенки незначительно.

Наибольшей жесткостью при нагрузке, близкой к критической, обладали балки с вертикальными гофрами.

В третьей главе изложено теоретическое исследование стальной двутавровой балки со стенкой, выполненной с периодическими гофрами.

Расчет экспериментальных балок был проведен по известному точному методу конечных элементов с использованием ЭЕМ по программе "Биплан" (п.3.1). Однако, этот метод не может быть предложен проектным организациям для расчета таких балок в силу своей громоздкости. Поэтому было проведено теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния наиболее эффективных балок с вертикальными гофрами на основе теории конструктивдо-ортотропных пластин (п.3.2). В результате анализа отечественных и зарубежных работ и с учетом проведенного автором теоретического исследования разработана упрощенная методика расчета, позволяющая с достаточной степенью точности проектировать балки с вертикальными периодическими гофрами (п.3.3).

В п.3.1 приведены данные теоретического расчета по методу конечных элементов балок с различной ориентацией гофров стенки (рис.1). Построены теоретические эпюры продольных и поперечных нормальных напряжений, касательных напряжений и интенсивности напряжений в нескольких сечениях по длине балок с различной ориентацией гофров.

Сопоставление теоретических и экспериментальных

значений предельных нагрузок исследуемых балок

Марка балки| Ргецр., 1005?

БШВ 20,8 22,3 107

БШГ 15,4 14,2 92

БШН 19,6 21,2 108

БШЗ 9,9 11,0 III

БШК 19,8 20,8 105

БШП 17,1 18,0 105

Во второй и третьей графах таблицы даны значения предельной нагрузки, соответствующей усилию в каждом из шести домкратов, приложенной как в эксперименте к верхнему поясу балки. Из таблицы видно, что расхождение между теоретическими расчетами и экспериментальными данными не превышало 5-11%. Теоретически подтверждено, что наибольшей несущей способностью обладают балки с вертикальной гофрировкой стенки. Поэтому дальнейшее исследование напряженно-деформированного состояния периодически гофрированных балок проводилось только для балок с вертикальными закрытыми периодическими гофрами.

Далее в п.3.2 приведен их приближенный метод расчета, основанный нааппроксимации части стенки балки с периодическими гофрами фиктивной ортотропной пластинкой. При этом расчетная схема представляет собой балку, расчлененную на тавровые пояса и конструктивно ортотропную стенку. По линиям контакта приложены усилия взаимодействия отдельных элементов между собой.

Упругие постоянные средней части стенки с гофрами определены из условия равенства ее линейных перемещений и перемещений плоской фиктивной ортотропной пластинки вдоль координатных осей. Для этого был выделен единичный период стенки с одним гофром длиной I. Найдены перемещения выделенного элемента от растягивающих сил Р, и Рг вдоль осей х и у и от сдвигающих сил Рс. С одной стороны значения перемещений получались путем интегрирования выражений, полученных по форцуле Мора. С другой стороны были вычислены аналогичные перемещения фиктивной плоской ортотропной пластинки тех же размеров ( а„ х1), что и выделенного элемента с гофром от тех же нагрузок по обобщвнноцу закону 1\ка. Путем приравнивания соответствующих перемещений были выведены форцулы упругих постоянных конструктивно ортотропной стенки балки.

а„-1'

г

Г =

- 0.75 (1-1^ *т2_ро) ^а Е-

г _ 2(а»А1, *А-Ч) Г .

а„ I- '

Ун + "£) ^а (I)

е; а" е '

с■ _ + +-а е

Для исследования налряженно-деформи ро ванного состояния двутавровой балки с вертикальными гофрами при действии поперечной нагрузки, приложенной к верхнему поясу, применим метод, предложенный П.Ф.Папковичем. Он основан на использовании решения плоокой задачи теории упругости в тригонометрических радах для прямоугольной пластинки.

При расчленении балки на два тавровых элемента и орто-тропцую стенку приложим касательные усилия их взаимодействия. Изгибной жесткостью таврового элемента пренебрегаем. Поэтому* кроме касательных усилий взаимодействия на верхнюю кромку стенки, передается вертикальная равномерно распределенная по площади кромки нагрузка.

Неизвестные усилия взаимодействия тавровых поясов и орто-тропной стенки определим из условий совместности деформаций по линиям их контакта, решив плоскую задачу теории упругости для орготропной стенки.

Вначале определим относительные деформации точек верхнего и нижнего поясов из обобщенного закона ГУка. Для этого представим касательную, составляющую усилия взаимодействия в виде тригонометрического ряда. Вычислим компоненты напряжений, проинтегрировав их выражения из условий равновесия вырезанных элементов пояса. Относительные деформации точек верхнего и нижнего поясов, лежащих на линии контакта со стенкой вдоль оси х I определяются известным выражением обобщенного закона Гука, в котором компоненты напряжений вычисляются согласно вышесказанному:

Е кх А,"* (2)

х Е ^ А/

п 7~"

где Сп » 9"п - коэффициенты Фурье, Ы. = п~ , П = 1,2,3...; - длина балки; >—-

-¿и- толщина стенки;

Д - площадь сечения пояса с присоединенным к нему . I плоским участком стенки. Стенку- о; вертикальными периодическими гофрами аппроксши-руем фиктивной ортотропной пластинкой, упругие постоянные которой определяются по формулам (I). Разрешающую функцию дифференциального уравнения прямоугольной ортотропной пластинки принимаем как функцию напряжений Эри в виде синусоидального ряда. При вычислении этой функции используем видоизмененное решение типа Файлона, в котором нет необходимости определять постоянные интегрирования - ими здесь являются коэффициенты разложения в тригонометрические ряды контурной нагрузки. С учетом граничных условий получим относительные деформации точек верхней и нижней продольных кромок стенки:

- £ с ¿к^л- т) ^Д- -£-) - £)} лспс^х; Ь\ = ^ ¿[аД'ф - сХ&) - и*/(■$)] ^ С х ,

где ^ (У) ,Т3"(У),%(У) - вторые производные функций, не зависящих от внешней нагрузки, а определяющихся в зависимости о* упругих постоянных и размеров ортотропной стенки. Приравнивая правые части выражений (2) и (3), получим уравнения совместности деформаций, из которых определяются коэффициенты фурье касательных усилий взаимодействия ортотропной стенки с поясами. Т.о., напряжения в любой точке ортотропной стенки будут вычисляться по формулам:

п-1

Далее приведен пример расчета двутавровой балки с периодически гофрированной стенкой.аппроксимированной фиктивно ор-тотропной пластинкой.

В п.3.3 даны рекомендации по расчету и проектирование балок с вертикальными периодическими закрытыми гофрами, не имеющих ребер жесткости, кроме опорных и выполненных из одной марки стали. Эффективность применения вертикальных периодически повторяющихся гофров в стенках максимальна при относительно коротких и высоких балках с высокой гибкостью стенки, работающих в условиях преимущественного действия сдвига. Даны выражения для подбора геометрических параметров сечения балки и гофров, для проверки прочности и устойчивости балки и плоских участков стенки, а также выражения для определения оптимального момента инерции гофра.

В четвертой главе приведена область применения профилей высокой жесткости и дан технико-экономический анализ прогонов с периодически гофрированной стенкой.

Применение профилей высокой жесткости представляется в качестве тонких стенок различных профилей развитого сечения и, в основном, в балочных конструкциях. Балки с вертикальной периодической закрытой гофрировкой стенки, отличаясь способностью воспринимать значительные сосредоточенные нагрузки без потери местной устойчивости стенки и обладая высокой изгибно-крутильной жесткостью, могут найти эффективное применение в качестве несущих конструкций покрытий промышленных зданий таких как: прогоны, стропильные и подстропильные Солки, а также в качестве подкрановых балок легкого режима работы. Прогоны с периодически гофрированной стенкой пролетом 12 и могут применяться для покрытий производственных зданий с кровлей уклоном 1,5% и 2,5^ по стальноцу профилированному настилу. В настоящее

время разработаны и изготовлены установки для механизированного изготовления прогонов балочного типа (на Челябинском ЗШ, на Канском ЗЛМК), которые могут служить основой для организации массового производства прогонов с периодически гофрированной стенкой.

Эффективность использования вертикальных периодических гофров в конструкциях сварных двутавровых балок максимальна при < I мм и уменьшается с возрастанием толщины стенки.

Для определения экономической эффективности прогонов со стенкой, имеющей периодические закрытые вертикальные гофры, их технико-экономические показатели с учетом применяемости были сопоставлены с данными типовых решений тонкостенных и полностью гофрированных прогонов, а также с прогонами со сквозной стенкой ("шестигранными отверстиями). По расчетной стоимости "в деле" прогон предлагаемой конструкции на 4/5 экономичнее тонкостенного и на 10-13$ экономичнее сквозного и полностью гофрированного прогона.

■ основные швода

1. Разработаны новые сварные балочные строительные конструкции с применением профилей высокой жесткости в качестве стенки балки (а.с.№ 1275078), менее металлоемкие и более технологичные, чем традиционные.

2. На основе эксперимента установлено, что среди всех исследуемых вариантов ориентации гофров (вертикальной, горизон-

. тальной, наклонной, зигзагообразной и концентрическими квадратами) в стенке тонкостенной балки, работающей в условиях преимущественного действия сдвига, наиболее эффективна гофрировка вертикальными закрытыми периодическими гофрами как при загру-жении балки равномерно распределенной нагрузкой, так и при за-гружении сосредоточенными силами.

3. За счет выштамповки на стенке вертикальных гофров несущая способность балок по сравнению с плоскостенчатыми была повышена в среднем на 36%. Несколько меньшей несущей способностью обладали балки с наклонными гофрами и балки с концентрическими квадратами. Повышение их несущей способности по срав-

нению с плоскостенчатой балкой составило 17/6.

4. Получены выражения для вычисления упр "•их постоянных пластинки с гофром.

5. На основе анализа существующих методик расчета гибких стенок, подкрепленных гофрами, разработана подтвержденная результатами испытаний методика расчета балки с наиболее эффективными вертикальными периодическими закрытыми гофрами, основанная на аппроксимации гофрированной части стенки конструктивно -ортотропноЯ пластинкой.

6. Разработаны рекомендации по упрощенному расчету и проектированию балок вертикальными периодическими закрытыми гофрами.

7. Выявлено, что рациональной областью применения профилей высокой жесткости в строительстве являются преаде всего, балочные конструкции: прогоны, стропильные и подстропильные балки, у которых приведенная гибкость стенки находится в пределах: 5 < Кы < 15.

8. При технико-экономическом сопоставлении отечественных безреберных прогонов балочного типа, с учетом применяемости, определено, что прогон с периодическими вертикальными аакрыты-ми гофрами по расчетной стоимости "в деле" на 1Э£ экономичнее прогона с полностью гофрированной стенкой, на 10?б - прогона со сквозной стенкой и на 4J6 - безреберного тонкостенного прогона.

9. Основой для организации массового производства прогонов с периодически гофрированной стенкой могут служить установки для механизированного изготовления тонкостенных прогонов. Их применение позволит исключить традиционные ребра жесткости из листа, что снизит массу балки и трудоемкость ее изготовления.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. A.c. 1275078 СССР, МКИ Е04С 3/07. Несущий строительный элемент типа тонкостенной балки ) В.в.Беляев, Г.И.Лашнев, Н.П. Чучелин, А.И.Г/Дименко и Т.В.Михайлова (СССР). - * 3869030/29^--33; заявл. 20.03.85; оцубл. 07.12.86, Вюл.К» 45. - 4 с.

2. Михайлова Т.В. Экспериментальные исследсъ кия сварных двутавровых балок с периодическими гофрами в е?8юе // Типиза-

ция и стандартизация металлических конструкций: Сб.науч.тр. J ЩШпроектстальконструкция им.Мельникова. М., "987. - С.64-71.

3. Михайлова Т.В. О влиянии периодически* закрытых гофров стенки двутавровой балки на ее несущую способность // Разработка и исследование стали для металлических конструкций: Сб. науч.тр. ] ЩИИпроектстальконструкция им.Мельникова. M., 1988. - С.158-162.

4. Михайлова Т.В., Беляев В.Ф., Кириленко В.Ф. Применение профилей высокой жесткости в сплошностенчатых и рамных конструкциях комплектной поставки J J Комплектные здания из легких металлических конструкций: Тезисы докладов Всесоюзн.совещания (18-19 октября 1988 г.) ) М., 1988. - С.76-78.

5. Беляев В.Ф., Кириленко В.Ф., Михайлова Т.В. Совершенствование тонкостенных холодногнутых профилей, применяемых в конструкциях зданий и сооружений массового изготовления )) Развитие, совершенствование и реконструкция специальных сварных стальных конструкций зданий и сооружений: Тезисы докладов 4 Украинской республ.науч.-техн.конференции по металлическим конструкциям (октябрь 1988 г.) J Киев, 1988. - С.35-36.

6. Беляев В.Ф., Михайлова Т.В., Кириленко В.Ф. Напряженное состояние балок с закрытой периодической гофрированной стенкой }) Строительная механика и расчет сооружений, 1989,

№ I. - С.5-8.

7. Михайлова Т.В., Рощина Л.В. Влияние предварительного упрочнения заготовки на несущую способность холодногнутых

Z -образных профилей и швеллеров }) Освоение производства прогрессивных видов прокатной продукции в условиях хозрасчета: Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара (ноябрь 1989г.) У Москва, 1989. - С.12,13.

8. Беляев В.Ф., Михайлова Т.В. Об оптимальной ориентации закрытых гофров в стенке стальной двутавровой балки }) Промышленное строительство, 1990, № 10. - C.20-2I.

9. V.Belyaev and T.Mikhailova. Optimal Orientation of Corrugation« in Bean Web3 // Reoent Besearoh and Developments in Cold-Formed Steel Design and Construction: Tenth International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Struotures (October 23-24,I990)/University of Missouri-Rola,I990-P.723--728.