ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Проектирование и конструирование строительных систем. Проблемы механики в строительстве

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В БАЛКАХ С СИНУСОИДАЛЬНОЙ ПЕРФОРАЦИЕЙ СТЕНКИ

  • Притыкин Алексей Игоревич - Калининградский государственный технический университет (КГТУ)
  • Мисник Александр Владиславович - Балтийский федеральный университет им. Им. Канта (БФУ им. И. Канта)
DOI: 10.22227/1997-0935.2017.8.876-884
Страницы: 876-884
Широко применяемые в строительстве балки с шестиугольной перфорацией стенки характеризуются высокой концентрацией напряжений. Стремление снизить ее путем скругления углов вырезов привело к появлению балок с синусоидальной перфорацией (БСП). Проведенные исследования позволили получить эмпирическую зависимость для оценки уровня эквивалентных напряжений по Мизесу, удобную для инженерных расчетов. Полученная зависимость позволяет оценить уровень и концентрацию напряжений в зоне вырезов при постоянной поперечной силе и при чистом изгибе в зависимости от параметров перфорации балки. Расчет шарнирно опертых перфорированных балок проводился при действии одной сосредоточенной силы, приложенной посредине пролета, а также при чистом изгибе. При фиксированной величине радиуса скругления углов варьировалась относительная высота вырезов. Полученная на основании анализа результатов расчета эмпирическая зависимость позволяет определять уровень напряжений в перфорированных балках в широком диапазоне высот вырезов при разной относительной длине балок с инженерной точностью.
  • перфорированная балка;
  • синусоидальные вырезы;
  • эквивалентные напряжения;
  • эмпирическая зависимость;
  • коэффициент концентрации;
  • МКЭ;
Литература
  1. Ольков Я.И. Балки с перфорированными стенками. Свердловск : Урал. политех. ин-т, 1972. 34 с.
  2. Скляднев А.И. Методические указания к расчету и конструированию стальных балок с перфорированными стенками. Липецк, 1981. 22 с.
  3. Добрачев В.М., Литвинов Е.В. Аналитическое определение напряженно-деформированного состояния стенки-перемычки перфорированной балки // Известия вузов. Сер.: Строительство. 2003. № 5. С. 128-133.
  4. Притыкин А.И. Концентрация напряжений в балках с одним рядом шестиугольных вырезов // Вестник МГСУ. 2009. № 1. С. 118-121.
  5. Pritykin A. Stress concentration in castellated I-beams under transverse bending // Mechanika. 2016. 19. Pp. 466-473.
  6. Cheng W.K., Hosain M.U., Neis V.V. Analysis of castellated steel beams by the finite elements method // Proceedings of the Special Conference on Finite Element Method in Civil Engineering (1 - 2 June). Moutrede, Canada, 1972. Pp. 58-64.
  7. Gibson J.E., Jenkins B.S. An investigations of the stress and deflection in castellated beams //Structural Engineer. 1957. № 12. Pp. 464-479.
  8. Jamadar F. M., Kumbhar P. D. Parametric study of castellated beam with circular and diamond shaping openings // International Research Journal of Engineering and Technology. 2015. Vol. 2. № 2. Рp. 715-722.
  9. Shoukry Z. Elastic flexural stress distribution in webs of castellated steel beams // Welding journal. 1965. № 5. Pp.54-61.
  10. Vesraghavachary K. Stress distribution in castellated beam // Journal of the Structural Division. 1972. № 2. Pp. 78-82.
  11. Lagros N. D., Psarras L. D., Papadrakasis М., Panagiotou G. Optimum design of steel structures with web opening // Journal of Engineering Structure. 2008. Vol. 30. Pp. 2528-2537.
  12. Liu T.C.H., Chung K.F. Steel beam with large web opening of various shapes and sizes: Finite element Investigation // Journal of Constructional Steel Research. 2003. Vol. 59. Рp. 1159-1176.
  13. Сhhapkhane N.K, Sashikant R. K. Analysis of stress distribution in castellated beam using finite element method and experimental techniques // International Journal of Mechanical Engineering and Applications Research. 2012. Vol. 03. Iss.03. Pр.190-197.
  14. Wang P., Wang X., Ma N. Vertical shear buckling capacity of web-posts in castellated steel beams with fillet corner hexagonal web openings // Engineering Structures. 2014. Vol. 75. Pp. 315-326.
  15. Wang P., Ma Q., Wang X. Investigation on Vierendeel mechanism failure of castellated steel beams with fillet corner web openings // Engineering Structures. 2014. Vol. 74. Pp. 44-51.
  16. Durif S., Bouchair A. Behaviour of cellular beams with sinusoidal openings // Steel Structures and Bridges. 2012. Vol. 40. Pp. 108-112.
  17. Durif S., Bouchair A., Vassart O. Experimental tests and numerical modeling of cellular beams with sinusoidal openings. // Journal of the Constructional Steel Research. 2013. Vol. 82(1). Pp.72-87.
  18. Durif S., Bouchair A., Vassart O. Experimental and numerical investigation on web-post member from cellular beams with sinusoidal openings. // Engineering Structures. 2014. Vol. 59. Pp. 587-598.
  19. Devinis B., Kvedaras A.K. Investigation of rational depth of castellated steel I-beams // Journal of Civil Engineering and Management. 2008. 149(3). Pp. 163-168.
  20. Бирюлев В.В., Кошин И.И., Крылов И.И., Сильвестров А.В. Проектирование металлических конструкций. Л. : Стройиздат, 1990. 432 с.
СКАЧАТЬ (RUS)