Александр Романович Туснин — доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций, директор института Промышленного и гражданского строительства
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ ID: 455914, Scopus: 6507367654
Alexander R. Tusnin — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Metal and Wooden Structures, Director of the Institute of Industrial and Civil Engineering
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
ID RSCI: 455914, Scopus: 6507367654
Валерия Дмитриевна Платонова — аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Valeria D. Platonova — postgraduate student of the Department of Metal and Wooden Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. Для решения инженерных задач интерес представляет вопрос действительной работы каркаса здания в целом с учетом особенностей работы узлов, соединяющих несущие элементы. Предлагается исследовать влияние начальных зазоров во фланцевых соединениях типа «балка – колонна» на прочностные и деформативные характеристики узлового решения. Особое внимание уделяется работе высокопрочных болтов с предварительным натяжением в режиме работы «растяжение с изгибом». Предложена конфигурация экспериментальной модели, выбран способ фиксации величины напряжений в болтах в трех точках, что позволяет учитывать напряжения не только от растяжения болта, но и от его изгиба.
Материалы и методы. Выполнен литературный обзор темы влияния начальных несовершенств во фланцевых соединениях, рассмотрен вопрос недостатков существующих подходов к аналитическому расчету узлов на основе российских и зарубежных нормативных документов. Описаны экспериментальная установка и опытные образцы, приведены рекомендации по проведению экспериментальных исследований фрагмента рамы с двумя типами узлов. Установка и образцы разработаны на основе результатов численного расчета конечно-элементных моделей.
Результаты. Проведены испытание шпильки с заявленным классом прочности 8.8 для определения ее фактических механических характеристик, испытание на растяжение шпильки с прорезями для оценки достоверности данных тензометрических измерений и корректировки конструкции экспериментальных образцов с учетом результатов испытаний, испытание узловых решений двух видов конфигураций, обработка и аналитика результатов испытаний.
Выводы. Обоснована методология выполнения эксперимента по тематике исследования, определен характер влияния формируемого зазора на напряжения в элементах узла.
Introduction. For the solution of engineering problems, the question of the actual operation of the building frame as a whole, taking into account the peculiarities of the operation of the joints connecting the load-bearing elements, is of interest. It is proposed to investigate the influence of initial gaps in flange “beam – column” type connections on strength and deformation characteristics of the joint solution. Special attention is paid to the operation of high-strength bolts with pretensioning in the “tension-bending” mode of operation. In this article, the configuration of the experimental model is proposed, the method of fixing the value of stresses in bolts at three points is chosen, which makes it possible to take into account stresses not only along the axis, but also in the plane of the cross-section of the bolt.
Materials and methods. A literature review of the subject of the influence of initial imperfections in flange joints is carried out, the question of disadvantages of existing approaches to the analytical calculation of assemblies on the basis of Russian and foreign normative documents is considered. Experimental installation and prototypes are described, recommendations for experimental studies of a frame fragment with two types of joints are given. The installation and prototypes are developed on the basis of the results of numerical calculation of finite element models.
Results. A test of a stud with the declared strength class 8.8 to determine its actual mechanical characteristics, a tensile test of a stud with slots to assess the reliability of strain gauge data and adjust the design of experimental specimens taking into account the test results, testing of joint solutions of two types of configurations, processing and analyzing the test results were carried out.
Conclusions. The methodology of experiment execution on the research subject is substantiated, the character of the influence of the formed gap on the stresses in the elements of the joint is determined.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.