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 AuthorID: 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
RISC AuthorID: 455914, Scopus: 6507367654
Иван Владимирович Мыльников — аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ AuthorID: 1234163
Ivan V. Myl’nikov — postgraduate student of the Department of Metal and Wooden Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
RISC AuthorID: 1234163
Введение. В условиях развития стального строительства актуальным видится создание номенклатуры типовых унифицированных изделий, узлов и деталей стальных каркасов, что позволит проектировщикам при меньших трудовых затратах создавать проекты современных быстровозводимых зданий, а строителям — быстро и качественно воплощать их в жизнь. Рассматриваются узлы стыка колонн по высоте и сопряжения их с балками перекрытия. В приведенных конструктивных решениях усилия передаются непосредственным упором контактных поверхностей соединяемых элементов, что дает возможность избежать выполнения монтажных сварных швов и большого количества болтовых соединений. Как следствие, при использовании контактных соединений сокращаются сроки монтажа металлического каркаса и снижается стоимость строительства.
Материалы и методы. При рассмотрении контактных задач не применим принцип Сен-Венана, важно исследовать непосредственные области контактных поверхностей элементов. Разработка узлов велась на примере типового каркаса пятиэтажного здания с размерами ячеек от 3 × 3 до 6 × 6 м с конструктивными элементами заданных сечений.
Результаты. Представлены возможные контактные соединения элементов каркаса, позволяющие осуществлять монтаж только их установкой друг на друга и финишной регулировкой. Такие соединения за счет работы контактирующих поверхностей на смятие позволяют передавать не только продольные усилия, но и некоторую часть изгибающих моментов. Приведен численный расчет одного из предложенных узлов.
Выводы. Предложенные варианты узлов стыка колонн и примыкания балки к колонне являются нетиповыми и ранее не используемыми в инженерной практике. Для широкого применения таких узлов в практике проектирования стальных каркасов многоэтажных зданий необходимо всесторонне исследовать их несущую способность и деформативность. Интерес представляет изучение влияния геометрических параметров соединительных элементов на жесткость узлов и на напряженно-деформированное состояние каркаса в целом. Настоящие исследования будут проводиться с использованием программно-вычислительных комплексов и эксперимента.
Introduction. In the conditions of steel construction development, it is relevant to create a nomenclature of standard unified products, assemblies and parts of steel frames, which will allow engineers to create projects of modern prefabricated buildings with less labour costs, and builders to implement them quickly and efficiently. The joints of the column junction in height and their coupling with the floor beams are considered. In these design solutions, the forces are transmitted by direct contact of the end surfaces of the connected elements, which avoids the execution of mounting welds and a large number of bolted connections. As a result, when using contact connections, the installation time and the cost of construction of the metal frame are reduced.
Materials and methods. When considering contact problems, the Saint-Venant principle is not applicable, it is important to explore the immediate areas of the contact surfaces of the elements. The nodes were developed using the example of a typical frame of a five-storey building with cell sizes from 3 × 3 to 6 × 6 m with structural elements of specified sections.
Results. The possible contact connections of the frame elements are presented, which allow assembly only by installing them on top of each other and finishing adjustment. Such connections, due to the work of the contact surfaces on the crumple, allow transmitting not only longitudinal forces, but also some of the bending moments.
Conclusions. The proposed options for column joints and beam-to-column junctions are non-typical and not previously used in engineering practice. For the widespread use of such units in the practice of designing steel frames of multi-storey buildings, it is necessary to investigate their bearing capacity and deformability comprehensively. It is of interest to study the influence of the geometric parameters of the connecting elements on the stiffness of the nodes and on the stress-strain state of the frame as a whole. The present research will be conducted using computer software and experiment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.