Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
Исследование влияния тонкостенности труб круглого сечения на устойчивость при центральном и внецентренном сжатии
УДК 624.075.2
Денис Владимирович КОНИН, кандидат технических наук, зав. сектором высотных зданий и сооружений лаборатории металлических конструкций, e-mail: konden@inbox.ru
Александр Ричардович ОЛУРОМБИ, научный сотрудник, e-mail: alexolrich@gmail.com
ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство», 109428 Москва, 2-я Институтская ул., 6
Аннотация. В статье рассматривается работа стальных сжато-изгибаемых труб малой гибкости. Исследуется влияние тонкостенности трубы (отношение диаметра к толщине стенки) на ее устойчивость. В качестве объекта исследования были приняты трубы круглого сечения с различной гибкостью, тонкостенностью и эксцентриситетом приложения продольной сжимающей силы. Представлен упрощенный аналитический способ расчета труб на устойчивость, основанный на стержневой модели. Расчет этим способом выполнен с помощью математической программы MAPLE. Результаты сравниваются с данными, полученными конечно-элементным расчетом в программном комплексе ANSIS и нормативным расчетом по действующему своду правил. Сравнение полученных результатов помогает определить влияние местной устойчивости стенки при расчетах на продольный изгиб и установить условную границу применимости стержневой модели при решении подобных задач, а именно, что стержневая модель непригодна для определения несущей способности при внецентренном сжатии труб с тонкостенностью более 45-50.
Ключевые слова: стальная труба, расчет на устойчивость при центральном и внецентренном сжатии, стержневая модель, критическая сила.
ЛИТЕРАТУРА
1. Конин Д. В. [и др.] О внедрении новых профилеразмеров и сталей различного класса прочности на примерах наиболее востребованных зданий // Строительная механика и расчет сооружений. 2016. № 2. С. 71-75.
2. Конин Д. В., Одесский П. Д., Олуромби А. Р. Влияние диаграммы "s-e" на несущую способность при сжатии труб из стали высокой прочности // Строительство и реконструкция. 2017. № 5. С. 15-19.
3. Ильясевич С. А. Стальные конструкции из труб. М. : Стройиздат, 1973. 192 c.
4. Перельмутер А. В., Сливкер В. И. Устойчивость равновесия конструкций и родственные проблемы. М. : СКАД СОФТ, 2007. 655 с.
5. Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*). М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 150 с.
6. Кудишин Ю. И., Беленя Е. И., Игнатьева В. С. [и др.]. Металлические конструкции. М. : Академия, 2011. 685 с.
7. Кользеев А. А. Оценка влияния замкнутой формы сечения на устойчивость сжатых стальных стержней трехпоясных ферм // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. № 11-12. С. 108-113.
8. Лейтес С. Д. Устойчивость сжатых стальных стержней. М. : Госстройиздат, 1952. 309 с.
9. Вольмир А. С. Устойчивость деформируемых систем. М. : Наука, 1967. 984 с.
10. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. М. : Госфизматиздат, 1959. 544 с.
11. Zhu J. H., Young B. Numerical modeling and design approach of aluminum alloy tubular columns [Численное моделирование и подход к проектированию трубчатых колонн из алюминиевого сплава] // Tubular structures XII. Proceedings of the 12th International symposium on tubular structures [Трубчатые конструкции XII. Материалы 12-го Междунар. симпозиума по трубчатым структурам]. Shanghai, Сhina, 2008. Pр. 553-561.
12. Трушин С. И., Иванов С. А. Численное исследование устойчивости пологой цилиндрической оболочки с учетом физической и геометрической нелинейностей при различных граничных условиях // Строительная механика и расчет сооружений. 2011. № 5. С. 43-46.
13. Кользеев А. А. Сравнительная оценка коэффициентов продольного изгиба сжатых стальных стержней из труб // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2011. № 3. С. 105-110.
14. Власов В. З. Тонкостенные упругие стержни. М. : Госфизматиздат, 1989. 568 с.
15. Трушин С. И., Иванов С. А. Устойчивость цилиндрических оболочек из упругопластического материала в процессе статического нагружения и разгрузки // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 3. С. 33-34.
16. Пикуль В. В. Устойчивость оболочек // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2012. № 2. С. 81-87.
17. Chan T. M., Gardner L. Structural performance of stainless steel oval hollow sections [Структурные характеристики овальных пустотных секций из нержавеющей стали] // Tubular structures XII. Proceedings of the 12th International symposium on tubular structures [Трубчатые конструкции XII. Материалы 12-го Междунар. симпозиума по трубчатым структурам]. Shanghai, Сhina, 2008. Pр. 535-543.
Для цитирования: Конин Д. В., Олуромби А. Р. Исследование влияния тонкостенности труб круглого сечения на устойчивость при центральном и внецентренном сжатии // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 12. C. 42-48.