Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Разработка и апробация математической модели пространственного деформирования гофробалок
  • УДК 624.046.5 DOI: 10.33622/0869-7019.2021.04.18-25
    Сергей Александрович МАКЕЕВ, доктор технических наук, e-mail: makeev608079@mail.ru
    ФГБОУ ВО «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», 644080 Омск, просп. Мира, 5
    Наталья Геннадьевна СИЛИНА, исполнительный директор, e-mail: n.silina@stako.ru
    ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова», 117393 Москва, ул. Архитектора Власова, 49
    Зиновий Наумович СОКОЛОВСКИЙ, кандидат технических наук, e-mail: ninasok@yandex.ru
    ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет» (ОмГТУ), 644050 Омск, просп. Мира, 11
    Аннотация. Построение адекватной математической модели пространственного изгиба гофробалок в упругой постановке с учетом больших перемещений - актуальная задача. Ее решение даст возможность исследовать общую устойчивость гофробалок, в том числе при нагрузках, превышающих критические. Построена математическая модель прямого стержня, включая гофробалки, в режиме косого изгиба с растяжением-сжатием и кручением. Разработанная модель представлена системой 12 нелинейных дифференциальных уравнений с возможностью исследования напряженно-деформированного состояния балок переменного сечения, загруженных различными поперечными распределенными и сосредоточенными нагрузками, с любыми граничными условиями закрепления. Предлагаемая модель применима для оценки критических нагрузок методом неидеальностей, а также для исследования закритического поведения прямых стержней при потере общей устойчивости при изгибе, в том числе балок с гофрированными стенками. Разработан, реализован и верифицирован алгоритм решения предложенной системы дифференциальных уравнений. С помощью данной математической модели проведено численное исследование поведения экспериментальной гофробалки в режиме поперечного изгиба в плоскости стенки с верификацией нагрузок, соответствующих первой форме потери устойчивости балки из плоскости стенки в ЛИРА-САПР.
    Ключевые слова: математическая модель, дифференциальные уравнения, гофробалка, общая устойчивость балки из плоскости стенки, критическая нагрузка, метод Эйлера.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Максимов Ю. С., Остриков Г. М. Стальные балки с тонкой гофрированной стенкой - эффективный вид несущих конструкций производственных зданий // Промышленное строительство. 1984. № 4. С. 10-11.
    2. Дмитриева Т. Л., Уламбаяр Х. Использование балок с гофростенкой в современном проектировании // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2015. № 4(15). С. 132-139.
    3. Брянцев А. А., Абсиметов В. Э., Лалин В. В. Эффективность применения двутавров с гофрированными стенками в производственных зданиях // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2017. № 3(54). С. 93-104.
    4. Тишков Н. Л., Степаненко А. Н., Шипелев И. Л., Устименко М. Б. Совершенствование конструкции стальной двутавровой балки с тонкой поперечно-гофрированной стенкой // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22. № 2. С. 104-111.
    5. Pasternak H., Kubieniec G. Рlate girders with corrugated webs [Пластинчатые балки с гофрированной стенкой] // Journal of Civil Engineering and Management. 2010. No. 16(2). Pp. 166-171.
    6. Максимов Ю. С., Остриков Г. М., Долинский В. В. Устойчивость гофрированных стенок двутавровых балок // Строительная механика и расчет сооружений. 1985. № 6. С. 43-45.
    7. Остриков Г. М., Максимов Ю. С., Долинский В. В. Исследование несущей способности стальных двутавровых балок с вертикально-гофрированной стенкой // Строительная механика и расчет сооружений. 1983. № 1. С. 68-70.
    8. Pasternak H., Robra J., Kubieniec G. Plate girders with corrugated webs [Пластинчатые балки с гофрированной стенкой] // Stability and Ductility of Structures. Baltic Session of the International Colloquium. Vilnius (Litauen), 2009. Рр. 1-5.
    9. Степаненко А. Н. Стальные двутавровые стержни с волнистой стенкой. Хабаровск : Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 1999. 115 с.
    10. Denan F., Osman M. H., Saad S. The study of lateral torsional buckling behavior of beam with trapezoid web steel section by experimentally and finite element analysis [Исследование устойчивости при поперечно- крутильном изгибе балки с трапециевидной стенкой из стального профиля с помощью эксперимента и конечно-элементного анализа] // International Journal of Applied Engineering Research. 2010. Sci. 2(3). Pр. 232-240.
    11. Denan F., Shoong K. K., Hashim N. S., Ken C. W. Nonliner analysis of triangular web profile steel section under bending behavior [Нелинейный расчет стальной балки с треугольно-гофрированной стенкой при изгибе] // Lecture Notes in Civil Engineering. 2019. No. 9. Pр. 463-472.
    12. Васильев A. Л., Глозман М. К., Павлинова Е. А., Филиппео М. В. Прочные судовые гофрированные переборки. Л. : Судостроение, 1964. 316 с.
    13. Папкович П. Ф. Труды по строительной механике корабля: В 4 т. Л. : Судпромгиз, 1962-1963. T. 4. 551 c.
    14. Безухов Н. И. Теория упругости и пластичности. М. : ГИТТЛ, 1953 г. 420 с.
    15. Соколовский З. Н., Макеев С. А., Степанова Е. П. Численное решение задачи плоского изгиба и растяжения (сжатия) прямых стержней без ограничений величины перемещений // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. 2006. № 4(33). С. 120-123.
    16. Рабинович И. М. Основы строительной механики стержневых систем. М. : Стройииздат, 1960. 516 с.
    17. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости / пер. с англ. М. : Наука, 1975. 576 с.
    18. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. М. : Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 630 с.
  • Для цитирования: Макеев С. А., Силина Н. Г., Соколовский З. Н. Разработка и апробация математической модели пространственного деформирования гофробалок // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 4. С. 18-25. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.04.18-25.


НАЗАД