Області оптимальних параметрів сталевих гофрованих балок

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.45-56

Ключові слова:

Сталева балка, синусоїдна гофрована стінка, оптимальна висота.

Анотація

Розглядається оптимальна область застосування сталевих балок з хвилястими стінками, яка допускає проектування  складеної балки оптимальної висоти з заданим моментом опору з урахуванням особливостей дійсної роботи хвилястої стінки. Параметри області розміщені всередині області обмежень за жорсткістю та технологічних обмежень. Математична модель балки побудована як задача мінімізації цільової функції (маси балки) з урахуванням конструктивних коефіцієнтів. Параметри конструктивної моделі відповідають технології Zenam, що визначає конструктивні обмеження задачі, фізико-механічна модель – балка 1 класу за напружено-деформованим станом за ДБН В.2.6-198. Враховані обмеження за міцністю стінки на зріз та втратою стійкості стінки за загальної  формою. Розглянуті значення мінімальної висоти балки за умовою неперевищення допустимого прогину з урахуванням деформацій зсуву тонкої стінки. Отримані залежності та побудовано простий методичний апарат, який дозволяє аналізувати параметри оптимальних за висотою балок, виявити області ефективних рішень та встановити раціональні компонувальні рішення покриттів та перекриттів із застосуванням балок з гофрованими стінками. Наведено приклад визначення  області оптимальних параметрів всередині області обмежень за жорсткістю та технологічних обмежень. Показано, що дослідження балок з синусоїдно-гофрованими стінками в подальшому мають бути проведені з урахуванням реальних умов експлуатації та реконструкції, забезпечення технологічних вимог та вимог вогнестійкості.

Біографії авторів

Lyudmila Lavrinenko, Київський націогнальний університет будівництва і архітектури

Кафедра металевих та деревяних конструкцій, доцент

Danylo Oliinyk, Київський націогнальний університет будівництва і архітектури

Кафедра металевих та деревяних конструкцій, магістр

Посилання

Nylov A.A., Martyniuk A.Ia, Lavrinenko L.Y., Lazniuk M.V., Ryzhenko S.S. 2010.Prymenenye svarnykh dvutavrov s

hofryrovannoi stenkoi v kombynyrovannykh konstruktsyiakh [The use of welded I-beams with a corrugated web in combined structures] Sb. nauchn. tr. OHASA «Sovremennye stroytelnye konstruktsyy yz metalla y drevesyny». Odessa, 2010, №14, ch.1 – S. 169–174 (in Russian)

Siokola W. 1997. Wellstegträger. Herstellung und Anwendung von Trägern mit profiliertem.Steg, Stahlbau 66. Pр. 595 – 605.

Lavrinenko L.I., Zotina A.S. 2020. Efektyvni parametry maloelementnykh shprenhelnykh ferm iz zastosuvanniam dvotavrovykh elementiv z hofrovanymy stinkamy //Budivelni

konstruktsii. Teoriia i praktyka, KNUBA, 2020.Vyp. 4. Pp. 56–69. doi.org/10.32347/2522-4182.4.2019.56-69. (in Ukrainian).

Johansson B., Maquoi R., Seldasek G., Muller C., Beg D. 2007. Commentary and worked examples to EN 1993-1-5 Plated Structural Elements. JRS Scientific and Technical Reports.

Pp.152–167.

Lavrinenko L.I., Nekora V.S. 2020. Doslidzhennia nahrivannia stalevoi balky z hofro-vanoiu stinkoiu v umovakh pozhezhi.

[The fire heating of steel girders with corrugated webs] Budivelni konstruktsii. Teoriia ipraktyka. Vyp.6 (2020) Pp.12 – 21.

doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.12-21. (in Ukrainian).

Pasternak H., Robra J., Bachmann V. 2008. Corrugated web beams with increased web thickness Proceedings 5thEuropea Conference on Steel and Composite Structures. Graz, Austria. Pp. 1161 – 1166.

Bilyk S.I. 2012. Metodyka vyznachennia optymalnoi vysoty ctalevoi dvotavrovoi balky zi zminnym pererizom stinky pry rozvytku obmezhenykh plastychnykh deformatsii.

Zb. nauk. prats Ukrainskoho instytutu stalevykh konstruktsii im. V.M.Shymanovskoho. K., Stal, 2012. Vyp.9. – Pp.28

– 33. (in Ukrainian)

Bilyk S.I., Aied Altaie N., Lavrinenko L.I. 2017. Konstruktyvni koefitsiienty ta ratsionalna vysota stalevoi korobchastoi balky postiinoho pererizu.//Budivelne vyrobnytstvo: Vidomchyi

naukovo-tekhnichnyi zbirnyk (tekhnichni nauky). K., DP NDIBV. 2017. № 62/1. Pp.33 –38. (in Ukrainian).

Hordeev V.N. 2009. Elementarnie zadachy optymyzatsyy dvutavra. Zb. nauk. prats Urainskoho naukovo-doslidnoho ta proektnoho instytutu stalevykh konstruktsii imeni V.M.

Shymanovskoho. K., Stal, 2009. Vyp.3. Pp. 27– 48. (in Russian).

Vakhurkyn V.M. 1951. Forma dvutavrovoi balky v uslovyiakh naymensheho raskhoda metalla y v uslovyiakh naymenshei stoymosty. Vestnyk ynzhenerov y tekhnykov. 1951. № 5. (in Russian).

Byriulev V.V., Koshyn Y.Y., Krуlov Y.Y., Sylvestrov A.V. 1990. Proektyrovanye metallycheskykh konstruktsyi. Spetskurs. L., Stroiyzdat, 1990. 432 p. (in Russian).

Permiakov V.A., Perelmuter A.V., Yurchenko V.V. 2008. Optymalnoe proektyrovanye stalnіkh sterzhnevіkh

konstruktsyi. K., Stal, 2008. 538 p. (in Russian).

Sudeok Shon, Sengwook Jin, Seungjae Lee 2017. Minimum Weight Design of Sinusoidal Corrugated Web Beam Using Real-Coded Genetic Algorithms . Mathematical Problems in Engineering Vol. 2017, Article ID 9184292. 2017. 13 p.p.

doi.org /10.1155/2017/ 9184292

Shyshkyn A.S., Lavrinenko L.Y. 2016. Еffektyvnost komponovochnіkh skhem balochnыkh pokrіtyi y perekrіtyi na osnove balok s hofryrovannoi stenkoi dlia uslovyi

Turkmenystana. Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia. K., KNUBA, 2016. Vyp. 5.Pp.485 – 493. (in Russian)

Lazniuk M.S. 2013. Maloelementnye fermy s verkhnim poiasom iz svarnykh dvutavrov s gofrirovannoi stenkoi Stroitel'naia mekhanika i stroitel'nye konstruktsii. M.: SCAD SOFT, 2013. – pp.237–243 (in Russian).

Lykhtarnykov Ya.M. 1979. Varyantnoe proektyrovanye y optymyzatsyia stalnykh konstruktsyi. M., Stroiyzdat, 1979. 319 p.

(in Russian).

Woźniczka P., Piekarczyk M. 2018. The fire resistance of steel plate girders with slender webs – a comparative study. Technical Transactions, Vol. 11/2018, pp. 97–104.

doi.org /0.4467 /2353737XCT. 18.165.9421

Nilov O.O., Permiakov V.O., Shymanovskyi O.V, Bilyk S.I., Lavrinenko L.I., Bielov I.D., Volodymyrskyi V.O. 2010. Metalevi

konstruktsii: Zahalnyi kurs: Pidruchnyk K,Stal, 2010. 869 p. (in Ukrainian).

Himmelblau D. 1975. Prykladnoe nelyneinoe prohrammyrovanye. M., Myr, 1975. – 536 p.

(in Russian)/ [Himmelblau D.M. Applied Nonlinear Programming. The University of Texas, Austin, Texas. McGrav-Hill Book Company.

.

Vuzol spriazhennia stalevykh balok z poperechno hofrovanymy khvyliastymy stinkamy: Patent na korysnu model UA: MPK

E04S3/07 (2006.01). №120477; zaiavl. 01.03.2017, publ. 10.11.2017, Biul. no. 21, 4 p.,2017. (in Ukrainian).

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-17