Удосконалення методики розрахунку зварних швів фланцевих вузлових з’єднань із врізаними ребрами жорсткості просторових сталевих ферм з труб

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.57-65

Ключові слова:

Фланцеві вузли, напруження, зварні шви, розрахункові зусилля, сталеві ферми, трубчаті сталеві елементи, ребра жорсткості

Анотація

У даній статті розроблено інженерну методику визначення зусиль у зварних швах фланцевого з’єднання з ребрами жорсткості сталевих ферм з труб (циркульних порожнистого перерізу елементів). Розглянуто фланцеві з’єднання поясів ферм, в яких виникають
зусилля розтягу. Методику побудовано на робочій гіпотезі, що зусилля розтягу сприймає зварний шов по торцю труби, який приєднує трубу до фланця, і зварні шви приєднання ребер жорстокості до фланця. Така конструкція фланця з хрестоподібними врізаними ребрами жорсткості дозволяє рівномірно передати зусилля від фланця до трубчатих елементів сталевих ферм. В такому вузлі передача зусилля відбувається через зварні шви від фланця до
врізаних ребер жорсткості та через зварні шви приєднання труб до фланця. Методику побудовано на робочих гіпотезах, по перше, що зусилля розтягу сприймається зварними швами по торцю труби і по торцям хрестоподібних ребер жорсткості за законами умов рівноваги. Друга гіпотеза прийнята така, що по торцю труби,
зусилля у зварних швах розподіляються нерівномірно – прямо-пропорційно відстані від болта то зварного шва по контуру труби. Отримані аналітичні залежності розподілення зусиль в
зварних швах між ребрами жорстокості і трубою в місті приєднання до фланця. Також отримані аналітичні залежності нерівномірного
розподілення зусилля по зварним швам по торцю труби в місті приєднання до фланця. Виявлені ефекти підтверджені розрахунком просторової моделі фланцевого вузлу з врізаними (вбудованими) ребрами жорстокості методом скінчених елементів. Отримана за двома методами добре якісне співпадіння числових співвідношень нерівномірного розподілення зусиль у зварних швах приєднання до фланця трубчатого елемента з врізаними ребрами жорстокості.
Методика універсальна і може бути розповсюджена на кілька типів конструктивних рішень фланцевих вузлів сталевих ферм



Біографії авторів

Serhiy Bilyk, Київський національний університет будівництва і архітектури

завідувач кафедри металевих і дерев’яних
конструкцій,
д.т.н., проф.

Artem Bilyk, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій,
к.т.н., доц.

Eugen Tsyupyn, Київський національний університет будівництва і архітектури

асистент кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій

Valeriy Nujnyy, Київський національний університет будівництва і архітектури

асистент кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій

Tetyana Kluchnichenko, Київський національний університет будівництва і архітектури

Старший викладач кафедри
металевих і дерев’яних конструкцій

Посилання

EN 1993-1-8 (2005) (English): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-8: Design of joints [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC,

Directive 2004/18/EC].

https://www.phd.eng.br/wpcontent/uploads/2015/12/en.1993.1.8.2005-1.pdf.

Joints in Steel Construction Moment Connections. The Steel Construction Institute, 1997.

https://www.steelconstruction.info/images/5/5d/SCI_P398.pdf.

Recommendations for the calculation, design, manufacture and installation of flange joints of steel building structures / "Indsteelstructure"; N.P. Melnikov Central Research and Design

Institute of Steel Structures. - M., 1988. – P. 83.

Guidelines for the design, manufacture and assembly of mounting flange connections of roof trusses with chords of wide flange I-beams / N.P. Melnikov Central Research and Design

Institute of Steel Structures. - M., 1981.

Kriksunov E.Z., Perelmuter A.V., Yurchenko V.V. Design models of flange connections of frame joints of metal structures

and their software implementation in SCAD office / E.Z. Kriksunov, A.V. Perelmuter, V.V. Yurchenko // Bulle-shadow of construction

equipment. - 2010. - No. 1. - P. 56–59.

Son M.P. Experimental studies of the strength of flange connections / M.P. Son // Structural mechanics of engineering structures and structures. - 2018 - 14 (4). - P. 348-356.

DOI: 10.22363 / 1815-5235-2018-14-4-348-356

https://docplayer.ru/139541780-Eksperimentalnye-issledovaniya.html

Bilyk S.I., BilykА.S., Nilova T.O., Shpynda V.Z., Tsyupyn E.I. Buckling of the steel frames with the I-shaped cross-section columns of variable web height // Strength of Materials

and Theory of Structures: Scientific-andtechnical collected articles – Kyiv: KNUBA, 2018. – Issue 100. – P. 140-154.

http://library.knuba.edu.ua/books/zbirniki/12/201604.pdf.

Semchuk I.Y. , Nilova T.O. Stress-strain state of beam corrugated web under patch loading //Strength of Materials and Theory of Structures:Scientific-and-technical collected articles –

Kyiv: KNUBA, 2019. – Issue 102. – P. 53-61.

http://opir.knuba.edu.ua/files/zbirnyk-102/08-102.pdf.

Bilyk Sergiy, Tonkacheiev Vitaliy.Determining sloped-load limits inside von Mises truss with elastic support. Materiali in tehnologije., Ljubljana, Slovenija 52 (2018), 105-109, doi:10.17222/mit.2016.083

http://mit.imt.si/Revija/izvodi/mit182/bilyk.pdf

Bilyk SI, But MO, Shpynda VZ. Analysis of the calculation of bolts of the flange connection in conditions of a complex stress - strain state /Bilyk SI, But MO, Shpynda VZ. WITH. //:Coll. Science. works UNDPISK them. VM Szymanowski. - К.: Rel. “Steel”, 2014. - Rel. 4. - P. 76–84.

Jaspart J. P. General report: session on connections //Journal of Constructional Steel Research.–2000.–Vol. 55. – P. 69–89.

http://orbi.uliege.be/bitstream/2268/29809/1/analytical%20study. pdf.

Jaspart J.P., Demonceau J.F. Luu H.N.N.Numerical, analytical and experimental investigations on the response of steel and

composite buildings further the loss of a column // Conference: Colloquium on structural design of constructions subjected to

exceptional or accidental actions, Belgium Bruxelles, 2008 . –Р.69-90

https://www.researchgate.net/publication/265927297

Urbonas K., Daniunas A. Component method extension to steel beam‐to‐beam and beam‐to‐column knee joints under bending and

axial forces // Journal of Civil Engineering and Management.-2005. – 11(3) - P. 217-224.

DOI: 10.1080/13923730.2005.9636353

https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/13923730.2005.9636353

Daurov M.K., Bilyk A.S. Providing of the vitality of steel frames of high-rise buildings under action of fire // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical

collected articles – Kyiv: KNUBA, 2019. –Issue 102. – P. 62-68.

http://repositary.knuba.edu.ua/bitstream/handle/

/4701/07-102.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Gorodetsky A. S, Pikul A.V. Pysarevskiy B.Y. Modelling of soil behavior in dynamic load //International Journal for computational Civil and Structural Engineering. 2017. – 13(3).-С.34-41.

Capacity design of steel joints progettazione in capacità dei giunti in acciaio //Vild M., Bajer M., Wald F. Šabatka L., Kolaja D./ XXVII CONGRESSO C.T.A. - 2019 - 8 p

https://www.eiseko.com/public/mat/file/IDEA/Depliant/Capacity_design_of_steel_joints_fil.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-17