Calculul stabilității fermelor metalice și consolidarea lor rațională

Abstract

Obiectivul principal al acestei lucrări este de a dezvolta metode de determinare a părților slabe și a elementelor de ferme metalice în starea de limitare a stabilității și de căutare a schemelor raționale și a modalităților de întărire a acestora. Primul capitol dezvoltă metode analitice pentru determinarea părților slabe și a elementelor structurilor metalice folosind reacțiile principale, gradientul forței critice asupra rigidității elementelor, gradientul stării stării critice. Se prezintă o metodă de determinare a coeficienților de activitate bazată pe principiul energiei și FEM, precum și o metodă numerică pentru determinarea factorilor de mai sus. Determinarea sarcinii maxime pentru un element curbat comprimat al structurii, ținând seama de evoluția deformațiilor plastice ale secțiunii transversale și de condițiile reale de fixare în noduri. Determinarea rigidității la încovoiere a elementelor curbate, folosind metoda a două secțiuni calculate.

Cel de-al doilea capitol descrie principalele tipuri de defecte ale fermei metalice și cauzele acestora. Detaliile sunt considerate metode și recomandări pentru consolidarea structurilor metalice, precum și evaluarea eficacității diferitelor modalități de consolidare a fermelor în funcție de indicatorii agregați.

În cel de-al treilea capitol sunt luate în considerare calculele diferitelor scheme de întărire a fermelor de foraj realizate cu ajutorul biroului Scad. Calculul capacității portante a barelor de acoperiș, ținând seama de curbura elementelor individuale. Calcularea elementelor feroase de ferme metalice. Calculul structurii metalice cu zăbrele.

Valoarea practică a lucrării constă în faptul că metodele de calcul dezvoltate și complexul software și de calcul pot fi utilizate direct pentru a studia funcționarea sistemelor de miez de metal, inclusiv a celor cu defecte inițiale. Aplicarea metodologiei dezvoltate conduce la utilizarea eficientă a materialelor structurale în consolidarea fermelor de acoperiș.

Fiabilitatea rezultatelor obținute este confirmată de aplicarea metodelor și principiilor fundamentale ale mecanicii solide a unui corp deformabil, soluția problemelor de testare care au fie o soluție analitică binecunoscută, fie o soluție obținută prin alte metode.

The main objective of this work is to develop methods for determining the weak parts and elements of metal trusses in the limiting state of stability and the search for rational schemes and ways to strengthen them.

The thesis consists of theoretical and practical parts. The theoretical part of the work consists of 2 chapters. The first chapter develops analytical methods for determining the weak parts and elements of metal trusses using the main reactions, the gradient of the critical force on the stiffness’s of the elements, the gradient of the condition of the critical state. A method for determining the activity coefficients based on the energy principle and the FEM, as well as a numerical method for determining the above factors, is given. Determination of the maximum load for a compressed curved element of the truss taking into account the development of plastic deformations of the cross section and the actual conditions of fastening in the nodes. Determination of bending stiffness of curved truss elements using the method of two calculated sections.

The second chapter describes the main types of defects in metal trusses and their causes. Details are considered methods and recommendations for strengthening metal trusses, as well as evaluating the effectiveness of various ways to strengthen trusses according to aggregated indicators.

In the third chapter, the calculations of various schemes for the strengthening of beam trusses made with the help of the Scad office are considered. The calculation of the carrying capacity of roof trusses, taking into account the curvature of individual elements. Calculation of weak trusses of metal trusses. The calculation of the gain truss metal truss.

The practical value of the work lies in the fact that the developed calculation methods and the software and computing complex can be directly used to study the operation of metal core systems, including those with initial defects. The application of the developed methodology leads to the effective use of structural materials in the strengthening of roof trusses. The reliability of the results obtained is confirmed by the application of fundamental methods and principles of solid mechanics of a deformable body, the solution of test problems that have either a well-known analytical solution, or a solution obtained by other methods.