Научные исследования
1. Сварные двутавровые рамы переменного по высоте сечения с тонкой стенкой
Наибольший интерес в настоящее время представляют рамные конструкции переменного сечения, как наиболее оптимальные и рациональные рамные системы. Рациональность таких конструкций достигается изменением размеров поперечного сечения рам (высоты и толщины стенки, ширины и толщины поясов) в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, что приводит к выравниванию напряжений во всех точках конструкции, и соответственно, минимизации массы стали.
 |
 |
| Испытательная установка для изучения сварного двутавра с тонкой стенкой | |
Известно, что большую часть изгибающего момента воспринимают пояса двутавра и, с этой точки зрения, чем тоньше стенка, тем эффективнее. Однако, именно стенка воспринимает поперечную силу, поэтому выполнить ее бесконечно тонкой не представляется возможным. Известно также, что расход стали на стенку может достигать 50% массы двутавра. Поэтому изучение поведения тонкой (как наиболее эффективной) стенки при различных сочетаниях момента и поперечной силы дает представления о резервах по расходу стали.
 |
 |
| Испытательная установка для изучения сварного двутавра с тонкой стенкой | График зависимости коэффициента использования от условной гибкости стенки |
Отметим, что резервы тонкой стенки недоиспользуются большинством проектировщиков. Нашими экспериментами подтверждено, что стенка воспринимает нагрузку даже в закритической стадии, т.е. после частичной потери местной устойчивости.
2. Конструкции с использованием тонкостенных холодногнутых оцинкованных профилей (ТХП)
Использование ТХП в качестве стеновых и кровельных прогонов за рубежом является общепризнанным стандартом. Широкое распространение также получили легкие каркасы из ТХП
Тонкостенные профили имеют специфику работы под нагрузкой, неучет которой может привести к плачевным последствиям. Целью наших экспериментов было изучение реального поведения профилей при разных нагрузках. Известно, что несущую способность таких профилей определяет местная устойчивость (показано на фото):
Это явление можно учесть инженерными методами или точным нелинейным расчетом.
3. Сталежелезобетонные конструкции
Эффективность сталежелезобетонных конструкций по сравнению с цельно стальными или железобетонными достигается за счет совместной работы двух материалов (бетона и стали), т.е. реализации одного из основополагающих принципов проектирования – принципа совмещения функций различных элементов.
Использование сталежелезобетонных конструкций особенно эффективно в перекрытиях общественных и производственных зданий при больших нагрузках. Применение в перекрытиях общественных зданий монолитного бетона с несъемной опалубкой из стального профилированного настила (разновидность сталежелезобетонной конструкции) является наиболее распространенным решением за рубежом.
Важным при расчете сталежелезобетонных конструкций является:
- учет стадийности их работы;
- учет физической нелинейности, т.е. нелинейной работы материалов – стали и бетона.
