Создание модели фланцевого соединения металлических конструкций для исследования напряженно-деформированного состояния
Характеристика технологий оформления монтажных стыков в процессе строительства. Особенности и преимущества применения фланцевых соединений. Оценка фланцевых соединений в мировой практике строительства с позиций экономичности, скорости монтажа и качества.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.06.2020 |
| Размер файла | 757,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Создание модели фланцевого соединения металлических конструкций для исследования напряженно-деформированного состояния
Смирнова А.А., студент магистратуры кафедры «Строительства» Череповецкий Государственный Университет
Россия, г. Череповец
Аннотация
В процессе строительства возникает необходимость выполнять монтажные стыки. В современной практике строительства в монтажных стыках применяются фланцевые соединения. Как показывает мировая практика строительства фланцевые соединения являются наиболее практичными с точки зрения экономичности, скорости монтажа и оценки качества соединений.
Ключевые слова: металлический каркас, фланцевое соединение, болтовое соединение, расчет.
Annotation: In the process of construction there is a need to perform installation joints. In modern construction practice, flange connections are used in mounting joints. As the world practice of construction shows, flanged joints are the most practical in terms of efficiency, speed of installation and evaluation of the quality of connections.
Key words: metal frame, flange connection, bolt connection, calculation.
Фланцевое соединение представляет собой систему, состоящую из четырех совместно работающих элементов: болтов, фланцев, сварных швов и сечений соединяемых элементов в непосредственной близости от фланца, либо между ними [1].
Такой тип соединений может работать на растяжение или сжатие, на изгиб при наличии в узле изгибающих моментов, а при наличии поперечных сил - на сдвиг. Фланцевые соединения применяются для конструкций подверженных растяжению, сжатию, изгибу или совместному их действию.
Однако фланцевые соединения имеют и недостатки. Одним из недостатков фланцевых соединений является сложность расчета, так как болты работают неодинаково, так как деформационные характеристики сжатой и растянутой зоны соединения различны [2].
Рисунок 1. Общая схема фланцевого соединения: а) при совместном действии изгибающих моментов и продольной силы; б) при действии продольной силы
Общая схема фланцевого соединения показана на рисунке 1.
Группа 1: болты, расположенные во входящих углах, образованных полкой и стенкой двутавра, либо полкой и подкрепляющим ребром:
Группа 2: болты, расположенные на свободных участках фланца вдоль полки или в растянутой зоне соединения:
Группа 3: болты, расположенные в сжатой зоне фланцев.
Для соединений балок и рам обязательному расчету подлежат болты 1 - й и 2-й групп 1-го и 2-го рядов, а при увеличенном шаге и болты, расположенные вдоль стенки (3-й и последующие ряды болтов).
Для исследования напряженно-деформированного состояния фланцевого соединения необходимо построить расчетную модель в расчетном комплексе Autodesk Robot Structural Analysis. В основе расчета лежит метод конечных элементов (МКЭ).
Autodesk Robot Structural Analysis - это интегрированная графическая программа для моделирования, расчета и проектирования конструкций различного типа. Программа позволяет создавать модель конструкции, производить ее расчет и анализировать результаты расчета. Так же, имеется возможность для проектирования конструкции и создания отчетной документации для уже спроектированной и рассчитанной конструкции.
Основные предпосылки, принятые при формирование расчетной модели фланца:
1) геометрическая модель фланцевого соединения определяется исходя из расчета в разделе программы «Проектирование стальных соединений»;
2) болт представляет из себя стержень с диаметром аналогичным диаметру болта, полученного по расчету;
3) предполагается, что усилия в болтах распределяется равномерно;
4) фланец представляет из себя металлическую плиту с заданными характеристиками стали;
5) для упрощения расчета в модели отсутствует левая часть соединения;
6) в модели болты воспринимают только растягивающие усилия [3].
Сетка конечных элементов генерируется в автоматическом режиме при
запуске расчета. Создание сетки конечных элементов зависит от выбранного метода формирование сетки и параметров, выбранных для этого метода. Для выбранного типа поверхностных или объемных конечных элементов можно назначить коэффициент сгущения.
В программе Robot реализован новый алгоритм DSC, который позволяет рассчитывать конструкции, содержащие снятие связей.
Элемент DSC - это элемент с двумя узлами, в котором узловые силы рассчитываются по формуле:
*1 = -ТкгТ^ (u2 - Uj)
f2= TkrTr(u2 - Uj)
где:k =[ki]; i=1, Ndl - вектор жесткости, относящийся к
соответствующим степеням свободы.
Матрица жесткости элемента имеет следующую структуру:
К = Г Tdiag (k)Tr -Tdiag (к) тП Тdiag (k)Tr Tdiag (к) Tr J
где: T - матрица преобразования от локального базиса к глобальному базису, унаследованная от стержневого элемента; diag(k) - диагональная матрица, созданная из вектора k.
В результате проведенных исследований напряжённо-деформированное состояние фланца не согласуется с натурными испытаниями, следовательно, модель, созданная в программе Autodesk Robot Structural Analysis, не отражает реальную работу фланцевого соединения.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
строительство фланцевый соединение монтажный
1. Катюшин В. В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения (расчет, проектирование, строительство). - М.: ОАО «Издатель-ство «Стройиздат», 2005.-656с.
2. Перельмутер А.В., Криксунов Э. З., Юрченко В.В. Расчетные модели фланцевых соединений рамных узлов металлических конструкций и их программная реализация в «SCAD Office» / А.В. Перельмутер, Э.З. Крискунов, В.В. Юрченко // CADMaster. - 2010. - №3 -с.110-115.
3. Алпатов В.Ю., Соловьев А.В., Холопов И.С. К вопросу расчета фланцевых соединений на прочность при знакопеременной эпюре напряжений // Промышленное и гражданское строительство. - № 2. - 2009, с. 26-30.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основы закономерности длительной прочности древесины и пластмасс. Сравнение методик расчета болтовых соединений металлических конструкций и нагельных соединений деревянных конструкций. Применение металлических зубчатых пластин в зарубежном строительстве.
лекция [1,4 M], добавлен 24.11.2013Определение значения монтажных работ в технологическом процессе строительства. Понятие монтажной технологичности, этапы подготовки строительных конструкций к монтажу. Изучение классификации методов монтажа и описание технических средств его обеспечения.
реферат [1,4 M], добавлен 15.10.2014Изучение основных методов и норм расчета сварных соединений. Выполнение расчета различных видов сварных соединений; конструирование узлов строительных металлических конструкций. Определение несущей способности, а также изгибающего момента стыкового шва.
курсовая работа [455,1 K], добавлен 02.12.2014Понятие и условия использования болтовых соединений, оценка их преимуществ и недостатков. Типы соединения, применяемых в строительстве, их условные обозначения и класс ы прочности, расчет работы на срез и смятие. Конструктивные требования к размещению.
презентация [156,5 K], добавлен 29.01.2017Спецификация сборных железобетонных конструкций. Сведения о заделке стыков и швов. Выбор методов монтажа, монтажных и грузозахватных приспособлений. Сменная эксплуатационная производительность кранов. Технология монтажа одноэтажных промышленных зданий.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 04.01.2014Преимущества строительства объемно-блочных зданий, целесообразность применения метода. Технология монтажа элементов, его последовательность; монтажные механизмы. Технологическая последовательность производства работ, герметизация стыков наружных панелей.
реферат [481,0 K], добавлен 25.12.2009Динамическая прочность бетона при сжатии и при растяжении. Чувствительность к скорости деформирования. Исследование напряженно-деформированного состояния несущих железобетонных конструкций зданий и сооружений при действии динамических нагрузок.
реферат [1,4 M], добавлен 29.05.2015Разработка конструктивной схемы пространственного решетчатого механизма типа "Кисловодск", определение его напряженно-деформированного состояния. Проектирование устройства скатной кровли и реконструкция стенового ограждения ремонтно-механической базы.
дипломная работа [8,8 M], добавлен 12.11.2010Природно-климатическая характеристика района строительства. Выбор конструкций и метода их монтажа. Технология монтажа конструкций с подбором приспособлений. Определение объемов работ. Калькуляция трудовых затрат. Календарный план производства работ.
курсовая работа [226,3 K], добавлен 17.06.2014Выбор методов и схем монтажа зданий, приспособлений и вспомогательного оборудования. Выбор монтажных кранов по техническим параметрам. Технико-экономические исследования вариантов механизации монтажных работ. Описание принятой технологии монтажа.
курсовая работа [442,2 K], добавлен 22.06.2009Расчет основных и дополнительных объемов строительно-монтажных работ. Обоснование методов и способов монтажа строительных конструкций. Расчет параметров монтажного крана и транспортных средств для доставки сборных конструкций и строительных материалов.
курсовая работа [5,5 M], добавлен 13.10.2012Этапы развития современного коттеджного строительства. Зарубежный опыт малоэтажного строительства. Потребительские предпочтения на рынке малоэтажного строительства. Сметная стоимость строительства. Сравнение критериев выбора технологии строительства.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 06.07.2012Общая характеристика металлических конструкций. Состав и свойства строительных сталей. Основные этапы проектирования строительных конструкций. Нагрузки и воздействия. Основы расчёта металлических конструкций по предельным состояниям. Сварные соединения.
презентация [5,1 M], добавлен 23.01.2017Характеристика площадки строительства - г. Заполярный Мурманской области. Расчет продолжительности строительства, проектирование стройгенплана. Организационно-технологические схемы строительно-монтажных работ, определение потребности в ресурсах.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 06.02.2014Понятие и цель процесса индустриализации в строительстве. Сущность монтажа строительных конструкций, его этапы и методы. Особенности вариантов организации монтажных работ. Состав проекта производства монтажных работ. Варианты доставки сборных конструкций.
презентация [3,3 M], добавлен 28.07.2013Анализ дефектов зданий и сооружений. Формы контроля качества строительства. Государственный строительный надзор. Технический надзор заказчика и подрядчика, авторский надзор. Схема контроля качества строительства. Требования к качеству строительства.
презентация [6,2 M], добавлен 26.08.2013Понятие инвестиционных проектов строительства, особенности применения информационных технологий в управлении. Возможности и применение информационных технологий в инвестиционных проектах современного строительного производства на примере г. Тулы.
реферат [30,9 K], добавлен 24.12.2010Организационно-технологическая схема возведения объекта, строительный генплан. Материально-технические ресурсы строительства. Объем строительно-монтажных работ и монтируемых железобетонных конструкций. Технико-экономические показатели по проекту.
курсовая работа [132,7 K], добавлен 23.06.2009Проектирование и организация монтажных процессов и выбор методов монтажа. Определение объемов работ. Выбор такелажной оснастки и монтажных приспособлений. Определение технологических параметров монтажа сборных конструкций и подбор монтажных кранов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.12.2009Характеристика района строительства. Определение предварительного напряжения арматуры. Расчет прочности плиты. Выбор методов производства монтажных работ. Разработка календарного плана строительства здания. Определение сметной стоимости строительства.
дипломная работа [554,1 K], добавлен 07.02.2016
