Основы строительной механики легких стальных тонкостенных конструкций: Учебное пособие
Рыбаков В.А.
2011 г.
Рыбаков В. А. Основы строительной механики легких стальных тонкостенныхконструкций: учеб. пособие / В.А. Рыбаков – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 207 с.
В пособии приводятся теоретические основы моделирования и расчета на прочность и устойчивость подобных конструкций, являющихся на сегодняшний день инновационными и, соответственно, испытывающие проблемы и пробелы в
теоретической фундаментальной базе, в частности – необходимости использования Еврокода-3.
Главная особенность пособия – наличие конкретных примеров по расчету
рассматриваемого типа конструкций.
Учебное пособие рекомендовано Учебно-методическим объединением по
университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Прикладная механика».
Также пособие может быть использовано: для подготовки студентов, обучающихся по магистерским программам «Теория и практика организационно-технологических решений», «Организация и управление инвестиционно-строительными проектами», «Автоматизированное проектирование зданий и сооружений», «Инженерные системы зданий и сооружений» направления «Строительство»; аспирантами, молодыми преподавателями и специалистами, изучающими, либо стремящимися расширить свои знания в области стальных конструкций и строительной механики.
Находится в открытом доступе на сайте http://window.edu.ru/resource/307/76307
Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................... 6
1. Теоретические основы расчета легких стальных тонкостенных конструкций ....... 23
1.1. Классификация элементов расчетных моделей в строительной
механике. Понятие тонкостенного стержня .................. 23
1.2. Истоки развития теории расчета стальных тонкостенных конструкций .. 27
1.3. Основы технической теории расчета тонкостенных стержней В.З. Власова .................... 33
1.3.1. Стесненное кручение тонкостенного стержня открытого профиля .... 33
1.3.2. Секториальная площадь ......... 36
1.3.3. Геометрические характеристики поперечного сечения ...... 37
1.3.4. Секториальные координаты и секториальные ..................... 42
геометрические характеристики в швеллере .......................... 42
1.3.5. Система дифференциальных уравнений равновесия стержня .......... 44
1.3.6. Общий случай нагружения тонкостенного стержня. Бимомент. Нормальные напряжения .............. 46
1.3.7. Касательные напряжения в сечении .................... 50
1.3.8. Стержень под действием поперечной нагрузки, не проходящей через центр изгиба при различных граничных условиях .. 53
1.4. Развитие теории расчета тонкостенных стержней в научно-исследовательской работе в XX-XXI веках .......... 65
1.5. Тонкостенные стержни открытого профиля в методе конечных элементов ....... 70
1.5.1. Классификация методов исследования.
Основные положения и известные в практике варианты конечноэлементного анализа тонкостенных стержней открытого
профиля ....................................................... 70
1.5.2. Теоретические основы метода конечных элементов в классической постановке ...................... 73
1.5.3. Метод конечных элементов с использованием тонкостенных конечных элементов ....................... 89
1.5.4. Бистержневая модель тонкостенных конструкций ............ 102
1.5.5. Экстраполяционные методы оценки точности метода конечных элементов ................ 108
1.6. Требования современных строительных норм, правил и рекомендаций .. 115
1.6.1. Требования действующих строительных норм .................. 116
1.6.2. Расчет тонкостенных конструкций по методике Э.Л. Айрумяна .... 117
1.7. Устойчивость элементов тонкостенных профилей .................. 123
1.7.1. Понятие устойчивости равновесия упругой системы. Критическая сила ..... 123
1.7.2. Особенности явления потери устойчивости тонкостенных стержней... 131
1.7.3. Общая устойчивость тонкостенных стержней в условиях поперечного изгиба ............... 136
1.7.4. Местная потеря устойчивости. Положения расчета Еврокода-3 .... 144
1.7.5. Конструктивные мероприятия по предотвращению потери устойчивости ............ 149
1.8. Перфорированные профили ........... 150
1.8.1. Виды термопрофилей и их назначение ........... 150
1.8.2. Учет влияния просечек в строительных нормах ................ 151
1.8.3 Учет влияния просечек в Еврокоде-3 ............... 152
1.8.3. Моделирование просечек в виде локального уменьшения толщины профиля ......... 153
1.9. Алгоритм расчета стальных тонкостенных поперечно изгибаемых просечно-перфорированных швеллеровых балок по несущей способности .......... 157
2. Исследование влияния депланации на несущую способность тонкостенного профиля ................... 163
2.1. Описание модели исследования ........................ 163
2.1.1. Описание исходных и искомых параметров модели ......... 163
2.1.2. Основные физические гипотезы, лежащие в основе модели исследования ............... 164
2.2. Расчет аналитическими и полуаналитическими методами ........... 166
2.2.1. Определение ключевых геометрических характеристик сечения ..... 166
2.2.2. Балка, загруженная равномерной нагрузкой .................... 169
2.2.3. Балка, загруженная одной сосредоточенной нагрузкой .... 178
2.2.4. Балка, загруженная двумя сосредоточенными нагрузками 180
2.2.5. Анализ общей устойчивости балки по С.П. Тимошенко при различных загружениях ......................... 182
2.2.6. Анализ местной устойчивости балки при различных загружениях ... 183
2.3. Расчет модели численными методами ............. 186
2.3.1.Выбор метода исследования и способа задания модели .... 186
2.3.2. Анализ результатов, полученных численным методом ..... 186
2.4. Сопоставление полученных различными способами результатов ........ 191
Приложение 1. Некоторые сведения об узловых соединениях и методах их расчета ....... 195
Библиографический список ........................................ 204
ВВЕДЕНИЕ ........................................................... 6
1. Теоретические основы расчета легких стальных тонкостенных конструкций ....... 23
1.1. Классификация элементов расчетных моделей в строительной
механике. Понятие тонкостенного стержня .................. 23
1.2. Истоки развития теории расчета стальных тонкостенных конструкций .. 27
1.3. Основы технической теории расчета тонкостенных стержней В.З. Власова .................... 33
1.3.1. Стесненное кручение тонкостенного стержня открытого профиля .... 33
1.3.2. Секториальная площадь ......... 36
1.3.3. Геометрические характеристики поперечного сечения ...... 37
1.3.4. Секториальные координаты и секториальные ..................... 42
геометрические характеристики в швеллере .......................... 42
1.3.5. Система дифференциальных уравнений равновесия стержня .......... 44
1.3.6. Общий случай нагружения тонкостенного стержня. Бимомент. Нормальные напряжения .............. 46
1.3.7. Касательные напряжения в сечении .................... 50
1.3.8. Стержень под действием поперечной нагрузки, не проходящей через центр изгиба при различных граничных условиях .. 53
1.4. Развитие теории расчета тонкостенных стержней в научно-исследовательской работе в XX-XXI веках .......... 65
1.5. Тонкостенные стержни открытого профиля в методе конечных элементов ....... 70
1.5.1. Классификация методов исследования.
Основные положения и известные в практике варианты конечноэлементного анализа тонкостенных стержней открытого
профиля ....................................................... 70
1.5.2. Теоретические основы метода конечных элементов в классической постановке ...................... 73
1.5.3. Метод конечных элементов с использованием тонкостенных конечных элементов ....................... 89
1.5.4. Бистержневая модель тонкостенных конструкций ............ 102
1.5.5. Экстраполяционные методы оценки точности метода конечных элементов ................ 108
1.6. Требования современных строительных норм, правил и рекомендаций .. 115
1.6.1. Требования действующих строительных норм .................. 116
1.6.2. Расчет тонкостенных конструкций по методике Э.Л. Айрумяна .... 117
1.7. Устойчивость элементов тонкостенных профилей .................. 123
1.7.1. Понятие устойчивости равновесия упругой системы. Критическая сила ..... 123
1.7.2. Особенности явления потери устойчивости тонкостенных стержней... 131
1.7.3. Общая устойчивость тонкостенных стержней в условиях поперечного изгиба ............... 136
1.7.4. Местная потеря устойчивости. Положения расчета Еврокода-3 .... 144
1.7.5. Конструктивные мероприятия по предотвращению потери устойчивости ............ 149
1.8. Перфорированные профили ........... 150
1.8.1. Виды термопрофилей и их назначение ........... 150
1.8.2. Учет влияния просечек в строительных нормах ................ 151
1.8.3 Учет влияния просечек в Еврокоде-3 ............... 152
1.8.3. Моделирование просечек в виде локального уменьшения толщины профиля ......... 153
1.9. Алгоритм расчета стальных тонкостенных поперечно изгибаемых просечно-перфорированных швеллеровых балок по несущей способности .......... 157
2. Исследование влияния депланации на несущую способность тонкостенного профиля ................... 163
2.1. Описание модели исследования ........................ 163
2.1.1. Описание исходных и искомых параметров модели ......... 163
2.1.2. Основные физические гипотезы, лежащие в основе модели исследования ............... 164
2.2. Расчет аналитическими и полуаналитическими методами ........... 166
2.2.1. Определение ключевых геометрических характеристик сечения ..... 166
2.2.2. Балка, загруженная равномерной нагрузкой .................... 169
2.2.3. Балка, загруженная одной сосредоточенной нагрузкой .... 178
2.2.4. Балка, загруженная двумя сосредоточенными нагрузками 180
2.2.5. Анализ общей устойчивости балки по С.П. Тимошенко при различных загружениях ......................... 182
2.2.6. Анализ местной устойчивости балки при различных загружениях ... 183
2.3. Расчет модели численными методами ............. 186
2.3.1.Выбор метода исследования и способа задания модели .... 186
2.3.2. Анализ результатов, полученных численным методом ..... 186
2.4. Сопоставление полученных различными способами результатов ........ 191
Приложение 1. Некоторые сведения об узловых соединениях и методах их расчета ....... 195
Библиографический список ........................................ 204
Комментарии
Авторизоваться
Подкупает стиль изложения материала.
Где возможно достать бумажный вариант?
В издательстве университета?