Расчет по деформациям внецентренно-сжатых стальных элементов главных корпусов электростанций

Внецентренно-сжатые стержни являются одним из самых распространенных видов строительных конструкций. Так, анализ проектов главных корпусов электростанций показал, что на эти стержни может приходиться более половины всех затрат от общего объема металла. В главных корпусах тепловых электростанций высота сечения колонн может достигать 3,8 м, длина — 100 м, а нагрузка — 68 000 кН. Более подробный анализ параметров колонн приведен в п. 4.1.1.

Расчетные положения СНйП I1−23−81* предусматривают учет пластических деформаций при проектировании колонн и других внецентренно-сжатых элементов. Естественно, при пластическом деформировании прогибы конструкций увеличиваются. В то же время к колоннам главных корпусов электростанций могут предъявляться повышенные требования в отношении их жесткости и горизонтальных перемещений. Однако СНйП не содержит указаний о том, каким образом определять прогибы внецентренно-сжатых элементов, особенно при развитии пластических деформаций.

В связи со сказанным, исследование прогибов и деформаций стальных внецентренно-сжатых стержней представляется нам достаточно актуальным. Кроме того, разработка способов определения прогибов и деформаций может дать возможность выполнять прямой расчет внецентренно-сжатых элементов по деформированной схеме.

Целью диссертации является разработка методов определения деформаций и прогибов стальных внецентренно-сжатых стержней при упругом и упруго-пластическом деформировании и расчета таких стержней по деформированной схеме.

Для достижения поставленной цели:

— разработан метод и алгоритм определения прогибов и деформаций стальных двутавровых внецентренно-сжатых стержней в плоскости действия изгибающего момента при упругом и упругопластическом деформировании;

— проведена экспериментальная проверка напряженно-деформированного состояния моделей таких стержней при внецентрен-ном сжатии;

— определены прогибы и деформации, которые могут иметь место у внецентренно-сжатых стержней, рассчитанных по СНиП;

— разработана методика подбора экономичных сечений внецентренносжатых двутавровых стержней при расчете по деформациям;

— проведено экономическое сравнение внецентренно-сжатых двутавровых стержней, рассчитанных с допущением и без допущения пластического деформирования.

Научную новизну работы составляют следующие результаты, защищаемые автором:

— методика определения прогибов и деформаций внецентренносжатых стержней при изгибе в плоскости действия момента;

— алгоритм и программы для определения прогибов и деформаций;

— методика подбора и компоновки двутаврового сечения минимальной площади для стальных стержней, рассчитываемых по деформациям-,.

— алгоритм и программы для подбора симметричных двутавровых сечений стальных внецентренно-сжатых стержней.

Практическое значение работы состоит в том, что предлагаемые рекомендации и алгоритмы могут быть использованы при составлении нормативных положений по проектированию стальных конструкций и при выполнении прикладных расчетов колонн и аналогичных элементов каркасов главных корпусов электростанций, а также других промышленных и гражданских зданий.

Реализация работы. Результаты исследований — методики определения напряженно-деформированного состояния внецентренносжатых стержней, подбора наиболее экономичных сечений симметричных двутавров с допущением и без допущения пластического деформирования и пакеты прикладных программ — переданы для применения в ОАО институт «Тамбовстройпроект», проектно-конструкторский отдел ТОО КЛКЗ г. Котовск, на кафедру «Конструкции зданий и сооружений» ТГТУ г. Тамбов. Документы, подтверждающие практическое использование результатов работы, прилагаются .

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах кафедры строительных конструкций энергетики МГСУ (Москва, 1993 и 1998 г. г.), 1, II и III научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 1994, 1995, 1996 г. г.), XXVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов, студентов российских вузов с участием проектных, строительных и производственных организаций (Пенза, 1995 г.).

Диссертация состоит из введения., четырех глав, общих выводов и списка литературы /124 наименования/. Всего страниц машинописного текста — 159, таблиц — ?., приложений — 5 и рисунков — 22.