Вплив початкового напруженого стану на несучу здатність сталевих двотаврових стержнів

2. Істотні розбіжності в величинах критичних сил для стислих стержнів з поличковими зварними швами спостерігаються в діапазоні гнучкостей від 40 до 100. Для стержнів з зонами напружень, що ростягують на кромках полиць розбіжності в величинах критичних сил починаються з гнучкостей, що перевищують =40.

3. Для стержнів з шириною зони розiгрiвання кромок полиць більш 1. 5 см, розбіжності в величинах критичних сил несуттєві.

4. Відносні величини несучої здатностi при d=0 і ексцентриситетах е=1 см ближче до відповідних величин, що рекомендуються БНIП П-23-81*, ніж відносні величини несучої здатностi що отримані при eo, c = (1/3000) H.

5. Для встановленого діапазону гнучкостей (60< <120) залежності ( , e, d, R) носят нелiнiйний характер.

На підставі виконаних розрахунків, а також враховуючи форму подання в БНIП П-23-81* змін коефіцієнта поздовжнього вигину, були визначені обсяги математичного експерименту для рішення третьої задачі. Всього було розраховано 504 моделі стержнів, для яких були визначені відносні величини критичних сил. Отримані дані були наражені послідовною апроксимацiєю засобом найменших квадратів. Спочатку була отримана апроксимуюча функція за умови відсутності зон початкових термічних напружень. Для інтервалу гнучкостей 60< <120 і розрахункових опорiв сталi 200<R<400 МПа ця функція має вигляд:

 

0= (0. 162 R-0. 254) 2 + (0. 578-0. 617 R) + (0. 36 R+ 0. 596), (7)

 

де R=Rs/200, = /60 відповідно відносний опір сталі (Rs приймаються в МПа) і відносна гнучкість.

Після цього була проведена послідовна апроксимацiя додаткових складових, отриманих як рiзниця між відносними величинами несучоi здатностi при d 0 і при d=0. Були отримані додаткові функції, що мають вигляд:

для зон термічних напружень на кромках полиць

 

d1 = [ (0. 776 (R -2. 651) 2  (9. 44-2. 993R) + (2. 813R – 7. 38) ]d2 + [ (0. 375+0. 0933) 2 – (1. 577 + 0. 105 R) + (1. 592 – 0. 126 R) ] d, (8)

 

де d= 2dt/bf (dt – ширина зони термічного впливу, b f – ширина полиці) ;

Для поличкових зварних швiв

 

d2 =[ (0. 0207 (R – 0. 0176) – (0. 0221R + 0. 0024) ] d2 + [ (0. 015 -0. 041R) 2  (0. 0904 R+0. 0806) – (0. 249+0. 00454 R) ]d (9)

 

де d= (kf + ) /hw (kf і – відповідно катет зварного шва і величина зони проплавлення основного металу).

Тоді відносна величина несучоi здатностi:

 

f, p = 0 + d, (10)

 

де d визначається за формулою (8) або (9) в залежності від вигляду полів початкових напруженнь.

Пiсля цього проведена статистична обробка отриманих апроксимуючих функцій з метою визначення математичного дожидання коефіціента Ко= f / m (де f  m – відповідно відносні величини несучої здатностi, якi отримані за формулою (10) і в ході проведення математичного експерименту) і його середньоквадратичного відхилення. В ході виконаних розрахунків (оброблювалась вибірка з 504 значень f і m) математичне дожидання = 1, 000845, а середньоквадратичне відхилення =0. 0153. Було встановлено, що з імовірністю Р=0. 99 значення знаходяться в інтервалі 2. 6 x 0. 0153= 0. 0398. Знаючи величину інтервалу, а також враховуючи ту обставину, що пiд час обчислення значень коефіцієнтів поздовжнього вигину треба орієнтуватися на значення, що ідуть в запас мiцностi, величини коефіцієнтів (було рекомендовано призначати з урахуванням поправочного коефіцієнта

 

d=1. 000845+0. 0398 1. 04, т. п. f = f, p/ d=0. 962 f, p. (11)

 

Таким чином, врахування впливу полiв початкових напруженнь на несучу здатнiсть стислих двотаврових стержнів, що деформуються в площині найменшої жорсткостi, рекомендується виконувати шляхом множення розрахункового опору сталі Rs на коефіцієнт поздовжнього вигину, обчислений за формулами (7) – (11). Для деяких значень змінних R, , d значення коефіцієнтів f вираховані і зведені в таблиці. Розрахунки з використанням підготовлених пропозицій можуть бути виконані в двох варіантах: по заданих геометричних параметрах, мiцнісних характеристиках матеріалів і схемах розміщення зон початкових напружень визначають несучу здатнiсть стержня (алгоритм ЦЕНТР-3) ; по заданих величині поздовжньої сили, мiцнсних характеристиках матеріалу і схемах розміщення зон початкових напружень підбирають перерiз (алгоритм ЦЕНТР-4).

 

 

1. На основі аналізу сучасних засобів розрахунку металевих конструкцій зроблено висновок про доцільність проведення досліджень з метою створення методики розрахунку несучої здатностi стислих двотаврових стержнів, що деформуються в площині найменшої жорсткостi, з урахуванням впливу полів початкових напружень.

2. Розроблена методика розрахунку базується на чітких фізичних передумовах і має експериментальне підтвердження.

3. Розроблена методика експериментального визначення початкових деформацій і напружень, зумовлених локальними термічними впливами на кромках поясів, в перерiзах двотаврiв.

4. Проведені експериментальні дослідження і визначені величини та розподіл напружень в перерiзах двотаврiв.

5. Проведено спеціальний математичний експеримент, що дозволив визначити область раціонального застосування розробленої