Проблемы устойчивости холодногнутых стержневых элементов конструкций Д.т.н., профессор, Заслуженный деятель науки России, Директор ЗАО «ЭРКОН» Белый Г.И.

Зависимости критических напряжений в упругой стадии для различных форм потери устойчивости от длины полуволны 2

Примеры потери устойчивости формы сечения 3

Сжатые пластины с двухсторонним закреплением по краям 4

Сжатые пластины с односторонним закреплением 5

6

7

Особенности расчета на устойчивость холодногнутых элементов -потеря местной устойчивости и потеря устойчивости формы сечения; -наличие физических и геометрических несовершенств как общего, так и местного характера: - остаточные напряжения и упрочнение металла, возникающие в процессе получения профиля; - местные и общие искривления элементов; - наличие случайных эксцентриситетов; -малая крутильная жесткость; -особенности работы узловых соединений и их податливость Указанные факторы обуславливают пространственную работу холодногнутых элементов практически при любых условиях загружения. При этом нельзя пренебрегать ни одним из видов местной потери устойчивости, которые взаимно влияют друг на друга. 8

Методика определения напряженно-деформированного состояния в сечении, учитывающая наличие следующих факторов (алгоритм «Сечение») -потерю местной устойчивости и потерю устойчивости формы сечения с учетом начальных местных искривлений (специальный алгоритм «Пластина» или по рекомендациям Еврокода, первая учитывается выключением из работы части сечения, а вторая – уменьшением толщины элемента); -начальных напряжений и упрочнения металла; -развития пластических деформаций. 9

Методика расчета (алгоритм «сечение») 10 (1) (2) (3) 1212 Аосл – выключение части сечения при потере местной устойчивости Аосл

Методика расчета (алгоритм «сечение») 11 (4)

Методика определения пространственных деформаций (алгоритм «Стержень») 12 Аосл Аосл – выключение части сечения при потере местной устойчивости Аосл

Система деформационных уравнений равновесия Общее решение Алгоритм «Стержень» в сочетании с алгоритмом «Сечение» позволяет определить пространственные деформации и устойчивость с учетом влияния указанных выше факторов 13

Величина Схема загружения 12 Предельная сила N 1 без учета редуцирования сечения, кН 215,2158,4 Расположение неэффективных зон стенкаполки Редукционный коэффициент 0,980,975 Предельная сила N 2 с учетом редуцирования, кН 210,1136,4 Снижение несущей способности стержня за счет редуцирования сечения 2,4%16,1% Предельная сила N 3 (кН) для стержня с увеличенной на 1 мм толщиной (площадь сечения увеличивается на 25%) 271,6199,8 Увеличение несущей способности за счет увеличения толщины 29,3%46,5% Влияние редуцирования сечения на пространственные перемещения и устойчивость 14

Устойчивость холодногнутых стержневых элементов. Схема загружения 15

а – при L=1290мм b – при L=1840мм c – при L=2750мм 16

Влияние местной потери устойчивости на общую, пространственную 17

Оптимальные параметры сечения 18