Модернізація сталевих ферм із труб квадратного та прямокутного перерізу
DOI:
https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).2.241-249Ключові слова:
ферма, гнутозварні профілі прямокутного перерізу, метод скінченних елементів, компонентний методАнотація
Проаналізовано напружено-деформований стану вузлів кроквяних ферм із гнутозварних профілів прямокутного перерізу (ГЗП) та способів підвищення їх несучої здатності. Визначено, що низький коефіцієнт використання матеріалу в серійних конструкціях обумовлений нерівномірним розподілом напружень у зонах сполучення поясів і решітки. Для зниження концентрації напружень запропоновано введення проміжних елементів. Обґрунтування конструктивних рішень виконано за допомогою методу скінченних елементів у комбінації зі спеціалізованим програмним комплексом IDEA StatiCa. На прикладі розрахунку вузла ферми доведено, що впровадження локального підсилення дозволяє збільшити несучу здатність конструкції у 1,45 рази без зміни її геометрії. Результати підкреслюють ефективність використання сучасних інструментів моделювання для оптимізації сталевих покриттів.
Посилання
Список літератури
1. Балук І.М. Оптимальне проектування реконструкції та підсилення стрижневих металевих конструкцій: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. Львів, 2016. 22 с.
2. Бліхарський З.Я. Реконструкція та підсилення будівель і споруд. Львів: Вид-во Нац. ун-ту «Львівська політехніка», 2008. 108 с.
3. ДБН В.2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування. Чинний від 2015-01-01. Вид. офіц. Київ: Мінрегіон України, 2014. 199 с.
4. ДСТУ Б В.2.6-74:2008. Конструкції будинків і споруд. Ферми сталеві кроквяні з гнутозварних профілів прямокутного перерізу. Чинний від 2010-01-01. Вид. офіц. Київ: Мінрегіонбуд України, 2009. 33 с.
5. Зінкевич О.Г. Раціональне проектування каркасів малоповерхових будівель та надбудов з легких сталевих тонкостінних конструкцій: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. Дніпро, 2013. 20 с.
6. Немчинов Ю.І. Метод просторових скінчених елементів (з застосуванням до розрахунку будівель та споруд): монографія. Київ: НДІБК, 1995. 386 с.
7. Пічугін С.Ф., Чичулін В.П. Нові конструктивні системи легких комбінованих ферм. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Рівне, 2015. № 31. С. 486–491.
8. Пічугін С. Ф., Чичулін В. П., Чичуліна К. В. Нові ресурсоекономні конструкції з профільних труб. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Рівне, 2016. № 32. С. 243–248.
9. Пермяков В.О., Гоголь М.В. Рекомендації з проектування раціональних металевих несучих конструкцій перекрить та покрить. Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2006. 24 с.
10. Програмний комплекс Ліра-САПР. Приклади розрахунку і проектування. Ліраленд. URL: https://www.liraland.ua/download/private/lira/2023/lira_sapr_examples_ua.pdf (дата звернення: 24.02.2025).
11. Сталеві конструкції покриття. Ферми покриття із квадратних та прямокутних сталевих труб. УЦСБ. URL: https://uscc.ua/uploads/page/images/koncepcii/fermy_truby_18-24m.pdf (дата звернення: 24.02.2025).
12. Бабаєв В.М., Бугаєвський С.О., Євель С.М. Чисельні та експериментальні методи раціонального проектування та зведення конструктивних систем. Київ: Сталь, 2017. 404 с.
13. Чихладзе Е.Д. Удосконалення методів розрахунку і проектування сталебетонних і сталевих конструкцій промислових будівель і споруд. Харків, 2002. 126 с.
14. Frantisek, W. et al. (2019). Benchmark cases for advanced design of structural steel connections. Czech Technical University in Prague [in English].
15. CEN – European Committee for Standardisation. EN 1993. (2005) Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1-3: General rules – supplementary rules for coldformed members and sheeting (incorporating CEN corrigendum Nov. 2009). Brussels [in English].
16. Idea StatiCa Steel. URL: https://www.ideastatica.com (date of access: 24.02.2025) [in English].
17. Steel frame structures. WOLF System. URL: https://www.wolfsystem.at/en-at/product-lines/industrial-and-commercialconstruction/industrial-construction/steel-frame-structures (date of access: 06.09.2024) [in English].
18. Pichugin, S.F., Chichulin, V.P., & Chichulina, K.V. (2017). Spatial structures of closed profiles. ACADEMIC JOURNAL series: industrial machine building, civil engineering. Vol. 1. 48. 138–143. URL: https://doi.org/10.26906/znp.2017.48.787 (date of access: 07.09.2024) [in English].
References
1. Baluk, I.M. (2016). Optimal design of reconstruction and reinforcement of core metal structures. Extended abstract of candidate’s thesis. Lviv [in Ukrainian].
2. Blikharskyi Z.Ya. (2008). Reconstruction and reinforcement of buildings and structures. Lviv [in Ukrainian].
3. DBN. (2014). Steel Structures. (ДБН В.2.6-198:2014). Kyiv [in Ukrainian].
4. Derzhstandart Ukrainy. (2008). Construction of buildings and structures. Steel roof trusses made of rectangular bent-welded profiles. (ДСТУ Б В.2.6-74:2008). Kyiv [in Ukrainian].
5. Zinkevych, O.H. (2013). Rational design of frames of low-rise buildings and superstructures made of light steel thin-walled structures. Extended abstract of candidate’s thesis. Dnipro [in Ukrainian].
6. Nemchynov, Yu.I. (1995). Spatial finite element method (with application to the design of buildings and structures). Kyiv: NDIBK [in Ukrainian].
7. Pichuhin, S.F., Chychulin, V.P. (2015). New structural systems for lightweight combined trusses. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, 31, 486–491 [in Ukrainian].
8. Pichuhin, S.F., Chychulin, V.P., & Chychulina, K.V. (2016). New resource-saving structures made of shaped tubes. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, 32, 243–248 [in Ukrainian].
9. Permiakov, V.O., & Hohol M.V. (2006). Recommendations for the design of rational metal load-bearing structures to slab and roof. Lviv [in Ukrainian].
10. Program complex Lira-SAPR. Examples of calculation and design. Liraland. https://www.liraland.ua/download/private/lira/2023/lira_sapr_examples_ua.pdf [in Ukrainian].
11. Steel roof structures. Roof trusses made of square and rectangular steel hollow sections. USCC. https://uscc.ua/uploads/page/images/koncepcii/fermy_truby_18-24m.pdf [in Ukrainian].
12. Babayev, V.M., Bugayevsky, S.O., & Evel, S.M. (2017). Numerical and experimental methods of rational design and construction of structural systems. Kyiv: Stal [in Ukrainian].
13. Chykhladze, E.D. (2002). Improvement of calculation and design methods of steel-concrete and steel structures of industrial buildings and structures. Kharkiv [in Ukrainian].
14. Frantisek, W. et al. (2019). Benchmark cases for advanced design of structural steel connections. Czech Technical University in Prague.
15. CEN – European Committee for Standardisation. EN 1993. (2005) Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1-3: General rules – supplementary rules for coldformed members and sheeting (incorporating CEN corrigendum Nov. 2009). Brussels.
16. Idea StatiCa Steel. https://www.ideastatica.com.
17. Steel frame structures. WOLF System. https://www.wolfsystem.at/en-at/product-lines/industrial-and-commercialconstruction/industrial-construction/steel-frame-structures.
18. Pichugin, S.F., Chichulin, V.P., & Chichulina, K.V. (2017). Spatial structures of closed profiles. ACADEMIC JOURNAL series: industrial machine building, civil engineering. Vol. 1. 48. 138–143. https://doi.org/10.26906/znp.2017.48.787.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Г. Д. Портнов, В. В. Дарієнко, В. В. Пукалов, В. В. Яцун, С. А. Гудзь
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
