Analysis of calculation regulation methods in steel combined trusses

Abstract

Розглянуто розрахункове регулювання напружено-деформованого стану (НДС) комбінованих сталевих ферм, яке дає змогу зменшити розрахункові зусилля у деяких елементах (перерізах) конструкції за рахунок збільшення зусиль у інших елементах (перерізах) та спроектувати рівномірно напружені конструкції як найраціональніші системи. Показано, що розрахунковий метод регулювання НДС у комбінованих сталевих фермах дає змогу зменшити витрату сталі до 34 %. Запропоновано чотири методи розрахункового регулювання НДС в балці жорсткості комбінованої системи та їх раціональні параметри. Наведено переваги комбінованих конструкцій: концентрація матеріалу та можливість проектування їх як малоелементних, що, зокрема, підвищує технологічність. Подано коефіцієнти повноти напруженого стану конструктивнихелементів, які дають змогу оцінити якісно об’ємний напружений стан конструктивних елементів та конструкцій, у які ці елементи входять. Виконано порівняльний розрахунок двох комбінованих сталевих ферм із різною топологією, розташуванням конструктивних елементів та однаковою масою і геометричними характеристиками. Здійснено порівняльний аналіз параметрів розрахованих ферм, таких як маса та потенційна енергія деформації. Показано на прикладі, що для кількісного критерію оцінювання якості комбінованих конструкцій з регулюванням НДС можливо раціонально використовувати максимальну потенційну енергію деформації. Наведено залежності для розрахунку максимальної потенціальної енергії стиснених, розтягнутих і стиснуто-зігнутих елементів несучих сталевих конструкцій.

The article is devoted to the calculated regulation of the stress deformation state (SDS) of combined steel trusses, which allows to reduce the efforts in some sections of the structure by increasing the efforts in other and design evenly stressed structures as the most rational systems.It is shown that the calculated method of SDS regulation makes it possible to reduce steel consumption by up to 34 %. Four methods of calculated SDS regulation are proposed. The advantages of combined structures are given: the concentration of materials and the possibility of designing them as lowelement. Shown in the example,that for the quantitative criterion of quality it is possible to use rationally the maximum potential energy of deformation. Dependences for calculation of the maximum potential energy of compressed, stretched and compressed-bent elements of rod bearing steel structures are given.