Regulation of stress-deformed state in compressed elements of steel frames

Abstract

Розглянуто регулювання напружено-деформованого стану (НДС) в стиснутих елементах сталевих каркасів під повним експлуатаційним навантаженням. Запропоновано виконувати підсилення таких елементів з різними кінцевими ексцентриситетами прикладання навантаження раціональним регулюванням напружено-деформованого стану в елементах підсилення і підсилених стрижнях конструкції. Експериментально підтверджено, що запропонований спосіб регулювання НДС для рамних стійок дає змогу не тільки змінювати величини регулювального зусилля вздовж основного стержня, але і його знак. Несуча здатність стійок, підсилених з регулюванням НДС менша на 4 % порівняно з монолітними стійками і більша на 18 % порівняно з стійками підсиленими без регулювання. Показано, що використання регулювання НДС для рамних стійок підвищує їх несучу здатність і зменшує деформативність та зварні деформації. Визначено мінімальну витрату сталі на підсилення рами за збільшення перерізів наявних елементів. Для практичної реалізації регулювання НДС у зайвих в’язях рами розроблено знімні напружувальні пристрої. Запропоновано технологію регулювання НДС і можливі конструктивні рішення знімних напружувальних пристроїв для введення згинальних моментів у зайві в’язі рамних систем. Числовим експериментом виявлено високу ефективність застосування запропонованих рішень для проектування реконструкції та підсилення розглянутої металевої рамної системи з великим ступенем статичної невизначеності. Вартість “в ділі” знижується вдвічі, а витрати металу на підсилення – в 3,3 раза. Виконане впровадження запропонованого способу регулювання НДС за підсилення рамних стійок підтвердило його ефективність.

The article is devoted to the regulation of the stress-strain state in the compressed elements of steel frames under full operating load. It is proposed to perform reinforcement of such elements with different end eccentricities of load application by rational regulation of the stress-strain state in the reinforcement elements. It is shown that the use of SDS adjustment for frame racks increases their bearing capacity and reduces deformability and welds. The new proposed technology of SDS regulation and possible constructive decisions are offered. Numerical experiment revealed high efficiency of application of the proposed solutions during the reconstruction and reinforcement of the metal frame system. The implementation of the proposed method of SDS regulation confirmed its effectiveness.