Податливость соединений статически неопределимых стержневых конструкций приводит к остаточным прогибам в системе, увеличению её деформативности и к резкому перераспределению внутренних усилий.
Как показали экспериментально-теоретические исследования, проводившиеся в ЦНИИСКе им. Кучеренко [1], податливость в болтовых соединениях статически неопределимых систем приводит к остаточным прогибам в системе, увеличению её деформативности и к резкому перераспределению внутренних усилий. Податливость болтовых соединений при разнице диаметров болта и отверстия 3 мм приводит к увеличению общих деформаций структурной конструкции на 40% и изменению усилий в элементах до 20%. При этом, в некоторых случаях, усилия в элементах меняют знак. Особая опасность возникает когда запроектированный раннее растянутый элемент начинает работать на сжатие.
В настоящей работе приводятся результаты расчета металлической стержневой внешне статически неопределимой системы с болтовыми соединениями в узлах со следующими характеристиками. Длина стоек 2 м, длина раскосов 2,83 м, площадь поперечного сечения стоек и раскосов соответственно 24,2 кв.см и 14,13 кв.см. Горизонтальная нагрузка, равная 60 кН, прикладывалась в верхнем левом узле.
Величина смятия определялась в соответствии с [2].
Расчет проводился итерационным методом. В первом приближении модуль линейной деформации [3], полученный из предположения податливости соединений на разность диаметров болтов и отверстий, подставлялся вместо модулей упругости раскосов и распорок.
После трех приближений усилия в элементах уже не менялись. Результаты расчетов без учета податливости в соединениях и с учетом приведены в табл. 1.
Таблица 1
|
Номер элемента |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
131 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
Усилия без учета податливости (кН) |
-4,1 |
0,0 |
-4,1 |
-55,9 |
-55,9 |
0,0 |
-5,8 |
0,0 |
-81,0 |
-5,8 |
89,0 |
2,9 |
2,9 |
0,0 |
55,9 |
55,0 |
0,0 |
-120,0 |
|
Усилия с учетом податливости (кН) |
-7,4 |
0,0 |
-7,4 |
-54,7 |
-54,7 |
0,0 |
-10,5 |
0,0 |
-77,5 |
-10,5 |
92,3 |
5,2 |
5,2 |
0,0 |
54,7 |
54,7 |
0,0 |
-120,0 |
Как видно из результатов расчета усилия в элементах после подвижек в соединениях изменились даже при небольшой горизонтальной нагрузке, что свидетельствует о необходимости учета податливости соединений в статически неопределимых стержневых системах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Зуева И.И. Экспериментально-теоретическое исследование структурных конструкцийиз прокатных профилей на болтах нормальной точности. - Автореф. дисс.. .канд.техн.наук. - М.,1976.-19 с. - В надзаг. ЦНИИСК им. Кучеренко.
- Вейнблат Б.М., Бунеев Г.И. Расчет сооружений с несущими высокопрочными болтами. -Тр. МАДИ, 1975, вып. 77, с.37-42.
- Должиков В.Н., Должиков А.В. К вопросу проектирования металлических статически неопределимых стержневых покрытий с болтовыми соединениями элементов. - Успехи современного естествознания, № 12,2007, с. 93-94.