CALCULATION OF THIN-WALLED SYSTEMS OF CHANNEL BARS TAKING INTO ACCOUNT THE RESTRAINED TORSION
Abstract
An algorithm has been developed for calculating channel thin-walled bar frame systems using the fi-nite elements method. The research performed based on plate finite elements showed that the assumption of approximate equality for bimoments in bar connection nodes with this type of cross-sections is generally un-acceptable. An explanation of this phenomenon is proposed that takes into account the features of the trans-fer of the internal forces in the connection joints of thin-walled bars. An iteration scheme was suggested to consider bimoment leaps at bar joints. The sufficiently high accuracy of the presented methodology was illus-trated with the examples of calculating thin-walled structures consisting of two and three channel thin-walled bars. The obtained results will make it possible to increase the accuracy of calculations of load-bearing systems formed by channel structural elements in case of using the rod models.
About the Authors
I. N. Serpik
Bryansk State Engineering and Technology University
Russian Federation
Russian Federation
R. O. Shkolyarenko
Bryansk State Engineering and Technology University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* [Текст]. - М.: Министерство регионального развития РФ, 2011. - 173 c.
2. Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. 568 с.
3. Бычков Д.В. Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1962. 476 с.
4. Сливкер В.И. Строительная механика. Вариационные основы. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. 736 с.
5. Wang Z.Q. , Zhao J.C., Zhang D.X., Gong J.H. Restrained torsion of open thin-walled beams including shear deformation effects. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A. 2012. Vol. 13, N. 4. Pp: 260-273.
6. Лалин В.В., Рыбаков В.А., Морозов С.А. Исследование конечных элементов для расчета тонкостенных стержневых систем // Инженерно-строительный журнал. 2012. №1. С. 53-73.
7. Лалин В.В., Рыбаков В.А. Конечные элементы для расчета ограждающих конструкций из тонкостенных профилей // Инженерно-строительный журнал. 2011. №8. С. 69-98.
8. Рыбаков В.А., Гамаюнова О.С. Напряженно-деформированное состояние элементов каркасных сооружений из тонкостенных стержней // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. №7. С. 79-123.
9. Tusnin A. Finite element for calculation of structures made of thin-walled open profile rods. Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp: 1673-1679.
10. Gotluru B.P., Schafer B.W., Pekoz T. Torsion in thin-walled cold-formed steel beams. Thin-Walled Structures. 2000. N. 37. Pp: 127-145.
11. Yoon K., Lee P.S. Modeling the warping displacements for discontinuously varying arbitrary cross-section beams. Computers and Structures. 2014. N. 131. Pp: 56-69.
12. Панасенко Н.Н., Юзиков В.П., Синельщиков А.В. Конечно-элементная модель пространственных конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля. В 2-х частях. Часть 1 // Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология. 2015. №2. С. 89-100.
13. Туснин А.Р. Конечный элемент для численного расчета конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля // Металлические конструкции. 2009. №1. Т. 15. C. 73-78.
14. Серпик И.Н., Школяренко Р.О., Швыряев М.В. Конечно-элементное моделирование работы систем стержней двутаврового профиля с учетом стесненного кручения // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науки и образовании: Сборник материалов международной научной конференции. - М.: Издательство МГСУ, 2016. С. 287-292.
15. Школяренко Р.О., Серпик И.Н. Исследование работы узлов соединения тонкостенных стержней открытого профиля // Строительство 2016: Материалы II Брянского международного инновационного форума. - Брянск, 2016. Т. 1. С. 340-343.
16. Чернов С.А. Моделирование задач динамики тонкостенной стержневой системы // Программные продукты и системы. 2014. №2. С. 171-176.
17. Musat S.D., Epureanu B.I. Study of warping torsion of thin-walled beams with closed cross-section using macroelements. Communications in Numerical Methods in Engineering. 1996. Vol. 12. Pp: 873-884.
18. Туснин А.Р. Особенности взаимодействия мембраны, прикрепленной с эксцентриситетом к опорному контуру из замкнутых тонкостенных прямоугольных профилей // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 12. С. 47-50.
19. Юрченко В.В. Проектирование каркасов зданий из тонкостенных холодногнутых профилей в среде «SCAD Office» // Инженерно-строительный журнал. 2010. №8. С. 38-46.
20. Туснина О.А. Конечно-элементное моделирование и расчет подкраново-подстропильной фермы // Инженерно-строительный журнал. 2018. №1. С. 68-89.
21. Перельмутер А.В., Юрченко В.В. О расчете пространственных конструкций из тонкостенных стержней открытого профиля // Строительная механика и расчет сооружений. 2012. №6. С. 18-25.
22. Чернов С.А. Конечный элемент стержня коробчатого сечения с узлами по контуру сечения // Автоматизация и современные технологии. 2014. № 2. С. 9-13.
Review
For citations:
Serpik I.N., Shkolyarenko R.O. CALCULATION OF THIN-WALLED SYSTEMS OF CHANNEL BARS TAKING INTO ACCOUNT THE RESTRAINED TORSION. Building and Reconstruction. 2018;(4):31-41. (In Russ.)
Views:
149
Email this article 