Несовершенства для расчета стальных конструкций методом конечных элементов. Часть 2
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-3-11
Аннотация
Хорошо известно, что несовершенства всегда присутствуют в элементах конструкций. Несовершенства могут существенно влиять на поведение и несущую способность стальных конструкций, особенно в случае задач, связанных с устойчивостью. Поэтому несовершенства должны учитываться в модели несущей способности и их правильное приложение (задание формы и значения) является ключевым моментом в процессе численного анализа. В последние десятилетия в отечественном научном пространстве уделяется мало внимания актуализации моделей несовершенств для применения в численных моделях, в том числе с учётом современных более точных технологий изготовления и монтажа стальных конструкций. Целью данного исследования является аналитический обзор и анализ научных исследований и технической литературы с последующим синтезом и выработкой рекомендаций по несовершенствам применительно к расчёту стальных конструкций посредством технологии компьютерного моделирования, в том числе методом конечных элементов. Результаты исследования содержат указания по способам задания форм и значений несовершенств для разных групп несовершенств. Статья состоит из двух частей. Первая часть посвящена вопросам изучения геометрических несовершенств, остаточных напряжений и правилам комбинации несовершенств, вторая часть статьи – эквивалентным несовершенствам.
Об авторе
В. В. Надольский
УО «Брестский государственный технический университет»; Белоруский национальный технический университет
Беларусь
Беларусь
Надольский Виталий Валерьевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технологии строительного производства» (БрГТУ, г. Брест); доцент кафедры «Строительных конструкций» (БНТУ, г. Минск)
Список литературы
1. Graciano C., Ayestarán A. Steel plate girder webs under combined patch loading, bending and shear // Journal of Constructional Steel Research. 2013. Vol. 80. P. 202–212. DOI: 10.1016/j.jcsr.2012.09.018.
2. Kövesdi B., Alcaine J., Dunai L., Braun B. Interaction behaviour of steel I-girders Part I: Longitudinally unstiffened girders // Journal of Constructional Steel Research. 2014. Vol. 103. P. 327–343. DOI: 10.1016/j.jcsr.2014.06.018.
3. Kövesdi B., Alcaine J., Dunai L., Braun B. Interaction behaviour of steel I-girders; part II: Longitudinally stiffened girders // Journal of Constructional Steel Research. 2014. Vol. 103. P. 344–353. DOI: 10.1016/j.jcsr.2014.06.017.
4. Nadolski V., Marková J., Podymako V., Sykora M. Pilot numerical analysis of resistance of steel beams under combined shear and patch loading // Proceedings of conference Modelling in Mechanics 2022, Ostrava, 26-27 May 2022. Ostrava:, VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Civil Engineering, Fakulta stavební, 2021, p. 21-29.
5. Kovacevic S., Markovic N., Sumarac D., Salatic R. Influence of patch load length on plate girders. Part II: Numerical research // Journal of Constructional Steel Research. 2019. Vol. 158. P. 213–229. DOI: 10.1016/j.jcsr.2019.03.025.
6. Sinur F., Beg D. Moment–shear interaction of stiffened plate girders—Tests and numerical model verification // Journal of Constructional Steel Research. 2013. Vol. 85. P. 116–129. DOI: 10.1016/j.jcsr.2013.03.007.
7. Надольский В.В. Параметры численных моделей несущей способности для стальных элементов // Строительство и реконструкция. 2023. № 1(1). С. 43-56. DOI: 10.33979/2073-7416-2023-105-1-43-56.
8. Надольский В. В., Вихляев А.И. Оценка несущей способности балок с гофрированной стенкой методом конечных элементов при действии локальной нагрузки // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. Вып. 6. С. 693– 706. DOI: 10.22227/1997-0935.202.
9. Надольский В. В., Подымако В.И. Оценка несущей способности стальной балки методом конечных элементов при совместном действии локальных и сдвиговых усилий // Строительство и реконструкция. 2022. №2 (100). С.26-43.
10. Fieber A., Gardner L., Macorini L. Design of structural steel members by advanced inelastic analysis with strain limits // Engineering Structures. 2019. Vol. 199. Paper 109624. DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.109624.
11. Gardner L., Yun X., Fieber A., Macorini L. Steel design by advanced analysis: material 9odelling and strain limits // Engineering. 2019. Vol. 5. P. 243–249. DOI: 10.1016/j.eng.2018.11.026.
12. Chacon R., Serrat M., Real E. The influence of structural imperfections on the resistance of plate girders to patch loading // Thin-Walled Struct. 2012. Vol. 53. P. 15–25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2011.12.003.
13. Lindner J., Kuhlmann U., Just A. Verification of flexural buckling according to EN 1993-1–1 using bow imperfections // Steel Construction. 2016. Vol. 9. P. 349-362. DOI:10.1002/stco.201600004.
14. Lindner J., Kuhlmann U., Jörg F. Initial bow imperfections e0 for the verification of flexural buckling according to Eurocode 3 Part 1–1 – additional considerations // Steel Construction. 2018. Vol. 11. P. 30-41. DOI: 10.1002/stco.20170.
15. Walport F., Gardner L., Nethercot D.A. Equivalent bow imperfections for use in design by second order inelastic analysis // Structures. 2020. Vol. 26. P. 670–685. DOI: 10.1016/j.istruc.2020.03.065.
16. Quan Ch., Walport F., Gardner L. Equivalent imperfections for the out-of-plane stability design of steel beams by second-order inelastic analysis // Engineering Structures. – 2021. Vol. 251. Paper 113481. DOI: 10.1016/j.engstruct.2021.113481.
17. Надольский В.В. Статистические характеристики погрешности численных моделей несущей способности для стальных элементов // Строительство и реконструкция. 2023. №3 (107). С.17-34. DOI: 10.33979/2073-7416-2023-107-3-17-34.
18. Radwan M., Kövesdi B. Local plate buckling type imperfections for NSS and HSS welded box-section columns // Structures. 2021. Vol. 34. P. 2628-2643. DOI: 10.1016/j.istruc.2021.09.011.
19. Haffar Z.M., Kövesdi B., Ádány S. On the buckling of longitudinally stiffened plates, part 2: Eurocode-based design for plate-like behaviour of plates with closed-section stiffeners // Thin-Walled Structures. 2019. Vol. 145. Paper 106395. DOI: 10.1016/j.tws.2019.106395.
20. Kala Z. Geometrically non-linear finite element reliability analysis of steel plane frames with initial imperfections // Journal of Civil Engineering and Management. 2012. Vol. 18. P. 81–90. DOI: 10.3846/13923730.2012.655306.
21. Yang H., Liu S., Fang Z., Zhao J. Investigation of intermediate-height horizontal brace forces under horizontal and vertical loads including random initial imperfections // Buildings. 2023. Vol. 13. Paper 180. DOI: 10.3390.
22. Zhang H., Shayan S., Rasmussen K.J.R., Ellingwood B.R. System-based design of planar steel frames, I: Reliability framework // Journal of Constructional Steel Re-search. 2016. Vol. 123. P. 135-143. DOI: 10.1016/j.jcsr.2016.05.004
Рецензия
Для цитирования:
Надольский В.В. Несовершенства для расчета стальных конструкций методом конечных элементов. Часть 2. Строительство и реконструкция. 2024;(3):3-11. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-3-11
For citation:
Nadolski V.V. Imperfections for the calculation of steel structures by the finite element method. Part 2. Building and Reconstruction. 2024;(3):3-11. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-3-11
Просмотров:
627
Послать статью по эл. почте 