Гнутозамкнутые профили и расчет их оптимальных параметров

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. В статье представлено новое техническое решение гнутозамкнутых профилей, относящихся к легким стальным тонкостенным конструкциям (ЛСТК), которые отличаются высокими технико-экономическими показателями и массово используются в промышленно-гражданском строительстве. Цель исследования - показать, что характеристики тонкостенных конструкций можно дополнительно повысить при помощи формообразования модификации профилей, сочетающей в своем составе контуры замкнутых и открытых очертаний. Методы. Посредством опытно-конструкторских проработок и оптимизационно-проектных расчетов гнутозамкнутых профилей разработано их новое техническое решение, оригинальность которого подтверждена патентной экспертизой. Результаты. Новые гнутозамкнутые профили (ГЗП) состоят из трубчатой части одиночной толщины и ребра двойной толщины. Для их изготовления без сварных, болтовых или заклепочных соединений листовая заготовка выполняется по всей длине с зубчатыми продольными кромками, зубцы которых расположены относительно друг друга в шахматном порядке и взаимно загнуты в пазах между собой после замыкания гнутого профиля по его ребру. Загибы зубчатых креплений увеличивают толщину смятия и обеспечивают увеличение прочности соединений тонкостенных элементов на сдвиг. При равных габаритах по высоте и ширине ГЗП оптимизированы по критерию равноустойчивости, одинаковой из плоскости и в плоскости несущей конструкции. Дополнительно представлен ряд пятиугольных, треугольных и трапециевидных профилей, боковые грани которых наклонены относительно вертикали под углами 45 и 60 градусов.

Об авторах

Александр Суренович Марутян

Институт сервиса, туризма и дизайна

Автор, ответственный за переписку.
Email: al_marut@mail.ru

кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела организации проектно-грантовой деятельности, филиал Северо-Кавказского федерального университета в г. Пятигорске

Российская Федерация, 357500, Пятигорск, проспект 40 лет Октября, 56

Список литературы

  1. Orlova A.V., Zhmarin E.N., Paramonov K.O. (2013). Power efficiency of houses from light-gauge steel structures. Construction of unique buildings and structures, (6), 1–13. (In Russ.)
  2. Sovetnikov D.O., Videnkov N.V., Trubina D.A. (2015). Light gauge steel framing in construction of multistorey buildings. Construction of unique buildings and structures, (3), 152–165. (In Russ.)
  3. Rybakov V.A., Maslak T.V., Fedotova K.A., Smirnov A.V., Ananeva I.A. (2017). Reconstruction of pitched roofs using steel thin-walled structures. Construction of unique buildings and structures, (12), 20–48. (In Russ.)
  4. Ye J., Hajirasouliha I., Becque J., Eslami A. (2016). Optimum design of cold-formed steel beams using particle swarm optimisation method. Journal of constructional steel research, (122), 80–93. (In Russ.)
  5. Ye J., Hajirasouliha I., Becque J., Pilakoutas K. (2016). Development of more efficient cold-formed steel channel sections in bending. Thin-walled structures, (101), 1–13.
  6. Ye J., Becquea J., Hajirasoulihaa I., Mojtabaeia S.M., Limb J.B.P. (2018). Development of optimum cold-formed steel sections for maximum energy dissipation in uniaxial bending. Engineering structures, (161), 55–67. (In Russ.)
  7. Korotkikh A.V., Gerber A.A., Krylov II. (2011). Features of the work farm with a cross bars of thin walled zinc coated profiles. News of higher educational institutions. Construction, (10), 9–20. (In Russ.)
  8. Alekseytsev A.V., Kurchenko N.S. (2017). Deformations of steel roof trusses under shock emergency action. Magazine of civil engineering, (5), 3–13. (In Russ.)
  9. Atavin I.V., Melnikov B.E., Semenov A.S., Chernysheva N.V., Yakovleva E.L. (2018). Influence of stiffness of node on stability and strength of thin-walled structure. Magazine of civil engineering, (4), 48–61. (In Russ.)
  10. Rybakov V.A., Al Ali M., Panteleev A.P., Fedotova K.A., Smirnov A.V. (2017). Bearing capacity of rafter systems made of steel thin-walled structures in attic roofs. Magazine of civil engineering, (8), 28–39. (In Russ.)
  11. Yousefi A.M., Lim J.B.P., Clifton G.C. (2019). Web crippling design of cold-formed ferritic stainless steel unlipped channels with fastened flanges under end-twoflange loading condition. Journal of constructional steel research, (152), 12–28.
  12. Ye J., Hajirasoulihaa I., Becquea J. (2018). Experimental investigation of local-flexural interactive buckling of cold-formed steel channel columns. Twin-walled structures, (125), 245–258.
  13. Kuznetsov I.L., Salakhutdinov M.A., Sayanov S.F. (2017). Construction element for manufacturing lattice structures (Patent RUS No. 2633851. Byul. No. 29). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2017.10.18/ RUNWC1/000/000/002/633/851/%D0%98%D0%97-0263 3851-00001/document.pdf (In Russ.)
  14. Salakhutdinov M.A., Kuznetsov I.L., Sayanov S.F. (2016). Steel trusses with belts made of pipes of polyhedral cross-section. Izvestiya KGASU, (4), 236–242. (In Russ.)
  15. Nanayakkara L. (2007, March 15). Press-formable light-gauge truss framing element (United States patent US 20070056240).
  16. Levin E.V. (2010). Curved closed profile (Patent RUS No. 98155. Byul. No. 28). Available from: http://www.fips.ru/ Archive/PAT/2010FULL/2010.10.10/DOC (In Russ).
  17. Kuznetsov I.L., Salakhutdinov M.A. (2018). Construction element for manufacturing lattice structures (Patent RUS No. 178154. Byul. No. 9). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2018.03.26/RUNW U1/000/000/000/178/154/%D0%9F%D0%9C-00178154- 00001/document.pdf (In Russ.)
  18. Marutyan A.S. (2018). Curved closed profile (Patent RUS No. 2641333. Byul. No. 2). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2018.01.18/RUNW C1/000/000/002/641/333/%D0%98%D0%97-02641333- 00001/document.pdf (In Russ.)
  19. Kuznetsov I.L., Fakhrutdinov A.F., Ramazanov R.R. (2016). Results of experimental studies of the work of compounds of thin-walled elements on shear. Bulletin of MGSU, (12), 34–43. (In Russ.)
  20. Prosyanikov B.D. (2016). Bolted joint with reciprocal punch of connected slender sections. Bulletin of TGASU, (2), 130–138. (In Russ.)
  21. Elliot M.D., Teh L.N., Ahmed A. (2019). Behaviour and strength of bolted connections failing in shear. Journal of constructional steel research, (153), 320–329.
  22. Zhanga Z., Wanga J., Lia B., Zhaoa C. (2019). Seismic tests and numerical investigation of blind-bolted moment CFST frames infilled with thin-walled SPSWs. Thin-walled structures, (134), 347–362.
  23. Marutyan A.S. (2016). Optimization of structures from tubular (roll-welded) profiles of square (rectangular) and rhombic sections. Construction mechanics and calculation of structures, (1), 30–38. (In Russ.)
  24. Moskalev S.N., Popova R.A. (2003). Steel structures for light buildings. Moscow: ASV Publ. 132. (In Russ.)
  25. Manual on the design of steel structures. (1989). Moscow: TsITP Publ., 17. (In Russ.)
  26. Marutyan A.S. (2018). Pentagonal formed profile (Patent RUS No. 2645318. Byul. No. 5). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2018.02.20/RUNW C1/000/000/002/645/318/%D0%98%D0%97-02645318- 00001/document.pdf (In Russ.)
  27. Marutyan A.S. (2018). Triangular hollow profile (Patent RUS No. 2651741. Byul. No. 12). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2018.04.23/RUNW C1/000/000/002/651/741/%D0%98%D0%97-02651741- 00001/document.pdf (In Russ.)
  28. Marutyan A.S. (2018). Trapezoidal closed profile (Patent RUS No. 2655056. Byul. No. 15). Available from: http://www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2018.05.23/RUNW C1/000/000/002/655/056/%D0%98%D0%97-02655056- 00001/document.pdf (In Russ.)
  29. Kopytov M.M., Matveev A.V. (2007). Light metal structures from pentahedral pipes. Tomsk: STT Publ., 124. (In Russ.)
  30. Marutyan A.S. (2016). Optimization of pentagonal shaped pipes of a new modification. Construction mechanics and calculation of structures, (3), 25–35. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).