Comet11

КОМЕТА 11.3
Расчет и проектирование узлов
стальных конструкций
Текущая версия и перспективы развития
Юрченко В. В.
Киевский национальный университет
строительства и архитектуры
Москва, 21-22 апреля, 2009
КОМЕТА 11.3
Расчет узлов металлических конструкций
 Задача – получение
проектного решения
узла, параметры
которого
удовлетворяют всем
нормативным
требованиям

Москва, 21-22 апреля, 2009
Результаты – чертеж
узла и данные о
несущей способности
его отдельных
элементов (деталей
конструкции, сварных
швов, болтов и т.д.)
2
Жесткие базы колонн
Исходные данные
Типы
поперечных
сечений колонны
Один класс
стали для
конструктивных
деталей базы
Общий случай
нагружения
Москва, 21-22 апреля, 2009
Несколько расчетных
комбинаций
загружения
3
Шарнирные базы колонн
Исходные данные
Типы
поперечных
сечений колонны
Две
компоненты
поперечного
усилия
Один класс
стали для
конструктивных
деталей базы
Несколько расчетных
комбинаций
загружения
Москва, 21-22 апреля, 2009
4
Жесткие базы колонн
Номенклатура прототипов жестких баз
Базы с
траверсами и
консольными
ребрами
Базы без траверс
Базы с выносными
траверсами
Москва, 21-22 апреля, 2009
5
Шарнирные базы колонн
Номенклатура прототипов шарнирных баз
Базы без траверс
Базы с
траверсами и
консольными
ребрами
Москва, 21-22 апреля, 2009
6
Базы колонн
Расчетные модели и этапы поискового алгоритма
6.
7.
tp
tp
Mmax
max
Faн
c c
Fб
c c
Ap,red
hw
hp
c  0,5   b f  0,5hw 

bp
5.
My
bf
4.
Mz
N
c c
bp
3.
N
bf
2.
Определение начального
проектного решения
Определение напряжений в бетоне
фундамента
Вычисление генеральных размеров
опорной плиты
Подбор диаметра анкерных болтов
Подбор толщины опорной плиты
на базе решения задачи об изгибе
пластины
Подбор катетов швов в сварных
соединениях базы
Уточнение
hp
размеров сечений
траверс, анкерных
пластинок и
консольных ребер
bp
1.
.
н.о
b
f

hw
hp
2
 0,5hw  Ap,red 

r
t
rc
rp
 red
3N

tp
 rc   4  rc   rc 
2   rc 
1
kr
 kt     2 k r   kt   
 rp   t p  rp   rp  12 2 rc2
3   rp 
 
   

Москва, 21-22 апреля, 2009
7
Стыки балок
Номенклатура прототипов монтажных
стыков балок и ригелей
Общий случай загружения
Стык балок на
накладках 1)
Фланцевые
соединения
балок2)
Несколько расчетных
комбинаций загружения
1) СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования / Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990.
2) Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных
строительных конструкций / СО Стальмонтаж, ВНИПИ Промстальконструкция, ЦНИИПроектстальконструкция
им. Мельникова. – М., 1988.
Москва, 21-22 апреля, 2009
8
Фланцевые соединения
Примеры практической реализации
в поперечных рамах каркасов промышленных зданий




Простота
выполнения и
контроля
соединения;
Возможность
возведения при
любых
климатических
условиях;
Высокая надежность
при действии
динамических
нагрузок;
Возможность
демонтажа без
повреждения
несущих элементов.
Монтаж стального каркаса крытого стадиона ФК «Динамо» в с. Конча-Заспа Киевской обл.
Москва, 21-22 апреля, 2009
9
Фланцевые соединения
Примеры практической реализации
в поперечных рамах каркасов промышленных зданий

Узлы сопряжения ригеля с
колонной

Монтажные стыки ригелей
Зазоры между
фланцами в
монтажных стыках
ригелей поперечных
рам, обусловленные
неточностью
изготовления
конструкций

Москва, 21-22 апреля, 2009
10
Фланцевые соединения
Реализация норм
Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу
фланцевых соединений стальных строительных конструкций /
СО Стальмонтаж, ВНИПИ Промстальконструкция,
ЦНИИПроектстальконструкция им. Мельникова. – М., 1988.
При проектировании фланцевых соединений подлежат проверке:



Прочность болтов на растяжение и срез;
Прочность фланца при изгибе, а также при возможном поверхностном
отрыве в околошовной зоне;
Прочность угловых сварных соединений, при помощи которых фланец
приваривается к сечению несущего элемента.
Москва, 21-22 апреля, 2009
11
Фланцевые соединения
Расчетные модели и предельные состояния
Разрушение болтов
Разрушение болтов с частичным развитием пластических деформаций во фланце
Пластическое разрушение фланцев
Q
e
Q
Q

Bt
Bt
2
m
Mpl,1
FT
m
1
Bt

Mpl,2
Mpl,2
FT

1
Mpl,1
Bt
Mpl,2
Bt
Q
Mpl,1
Mpl,1
Bt
FT
Q
Mpl,2
e



Q
Q
FT , I   Bt ,i
i
Q
Wext   M i  i  Wint   Fi i
i
FT , II 
i
M pl ,1  eBt
FT ,III 
2M pl ,1  2M pl ,2
m
2e  m
Москва, 21-22 апреля, 2009
12
КОМЕТА 11.3
Перспективы развития



Расширение номенклатуры прототипов узлов металлических
конструкций;
Расширение пользовательского интерфейса в части сварных соединений с
обеспечением возможности задать вид сварки и тип сварочных
материалов;
Дальнейшее развитие и усовершенствование методологии
автоматизированного расчета и проектирования узлов металлических
конструкций:



Уточнение расчетных моделей узла;
Учет упруго-пластической работы соединения при развитии
ограниченных пластических деформаций;
Реализация Европейских норм проектирования, в частности EN 1993-1-8
“Проектирование узлов”.
Москва, 21-22 апреля, 2009
13