Ограждающие и несущие строительные конструкции из стальных тонкостенных профилей (150,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, А.Н. Кретинин, А.В.Терешкова Ограждающие и несущие строительные конструкции из стальных тонкостенных профилей Монография Красноярск СФУ 2010

Стр.1

УДК 626.86 ББК 38.54 Е 62 Рецензенты: В.В. Москвичев, доктор технических наук, профессор, зам. председателя Президиума КНЦ СО РАН (г. Красноярск); В.В. Зверев, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Металлические конструкции» Липецкого государственного технического университета (г. Липецк) Енджиевский, Л.В. Е62 Ограждающие и несущие строительные конструкции из стальных тонкостенных профилей: монография/ Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, А.Н. Кретинин, А.В. Терешкова. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 282 с. ISBN 978-5-7638-1987-8 В монографии сделана попытка обратить внимание специалистов всех уровней строительного профиля и студентов строительных специальностей на новые типы несущих строительных конструкций, основой которых являются холодногнутые оцинкованные профили. Рассмотрены конструктивные решения и результаты комплексных исследований двух балочных конструкций, объединяющих в единую конструктивную форму С-образные гнутые оцинкованные профили и профилированный лист, и двух типов пространственных систем с основными конструктивными элементами из оцинкованного профилированного листа. Приложения смотреть на CD-диске. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Красноярского краевого фонда науки № 16F46. УДК 626.86 ББК 38.54 ISBN 978-5-7638-1987-8 © Сибирский федеральный университет, 2010

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ........................................................................................................ 7 Введение ............................................................................................................... 8 Глава 1. Отечественный и зарубежный опыт использования стальных гофрированных листов как конструктивных элементов в различных типах строительных конструкций ............................................................................ 9 1.1. Общая характеристика профилированных листов. Возможности их использования в ограждающих и несущих элементах конструкций ...........................................................10 1.1.1. Особенности работы и расчета профилированного листа ..................................................13 1.1.2. Способы соединения профилированных листов ......................18 1.2. Ограждающие конструкции с обшивками из профилированного листа ...................................................................... 20 1.2.1. Стеновые сэндвич-панели заводской готовности ..................21 1.2.2. Кровельные сэндвич-панели заводской готовности ...............23 1.2.3. Панели послойной сборки ...........................................................23 1.3. Несущие конструкции из стальных тонкостенных профилей ........30 1.3.1. Балки ............................................................................................ 30 1.3.2. Фермы из тонкостенных оцинкованных профилей ................36 1.3.3. Арочные конструкции ................................................................38 1.3.4. Рамы из тонкостенных оцинкованных профилей ...................39 1.3.5. Каркасы малоэтажных зданий из тонкостенных оцинкованных конструкций .................................................................39 1.3.6. Конструкции мансард зданий из тонкостенных профилей ................................................................43 1.4. Элементы составных несущих конструкций из тонкостенных профилей в комбинации с профилированными листами и особенности их расчета ............................................................45 1.4.1. Совмещенные плиты покрытия с применением профилированных листов ....................................................................45 1.4.2. Каркасные покрытия с частичным включением в работу профлистов, выполняющих ограждающие функции ...... 48 1.5. Пространственные совмещенные конструкции ................................50 1.5.1. Пространственные системы, в которых верхний несущий пояс выполнен только из профлиста ..................................50 1.5.2. Конструкции с предварительно напряжённым верхним несущим поясом из профилированного листа ..................................53 3

Стр.3

Глава 2. Тонкостенные балки из гнутых оцинкованных профилей: составных поясов коробчатого сечения и гофрированных стенок ....... 55 2.1. Основные положения ............................................................................56 2.2. Экспериментальные исследования крупномасштабных моделей балок из гнутых оцинкованных профилей ................................58 2.3. Особенности работы соединений тонколистовых оцинкованных элементов ...........................................................................71 2.4. Теоретические исследования и численное моделирование тонкостенных балок из гнутых оцинкованных профилей .....................75 2.5. Экспериментальное исследование НДС балки из гнутых оцинкованных профилей пролетом 9 м ....................................................77 2.6. Инженерная методика расчета тонкостенных балок из гнутых оцинкованных профилей..........................................................83 2.7. Опытное внедрение конструкций ...................................................... 86 2.8. Рекомендации по изготовлению тонкостенных балок из гнутых оцинкованных профилей..........................................................91 Глава 3. Рамные системы из тонкостенных оцинкованных профилей ............................................................................... 95 3.1. Область применения ............................................................................ 96 3.2. Схемы поперечных рам и их компоновка в каркасы зданий .......... 96 3.3. Основные положения расчета элементов рам ..................................101 3.3.1. Расчет элементов на осевые силы и изгиб ............................101 3.3.2. Проверка устойчивости стенок и полок изгибаемых и сжатых элементов .........................................................................103 3.4. Соединения элементов рам ................................................................105 3.4.1. Особенности работы одноболтовых фрикционных сдвигоустойчивых соединений тонкостенных оцинкованных профилей ..............................................................................................106 3.4.2. Двухболтовые фрикционные сдвигоустойчивые соединения тонкостенных оцинкованных профилей .....................109 3.4.3. Многоболтовые фрикционные сдвигоустойчивые соединения на основе тонкостенных оцинкованных профилей С-образного сечения...........................................................................115 3.5. Рекомендации по конструированию и расчету болтовых соединений из тонкостенных оцинкованных профилей ......................120 Глава 4. Пространственные блоки покрытий с поясами из металлического профилированного листа .......................................... 123 4.1. Формообразование как главный фактор повышения эффективности конструкций с элементами из тонкостенных металлических листов ................................................124 4

Стр.4

4.2. Линзообразные блоки покрытия ......................................................134 4.2.1. Конструктивные решения линзообразных блоков ................134 4.2.2. Технология изготовления линзообразных блоков ..................144 4.2.3. Численные исследования напряженно-деформированного состояния линзообразных блоков и отдельных фрагментов .......153 4.2.4. Экспериментальные исследования фрагментов покрытия из линзообразных блоков .................................................160 4.3. Двухпоясное преднапряженное арочное покрытие с поясами из стальных профилированных листов ................................172 4.3.1. Конструктивное решение двухпоясного арочного покрытия ............................................................................172 4.3.2. Численные исследования НДС фрагмента арочного покрытия ............................................................................176 4.3.3. Экспериментальные исследования фрагмента двухпоясного арочного покрытия .....................................................196 4.4. Обобщенные технико-экономические показатели .........................213 4.5. Рекомендации по конструированию, расчету и изготовлению конструкций линзообразных блоков покрытия и двухпоясного преднапряженного арочного покрытия с поясами из стальных профилированных листов ........................................................................214 Глава 5. Пространственные блок-фермы покрытий и секции зданий-укрытий арочного типа из линзообразных блоков....................219 5.1. Конструктивные решения ..................................................................220 5.2. Численные исследования пространственных блок-ферм и блок-секций зданий, сформированных из линзообразных блоков ......237 5.2.1. Обобщенный алгоритм статического расчета конструкций ........................................................................237 5.2.2. Численные исследования деревометаллической блок-арки .............................................................................................239 5.2.3. Численные исследования блок-фермы из монометалла .......254 5.3. Экспериментальные исследования фрагмента пространственной блок-секции ...............................................................265 5.3.1. Последовательность и особенности сборки опытной конструкции .......................................................................266 5.3.2. Статические испытания конструкции .................................274 Библиографический список ..........................................................................277

Стр.5

Предисловие Цель монографии – попытка обратить внимание специалистов всех уровней строительного профиля и студентов строительных специальностей на новые типы несущих строительных конструкций, основой которых являются холодногнутые оцинкованные профили. По структуре монография состоит из введения и пяти глав, библиографического списка и приложений. В первой главе приводится отечественный и зарубежный опыт использования стальных гофрированных листов как конструктивных элементов в различных типах строительных конструкций. Во второй и третьей главах рассмотрены конструктивные решения и результаты комплексных исследований двух балочных конструкций, объединяющих в единую конструктивную форму С-образные гнутые оцинкованные профили и профилированный лист. Четвертая и пятая главы посвящены пространственным системам с основными конструктивными элементами из оцинкованного профилированного листа. Главы 1, 4, 5 написаны чл.-корр. РАСН, д-ром техн. наук, проф. Л.В. Енджиевским и канд. техн. наук А.В. Терешковой; гл. 2, 3 - канд. техн. наук, проф. И.И. Крыловым и канд. техн. наук А.Н. Кретининым.

Стр.6

Введение В современных экономических условиях при всеобщей структурной перестройке с ориентацией на разукрупнение предприятий, на создание мелких и средних производственных структур с более конкретной специализацией с прогнозируемым бурным ростом нефте- и газодобычи в северных районах Сибири и Дальнего Востока России, где нет развитой стройиндустрии, потребность в быстровозводимых, легко транспортируемых облегченных строительных конструкциях и модульных зданиях возрастает. Развивающаяся экономика России и связанная с ней высокая конкуренция на строительном рынке требуют эффективных конструктивных решений строительных конструкций. Необходимы технологичные современные системы с наименьшей ресурсоемкостью. Один из путей решения указанной проблемы – разработка и использование эффективных плоских и пространственных формообразований из стандартного металлического профилированного листа и других холодногнутых профилей, в особенности оцинкованных с толщинами до 3 мм. Зарубежный и отечественный опыт применения конструкций на их основе выявил ряд преимуществ перед традиционными конструкциями из прокатных профилей: низкий расход металла, высокая коррозионная стойкость, возможность изготовления на строительной площадке, что в итоге позволяет снизить стоимость конструкций «в деле». В таких конструктивных формах в полной мере используются прочностные свойства материала за счет совмещения ограждающих и несущих функций. В данной монографии сделана попытка обратить внимание специалистов всех уровней строительного профиля и студентов строительных специальностей на новые типы несущих строительных конструкций, основой которых являются холодногнутые оцинкованные профили. Рассмотрены конструктивные решения и результаты комплексных исследований двух балочных конструкций, объединяющих в единую конструктивную форму С-образные гнутые оцинкованные профили и профилированный лист, и двух типов пространственных систем с основными конструктивными элементами из оцинкованного профилированного листа.

Стр.7