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. <...> Тонкостенные балки из гнутых оцинкованных профилей:
составных поясов коробчатого сечения и гофрированных стенок ....... 55 <...> Двухболтовые фрикционные сдвигоустойчивые
соединения тонкостенных оцинкованных профилей .....................109 <...> Численные исследования пространственных блок-ферм и
блок-секций зданий, сформированных из линзообразных блоков ......237 <...> 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. <...> 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. <...> Возможности их использования в ограждающих
и несущих элементах конструкций
Профнастил (или профлист) – это металлический лист со сформированным профилем (ребрами жесткости) (рис. <...> В случае использования профилированного листа
в кровельных конструкциях высота гофр от 44 до 156, толщина от 0,7 до 1,5
мм. <...> Соединение всех несущих (нагруженных) и ненесущих элементов
конструкций выполняется без применения сварки при помощи высококачественных самонарезающих винтов или болтов из углеродистой стали с
цинковым или кадмиевым покрытием. <...> В работе [3] сделали попытку учета влияния уровня напряжения на рабочую ширину сжатых полок при их работе в закритической области. <...> После местной <...>
Ограждающие_и_несущие_строительные_конструкции_из_стальных_тонкостенных_профилей_монография.pdf
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