Какие существуют методы проектирования стальных конструкций?

Существует три различных метода проектирования стальных конструкций, т.е. простое проектирование, непрерывное проектирование и полунепрерывное проектирование.
Предполагается, что соединения в конструкциях ведут себя либо как штыревые, либо как жесткие, чтобы сделать расчеты управляемыми.
При простом проектировании соединения идеализируются как идеальные штифты. Непрерывное проектирование предполагает, что соединения являются жесткими и что относительный поворот соединенных элементов не происходит независимо от приложенного момента.
В подавляющем большинстве конструкций, выполняемых сегодня, используется одно из этих двух предположений, но теперь возможна более реалистичная альтернатива, которая известна как полунепрерывное проектирование.

Методы проектирования стальных конструкций

Ниже перечислены методы проектирования стальных конструкций:

1. Простое проектирование стальных конструкций

Простое проектирование является наиболее традиционным подходом и до сих пор широко используется. Предполагается, что никакие моменты не передаются от одного соединенного элемента к другому, за исключением номинальных моментов, возникающих в результате эксцентриситета в соединениях.
Устойчивость конструкции к боковым нагрузкам и раскачиванию обычно обеспечивается за счет крепления или, в некоторых многоэтажных зданиях, за счет бетонных сердечников.
Важно, чтобы проектировщик осознал допущения относительно реакции соединений и обеспечил, чтобы детализация соединений была такой, чтобы не возникало моментов, которые могут негативно повлиять на характеристики конструкции.
Многолетний опыт продемонстрировал типы деталей, которые удовлетворяют этому критерию, и проектировщику следует обратиться к стандартным соединениям на стыках в простых конструкциях.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2. Непрерывное проектирование стальных конструкций

При непрерывном проектировании предполагается, что соединения являются жесткими и передают момент между элементами. Устойчивость рамы к раскачиванию обеспечивается действием рамы (т.е. изгибом балок и колонн).
Непрерывное проектирование является более сложным, чем простое проектирование, поэтому для анализа рамы обычно используется программное обеспечение. При проектировании непрерывных рам необходимо учитывать реалистичные комбинации нагрузок на детали.
Соединения между элементами должны иметь различные характеристики в зависимости от того, какой метод проектирования рамы используется — упругий или пластический.
В упругое проектированиесоединения должны обладать достаточной вращательной жесткостью, чтобы распределение сил и моментов вокруг рамы не отличалось существенно от расчетного.
Шарнир должен быть способен воспринимать моменты, силы и сдвиги, возникающие при анализе рамы.
В пластическое проектирование, при определении предельной несущей способности, прочность (а не жесткость) соединения имеет первостепенное значение. Прочность соединения будет определять, будут ли пластические шарниры возникать в соединениях или в элементах, и будет оказывать значительное влияние на механизм разрушения.
Если по проекту шарниры будут возникать в соединениях, то соединение должно быть спроектировано с достаточной пластичностью, чтобы выдержать возникающие повороты. Жесткость соединений будет важна при расчете прогибов балок, прогибов раскачивания и устойчивости раскачивания.

3. Полунепрерывное проектирование стальных конструкций

Настоящее полунепрерывное проектирование является более сложным, чем простое или непрерывное проектирование, так как реальная реакция соединений представлена более реалистично. Аналитические процедуры для точного отслеживания истинного поведения соединения очень сложны и не подходят для обычного проектирования, так как требуют использования сложных компьютерных программ.
Однако существуют две упрощенные процедуры как для рам с распорками, так и без них; они кратко описаны ниже. Консольные рамы — это рамы, в которых сопротивление боковым нагрузкам обеспечивается системой консолей или стержнем; в неконсольных рамах это сопротивление создается изгибающими моментами в колоннах и балках.
Упрощенными процедурами являются:
(i) Метод ветрового момента для нерастянутых рам. В этом методе при рассмотрении гравитационных нагрузок соединения балок и колонн считаются защемленными. Однако при ветровой нагрузке они считаются жесткими, что означает, что боковые нагрузки передаются за счет действия рамы. Более полное описание метода можно найти в ссылке.
(ii) Полунепрерывное проектирование консольных рам. В этом методе учитывается реальное поведение соединений, чтобы уменьшить изгибающие моменты, приложенные к балкам, и уменьшить прогибы. Подробности метода можно найти в ссылке.
Читать далее:
Каковы типы каркасных систем из конструкционной стали?
Строительство стальных каркасных конструкций Фундаменты, колонны, балки и перекрытия
Типы перекрытий для многоэтажных стальных конструкций
Свойства конструкционной стали для проектирования и строительства сооружений

Читайте далее:
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Центрсельстрой