Рекомендации для моделирования элементов из стальных тонкостенных профилей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Несмотря на очевидное увеличение темпов роста строительства с применением стальных тонкостенных профилей, основной нормативный документ, регламентирующий положения по проектированию и расчету данных конструкций, имеет ряд условностей и указывает на предпочтительность использования результатов экспериментальных исследований при проектировании. Проведение натурных испытаний, как правило, недоступно при рядовом проектировании, поэтому адекватной альтернативой является численное моделирование. Анализ существующей научной литературы позволяет сделать вывод о том, что у исследователей нет единого мнения касаемо основных параметров моделей и алгоритма моделирования в целом, поэтому целью работы является разработка рекомендаций по моделированию тонкостенных элементов. Основываясь на результатах исследования для объекта из спаренного сигма-профиля, работающего в условиях осевой сжимающей силы, были предложены ключевые рекомендации для моделирования, включающие в себя: использование типа конечных элементов, параметры сетки конечных элементов, механизм приложения граничных условий, внешних нагрузок и другие параметры модели. Верификация результатов производилась аналитическими методами расчета тонкостенных профилей. Полученная сходимость результатов говорит о возможности применения данных рекомендаций при проектировании и расчете тонкостенных конструкций. 

Об авторах

Н. Д. Корсун

Тюменский индустриальный университет

Email: korsunnd@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1796-2615

Д. А. Простакишина

Тюменский индустриальный университет

Email: prostakishinada@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-6022-1775

Список литературы

  1. Косых, П. А. Сравнение несущей способности легких стальных тонкостенных профилей различной конфигурации на основе компьютерного моделирования / П. А. Косых. – Текст : непосредственный // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2015. – № 2 (49). – С. 135–143.
  2. Назмеева, Т. В. Несущая способность сжатых стальных тонкостенных элементов сплошного и перфорированного сечения из холодногнутого С-профиля / Т. В. Назмеева. – doi: 10.5862/MCE.40.5. – Текст : непосредственный // Инженерно-строительный журнал. – 2013. – № 5 (40). – С. 44–51.
  3. Имитационное моделирование напряженно-деформированного состояния тонколистового профилированного элемента с двойным гофрированием / А. В. Подзоров, В. В. Зверев, Н. Ю. Тезиков. – Текст : непосредственный // Наука и бизнес: пути развития. – 2015. – № 5 (47). – С. 103–105.
  4. Numerical investigation of CFS beam-columns with and without perforations / V. Zivaljevic, D. Kovacevic, D. Jovanović, D. Ladjinovic. – Текст : непосредственный // Conference: Association of Structural Engineers of Serbia – SYMPOSIUM 2020. – 2021. – P. 394–403.
  5. Selection of the initial geometrical imperfection in nonlinear FE analysis of cold-formed steel rack columns / J. Bonada, M. Casafont, F. Roure, M. M. Pastor-Artigues. – doi: 10.1016/j.tws.2011.10.003. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2011. – Vol. 51. – P. 99–111.
  6. Computational modelling of geometric imperfections and buckling strength of cold-formed steel / Z. Sadovský, J. Kriváček, V. Ivančo, A. Ďuricová. – doi: 10.1016/j.jcsr.2012.06.005. – Текст : непосредственный // Journal of Constructional Steel Research. – 2012. – Vol. 78, No. 6. – P. 1–7.
  7. Кузнецов, И. Л. Исследование напряженно-деформированного состояния болтового узла соединения из холодногнутых тонкостенных профилей / И. Л. Кузнецов, М. А. Салахутдинов, Р. Г. Гайнетдинов. – doi: 10.22227/1997-0935.2019.7.831-843. – Текст : непосредственный // Вестник МГСУ. – 2019. – Т. 14, № 7. – С. 831–843.
  8. Geometric imperfections in CFS structural members: Part I: A review of the basics and some modeling strategies / S. Farzanian, A. Louhghalam, B. Schafer, M. Tootkaboni. – doi: 10.1016/j.tws.2023.110619. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2023. – Vol. 186, No. 6. – P. 1–12.
  9. Geometric imperfections in CFS structural members, Part II: Data-driven modeling and probabilistic validation / S. Farzanian, A. Louhghalam, B. Schafer, M. Tootkaboni. – doi: 10.1016/j.tws.2023.110620. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2023. – Vol. 185, No. 6. – P. 1–10.
  10. Guo, Ya. Distortional buckling behavior and design method of cold-formed steel lipped channel with rectangular holes under axial compression / Ya. Guo, X. Yao. – doi: 10.3934/mbe.2021312. – Текст : непосредственный // Mathematical Biosciences and Engineering. – 2021. – Vol. 18, No. 5. – P. 6239–6261.
  11. Gendy, Bassem L. Effect of geometric imperfection on the ultimate moment capacity of cold-formed sigmashape section / Bassem L. Gendy, M. T. Hanna. – doi: 10.1016/j.hbrcj.2015.04.006. – Текст : непосредственный // HBRC Journal. – 2017. – Vol. 13. – P. 163–170.
  12. Korsun, N. Modeling thin-walled elements with regard to steel hardening / N. Korsun, D. Prostakishina. – doi: 10.1051/e3sconf/202126302044. – Текст : непосредственный // E3S Web of Conferences : 24, Moscow, 22–24 April, 2021. – Moscow, 2021. – Vol. 263.
  13. Imperfection amplitudes for nonlinear analysis of open thin-walled steel cross-sections used in rack column uprights / M. M. Pastor-Artigues, M. Casafont, J. Bonada, F. Roure – doi: 10.1016/j.tws.2013.10.025. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2014. – Vol. 76. – P. 28–41.
  14. An analytical solution of distortional buckling resistance of cold-formed steel channel-sectionbeams with web openings / N. Yu, B. Kim, W. Yuan. – doi: 10.1016/j.tws.2018.11.012. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2019. – Vol. 135. – P. 446–452.
  15. Корсун, Н. Д. Моделирование и учет зон упрочнения стальных тонкостенных профилей в ПК ANSYS / Н. Д. Корсун, Д. А. Простакишина. – doi: 10.31660/2782-232X-2021-4-44-51. – Текст : непосредственный // Архитектура, строительство, транспорт. – 2021. – № 4 (98). – С. 44–51.
  16. Zeinoddini, V. M. Simulation of geometric imperfections in cold-formed steel members using spectral representation approach / V. M. Zeinoddini, B. W. Schafer. – doi: 10.1016/j.tws.2012.07.001. – Текст : непосредственный // Thin-Walled Structures. – 2012. – Vol. 60 (3). – P. 105–117.

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).