ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛЬНОГО МОДУЛЬНОГО БЛОКА СО СТЕНАМИ ИЗ ГОФРИРОВАННОГО ЛИСТА
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СТАЛЬНОГО МОДУЛЬНОГО БЛОКА СО СТЕНАМИ ИЗ ГОФРИРОВАННОГО ЛИСТА
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-2-60-75Ключевые слова:
модульное здание, стальной модульный блок, гофрированная стенка, критическая нагрузка, потеря устойчивости, конечно-элементный расчетАннотация
Строительство промышленных и гражданских зданий из модульных блоков получает широкое распространение благодаря эффективности и экономичности таких конструкций. Модульные блоки используют как отдельно стоящие сооружения, так и объединяют между собой в блочно-модульные здания. В статье рассмотрен стальной модульный блок газоперекачивающего аппарата на газотурбинной электростанции. Модульный блок, в котором гофрированная стенка, непрерывно приваривается к балкам, представляет собой пространственную систему с совместно работающими балками и стенкой. Выполнен численный анализ влияния толщины гофрированной стенки на несущую способность блока. Определена разрушающая нагрузка на блок и параметры напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов блоков при различной толщине гофрированных стенок (1 мм, 2 мм, 2,5 мм и 3 мм). Установлены величины допускаемой нагрузки на блок и критерии ее ограничения, в зависимости от напряженно-деформированного состояния блока и причин разрушения. Для сравнения выполнен расчет блока с навесными стенами из сэндвич-панелей, не включающимися в работу каркаса. Получено, что разрушающая нагрузка для рассмотренных блоков с гофрированными стенками в 1,5-6 раз выше, чем для блока со стеновыми сэндвич-панелями.
Библиографические ссылки
Turkay Y. (2019) Design and analysis of a lightweight composite shipping container made of carbon fiber laminates. Logistics, vol. 3, no. 3, 18. DOI: https://doi.org/10.3390/logistics3030018
Kotnik J. (2008) Container architecture, Barcelona: Links Books.
Giriunas K., Sezen H., Dupaix R.B. (2012) Evaluation, modeling, and analysis of shipping container building structures. Engineering Structures, vol. 43, pp. 48-57. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.05.001
Tusnin A.R. (2017) Stal'noy karkas maloetazhnogo zdaniya [Steel framework of a low-rise building]. Industrial and Civil Engineering, no. 11, pp. 18-22. (In Russ.).
Tusnin A.R., Varaksin P.A. (2018) Tipovoy stal'noy karkas pyatietazhnogo zdaniya [Standard Steel Frame of a 5-Story]. Industrial and Civil Engineering, no. 10, pp. 45-49. (In Russ.).
Su M., Yang B., Wang X. (2022) Research on integrated design of modular steel structure container buildings based on BIM. Advances in Civil Engineering, vol. 2022, 4574676. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/4574676
Ha T.-H., Cho B.-H., Kim H., Kim D.-J. (2016) Development of an efficient steel beam section for modular construction based on six-sigma. Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2016, 9687078. DOI: https://doi.org/10.1155/2016/9687078
Nadeem G., Safiee N.A., Abu Bakar N., Abd Karim I., Mohd Nasir N. A. (2021) Connection design in modular steel construction: A review. Structures, vol. 33, pp. 3239-3256. DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.06.060
Ma H., Huang Z., Song X., Ling Y. (2023) A Study on Mechanical Performance of an Innovative Modular Steel Building Connection with Cross-Shaped Plug-In Connector. Buildings, vol. 13, no. 9, 2382. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13092382
Tusnina O.A. (2017) Konstruktivnye resheniya uzlov stal'nogo karkasa dlya maloetazhnykh zhilykh zdaniy [Structural Solutions of Joints of a Steel Frame for Low-Rise Residential Buildings]. Industrial and Civil Engineering, 2017, no. 11, pp. 23-27. (In Russ.).
Gataullina K.R. (2023) Effektivnost' primeneniya balok s gofrirovannoy stenkoy v balochnoy kletke [Efficiency of using beams with corrugated webs in a beam platform]. Young Scientist, no. 20 (467), pp. 85-90. (In Russ.).
Bryantsev A.A., Absimetov V.E., Lalin V.V. (2017) Effektivnost' primeneniya dvutavrov s gofrirovannymi stenkami v proizvodstvennykh zdaniyakh [Effective application of I-beams with corrugated webs in the industrial building]. Construction of Unique Buildings and Structures, no. 3(54). pp. 93-104. (In Russ).
Bal'zannikov M.I., Kholopov I.S., Solov'ev A.V., Lukin A.O. (2013) Primenenie stal'nykh balok s gofrirovannoy stenkoy v gidrotekhnicheskikh sooruzheniyakh [Using Steel Beams with Corrugated Web in Hydraulic Structures]. Vestnik MGSU, no. 11, pp. 34-41. (In Russ.).
Tian Z. (2023) Review of Research on Corrugated Web Steel Beams. Journal of Engineering Mechanics and Machinery, vol. 8(4), pp. 11-14. DOI: https://doi.org/10.23977/jemm.2023.080403
Al-Kannoon M.A., Suhiel I.A. (2020) Experimentally flexural behaviour study of steel beams with corrugated webs. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 888, 012084. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/888/1/012084
Solov’ev A.V., Lukin A.O., Alpatov V.Yu., Savost’yanov V.N. (2012) Uchet osobennostey raboty balok s gofrirovannoy stenkoy v raschetakh na stesnennoe kruchenie [Account for performance of corrugated web beams in the analysis of constrained torsion]. Vestnik MGSU, no. 11, pp. 105-112. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2012.11.105-112
Al-Mawashee H.S. and Al-Kannoon M.A.-A. (2021) Flexural Strength of Castellated Beams with Corrugated Webs. Journal of Physics: Conference Series, vol. 1973, 012213. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1973/1/012213
Elamary A.S., Saddek A.B., Alwetaishi M. (2017) Effect of corrugated web on flexural capacity of steel beams. International Journal of Applied Engineering Research, vol. 12(4), pp. 470-481.
Kumar U.M., Reddy D.P., Patel R.R., Pandian M.S., Karthikeyan K. (2018) A study on flexural capacity of steel beams with corrugated web. International Journal of Civil Engineering and Technology, vol. 9(4), pp. 679-689.
Kudryavtsev S. (2018) Influence of web openings on bearing capacity of triangularly corrugated web beam. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 365, 042034. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/365/4/042034
Zubkov V., Lukin A., Alpatov V. (2018) Experimental research of beams with corrugated web. MATEC Web of Conferences, vol. 196, 01005. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201819601005
Zubkov V.A., Lukin A.O. (2013) Eksperimental’nye issledovaniya vliyaniya tekhnologicheskikh i konstruktsionnykh parametrov na nesushchuyu sposobnost’ metallicheskikh balok s gofrirovannoy stenkoy [Experimental research into the influence produced by processrelated and structural parameters on the bearing capacity of metal beams with corrugated webs]. Vestnik MGSU, no. 2, pp. 37-46. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2013.2.37-46
Alekseytsev A.V. (2023) Ensuring the safety of steel moment frames subjected to uncertain impacts. Buildings, vol. 13, no. 8, 2038. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13082038
Tusnina O., Alekseytsev A. (2023) LOD of a computational numerical model for evaluating the mechanical safety of steel structures. Buildings, vol. 13, no. 8, 1941. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13081941
Sherman D., Fisher J. (1971) Beams with corrugated webs. Proceedings of the 1st International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures (Rolla, Missouri, August 19-20, 1971), pp. 198-204.
Ye Z., Berdichevsky V.L., Yu W. (2014) An equivalent classical plate model of corrugated structures. International Journal of Solids and Structures, vol. 51(11-12), pp. 2073-2083. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2014.02.025
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
