Investigation of the strength of carrier constructions of industrial building
- Authors: Atapin V.G1
-
Affiliations:
- Novosibirsk State Technical University
- Issue: No 2 (2015)
- Pages: 32-38
- Section: EQUIPMENT. INSTRUMENTS
- URL: https://bakhtiniada.ru/1994-6309/article/view/302160
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2015-2-32-38
- ID: 302160
Cite item
Full Text
Abstract
Purpose: Frameworks are widely used for the roof of industrial buildings. The advantage of frameworks appears when it is needed to cover long spans. In this context, the following problem is formulated: investigation of the concrete industrial buildings carrier constructions’ (shop for metalworking, warehouse) state of stress and state of strain and design of the rational constructions. Carrier constructions correspond to the spatial frameworks. Methods: The finite elements method is used for the calculation of the state of stress and state of strain. Results: The calculation of the characteristic fragment of the building (the angle of intersection of two mutually perpendicular sections) found that the maximum stress in the rod is 139.6 MPa, the maximum vertical displacement is 10.51 mm, and weight is 51112.72 kg. For practical realization of the considered structures is recommended to use the steel square pipe 70×70×5 (mm) GOST 8639-82, rectangular steel pipes 150×100×8 (mm), 100×70×5 (mm) GOST 8645-82, welded steel pipes 273×9 (mm), 219×8 (mm) GOST 10704-91. Discussion: The numerical model of carrier constructions of building adequately reflects their stress-strain state. Thus, final stresses are equal to 139.6 MPa that is less than working stress (142.4 MPa) and, consequently, the structural strength is ensured. The maximum vertical displacement is 10.51 mm that is less than the maximum permissible vertical bend (64 mm), specified by design standards, therefore, rigidity is ensured. Stability calculations of rods under compression showed that the condition of stability is performed for all rods. In particular, for the most loaded element (a column with 219 mm in diameter of, wall thickness of 8 mm, 1900 mm in length) real pressure of 40.9 MPa is less than the rigidity working stress of 205.2 MPa. Thus, the developed design satisfies the strength reliability conditions (norms of strength, stiffness and stability).
Keywords
About the authors
V. G Atapin
Novosibirsk State Technical University
Email: teormech@ngs.ru
20, K. Marks prospect, Novosibirsk, 630073, Russian Federation
References
- Спицына Д.Н. Строительная механика стержневых машиностроительных конструкций / под ред. С.Д. Пономарева. - М.: Высшая школа, 1977. - 248 с.
- Строительная механика. Стержневые системы / А.Ф. Смирнов, А.В. Александров, Б.Я. Лащеников, Н.Н. Шапошников; под ред. А.Ф. Смирнова.- М.: Стройиздат, 1981. - 512 с.
- Айрумян Э.Л., Беляев В.Ф. Эффективные холодногнутые профили из оцинкованной стали - в массовое строительство // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2005. - № 11. - С. 10-17.
- Атапин В.Г., Скиба В.Ю. Численное моделирование бескаркасных арочных покрытий // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2012. - № 4 (57). - С. 23-27.
- Кузин Н.Я. Проектирование и расчет стальных ферм покрытий промышленных зданий: учебное пособие. - М.: АСВ, 1998. - 184 с.
- Металлические конструкции: в 3 т.: т. 1: Элементы стальных конструкций: учебное пособие для строительных вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый, Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, Я.И. Ольков, В.Ф. Сабуров; под ред. В.В. Горева. - Изд. 3-е, стер. - М.: Высшая школа, 2004. - 551 с. - ISBN 5-06-003695-2 (т. 1).
- Металлические конструкции: в 3 т.: т. 2: Конструкции зданий: учебное пособие для строительных вузов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый, В.Н. Валь, Л.В. Енджиевский, И.И. Крылов, Я.И. Ольков, В.Ф. Сабуров; под ред. В.В. Горева. - Изд. 2-е, испр. - М.: Высшая школа, 2002. - 528 с. - ISBN 5-06-003696-0 (vol. 2)
- Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: справочник / под общ. ред. В.И. Мяченкова. - М.: Машиностроение, 1989. - 520 с. - ISBN 5-217-00401-0.
- Метод конечных элементов / П.М. Варвак, И.М. Бузун, А.С. Городецкий, В.Г. Пискунов, Ю.Н. Толокнов; под ред. П.М. Варвака. - Киев: Вища школа, 1981. - 176 с.
- Gallagher R.H. Finite element analysis: fundamentals. - New Jersey, Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1974. - 420 p.
- Атапин В.Г., Пель А.Н., Темников А.И. Сопротивление материалов. Базовый курс. Дополнительные главы: учебник. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. - 508 с. - (Серия «Учебники НГТУ»). - ISBN 978-5-7782-1750-8.
- СНиП II-23-81. Стальные конструкции. - Актуализированная редакция. - М.: ЦПП, 2011. - 173 с.
- СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. - Актуализированная редакция. - М.: ЦПП, 2011. - 85 с.
- ГОСТ 8639-82. Трубы стальные квадратные. Сортамент. - Взамен ГОСТ 8639-68; введен 01.01.1983. - Переиздание с изменениями № 1, 2, 3, утвержденными в июне 1987 г., ноябре 1989 г., сентябре 1992 г. (ИУС 10-87, 2-90, 12-92). - М.: Стандартинформ, 2006. - 6 с.
- ГОСТ 8645-68. Трубы стальные прямоугольные. Сортамент. - Введен 01.01.1969; взамен ГОСТ 8645-57. - Переиздание с изменениями 1-4. - М.: Издательство стандартов, [2010]. - 10 с. - Изменение № 4 введено 01.06.2010.
- ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. - Взамен ГОСТ 10704-76; введен 01.01.1993. - Переиздание. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 7 с.
Supplementary files
