Stress-strain state of a triangular truss with uncut chords of a five-sided composite profile

Abstract

Introduction. The author considers designs of triangular trusses that can be used to design roofs of industrial and public buildings, various combined systems, and also as overpass structures of linear facilities. The design of a spatial truss as part of a patent pending development of a triangular truss cover with non-cutting closed-section chords is presented. The purpose of numerical studies is to estimate the stress-strain state (SSS) of a spanning triangular truss subjected to static nodal load and different arrangement of strut elements as well as to create a verification database for further numerical studies of non-faceted interface nodes.Materials and methods. The numerical research methodology takes into account the application of nodal static loads, modelling the placement of the enclosing structure of the pavement using purlins. The use of the unit load method is aimed at determining the response of the load-bearing system as part of a comparative evaluation and comparison with the data obtained from other research tasks.Results. In the course of numerical studies, data were obtained, characterising the deflected mode of the triangular truss model in terms of force distribution in the rods and vertical displacements of the nodes.Conclusions. Analysis of the obtained results shows that the accepted design model of a triangular truss adequately reflects its deflected mode. Practical application of the numerical research technique on the basis of application of unit nodal loads consists in the possibility of using calculation results in the form of a structured data set required in calculations by the limit states method. The results obtained can be used as a basis for verification of data obtained in further numerical studies of non-faceted node constructions within the framework of the lamellar mathematical model. The presented numerical studies are part of the complex of scientific research into the actual performance of spanning triangular trusses.

About the authors

Evgeniy A. Melyokhin

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: melean@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9606-7191

References

  1. Бирюлев В.В., Чернов И.Н. Стальные фермы с коробчатыми сечениями стержней, сваренных из уголков // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1974. № 4. С. 8–14.
  2. Клячин А.З. Металлические решетчатые пространственные конструкции регулярной структуры (разработка, исследование, опыт применения). Екатеринбург : Диамант, 1994. 276 с.
  3. Трущев А.Г. Пространственные металлические конструкции. М. : Стройиздат, 1983. 215 с.
  4. Мелёхин Е.А. Модульные трехгранные фермы плоских покрытий // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. Т. 23. № 2. С. 65–78. doi: 10.31675/1607-­1859-2021-23-2-65-78
  5. Патент RU № 2188287 С2 МПК Е04С 3/04. Покрытие из трехгранных ферм / М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин; заявл. № 2000117116/03 от 27.06.2000; опубл. 27.08.2002. Бюлл. № 24. 6 с.
  6. Патент RU № 36119 U1 МПК7 E04C 3/32. Тонкостенная несущая конструкция замкнутого пятигранного сечения (ее варианты) / М.М. Копытов, А.В. Матвеев, А.П. Малиновский, Е.А. Мелёхин; заявл. № 2003118832/20 от 24.06.2003; опубл. 27.02.2004. Бюлл. № 6. 6 с.
  7. Копытов М.М., Ерохин К.А., Матвеев А.В., Мелёхин Е.А. Бесфасоночные пространственно-стержневые покрытия с поясами пентагонального профиля сечения // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2003. № 11. С. 2–6.
  8. Патент RU № 19068 U1 МПК7 Е04С 3/04. Структурное покрытие / М.М. Копытов, К.А. Ерохин, А.В. Матвеев, Е.А. Мелёхин; заявл. № 2001100914/20 от 09.01.2001; опубл. 10.08.2001. Бюлл. № 22. 8 с.
  9. Патент RU № 2627794 С1 МПК Е04С 3/08. Покрытие из трехгранных ферм / Е.А. Мелёхин; заявл. № 2016124898 от 21.06.2016; опубл. 11.08.2017. Бюлл. № 23. 8 с.
  10. Патент № 2661945 С1 МПК Е04С 3/08. Покрытие из трехгранных ферм / Е.А. Мелёхин, С.В. Фирцева; опубл. 2017134238 от 02.10.2017; опубл. 23.07.2018. Бюлл. № 21.
  11. Мелёхин Е.А. Работа узлов бесфасоночного складчатого покрытия с поясами пятигранного составного профиля : автореф. дис. … канд. техн. наук. Томск : ТГАСУ, 2003. 23 c.
  12. Ерохин К.А., Мелёхин Е.А. К исследованию узлов бесфасоночной пространственной фермы с пятигранным сечением верхнего пояса // Научно-техническая конференция КрасГАСА. 2000. С. 25–27.
  13. Мелёхин Е.А. Пластинчатая расчетная модель узла бесфасоночной пространственной фермы // Архитектура и строительство : 2-я Междунар. науч.-техн. конф. 2002. C. 62–64.
  14. Мелёхин Е.А. Исследование влияния расцентровки и податливости на напряженно-деформированное состояние узлов сопряжения пространственно-стержневых конструкций покрытий с поясами пятигранного составного профиля из металлопроката // Металлические конструкции: взгляд в прошлое и будущее : VIII Украинская науч.-техн. конф. 2004. С. 592–595.
  15. Гордеев В.Н., Лантух-Лященко А.И., Пашинский В.А., Перельмутер А.В., Пичугин С.Ф. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения / под общ. ред. А.В. Перельмутера. М. : Изд-во АСВ, 2007. 482 с.
  16. Рикардс Р.Б. Метод конечных элементов в теории оболочек и пластин. Рига : Зинатне, 1988. 284 с.
  17. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. Киев : Сталь, 2002. 600 с.
  18. Поляков Л.П., Файнбурд В.М. Моделирование строительных конструкций. Киев : Будiвельник, 1975. 159 с.
  19. Мелёхин Е.А., Иванов П.С., Малыгин А.Б. Численные исследования модульных систем трехгранных ферм плоских покрытий зданий // Инженерный вестник Дона. 2022. № 6.
  20. Мелёхин Е.А., Гончаров Н.В., Малыгин А.Б. Трехгранные фермы с предварительным напряжением для плоских покрытий // Инженерный вестник Дона. 2022. № 6.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».