О нас
Услуги
Наши проекты
Достижения
Нормативные документы
Контакты
Гостевая книга
Достижения / Введение

Развитие и совершенствование металлических строительных конструкций неотделимо связано с решением важнейших технико-экономических задач научно-технического прогресса, основными из которых являются:

  • уменьшение массы расходуемого металла;
  • повышение производительности труда при изготовлении и монтаже конструкций;
  • повышение скорости возведения зданий и сооружений;
  • значительное снижение стоимости стальных конструкций.

Решение этих задач во многом зависит от правильного учета факторов научно-технического прогресса как в области теории формообразования основных несущих элементов зданий и сооружений, являющейся основным источником снижения металлоемкости и стоимости, так и в области технического прогресса в металлургической промышленности, сварочном производстве, в машиностроении и других смежных областях. В области совершенствования конструктивных форм основных несущих элементов зданий и сооружений значительное развитие получили методы выбора оптимальных форм

После землетрясения в г. Ташкент в 70-х годах прошлого столетия Госстрой СССР поручил научно-исследовательскому отделу Казахского отделения ЦНИИПроектстальконструкция г. Москва провести теоретические и экспериментальные исследования с целью выявления факторов, повышающих сейсмостойкость стальных рамных многоэтажных каркасов и разработать рекомендации по их проектированию в сейсмически активных районах.  Следует отметить, что сейсмические воздействия представляют собой наиболее опасный тип многократно повторяющейся динамической нагрузки на сооружения при этом во время землетрясений неизбежно происходят выбросы ускорений грунта в 2-3 раза превышающие средние значения ускорений, которые приняты за основу при определении нормативной сейсмической нагрузки. Анализ статистических данных реальных акселлерограмм показывает, что эти выбросы ускорений составляют примерно в 10% случаев. При этих ускорениях в элементах каркасов и их узловых соединениях возникают значительные усилия, которые представляют наибольшую опасность для сварных соединений ригелей с колоннами. Поэтому оценку надежности этих соединений следует выполнять не путем сравнения средних напряжений, возникающих в сварных швах, с их нормативными значениями, а путем вычисления количества ожидаемых циклов нагружения, которые они смогут выдержать во время возможных землетрясений.

Выполненные исследования показали, что сейсмостойкость таких каркасов в наибольшей степени зависит от способности ригелей двутаврового сечения  работать при возможных перегрузках в упруго-пластической стадии, в то же время  в колоннах развитие упруго-пластических деформаций недопустимо. Экспериментальные исследования выявили, что способность ригелей работать в упруго-пластической стадии в основном зависит от обеспечения устойчивости их стенок. В процессе экспериментальных работ выявлено, что ригели двутаврового сечениям могут длительное время воспринимать значительные перегрузки в условиях знакопеременного циклического нагружения и в случаях применения тонких стенок, если эти стенки будут не плоскими, а гофрированными. Выполненные экспериментальные исследования позволили найти оптимальные соотношения между высотой стенки двутаврового сечения и параметрами гофров  - длины волны и высоты волны, применение которых дало возможность повысить циклическую усталость при работе в упруго-пластической стадии до100 и более циклов.

По результатам выполненных исследований были разработаны рекомендации по проектированию стальных рамных многоэтажных каркасов в сейсмических районах, в том числе и с гофрированными стенками.

Более того, с учетом этих рекомендаций в 1981 году был перепроектирован стальной каркас многоэтажного административного здания в г. Алматы, который был запроектирован ранее в нашем же институте и не строился из-за отсутствия у заказчика разрешения на получение металла из госфонда. В этом проекте впервые в мире для ригелей стальных многоэтажных зданий применены гофрированные стенки. В результате корректировки проекта его масса снизилась с 939 тонн до 568 тонн. Модель каркаса демонстрировалась на ВДНХ СССР и отмечена серебряной медалью выставки.

В последующие годы в результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований область применения гофрированных стенок в балочных конструкциях значительно расширилась. Были разработаны проекты покрытий промышленных зданий пролетами 18,0м, 24,0м и 30,0м, в которых вместо традиционных стропильных ферм в качестве несущих конструкций применены двутавровые балки с тонкими (3,0 и 4,0 мм) стенками, высота которых не превышала 1400мм вместо высот 2400мм и 3150 мм, принятых для ферм в типовых проектах. Помимо экономии стали до 10-15%, за счет снижения высоты покрытия в 1,7 – 2,25 раза снижался расход стеновых панелей и главное на отопление помещения. Выполненные нами расчеты показывали, что только за счет снижения расходов на отопление бесполезного межферменного пространства затраты на возведения несущих конструкций   покрытия окупались за 3-4 года.

Помимо применения в качестве стропильных балок в покрытиях одноэтажных зданий двутавровые балки с тонкими гофрированными стенками нашли применение в качестве прогонов пролетом 12 м, в качестве несущих конструкций куполов, галерей, колонн одно- и многоэтажных зданий.

Особый интерес для транспортного строительства представляют результаты многоцикловых (до 2,0 млн. циклов) испытаний сварных двутавровых сечений с гофрированными стенками на усталость. В институте на специальной установке были проведены усталостные испытания подкрановых балок двутаврового сечения пролетом 6,0м с длиной испытываемого участка 1,0 – 1,5 м с давлением колеса натуральных размеров на балку до 25,0тс. Причем конструкция установки позволяла одновременно испытывать две балки.  После испытаний балок на усталость при нагружении подвижной  динамической 2,0 млн. циклов, были разработаны и применены в проектах конструкции стальных подкрановых балок пролетами 6,0м и 12,0 м для условий работы мостовых кранов с режимом работы до 5К (средний режим работы). Поскольку характер работы подкрановых балок в значительной мере аналогичен характеру работы балочных конструкций металлических мостов и путепроводов, то, по нашему мнению, настоящая информация  должна заинтересовать инженеров и научных работников, работающих не только в области промышленного строительства на железнодорожном транспорте, но и для мостовиков, работников службы путь и путевое хозяйство, так как применение двутавров с гофрированными стенками позволяет не только снизить металлоемкость, но и уменьшить трудоемкость их  изготовления  за счет исключения необходимости установки многочисленных парных ребер жесткости по длине балок. 

Область применения сварных двутавров с гофрированными стенками (БГС-Казахстан), безусловно, значительно расширилась в связи с введением с 01 июня 2007 года  на территории Казахстана «Сортамента сварных профилей обычного типа и с гофрированными стенками, соответствующие по прочностным характеристикам прокатным».

Трудозатраты на ее изготовление на 20 – 25 % ниже, чем на балки с плоской стенкой, подкрепленной парными ребрами жесткости



© 1960 – 2020. Институт ПСК
Контакты Адрес: 050057, г. Алматы, а \ я 11, ул. Джандосова, 2.
Телефон / факс 8(727) 39 222 57; 8(727) 39 222 63
E-mail: psk06alm@gmail.com