Михаил Иосифович Фарфель , канд. техн. наук, заведующий лабораторией нормирования, реконструкции и мониторинга уникальных зданий и сооружений
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428; Ярославское шоссе, д. 26, г. Москва, 129337
тел.: +7 (499) 170-10-87
Mikhail I. Farfel , Cand. Sci. (Engineering), Head of Laboratory, Laboratory for Reconstruction, Standardization, and Monitoring of Unique Buildings and Structures, Department of Metal Structures; Associate Professor, Department of Metal and Wooden Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428; Yaroslavskoye Shosse, 26, Moscow, 129337
Екатерина Дмитриевна Михайлик, инженер лаборатории нормирования, реконструкции и мониторинга уникальных зданий и сооружений
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428; Ярославское шоссе, д. 26, г. Москва, 129337
тел.: +7 (923) 128-24-28
Ekaterina D. Mikhailik, Engineer, Laboratory for Reconstruction, Standardization, and Monitoring of Unique Buildings and Structures; Master (Engineering), Department of Metal and Wooden Structures
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428; Yaroslavskoye Shosse, 26, Moscow, 129337
Введение. Строительная наука всегда стремится к экономии материала, в том числе и при проектировании каркасов из стали. В настоящее время в современных строительных нормах расчет каркаса промышленного здания, а именно его колонн, ведется без учета жесткости подкрановой балки, воспринимающей нагрузку от мостового крана. Влияние этого фактора может дать определенную экономию металла, т. к. жесткость подкрановых конструкций напрямую влияет на устойчивость колонн промышленных зданий, а следовательно, и на металлоемкость каркаса.
Цель. Получение экономии стали при учете влияния жесткости подкрановой балки на устойчивость каркаса промышленного здания.
Материалы и методы. Для решения поставленной цели используются классические методы строительной механики. Для нахождения критических сил и коэффициентов расчетной длины при различных жесткостях элементов колонны использовался запрограммированный циклический алгоритм программного комплекса Mathcad. Колонны промышленного здания обычно двухветвевые. Учитывая, что колонна двухветвевая, ее расчетная схема два раза статически неопределима по методу перемещений. Несущая способность колонны промышленного здания находится с помощью отыскания критической силы, которая определяется из уравнения, получаемого приравниванием к нулю определителя устойчивости, состоящего из коэффициентов системы линейных уравнений метода перемещений. Помимо этого, определяется коэффициент расчетной длины для верхней и нижней частей колонны. В статье произведено сравнение полученных результатов со схемой без учета подкрановой балки.
Результаты. Применение учета влияния жесткости подкрановой балки позволило уменьшить материалоемкость колонны на 30 %. С помощью запрограммированного циклического алгоритма в программном комплексе Mathcad были найдены критические силы и коэффициенты расчетной длины при различных жесткостях элементов колонны.
Выводы. Наиболее полный учет жесткости конструкций элементов, входящих в каркас промышленных зданий, позволяет сократить расход металла.
Introduction. Construction science always seeks to save materials, including in the design of steel frameworks. Currently, in modern construction standards, structural analysis of frameworks for industrial buildings, namely their columns, is carried out without considering the stiffness of the crane girder which receives the load from the overhead crane. However, this factor can give a certain economy of metal, since the stiffness of crane structures directly affects the stability of columns of industrial buildings, and therefore the metal consumption of the framework.
Aim. To achieve savings of steel due to taking into account the effect of crane girder stiffness on the stability of an industrial building framework.
Materials and methods. For these purposes, the authors of the paper used classical methods of structural mechanics. A programmed cyclic algorithm of the Mathcad software was used to find the critical forces and effective length coefficients at various stiffnesses of the column elements. Columns of an industrial building are usually two-member. Given that, its structural design is twice statically indeterminate by the deflection method. The bearing capacity of an industrial building column is found by deriving the critical force, which is determined from the equation obtained by setting equal to zero the stability determinant consisting of the coefficients of the linear equation system by the deflection method. In addition, the effective length coefficient for the upper and lower parts of the column is determined. The paper compares the results obtained with the scheme without taking into account the crane girder.
Results. Considering the effect of the crane girder stiffness enabled the material consumption of the column to be reduced by 30 %. Critical forces and effective length coefficients were found at various stiffnesses of the column elements, using a programmed cyclic algorithm of the Mathcad software.
Conclusion. Taking into account the stiffness in the structures of the elements in the industrial building frameworks reduces metal consumption.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.