Згинальне вигинання та місцеве вигинання сталевих колон на випадок пожежі
Згинальне вигинання та місцеве вигинання сталевих колон у випадку пожежі Дієго Сомаїні Доповідь IBK № 344, 22 листопада
КЛЮЧОВІ СЛОВА: Структурний аналіз, балки-стовпи, згинальні вигини, локальні вигини, нелінійна поведінка матеріалу, методи проектування вогню, стабільність елементів Цей твір захищено авторським правом. Права, встановлені цим, зокрема права на переклад, передрук, презентацію, витяг малюнків і таблиць, радіомовлення, мікрофільмування або тиражування іншими способами та зберігання в системах обробки даних, зберігаються, навіть якщо вони використовуються лише частково. Відтворення цього твору або його частин дозволяється лише в окремих випадках у межах законодавчих положень закону про авторські права в чинній на даний час версії. Як правило, це винагорода. Порушення регулюються кримінальними положеннями законодавства про авторське право. Дієго Сомаїні: Гнутке вигинання та місцеве вигинання сталевих колон у випадку пожежі Звіт ІБК № 344, 22 листопада 22 Інститут структурного аналізу та проектування ETH Цюріх, Цюріх Надруковано на безкислотному папері Надруковано у Швейцарії
ГИБКІСТЬ ТА МІСЦЕВОЕ ЗБИВАННЯ СТАЛЬНИХ КОЛОН В ПОДІЇ ПОЖЕЖУ Дієго Сомаїні Інститут структурного аналізу та проектування Eidgenössische Technische Hochschule Цюрих Цюрих, 22 листопада
Зміст Вступ. Проблема. 2 Завдання. 3 огляд. 2.4 Розмежування. 3 2 Навантаження на розгинання штанги 5 2. Історичний огляд. 5 2.2 Біфуркаційне навантаження з лінійною еластичною поведінкою матеріалу. 6 2.3 Біфуркаційне навантаження з нелінійною поведінкою матеріалу. 7 2.3. Модуль вигинання за Енгессер-Карманом. 8 2.3.2 Несуче навантаження сталевих колон на випадок пожежі. 9 2.4 Короткий зміст та висновки. 3 Несуча поведінка пресованих колон з вигином 3 3. Історичний огляд. 3 3.2 Лінійна еластична поведінка матеріалу. 7 3.3 Нелінійна поведінка матеріалу. 2 3.3. Модель зниженої рівноваги. 2 3.3.2 Модель розширеної рівноваги. 3.3.3 Енергетичний метод для центрованих опор. 29 3.4 Обговорення та порівняння. 34 3.4. Вплив матеріальних та внутрішніх напружень. 34 3.4.2 Вплив геометричної недосконалості. 38 3.4.3 Показник деформації. 39 3.4.4 Повзучість. 46 3.4.5 Порівняння з тестами. 48 3.5 Короткий зміст та висновки. 49 4 Спрощені розрахункові моделі для вигину 5 4. Існуючі моделі розрахунків для центрального вигину. 5 4 . Лінійна пружна модель. 5 4.2 Єврокод та SIA 263 при кімнатній температурі. 52 4.3 Центральна деформація у разі пожежі згідно з Єврокодом. 55 до н
4.4 Центральне вигинання у разі пожежі згідно з SIA 263. 57 4.5 Вигинання при вигині у випадку пожежі за Тохом (модель Ранкіна). 57 4.6 Подальші моделі розрахунків для центричного вигину. 58 4.2 Нові моделі розрахунків на вигин у разі пожежі. 59 4.2. Спрощена модель стресу. 59 4.2.2 Спрощена модель рівноваги. 65 4.3 Короткий зміст та висновки. 75 5 Біфуркаційне навантаження пластини 77 5. Історичний огляд. 77 5.2 Чисельні моделі обчислення. 8 5.2. Модель з урахуванням пружного рельєфу. 8 5.2.2 Моделюйте без урахування пружного рельєфу. 83 5.3 Спрощені аналітичні методи розрахунку. 86 5.3. Розчин від Ілюшина. 86 5.3.2 Еластична ортотропна пластина. 89 5.3.3 Модель із жорсткістю пластини, що залежить від навантаження. 93 5.3.4 Спрощена модель. 98 5.4 Короткий зміст та висновки. 99 6 Несуча здатність поперечного перерізу 6. Історичний огляд. 6.2 Вантажопідйомність плит. 2 6.2. Метод ефективних широт. 2 6.3 Опір поперечного перерізу. 6 6.3. Прямокутні порожнисті перерізи. 6 6.3.2 Відкриті перерізи I або H. 2 6.4 Взаємодія між вигинами та вигинами. 6 6.5 Порівняння з тестами. 7 6.6 Короткий зміст та висновки. 9 7 Резюме та висновки 2 7. Резюме. 2 7.2 Висновки. 23 7.3 Перспектива. 24 vi
Додаток A Поведінка матеріалу конструкційної сталі 27 A. Тривимірний напружений стан. 27 А.2 Двовимірний напружений стан. 29 A.3 Одновимірний напружений стан. 3 Додаток B Моделі чисельного обчислення 33 B. Модель зменшеної рівноваги. 33 Б.2 Енергетичний метод. 35 Додаток C Залишкові напруження 39 C. Створення залишкових напружень. 39 C. Розслаблення через повзання. 43 C.2 Зміна залишкових напружень у разі пожежі. 44 Додаток D Модель рівноваги, приблизне рішення згідно з Єзеком 45 D. Зв’язок навантаження-деформація. 45 D.2 Лінії вигину напруги. 48 Додаток E Приклади розрахунків 49 E. Центрально завантажена колонка. 49 Е . Спрощена модель напруги. 49 E.2 Спрощена модель рівноваги. 5 E.2 Ексцентрично навантажена колонка. 53 E.2. Спрощена модель рівноваги. 54 Додаток F Алюмінієві опори 57 Додаток G Списки 6 G. Позначення. 6 G.2 Бібліографія. 63 vii
2 Біфуркаційне навантаження деформаційного бруса Порівняння осей (S235) Порівняння типів сталі (р-р) .8.8 Англ.-Ш. S235 Інж.-Ш. S46.6.6.4.4.2.2.5.5 2 2.5.5.5 2 2.5 Рис. 2-3: Ліворуч: Вплив напрямку вигину для навантаження на розгалуження за Енгессером-Карманом. Справа: Вплив типу сталі, а також порівняння моделей Енгессер-Кармана та Енгессер-Шенлі. як гранична стрункість згідно з рівнянням 2.6, вигин відбувається в діапазоні пружності. Критичне навантаження можна вказати наступним чином: N cr θ π 2 E θ I, = ------------- для λ K λ Klimit, L 2 (2.7a) Для колон з відповідною стрункістю менше, ніж межа стрункості залишається абсолютно прямим для опори без недосконалості, поки навантаження залишається нижче, ніж наступне критичне навантаження N cr θ π 2 T θ I, = ------------- для λ K