Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 33 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ прокаткой из рулонной оцинкованной стали тол- щиной до 3 мм [3, 4]. Однако применение этих конструкций сдерживается, в частности, из-за недостаточной экспериментально-теоретической базы данных о работе новых конструкций из гнутых профилей при статических и динамиче- ских нагрузках. В настоящей работе рассматривается расчет силовых несущих конструкций сооружения про- мышленного назначения (цех для металлообра- ботки, склад, крытая стоянка для автомобилей и т. п.). Вследствие больших габаритов и проле- тов сооружения решение поставленной задачи возможно с применением ферменных конструк- ций [5−7]. 1. Постановка задачи Сооружение промышленного назначения предназначено для эксплуатации в климатиче- ских условиях Западной Сибири. В связи с этим при расчете несущих конструкций учитывается снеговая и ветровая нагрузка, а также собствен- ный вес конструкций. Расчет напряженного и деформированного состояния несущих кон- струкций проводится методом конечных эле- ментов [8−10] в среде программного комплекса APMWinMachine (версия 7.0, лицензия № 18201 от 16.01.2001 г.). В соответствии с компоновочной схемой со- оружения (рис. 1) принимаем к расчету следую- щие исходные данные: 1) длина (два участка, расположенных под прямым углом друг к другу) – 76,2 и 87,7 м; 2) ширина (по участкам) – 26,4 и 25 м; 3) рабочая высота – 2,6 м; 4) расстояние между опорами по ширине – 16 м; 5) расстояние между опорами по длине за ис- ключением углового участка – 7 м; 6) в месте стыка двух взаимно перпендику- лярных участков (угол) расстояние между опо- рами назначается в соответствии с компоновоч- ной схемой фундамента сооружения. По условиям эксплуатации дополнительно принимаем следующие данные для расчетов: 1) конструкция предназначена для эксплуата- ции в условиях Западной Сибири; 2) принимаем снеговой район – IV; норма- тивное значение веса снегового покрова для Рис.1. Фундамент и схема расположения участков и опор IV снегового района составляет 2,4 кПа [12, табл. 4, 13]; 3) принимаем ветровой район – III; норма- тивное значение ветрового давления для III ветрового района составляет 0,38 кПа ([12, табл. 5, 13]; 4) давление настила крыши составляет 0,488 кПа. Таким образом, при исследовании напряжен- ного и деформированного состояния несущих элементов сооружения расчетная суммарная на- грузка (давление) составляет: q = 2,4 + 0,38 + 0, 488 = 3,268 кПа. При рассмотрении компоновки несущих конструкций принимаем, что основным элемен- том является стержневая система, состоящая из жестко соединенных между собой стержней (рис. 2). В связи с этим для моделирования при- меняется стержневой пространственный конеч- ный элемент с шестью степенями свободы. Узлы Рис. 2. Фрагмент соединения двух взаимно пер- пендикулярных участков (угол)