Research of change stiffness function of cross section round arch of welded i-section
Keywords:
round arches, function changes stiffness, rational section, welded I -section, shuttle loads.Abstract
Abstract. Purpose. Search rational cross-sectional shape of arch structures of welded I-sections remains uncharted theme and has a number of tasks requiring clarifications and further research. These tasks have estimated: the effect of combinations of loads on the search for a rational function changes the stiffness of arch design of welded I -sections described the circle function. In addition, it is a search for a rational section, in terms of costs of steel, for each point of the arch, and the structural features encountered in the design of the arches of variable stiffness. The purpose of the article is define the types of loads that have a major impact on the distribution of forces in the round arches. In addition, it is obtain the distribution function of bending moments and longitudinal compressive force by various combinations of loads. At last, it is the establishment of the function changes the stiffness of the arch to the arc length. Methods. Methodology for solving the problems of numerical studies has conducted in the program complex "LiraCAD 2013 ACADEMIC Set», as well as analyzes of functions distribution efforts and changes in the stiffness of the cross section along the length of the arch. Results. The types of loads that have a major impact on the distribution of the maximum effort in the round arches. Shows the search procedure of stiffness changes obtained by the function of the arch length of action maximum design load combinations. Presents options for the possible design solutions arches of variable stiffness. Scientific novelty. Shows changes the stiffness of the arch, which allows the rational design using different variants of design solutions in the field reducing section. These examples the stiffness changes in the upper third of arches which are not only economic and technically feasible in terms of manufacture and mounting frame diameters, but such that the expression does not violate architectural and building construction in general. The practical significance. Presents design solutions arches of variable stiffness and point placing assemblies of the constituent elements of the arch. Developed the method of searching for optimal cost of steel constructions of round arches of variable stiffness of welded I-beams, which opens the way to further development of the theoretical approaches and the design of this type of structures.
References
Bilyk S.I. Optymaljni stalevi dvotavrovi balky zi zminnoju vysotoju stinky [Optimal steel I section beams with variable height walls]. Resursoekonomni materialy, konstrukciji, budivli ta sporudy: Zbirnyk naukovykh pracj – Rivne [Economical materials, structures, buildings and facilities: Collected Works - Rivne]. 2008. - no. 17, pp. 73-78. (in Ukranian).
Bilyk S.I. Optymaljni stalevi karkasy maloenerghojemnykh budivelj iz dvotavriv zminnogho pererizu : dys. kand. tekhn. nauk : 05.23.01 “Budivelni konstrukcii, budivli ta sporudy” [Optimal steel frames low power buildings with variable section beams, thesis for the degree of doctor of technical sciences specials. 05.23.01 "Building constructions, buildings and structures"]. 2008, 460 p. (in Ukranian).
Bilyk S., Shpynda V. Issledovanye naprjazhenno-deformyrovannogho sostojanyja balok s peremennoj vysotoj stenke konstrukcyj na prymere peshekhodnogho mosta [Research of stress-strain state of the beams with a variable height of wall structures on the example of a footbridge]. Sbornyk stattej 17-j konferencyy molodykh uchenykh «Nauka – budushhee Lytvy» [Collection state 17th Conference of Young Scientists "Science - Future of Lithuania"] - Vilnius, 2014 , no. 17 - pp. 153- 157. (in Russian).
Vatulya GL, Eagle EF, Levchuk SV, IM Andrushenko Vplyv parametriv proektuvannja na optymaljni konstrukciji trysharnirnykh arok [Effect parameters to design the optimal design of three-hinge arches] Zaliznychni sporudy ta kolijne ghospodarstvo: Zbirnyk naukovykh pracj [Railway construction and travel industry, Collected Works] - UkrDATZ 2013 - no. 141 - pp. 191-196. (in Ukranian).
Vahurkyn V.M. Forma dvutavrovoj balky v uslovyjakh nayboljshegho raskhoda metalla y v uslovyjakh naymenjshej stoymosty [I beam shape at the highest metal flow conditions and the least cost in terms] Vestnyk inzhenerov y tekhnykov [Journal of engineers and tekh] – Moscow, 1951 – no 5 - pp. 35-43. (in Russian).
Gordeev, V.N. Elementarnye zadachi optymyzacyi dvotavra [Elementary optimization problem of I-section] Zbirnyk naukovykh pracj Ukrajinsjkogho naukovo-doslidnogho ta proektnogho instytutu stalevykh konstrukcij imeni V.M. Shymanovsjkogho [Proceedings of the Ukrainian Research and Design Institute named after steel construction V. Szymanowski] - Kyiv, 2009. - no. 3 - pp. 27-49. (in Russian).
Hrudev, Y.D., Simon N. Dvornikova V.A. Forma osi, konstrukcyja i raschet ustojchyvosti arok [Form of axis, design and calculation of arches buckling] Promyshlennoe i ghrazhdanskoe stroiteljstvo [Industrial and civil construction] - Moscow, 2008 -no. 5. - pp. 22-24. (in Russian).
Mіnregіon Ukraine. Derzhavni budiveljni normy. Navantazhennja i vplyvy. Systema zabezpechennja nadijnosti ta bezpeky budiveljnykh ob’jektiv. Normy proektuvannja: DBN V.1.2–2:2006 [ State building codes. Loads and effects. System reliability and safety of construction projects. Design standards: DBN V.1.2-2: 2006: 2006]. Kyiv, 2006. – 75p. (in Ukranian).
Mіnregіon Ukraine. Derzhavni budiveljni normy. Stalevi konstrukciji. Normy proektuvannja: DBN V.2.6-198:2014 [State building codes. Steel structures. Design standards: DBN V.2.6-198: 2014] Kyiv, 2014, 199p. (in Ukranian).
Katyushin V.V. Zdanyja s karkasamy iz staljnykh ram peremennogho sechenyja [Building frameworks of steel frames of variable section] Moskov, 2005. - 651 p. (in Russian).
Mukhanov K.K. Metallycheskie konstrukcyi [ Metal construction]. Moskov, Gosstroiizdat, 1963, 406 p. (in Russian).
Permyakov V. A. Optimaljnoe proektirovanye staljnykh sterzhnevykh konstrukcyj [Optimal design of steel beam structures]. Kiev: publishing house "Steel", 2008, 538p. (in Russian).
Bogza V. Bogdanov S. Practical method of search of optimum form of arches of the facilitated construction. Motrol, 2008, no 10B, pp. 246-255. (in Russian).
Cheng J. Optimum design of steel truss arch bridges using a hybrid genetic algorithm. Journal of sound and vibration. no 66, 2010, pp. 1011 - 1017.
Hodkinson E. Theoretical and experimental researches to ascertain, the strength and best forms of iron beems. Memoris of the Literary and Philosophical Society of Manchester. Manchester, 1831, no.5, pp.407 - 544.
Young-Jae S., Kyunng-Mun K., Jong-Hak Y. Vibration analysis of a circular arch with variable cross-section using differential transformation and generalized differential quadrature. Journal of sound and vibration, no 309, 2008. pp. 9 - 19.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
