RU2645318C1 - Pentagonal formed hollow profile - Google Patents

Pentagonal formed hollow profile Download PDF

Info

Publication number
RU2645318C1
RU2645318C1 RU2017119876A RU2017119876A RU2645318C1 RU 2645318 C1 RU2645318 C1 RU 2645318C1 RU 2017119876 A RU2017119876 A RU 2017119876A RU 2017119876 A RU2017119876 A RU 2017119876A RU 2645318 C1 RU2645318 C1 RU 2645318C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
angle
pentagonal
gusset
height
Prior art date
Application number
RU2017119876A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Суренович Марутян
Original Assignee
Александр Суренович Марутян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Суренович Марутян filed Critical Александр Суренович Марутян
Priority to RU2017119876A priority Critical patent/RU2645318C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645318C1 publication Critical patent/RU2645318C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/06Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web
    • E04C3/07Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web at least partly of bent or otherwise deformed strip- or sheet-like material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: proposed technical solution relates to the field of construction and can be used as rod elements in the development of load-bearing structures of buildings and structures of various purposes. In the particular case, these can be the rod elements of the chords of run-through and non-run-through coatings. This technical result is achieved by the fact that in a formed hollow section of a pentagonal contour with one horizontal face (shelf), two vertical faces (walls) and two inclined faces, as well as with gussets from the crimps of blanks docked together along the entire length, the section has the pentagon shape with an angle of 90° between inclined faces, the height of which is twice the size of the gusset, or the pentagon shape with an angle of 120° between oblique faces, which height is 1.1415 times larger than the size of the gusset.
EFFECT: technical result of the proposed solution is equal stability (equistability) of the formed hollowed sections from the plane and in the plane of the construction, an increase in the bearing capacity, a reduction in the construction height.
1 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в качестве стержневых элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частном случае это могут быть стержневые элементы поясов ферм прогонных и беспрогонных покрытий.The proposed technical solution relates to the field of construction and can be used as bar elements in the development of load-bearing structures of buildings and structures for various purposes. In the particular case, these may be the core elements of the belts of trusses of run-and-drive-free coatings.

Известно техническое решение в виде каркасного Т-образного профиля с одним ребром, изготовленного из сплошной полосы. Профиль выполнен с нижней горизонтальной полкой, полым верхним усиливающим капсуловидным расширением и вертикальным ребром, проходящим вверх от полки к расширению. Для минимизации бокового эксцентриситета ребро выполнено в виде одинарного слоя полосы и сформировано с парой вертикально расположенных с интервалом смещений. Смещения занимают большую часть одинарного слоя ребра в номинальной средней плоскости профиля, которая делит пополам полку и расширение [Рахил М.М., Лихейн Дж.Дж.Мл., Лалонд П. Каркасный Т-образный профиль с одним ребром, изготовленный из одной полосы. - Патент №2481442, 10.05.2013, бюл. №13]. Такой профиль достаточно рационален для использования в качестве прогона подвесного потолка. Однако форма его очертания и несущая способность ограничивают возможность применения в фермах покрытий и других несущих конструкциях.A technical solution is known in the form of a frame T-shaped profile with one edge made of a continuous strip. The profile is made with a lower horizontal shelf, a hollow upper reinforcing capsule-shaped extension and a vertical rib extending upward from the shelf to the extension. To minimize lateral eccentricity, the rib is made in the form of a single layer of a strip and is formed with a pair of vertically spaced offsets. Displacements occupy most of the single rib layer in the nominal mid-plane of the profile, which divides the flange and expansion in half [Rakhil M.M., Likhein J.J.M.L., Lalond P. Frame T-profile with one rib made from one strip . - Patent No. 2481442, 05/10/2013, bull. No. 13]. Such a profile is rational enough to be used as a suspended ceiling run. However, its shape and bearing capacity limit the possibility of using coatings and other supporting structures in trusses.

Еще одним известным (принятым в качестве аналога) является техническое решение, представляющее собой гнутый замкнутый профиль, выполненный в поперечном сечении квадратной или прямоугольной формы со стыком примерно по середине одной из граней. Каждая часть грани, на которой расположен стык, имеет продолжение в виде Г- или I-образного ребра [Левин Е.В. Гнутый замкнутый профиль. - Патент №98155, 10.10.2010, бюл. №28]. Такой профиль эффектно конкурирует с двутавровыми балками. Однако в качестве стержневого элемента, одинаково устойчивого как из плоскости, так и в плоскости несущей конструкции, он требует определенной доработки.Another well-known (adopted as an analogue) is a technical solution, which is a bent closed profile made in a cross section of a square or rectangular shape with a joint approximately in the middle of one of the faces. Each part of the face on which the joint is located has a continuation in the form of a G- or I-shaped rib [Levin E.V. Bent closed profile. - Patent No. 98155, 10/10/2010, bull. No. 28]. Such a profile effectively competes with I-beams. However, as a rod element, equally stable both from the plane and in the plane of the supporting structure, it requires some refinement.

Наиболее близким к предлагаемому (принятым в качестве прототипа) является техническое решение стержневых элементов, многогранное сечение которых, включая пятиугольные, образуют перегибом по длине обеих кромок листовой заготовки (штрипса) в обратных направлениях с формированием фасонки по всей длине профиля и замыканием его сечения при помощи установки стяжных болтов. Из двух многогранных сечений пятиугольного очертания прототипом является тот, который состоит из одной горизонтальной грани (полки), двух вертикальных граней (стенок) и двух наклонных граней. Такие сечения рекомендуются в качестве поясов стропильных ферм с решетками из стальных оцинкованных профилей [Салахутдинов М.А., Кузнецов И.Л., Саянов С.Ф. Стальные фермы с поясами из труб многогранного сечения. - Известия КГАСУ, 2016, №4(38). - С. 236-242, рис. 2, в]. Использование сечений с фасонкой по всей длине рационально в беспрогонных покрытиях, когда устойчивость из плоскости фермы обеспечена за счет укладки и крепления профилированного настила непосредственно по верхним поясам. Здесь рассматриваемые сечения достаточно развиты в плоскости фермы, чтобы оказывать эффективное сопротивление совместному действию изгибающих моментов и сжимающих сил. Для прогонных покрытий более предпочтительны сечения, одинаково устойчивые как из плоскости, так и в плоскости фермы. Поэтому в подобных случаях многогранное сечение с фасонкой нуждается в дополнительной проработке.Closest to the proposed (adopted as a prototype) is the technical solution of the rod elements, the multifaceted cross section of which, including pentagonal, is formed by bending along the length of both edges of the sheet blank (strip) in the opposite directions with the formation of a chamfer along the entire length of the profile and closing its section with installation of coupling bolts. Of the two polyhedral cross-sections of a pentagonal shape, the prototype is one that consists of one horizontal face (shelf), two vertical faces (walls) and two inclined faces. Such sections are recommended as truss belts with gratings made of galvanized steel profiles [Salakhutdinov MA, Kuznetsov I.L., Sayanov S.F. Steel trusses with belts from pipes of multifaceted cross-section. - Proceedings of KSASU, 2016, No. 4 (38). - S. 236-242, Fig. 2, c]. The use of sections with a gusset along the entire length is rational in non-stop coatings, when stability from the truss plane is ensured by laying and fastening the profiled flooring directly along the upper belts. Here, the sections under consideration are sufficiently developed in the truss plane to provide effective resistance to the combined action of bending moments and compressive forces. For run coatings, sections that are equally stable both from the plane and in the truss plane are more preferable. Therefore, in such cases, a multifaceted section with a gusset needs additional elaboration.

Техническим результатом предлагаемого решения является одинаковая устойчивость (равноустойчивость) гнутозамкнутых профилей из плоскости и в плоскости конструкции, увеличение несущей способности, уменьшение строительной высоты.The technical result of the proposed solution is the same stability (equidistance) of bent closed profiles from the plane and in the plane of the structure, an increase in bearing capacity, a decrease in building height.

Указанный технический результат достигается тем, что в гнутых профилях замкнутых сечений пятиугольных очертаний с одной горизонтальной гранью (полкой), двумя вертикальными гранями (стенками) и двумя наклонными гранями, а также с фасонками из отогнутых кромок заготовок, состыкованных друг с другом по всей длине, профили имеют форму пятиугольника с углом 90° между наклонными гранями, высота которого в 2 раза больше размера фасонки, или пятиугольника с углом 120° между наклонными гранями, высота которого в 1,1415 раза больше размера фасонки.The specified technical result is achieved by the fact that in the bent profiles of closed sections of pentagonal outlines with one horizontal face (shelf), two vertical faces (walls) and two inclined faces, as well as with gussets from bent edges of the workpieces joined together along the entire length, the profiles have the shape of a pentagon with an angle of 90 ° between the inclined faces, the height of which is 2 times the size of the gusset, or a pentagon with an angle of 120 ° between the inclined faces, whose height is 1.1415 times the size of the gusset.

Предлагаемые гнутые замкнутые (гнутозамкнутые) профили обладают достаточно универсальным техническим решением, с реализацией которого для их изготовления можно использовать сварные, болтовые или заклепочные соединения. Если при этом высота пятиугольного сечения с углом 90° между наклонными гранями в два раза больше размера фасонки, то равноустойчивость таких профилей обеспечена, то есть они обладают одинаковой устойчивостью из плоскости и в плоскости несущей конструкции. Такая же равноустойчивость обеспечена, если высота пятиугольного сечения с углом 120° между наклонными гранями в 1,1415 раза больше размера фасонки. Равноустойчивость гнутозамкнутых профилей способствует эффективности их использования в поясах стропильных и подстропильных ферм прогонных покрытий. Применительно к поясам ферм беспрогонных покрытий рационально удлинить размеры фасонок двойной толщины гнутозамкнутых профилей в зависимости от величин совместно действующих изгибающих моментов и сжимающих сил, развивая их расчетное сечение в силовой плоскости несущей конструкции и сохраняя при этом неизменными трубчатые (замкнутые) части одиночной толщины.The proposed bent closed (bent closed) profiles have a fairly universal technical solution, with the implementation of which welded, bolted or riveted joints can be used for their manufacture. If at the same time the height of the pentagonal section with an angle of 90 ° between the inclined faces is twice the size of the gusset, then such profiles are equally stable, that is, they have the same stability from the plane and in the plane of the supporting structure. The same equilibrium is ensured if the height of the pentagonal section with an angle of 120 ° between the inclined faces is 1.1415 times the size of the gusset. The equidistance of bent closed profiles contributes to the effectiveness of their use in the belts of roof trusses and trusses of run-through coatings. With respect to truss belts of non-chromed coatings, it is rational to lengthen the sizes of double-thickness gussets of bent closed profiles depending on the values of jointly acting bending moments and compressive forces, developing their calculated cross section in the force plane of the supporting structure and keeping the tubular (closed) parts of single thickness unchanged.

Пятиугольное очертание поперечного сечения трубчатых частей одиночной толщины гнутозамкнутых профилей обеспечивает необходимую жесткость, а фасоночные (реберные) части двойной толщины гнутозамкнутых профилей увеличивают площадь смятия, что может способствовать определенному росту несущей способности соединений тонкостенных элементов, работающих в основном на сдвиг [Кузнецов И.Л., Фахрутдинов А.Ф., Рамазанов P.P. Результаты экспериментальных исследований работы соединений тонкостенных элементов на сдвиг. - Вестник МГСУ, 2016, №12. - С.34-43].The pentagonal shape of the cross section of the tubular parts of single thickness of bent closed profiles provides the necessary rigidity, and the shaped (rib) parts of double thickness of bent closed profiles increase the crushing area, which can contribute to a certain increase in the bearing capacity of the joints of thin-walled elements working mainly on shear [I. Kuznetsov , Fakhrutdinov A.F., Ramazanov PP The results of experimental studies of the work of compounds of thin-walled elements in shear. - Vestnik MGSU, 2016, No. 12. - S. 34-43].

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 приведено сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 90°, оптимизированное по критерию равноустойчивости; на фиг. 2 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 90° и фасонками, удлиненными на 1 размер фасонки; на фиг. 3 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 90° и фасонками, удлиненными на 2 размера фасонки; на фиг. 4 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 90° и фасонками, удлиненными на 3 размера фасонки; на фиг. 5 показано сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 120°, оптимизированное по критерию равноустойчивости; на фиг. 6 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 120° и фасонками, удлиненными на 1 размер фасонки; на фиг. 7 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 120° и фасонками, удлиненными на 2 размера фасонки; на фиг. 8 - сечение пятиугольных гнутозамкнутых профилей с углом 120° и фасонками, удлиненными на 3 размера фасонки; на фиг. 9 представлен фрагмент пятиугольного гнутозамкнутого профиля с углом 90° и оптимизированным сечением в аксонометрии; на фиг. 10 - фрагмент пятиугольного гнутозамкнутого профиля с углом 120° и оптимизированным сечением в аксонометрии.The proposed technical solution is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 °, optimized by the criterion of equidistance; in FIG. 2 - section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° and gussets elongated by 1 gusset size; in FIG. 3 is a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° and gussets elongated by 2 gusset sizes; in FIG. 4 is a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° and cuts elongated by 3 sizes of cut; in FIG. 5 shows a section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 °, optimized by the criterion of equidistance; in FIG. 6 is a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° and gussets elongated by 1 gusset size; in FIG. 7 is a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° and cuts elongated by 2 sizes of cut; in FIG. 8 is a cross section of pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° and cuts elongated by 3 sizes of cut; in FIG. 9 shows a fragment of a pentagonal bent closed profile with an angle of 90 ° and an optimized section in a perspective view; in FIG. 10 is a fragment of a pentagonal bent closed profile with an angle of 120 ° and an optimized section in axonometry.

Предлагаемые гнутозамкнутые профили по примеру аналога можно формировать за 5…10 проходов в зависимости от предела текучести и относительного удлинения материала.The proposed bent closed profiles according to the analogue example can be formed in 5 ... 10 passes, depending on the yield strength and elongation of the material.

Для вывода приведенных соотношений параметров пятиугольных гнутозамкнутых профилей с одинаковой устойчивостью из плоскости и в плоскости несущей конструкции, а также количественной оценки их несущей способности целесообразно рассчитать моменты инерции сечения IX и IY относительно главных центральных осей и при помощи метода поэтапных приближений приравнять их друг к другу. Расчетные выкладки при этом допустимо выполнять по срединной линии тонкостенного сечения без учета численных величин, содержащих значения толщины, возведенной во вторую и третью степень (t2, t3) [Марутян А.С. Оптимизация конструкций из трубчатых (гнутосварных) профилей квадратных (прямоугольных) и ромбических сечений. - Строительная механика и расчет сооружений, 2016, №1. - С. 30-38].To derive the given ratios of the parameters of pentagonal bent closed profiles with equal stability from the plane and in the plane of the supporting structure, as well as quantifying their bearing capacity, it is advisable to calculate the moments of inertia of the cross section I X and I Y relative to the main central axes and equate them to each other using the stepwise approximation method to a friend. In this case, it is permissible to carry out computational calculations along the midline of a thin-walled section without taking into account numerical values containing the values of the thickness raised to the second and third degree (t 2 , t 3 ) [Marutyan AS Optimization of structures from tubular (bent-welded) profiles of square (rectangular) and rhombic sections. - Structural mechanics and calculation of structures, 2016, No. 1. - S. 30-38].

Пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 90°, оптимизированные по критерию равноустойчивости, имеют следующие характеристики поперечного сечения:Pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 °, optimized according to the criterion of equidistance, have the following characteristics of the cross section:

- габаритный размер по высоте- overall height

H=3,0V;H = 3.0V;

- габаритный размер по ширине- overall width

U=3,4286V;U = 3.4286V;

- площадь сечения- cross-sectional area

A=10,8488tV;A = 10.8488tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=0,9792V;y s = 0.9792V;

- моменты инерции- moments of inertia

IX=9,80070678tV3;I X = 9,80070678tV 3 ;

IY=9,7878655tV3;I Y = 9.7878655tV 3 ;

IX/IY=9,80070678/9,7878655=1,0013119≈1I X / I Y = 9.80070678 / 9.7878655 = 1.0013119≈1

при относительной погрешностиwith relative error

100(9,80070678-9,7878655)/(9,80070678…9,7878655)=0,1310…0,1312%;100 (9.80070678-9.7878655) / (9.80070678 ... 9.7878655) = 0.1310 ... 0.1312%;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=9,80070678tV3/(0,9792V)=6,67424tV2;W X, max = 9.80070678tV 3 / (0.9792V) = 6.67424tV 2 ;

WX,min=9,80070678tV3/(3,0V-0,9792V)=3,28493tV2;W X, min = 9.80070678tV 3 / (3.0V-0.9792V) = 3.28493tV 2 ;

WY=9,7878655tV3/(3,4286V/2)=3,62132tV2;W Y = 9.7878655tV 3 / (3.4286V / 2) = 3.62132tV 2 ;

- радиусы инерции- radii of inertia

iX=V(9,80070678/10,8488)1/2=0,9504687V;i X = V (9.80070678 / 10.8488) 1/2 = 0.9504687V;

iY=V(9,7878655/10,8488)1/2=0,9498458V;i Y = V (9.7878655 / 10.8488) 1/2 = 0.9498458V;

iX/iY=0,9504687/0,9498458=1,0006557≈1i X / i Y = 0.9504687 / 0.9498458 = 1,0006557≈1

при относительной погрешностиwith relative error

100(0,9504687-0,9498458)/(0,9504687…0,9498458)=0,06553…0,06557%,100 (0.9504687-0.9498458) / (0.9504687 ... 0.9498458) = 0.06553 ... 0.06557%,

где V - размер фасонки (реберной части) сечения.where V is the size of the gusset (rib part) of the section.

Аналогичным образом, пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 120°, оптимизированные по критерию равноустойчивости, имеют следующие характеристики поперечного сечения:Similarly, pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 °, optimized by the criterion of equidistance, have the following cross-sectional characteristics:

- габаритный размер по высоте- overall height

H=2,1415V;H = 2.1415V;

- габаритный размер по ширине- overall width

U=2,2830V;U = 2.2830V;

- площадь сечения- cross-sectional area

A=7,8841294tV;A = 7.8841294tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yc=0,7174V;y c = 0.7174V;

- моменты инерции- moments of inertia

IX=3,4060621tV3;I X = 3.4060621tV 3 ;

IY=3,3938988tV3;I Y = 3.3938988tV 3 ;

IX/IY=3,4060621/3,3938988=1,0035838≈1I X / I Y = 3.4060621 / 3.3938988 = 1.0035838≈1

при относительной погрешностиwith relative error

100(3,4060621-3,3938988)/(3,4060621…3,3938988)=0,3571…0,3584%;100 (3.4060621-3.3938988) / (3.4060621 ... 3.3938988) = 0.3571 ... 0.3584%;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=3,4060621tV3/(0,7174V)=4,7475959tV2;W X, max = 3.4060621tV 3 / (0.7174V) = 4.7475959tV 2 ;

WX,min=3,4060621tV3/(2,1415V-0,1174V)=2,3917779tV2;W X, min = 3.4060621tV 3 / (2.1415V-0.1174V) = 2.3917779tV 2 ;

WY=3,3938988tV3/(2,2830V/2)=2,97319218tV2;W Y = 3.3938988tV 3 / (2.2830V / 2) = 2.97319218tV 2 ;

- радиусы инерции- radii of inertia

iX=V(3,4060621/7,8841294)1/2=0,6572784V;i X = V (3.4060621 / 7.8841294) 1/2 = 0.6572784V;

iY=V(3,3938988/7,8841294)1/2=0,6561038V;i Y = V (3.3938988 / 7.8841294) 1/2 = 0.6561038V;

iX/iY=0,6572784/0,6561038=1,0017902≈1i X / i Y = 0.6572784 / 0.6561038 = 1.0017902≈1

при относительной погрешностиwith relative error

100(0,6572784-0,656103 8)/(0,6572784…0,6561038)=0,1787…0,1790%,100 (0.6572784-0.656103 8) / (0.6572784 ... 0.6561038) = 0.1787 ... 0.1790%,

где V - размер фасонки (реберной части) сечения.where V is the size of the gusset (rib part) of the section.

При совместном действии изгибающих моментов и сжимающих сил, которые имеют место в поясах ферм беспрогонных покрытий, гнутозамкнутые профили рационально развивать в силовых плоскостях несущих конструкций. Для этого целесообразно принять полученные соотношения параметров равноустойчивых сечений в качестве базовых с тем, чтобы применительно к каждому расчетному случаю развивать высоту сечения последовательно на один шаговый размер фасонки (реберной части) сечения.With the combined action of bending moments and compressive forces that take place in the belts of trusses of drive-free coatings, it is rational to develop bent-closed profiles in the force planes of load-bearing structures. For this, it is advisable to take the obtained ratios of the parameters of equidistant cross sections as the base so that for each design case, to develop the height of the section in series by one step size of the profile (rib part) of the section.

Тогда, если развить высоту на 1 размер фасонки и повторить все расчетные выкладки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 90° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:Then, if you increase the height by 1 dimension of the gusset and repeat all the calculations, then pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° will have the following cross-sectional characteristics:

- габаритный размер по высоте Н=4V;- overall height dimension H = 4V;

- габаритный размер по ширине U=3,4286V;- overall dimension in width U = 3.4286V;

- площадь сечения А=12,8488tV;- cross-sectional area A = 12.8488tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=1,3716V;y s = 1.3716V;

- моменты инерции IX=20,69807tV3, IY=9,7878655tV3;- moments of inertia I X = 20.69807tV 3 , I Y = 9.7878655tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=15,090457tV2, WX,min=7,8747797tV2, WY=5,7095406tV2;W X, max = 15.090457tV 2 , W X, min = 7.8747797tV 2 , W Y = 5.7095406tV 2 ;

- радиусы инерции iX=1,2692104V, iY=0,8727959V.- radii of inertia i X = 1.2692104V, i Y = 0.8727959V.

Если развить высоту на 2 размера фасонки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 90° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:If you develop the height by 2 sizes of the gusset, then pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° will have the following characteristics of the cross section:

- габаритный размер по высоте Н=5V;- overall dimension in height H = 5V;

- габаритный размер по ширине U=3,4286V;- overall dimension in width U = 3.4286V;

- площадь сечения A=14,8488tV;- cross-sectional area A = 14.8488tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yc=1,7929V;y c = 1.7929V;

- моменты инерции IX=37,802386tV3, IY=9,7878655tV3;- moments of inertia I X = 37.802386tV 3 , I Y = 9.7878655tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=21,084492tV2, WX,min=11,787093tV2, WY=5,7095406tV2;W X, max = 21.084492tV 2 , W X, min = 11.787093tV 2 , W Y = 5.7095406tV 2 ;

- радиусы инерции iX=1,5955628V, iY=0,811892V.- radii of inertia i X = 1,5955628V, i Y = 0,811892V.

Если развить высоту на 3 размера фасонки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 90° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:If you develop the height by 3 sizes of the gusset, then pentagonal bent closed profiles with an angle of 90 ° will have the following characteristics of the cross section:

- габаритный размер по высоте H=6V;- overall height dimension H = 6V;

- габаритный размер по ширине U=3,4286V;- overall dimension in width U = 3.4286V;

- площадь сечения A=16,8488tV;- cross-sectional area A = 16.8488tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=2,233V;y c = 2.233V;

- моменты инерции IX=62,191082tV3, IY=9,7878655tV3;- moments of inertia I X = 62.191082tV 3 , I Y = 9.7878655tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=27,850909tV2, WX,min=16,509445tV2, WY=5,7095406tV2;W X, max = 27.850909tV 2 , W X, min = 16.509445tV 2 , W Y = 5.7095406tV 2 ;

- радиусы инерции iX=1,9212309V, iY=0,7621833V.- radii of inertia i X = 1.9212309V, i Y = 0.7621833V.

Аналогичным образом, если развить высоту на 1 размер фасонки и повторить все расчетные выкладки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 120° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:Similarly, if you increase the height by 1 dimension of the gusset and repeat all the calculations, then pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° will have the following cross-sectional characteristics:

- габаритный размер по высоте H=3,1415V;- overall height dimension H = 3.1415V;

- габаритный размер по ширине U=2,2830V;- overall dimension in width U = 2.2830V;

- площадь сечения A=9,8841294tV;- cross-sectional area A = 9.8841294tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=1,1068V;y c = 1.1068V;

- моменты инерции IX=9,4786495tV3, IY=3,393898tV3;- moments of inertia I X = 9.4786495tV 3 , I Y = 3.393898tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=8,5643673tV2, WX,min=4,6583949tV2, WY=2,9731921tV2;W X, max = 8.5643673tV 2 , W X, min = 4.6583949tV 2 , W Y = 2.9731921tV 2 ;

- радиусы инерции iX=0,9792735V, iY=0,5859765V.- radii of inertia i X = 0.9792735V, i Y = 0.5859765V.

Если развить высоту на 2 размера фасонки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 120° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:If you increase the height by 2 sizes of the gusset, then pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° will have the following cross-sectional characteristics:

- габаритный размер по высоте H=4,1415V;- overall height dimension H = 4.1415V;

- габаритный размер по ширине U=2,2830V;- overall dimension in width U = 2.2830V;

- площадь сечения А=11,8841294tV;- cross-sectional area A = 11.8841294tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=1,5333V;y s = 1.5333V;

- моменты инерции IX=20,33266tV3, IY=3,393898tV3;- moments of inertia I X = 20.33266tV 3 , I Y = 3.393898tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=13,260452tV2, WX,min=7,7957595tV2, WY=2,9731921tV2;W X, max = 13.260452tV 2 , W X, min = 7.7957595tV 2 , W Y = 2.9731921tV 2 ;

- радиусы инерции iX=1,308017V, iY=0,5343991V.- radii of inertia i X = 1.308017V, i Y = 0.5343991V.

Если развить высоту на 3 размера фасонки, то пятиугольные гнутозамкнутые профили с углом 120° будут иметь следующие характеристики поперечного сечения:If you develop the height by 3 sizes of the gusset, then the pentagonal bent closed profiles with an angle of 120 ° will have the following characteristics of the cross section:

- габаритный размер по высоте H=5,1415V;- overall height dimension H = 5.1415V;

- габаритный размер по ширине U=2,2830V;- overall dimension in width U = 2.2830V;

- площадь сечения A=13,8841294tV;- cross-sectional area A = 13.8841294tV;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=1,9775V;y s = 1.9775V;

- моменты инерции IX=37,037699tV3, IY=3,393898tV3;- moments of inertia I X = 37.037699tV 3 , I Y = 3.393898tV 3 ;

- моменты сопротивления- moments of resistance

WX,max=18,729941tV2, WX,min=11,705822tV2, WY=2,9731921tV2;W X, max = 18.729941tV 2 , W X, min = 11.705822tV 2 , W Y = 2.9731921tV 2 ;

- радиусы инерции iX=1,6332876V, iY=0,4944131V.- radii of inertia i X = 1.6332876V, i Y = 0.4944131V.

Для сравнения пятиугольных гнутозамкнутых профилей (новое техническое решение) с прототипом в качестве базового объекта принята панель верхнего пояса фермы из стали класса С255, с расчетной длиной в плоскости 3 м, внутренними усилиями N=412 кН и М=16,7 кН⋅м. Поясной профиль (прототип) имеет площадь сечения 24,6 см2 и включает трубчатую часть пятиугольного очертания, состоящую из одной горизонтальной грани (полки) размером 56 мм, двух вертикальных граней (стенок) размером 54 мм и двух наклонных граней размером 54 мм, а также фасонку (реберную часть) размером 260 мм [Салахутдинов М.А., Кузнецов И.Л., Саянов С.Ф. Стальные фермы с поясами из труб многогранного сечения. - Известия КГАСУ, 2016, №4(38). - С. 237, 238].To compare pentagonal bent closed profiles (new technical solution) with the prototype, the panel of the upper truss belt made of steel of class C255, with a calculated length of 3 m in the plane, internal forces N = 412 kN and M = 16.7 kN⋅m, was adopted as the basic object. The waist profile (prototype) has a cross-sectional area of 24.6 cm 2 and includes the tubular part of the pentagonal shape, consisting of one horizontal face (shelf) of 56 mm in size, two vertical faces (walls) of 54 mm in size and two inclined faces of 54 mm in size also a gusset (rib part) measuring 260 mm [Salakhutdinov MA, Kuznetsov I.L., Sayanov S.F. Steel trusses with belts from pipes of multifaceted cross-section. - Proceedings of KSASU, 2016, No. 4 (38). - S. 237, 238].

Прототип представлен гнутым замкнутым профилем со следующими характеристиками поперечного сечения:The prototype is represented by a bent closed profile with the following cross-sectional characteristics:

- габаритный размер по высоте H=260+46,2+54=360,2 мм,- overall height dimension H = 260 + 46.2 + 54 = 360.2 mm,

где (542-(56/2)2)1/2=46,174≈46,2 мм - проекция наклонных граней на вертикаль;where (54 2 - (56/2) 2 ) 1/2 = 46.174≈46.2 mm is the projection of the inclined faces onto the vertical;

- габаритный размер по ширине U=56 мм;- overall width U = 56 mm;

- периметр сечения по срединной линии Р=56+2(54+54+260)=792 мм:- the perimeter of the section along the median line P = 56 + 2 (54 + 54 + 260) = 792 mm:

- площадь сечения А=24,6 см2;- sectional area A = 24.6 cm 2 ;

- приведенная толщина сечения t=A/Р=24,6/79,2=0,310606 см≈3,106 мм;- reduced section thickness t = A / P = 24.6 / 79.2 = 0.310606 cm≈3.106 mm;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=H-yн=360,2-19,49=16,53 см,y c = Hy n = 360.2-19.49 = 16.53 cm,

где yн - расстояние от центра тяжести сечения до нижней кромки,where y n - the distance from the center of gravity of the section to the lower edge,

yн=0,106(5,6×36,02+2(5,4×33,32+5,4×28,31+26×13))/24,6=19,485932≈19,49 см,y n = 0.106 (5.6 × 36.02 + 2 (5.4 × 33.32 + 5.4 × 28.31 + 26 × 13)) / 24.6 = 19.485932≈19.49 cm,

360,2-54/2=333,2 мм - расстояние от центра тяжести сечения стенки (вертикальной грани) до нижней кромки,360.2-54 / 2 = 333.2 mm - the distance from the center of gravity of the wall section (vertical face) to the lower edge,

360,2-54-46,2/2=283,1 мм - расстояние от центра тяжести сечения наклонной грани до нижней кромки,360.2-54-46.2 / 2 = 283.1 mm - the distance from the center of gravity of the cross section of the inclined face to the lower edge,

260/2=130 мм - расстояние от центра тяжести сечения фасонки (ребра) до нижней кромки,260/2 = 130 mm - the distance from the center of gravity of the section of the gusset (rib) to the lower edge,

- моменты инерции- moments of inertia

IX=0,31063×5,6/12+0,3106×5,6×16,532+2×0,3106×5,43/12+2×0,3106×5,4(33,32-19,49)2+2×0,3106×5,43×0,731976/12+2×0,31063×5,4×0,268863/12+2×0,3106×5,4(28,31-19,49)2+2×0,3106×263/12+0,3106×26(19,49-13)2=2982,1048 см4,I X = 0,3106 3 × 5,6 / 12 + 0,3106 × 5,6 × 16,53 2 + 2 × 0,3106 × 5,4 3/12 + 2 × 0,3106 × 5,4 ( 33.32-19.49) 2 + 2 × 0.3106 × 5.4 3 × 0.731976 / 12 + 2 × 0.3106 3 × 5.4 × 0.268863 / 12 + 2 × 0.3106 × 5.4 (28,31-19,49) 2 + 2 × 0,3106 × 26 3/12 + 0,3106 × 26 (19,49-13) 2 = 2982.1048 cm 4

IY=0,3106×5,63/12+2×0,31063×5,4/12+2×0,3106×5,4(5,6/2)2+2×0,31063×5,4×0,731976/12+2×0,3106×5,43×0,268863/12+2×0,3106×5,4(5,6/4)2+2×0,31063×26/12+2×0,3106×26(0,3106/2)2=40,913022 см4,I Y = 0,3106 × 5,6 3/12 + 2 × 0,3106 3 × 5,4 / 12 + 2 × 0,3106 × 5,4 (5,6 / 2) 2 + 2 × 0,3106 3 × 5.4 × 0.731976 / 12 + 2 × 0.3106 × 5.4 3 × 0.268863 / 12 + 2 × 0.3106 × 5.4 (5.6 / 4) 2 + 2 × 0 , 3106 3 × 26/12 + 2 × 0.3106 × 26 (0.3106 / 2) 2 = 40.913022 cm 4 ,

где cos2α=(46,2/54)2=0,731976, sin2α=((56/2)/54)2=0,268862, α - угол между наклонной гранью и вертикалью (cos2α+sin2α=1,000838≈1);where cos 2 α = (46.2 / 54) 2 = 0.731976, sin 2 α = ((56/2) / 54) 2 = 0.268862, α is the angle between the inclined face and the vertical (cos 2 α + sin 2 α = 1,000838≈1);

- момент сопротивления WX=2982,1048/16,53=180,40561 см3;- resistance moment W X = 2982.1048 / 16.53 = 180.40561 cm 3 ;

- радиус инерции iX=(2982,1048/24,6)1/2=11,010166 см.- radius of inertia i X = (2982.1048 / 24.6) 1/2 = 11.010166 cm.

Тогда расчетное напряжение от совместного действия внутренних усилий в сечении панели из профиля по прототипу составит:Then the calculated voltage from the combined action of internal forces in the section of the panel from the profile of the prototype will be:

σ=N/(ϕA)+M/WX=41200/(0,9345×24,6)+167000/180,40561=1792,2+925,7=2717,9 кгс/см2=0,971Rу,σ = N / (φA) + M / W X = 41200 / (0,9345 × 24,6) + 167000 / 180.40561 = 1792.2 + 925.7 = 2717.9 kgf / cm 2 y = 0,971R ,

где расчетная гибкость панели λ=l/iX=300/11,010166=27,25; условная (приведенная) гибкость панели λ*=λ(Rу/E)1/2=27,25(2800/2100000)1/2=0,995<2,5; расчетное сопротивление стали класса С285 Rу=2800 кгс/см2; модуль упругости стали E=2100000 кгс/см2; коэффициент продольного изгиба ϕ=1-0,066(λ*)3/2=1-0,066(0,995)3/2=0,9345.where the design flexibility of the panel is λ = l / i X = 300 / 11.010166 = 27.25; conditional (reduced) panel flexibility λ * = λ (R y / E) 1/2 = 27.25 (2800/2100000) 1/2 = 0.995 <2.5; design resistance of steel of class C285 R y = 2800 kgf / cm 2 ; modulus of elasticity of steel E = 2100000 kgf / cm 2 ; coefficient of longitudinal bending ϕ = 1-0.066 (λ *) 3/2 = 1-0.066 (0.995) 3/2 = 0.9345.

Новое техническое решение представлено пятиугольным гнутозамкнутым профилем с углом 90°, развитым по высоте на 3 шаговых размера фасонки, со следующими параметрами:The new technical solution is represented by a pentagonal bent closed profile with an angle of 90 °, developed in height by 3 step sizes of the gusset, with the following parameters:

- площадь сечения А=16,8488tV=24,6 см2;- sectional area A = 16.8488tV = 24.6 cm 2 ;

- расчетный шаговый размер фасонки- calculated step size

V=A/(16,8488t)=24,6/(16,8488×0,3106)=4,7007231≈4,701 см;V = A / (16.8488t) = 24.6 / (16.8488 × 0.3106) = 4.7007231≈4.701 cm;

- габаритный размер по высоте Н=6V=6×4,701=28,206 см;- overall height dimension H = 6V = 6 × 4.701 = 28.206 cm;

- габаритный размер по ширине U=3,4286V=3,4286×4,701=16,12 см;- overall width dimension U = 3.4286V = 3.4286 × 4.701 = 16.12 cm;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yc=2,233V=2,233×4,701=10,497 см;y c = 2.233V = 2.233 × 4.701 = 10.497 cm;

- моменты инерции- moments of inertia

IX=62,191082tV3=62,191082×0,3106×4,7013=2006,7824 см4;I X = 62.191082tV 3 = 62.191082 × 0.3106 × 4.701 3 = 2006.7824 cm 4 ;

IY=9,7878655tV3=9,7878655×0,3106×4,7013=315,83494 см4;I Y = 9.7878655tV 3 = 9.7878655 × 0.3106 × 4.701 3 = 315.83494 cm 4 ;

- момент сопротивления- moment of resistance

WX=27,850909tV2=27,850909×0,3106×4,7012=191,17069 см3;W X = 27.850909tV 2 = 27.850909 × 0.3106 × 4.701 2 = 191.17069 cm 3 ;

- радиус инерции iX=1,9212309V=1,9212309×4,701=9,0317064 см.- radius of inertia i X = 1.9212309V = 1.9212309 × 4.701 = 9.0317064 cm.

Тогда расчетное напряжение от совместного действия внутренних усилий в сечении панели из равноустойчивого профиля по новому техническому решению составит:Then, the calculated voltage from the combined action of internal forces in the section of the panel from an equally stable profile according to the new technical solution will be:

σ=N/(ϕA)+М/WX=41200/(0,9118×24,6)+167000/191,17069=1836,8+873,6=2710,4 кгс/см2=0,968Rу,σ = N / (φA) + M / W X = 41200 / (0,9118 × 24,6) + 167000 / 191.17069 = 1836.8 + 873.6 = 2710.4 kgf / cm 2 y = 0,968R ,

где расчетная гибкость панели λ=300/9,0317064=33,22; условная гибкость панели λ*=32,22(2800/2100000)1/2=1,213<2,5; коэффициент продольного изгиба ϕ=1-0,066(1,179)3/2=0,9118.where the design flexibility of the panel is λ = 300 / 9.0317064 = 33.22; conditional flexibility of the panel λ * = 32.22 (2800/2100000) 1/2 = 1.213 <2.5; coefficient of longitudinal bending ϕ = 1-0.066 (1.179) 3/2 = 0.9118.

Как видно, расчетное напряжение в новом техническом решении на 100(2717,9-2710,4)/(2717,9…2710,4)=0,2759…0,2767% меньше чем в прототипе, а высота сечения прототипа в 36,02/28,206=1,277 раза больше чем у нового решения.As you can see, the calculated voltage in the new technical solution is 100 (2717.9-2710.4) / (2717.9 ... 2710.4) = 0.2759 ... 0.2767% less than in the prototype, and the prototype cross section is 36 , 02 / 28,206 = 1,277 times more than the new solution.

Характеристики поперечного сечения в новом решении вычислены при помощи формул, полученных методом поэтапных приближений, поэтому практический интерес представляет их повторный (тестовый) расчет по срединной линии тонкостенного сечения, включая учет численных величин, содержащих значения толщины, возведенной во вторую и третью степень (t2, t3):The cross-sectional characteristics in the new solution were calculated using formulas obtained by the method of stepwise approximations, therefore, their repeated (test) calculation along the midline of the thin-walled section is of practical interest, including taking into account numerical values containing the thickness values raised to the second and third degree (t 2 , t 3 ):

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=H-yн=28,206-17,712=10,494 смy c = Hy n = 28.206-17.712 = 10.494 cm

при относительной погрешностиwith relative error

100(10,497-10,494)/(10,497…10,494)=0,02857…0,02858%,100 (10.497-10.494) / (10.497 ... 10.494) = 0.02857 ... 0.02858%,

где yн - расстояние от центра тяжести сечения до нижней кромки,where y n - the distance from the center of gravity of the section to the lower edge,

yн=0,3106(16,12×28,206+2(1,343×27,5345+11,3986×22,8335+18,804×9,402))/24,6=17,711522≈17,712 см,y n = 0.3106 (16.12 × 28.206 + 2 (1.343 × 27.5345 + 11.3986 × 22.8335 + 18.804 × 9.402)) / 24.6 = 17.711522≈17.712 cm,

282,06-13,43/2=275,345 мм - расстояние от центра тяжести сечения стенки (вертикальной грани) до нижней кромки,282.06-13.43 / 2 = 275.345 mm - the distance from the center of gravity of the wall section (vertical face) to the lower edge,

188,04+(94,02-13,43)/2=228,335 мм - расстояние от центра тяжести сечения наклонной грани до нижней кромки,188.04+ (94.02-13.43) / 2 = 228.335 mm - the distance from the center of gravity of the section of the inclined face to the lower edge,

188,04/2=94,02 мм - расстояние от центра тяжести сечения фасонки (ребра) до нижней кромки,188.04 / 2 = 94.02 mm - the distance from the center of gravity of the section of the gusset (rib) to the lower edge,

- моменты инерции- moments of inertia

IX=0,31063×16,12/12+0,3106×16,12×10,4942+2×0,3106×1,3433/12+2×0,3106×1,343(27,5345-17,712)2+2×0,3106×11,39863×0,5/12+2×0,31063×11,3986×0,5/12+2×0,3106×11,3986(22,834-17,712)2+2×0,3106×18,8043/12+0,3106×18,804(17,712-94,02)2=2006,9992 см4,I X = 0,3106 3 × 16,12 / 12 + 0,3106 × 16,12 × 10,494 + 2 2 × 0,3106 × 1,343 3/12 + 2 × 0,3106 × 1,343 (27,5345-17,712) 2 + 2 × 0.3106 × 11.3986 3 × 0.5 / 12 + 2 × 0.3106 3 × 11.3986 × 0.5 / 12 + 2 × 0.3106 × 11.3986 (22.834-17.712) 2 + 2 × 0,3106 × 18,804 3/12 + 0,3106 × 18,804 (17,712-94,02) 2 = 2006.9992 cm 4

при относительной погрешностиwith relative error

100(2006,9992-2006,7824)/(2006,9992…2006,7824)=0,0108%,100 (2006.9992-2006.7824) / (2006.9992 ... 2006.7824) = 0.0108%,

IY=0,3106×16,123/12+2×0,31063×1,343/12+2×0,3106×1,343(16,12/2)2+2×0,31063×11,3986×0,5/12+2×0,3106×11,39863×0,5/12+2×0,3106×11,3986(16,12/4)2+2×0,31063×18,804/12+2×0,3106×18,804(0,3106/2)2=316,36144 см4,I Y = 0,3106 × 16,12 3/12 + 0.3106 2 × 3 × 1,343 / 2 × 12 + 0.3106 × 1,343 (16,12 / 2) 2 × 2 + 0.3106 × 11 3, 3986 × 0.5 / 12 + 2 × 0.3106 × 11.3986 3 × 0.5 / 12 + 2 × 0.3106 × 11.3986 (16.12 / 4) 2 + 2 × 0.3106 3 × 18,804 / 12 + 2 × 0,3106 × 18,804 (0,3106 / 2) 2 = 316,36144 cm 4 ,

при относительной погрешностиwith relative error

100(316,36144-315,83494)/(316,36144…315,83494)=0,1664…1,1667%,100 (316.36144-315.83494) / (316.36144 ... 315.83494) = 0.1664 ... 1.1667%,

где cos2α=sin2α=0,5, α=45° - угол между наклонной гранью и вертикалью.where cos 2 α = sin 2 α = 0.5, α = 45 ° is the angle between the inclined face and the vertical.

Полученные результаты подтверждают рациональность и перспективность нового технического решения, а также корректность его расчетных параметров. Целесообразно продолжить сравнение с прототипом нового технического решения, представив его пятиугольным гнутозамкнутым профилем с углом 120°, развитым по высоте на 3 шаговых размера фасонки, со следующими параметрами:The results obtained confirm the rationality and prospects of the new technical solution, as well as the correctness of its design parameters. It is advisable to continue the comparison with the prototype of the new technical solution, presenting it as a pentagonal bent closed profile with an angle of 120 °, developed in height by 3 step sizes of the shape, with the following parameters:

- площадь сечения A=13,8841294tV=24,6 см2;- sectional area A = 13.8841294tV = 24.6 cm 2 ;

- расчетный шаговый размер фасонки- calculated step size

V=A/(13,8841294t)=24,6/(13,8841294×0,3106)=5,7044661≈5,7045 см;V = A / (13.8841294t) = 24.6 / (13.8841294 × 0.3106) = 5.7044661≈5.7045 cm;

- габаритный размер по высоте H=5,1415V=5,1415×5,7045=29,33 см;- overall height dimension H = 5.1415V = 5.1415 × 5.7045 = 29.33 cm;

- габаритный размер по ширине U=2,283V=2,283×5,7045=13,023 см;- overall width dimension U = 2.283V = 2.283 × 5.7045 = 13.023 cm;

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=1,977454V=1,97745×5,7045=11,28 см;y c = 1.977454V = 1.97745 × 5.7045 = 11.28 cm;

- моменты инерции- moments of inertia

IX=37,037699tV3=37,037699×0,3106×5,70453=2135,493 см4;I X = 37.037699tV 3 = 37.037699 × 0.3106 × 5.7045 3 = 2135.493 cm 4 ;

IY=3,3938988tV3=3,3938988×0,3106×5,70453=195,68298 см4;I Y = 3.3938988tV 3 = 3.3938988 × 0.3106 × 5.7045 3 = 195.68298 cm 4 ;

- момент сопротивления- moment of resistance

WX=18,729941tV2=18,729941×0,3106×5,70452=189,30975 см3;W X = 18.729941tV 2 = 18.729941 × 0.3106 × 5.7045 2 = 189.30975 cm 3 ;

- радиус инерции iX=1,6332876V=1,6332876×5,7045=9,1370891 см.- radius of inertia i X = 1.6332876V = 1.6332876 × 5.7045 = 9.1370891 cm.

Тогда расчетное напряжение от совместного действия внутренних усилий в сечении панели из равноустойчивого профиля по новому техническому решению составитThen the calculated voltage from the combined action of internal forces in the section of the panel from an equally stable profile according to the new technical solution will be

σ=N(ϕA)+M/WX=41200/(0,916×24,6)+167000/189,30975=1828,4+882,2=2710,6 кгс/см2=0,968Rу,σ = N (ϕA) + M / W X = 41200 / (0.916 × 24.6) + 167000 / 189.300975 = 1828.4 + 882.2 = 2710.6 kgf / cm 2 = 0.968R y ,

где расчетная гибкость панели λ=300/9,1370891=32,30; условная гибкость панели λ*=32,30(2800/2100000)1/2=1,176<2,5; коэффициент продольного изгиба ϕ=1-0,066(1,126)3/2=0,916.where the design flexibility of the panel is λ = 300 / 9.1370891 = 32.30; panel conditional flexibility λ * = 32.30 (2800/2100000) 1/2 = 1.176 <2.5; coefficient of longitudinal bending ϕ = 1-0.066 (1.126) 3/2 = 0.916.

Как видно, расчетное напряжение в новом техническом решении на 100(2717,9-2710,6)/(2717,9…2710,6)=0,2686…0,2693% меньше чем в прототипе, а высота сечения прототипа в 36,02/29,33=1,228 раза больше чем у нового решения.As you can see, the calculated voltage in the new technical solution is 100 (2717.9-2710.6) / (2717.9 ... 2710.6) = 0.2686 ... 0.2693% less than in the prototype, and the prototype cross section is 36 , 02 / 29.33 = 1.228 times more than the new solution.

Для подведения итогов необходим еще один повторный (тестовый) расчет по срединной линии тонкостенного сечения:To summarize, one more repeated (test) calculation is required along the midline of the thin-walled section:

- ордината центра тяжести сечения относительно верхней грани- ordinate of the center of gravity of the section relative to the upper face

yс=H-yн=29,33-18,712=11,30139 смy c = Hy n = 29.33-18.712 = 11.300139 cm

при относительной погрешностиwith relative error

100(11,30139-11,28)/(11,30139…11,28)=0,1893…0,1896%,100 (11,30139-11,28) / (11,30139 ... 11,28) = 0,1893 ... 0,1896%,

где yн - расстояние от центра тяжести сечения до нижней кромки,where y n - the distance from the center of gravity of the section to the lower edge,

yн=0,3106(13,023×29,33+2(2,7521×27,95395+7,519×24,6977+22,818×11,409))/24,6=18,02861 см,y n = 0.3106 (13.023 × 29.33 + 2 (2.7521 × 27.95395 + 7.519 × 24.6977 + 22.818 × 11.409)) / 24.6 = 18.02861 cm,

293,3-27,521/2=279,5395 мм - расстояние от центра тяжести сечения стенки (вертикальной грани) до нижней кромки,293.3-27.521 / 2 = 279.5395 mm - the distance from the center of gravity of the wall section (vertical face) to the lower edge,

228,18+(65,115-27,521)/2=246,977 мм - расстояние от центра тяжести сечения наклонной грани до нижней кромки,228.18+ (65.115-27.521) / 2 = 246.977 mm - the distance from the center of gravity of the cross-section of the inclined face to the lower edge,

228,18/2=114,09 мм - расстояние от центра тяжести сечения фасонки (ребра) до нижней кромки,228.18 / 2 = 114.09 mm - the distance from the center of gravity of the section of the chamfer (rib) to the lower edge,

- моменты инерции- moments of inertia

IX=0,31063×13,023/12+0,3106×13,023×11,301392+2×0,3106×2,75213/12+2×0,3106×2,7521(27,95395-18,02861)2+2×0,3106×7,5193×0,25/12+2×0,31063×7,519×0,75/12+2×0,3106×7,519(24,6977-18,02861)2+2×0,3106×22,8183/12+0,3106×22,818(18,02861-11,409)2=2135,5545 см4,I X = 0,3106 3 × 13,023 / 12 + 0,3106 × 13,023 × 11,30139 2 + 2 × 0,3106 × 2,7521 3/12 + 2 × 0,3106 × 2,7521 (27,95395- 18.02861) 2 + 2 × 0.3106 × 7.519 3 × 0.25 / 12 + 2 × 0.3106 3 × 7.519 × 0.75 / 12 + 2 × 0.3106 × 7.519 (24.6977-18, 02861) 2 + 2 × 0,3106 × 22,818 3/12 + 0,3106 × 22,818 (18,02861-11,409) 2 = 2135.5545 cm 4

при относительной погрешностиwith relative error

100(2135,5545-2135,493)/(2135,5545…2135,493)=0,0029%,100 (2135.5545-2135.493) / (2135.5545 ... 2135.493) = 0.0029%,

IY=0,3106×13,0233/12+2×0,31063×2,7521/12+2×0,3106×2,7521(13,023/2)2+2×0,31063×7,519×0,25/12+2×0,31063×7,519×0,25/12+2×0,3106×7,5193×0,75/12+2×0,3106×7,5193×0,75/12+2×0,3106×7,519(13,023/4)2+2×0,31063×228,18/12+2×0,3106×228,18(0,3106/2)2=196,14774 см4,I Y = 0,3106 × 13,023 3/12 + 2 3 × 0,3106 × 2,7521 / 12 + 2 × 0,3106 × 2,7521 (13,023 / 2) 2 + 2 × 0,3106 × 7,519 × 3 0.25 / 12 + 2 × 0.3106 3 × 7.519 × 0.25 / 12 + 2 × 0.3106 × 7.519 3 × 0.75 / 12 + 2 × 0.3106 × 7.519 3 × 0.75 / 12 + 2 × 0.3106 × 7.519 (13.023 / 4) 2 + 2 × 0.3106 3 × 228.18 / 12 + 2 × 0.3106 × 228.18 (0.3106 / 2) 2 = 196.14774 cm 4

при относительной погрешностиwith relative error

100(196,14774-195,68298)/(196,14774…195,68298)=0,2369…0,2375%.100 (196.14774-195.68298) / (196.14774 ... 195.68298) = 0.2369 ... 0.2375%.

где cos2α=0,25, sin2α=0,75, α=60° - угол между наклонной гранью и вертикалью.where cos 2 α = 0.25, sin 2 α = 0.75, α = 60 ° is the angle between the inclined face and the vertical.

Таким образом, приведенные расчетные выкладки подтверждают их корректность и рациональность предлагаемых треугольных гнутозамкнутых профилей. При этом универсальность их технического решения в случае необходимости позволяет, имея оптимизированное по критерию равноустойчивости сечение и отталкиваясь от него, как от базового, по заданным проектом параметрам подбирать производные сечения.Thus, the above calculation calculations confirm their correctness and rationality of the proposed triangular bent closed profiles. At the same time, the universality of their technical solution, if necessary, allows having a section optimized according to the criterion of equilibrium stability and starting from it, as from the basic one, to select derived sections according to the parameters specified by the project.

Claims (1)

Гнутый профиль замкнутого сечения пятиугольного очертания с одной горизонтальной гранью (полкой), двумя вертикальными гранями (стенками) и двумя наклонными гранями, а также с фасонками из отогнутых кромок заготовок, состыкованных друг с другом по всей длине, отличающийся тем, что профиль имеет форму пятиугольника с углом 90° между наклонными гранями, высота которого в два раза больше размера фасонки, или форму пятиугольника с углом 120° между наклонными гранями, высота которого в 1,1415 раза больше размера фасонки.A bent profile of a closed section of a pentagonal shape with one horizontal face (shelf), two vertical faces (walls) and two inclined faces, as well as gussets from bent edges of workpieces joined to each other along the entire length, characterized in that the profile has the shape of a pentagon with an angle of 90 ° between the inclined faces, the height of which is two times the size of the gusset, or a pentagon with an angle of 120 ° between the inclined faces, whose height is 1.1415 times the size of the gusset.
RU2017119876A 2017-06-06 2017-06-06 Pentagonal formed hollow profile RU2645318C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119876A RU2645318C1 (en) 2017-06-06 2017-06-06 Pentagonal formed hollow profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119876A RU2645318C1 (en) 2017-06-06 2017-06-06 Pentagonal formed hollow profile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645318C1 true RU2645318C1 (en) 2018-02-20

Family

ID=61227029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119876A RU2645318C1 (en) 2017-06-06 2017-06-06 Pentagonal formed hollow profile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645318C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5535569A (en) * 1992-03-06 1996-07-16 Bhp Steel (Jla) Pty, Ltd. Sheet metal structural member and frames incorporating same
EP0692053B1 (en) * 1993-03-31 2000-10-04 Pacific Stud Company, LLC. Lightweight metal truss and frame system
US20070056240A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Lakdas Nanayakkara Press-formable light-gauge truss framing element
RU98155U1 (en) * 2010-05-25 2010-10-10 Евгений Владимирович Левин BENT CLOSED PROFILE
RU2481442C2 (en) * 2006-12-29 2013-05-10 Ю-Эс-Джи Интериорс, Инк. Frame t-shaped profile with one rib made of solid strip
RU158885U1 (en) * 2015-02-09 2016-01-20 Александр Суренович Марутян FIVE CORNER PROFILE PIPE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5535569A (en) * 1992-03-06 1996-07-16 Bhp Steel (Jla) Pty, Ltd. Sheet metal structural member and frames incorporating same
EP0692053B1 (en) * 1993-03-31 2000-10-04 Pacific Stud Company, LLC. Lightweight metal truss and frame system
US20070056240A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Lakdas Nanayakkara Press-formable light-gauge truss framing element
RU2481442C2 (en) * 2006-12-29 2013-05-10 Ю-Эс-Джи Интериорс, Инк. Frame t-shaped profile with one rib made of solid strip
RU98155U1 (en) * 2010-05-25 2010-10-10 Евгений Владимирович Левин BENT CLOSED PROFILE
RU158885U1 (en) * 2015-02-09 2016-01-20 Александр Суренович Марутян FIVE CORNER PROFILE PIPE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САЛАХУТДИНОВ М.А. Стальные фермы с поясами из труб многогранного сечения. Известия КГАСУ, 2016, с.236-242, рис. 2,3. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2088781A (en) Studding structure
US5771653A (en) Chord for use as the upper and lower chords of a roof truss
US20130042568A1 (en) Wide span static structure
US3474578A (en) Roof girder construction
RU2653209C1 (en) Flat-oval curved-closed profile
RU2641333C1 (en) Curved closed profile
RU175354U1 (en) METAL DOUBLE BEAM WITH CORRUGATED WALL
RU2645317C1 (en) Semi-circular formed hollowed section
Lim et al. Design and development of a general cold-formed steel portal framing system
RU2645318C1 (en) Pentagonal formed hollow profile
US1354753A (en) Portable building
GB1332371A (en) Shuttering
US2618148A (en) Prefabricated reinforced beam
RU2651741C1 (en) Triangular hollow profile
RU2548301C1 (en) Truss from orthorhombic pipes (roll-welded profiles)
RU2655056C1 (en) Trapezoidal closed profile
US9890533B2 (en) Metal stud frame element
US9482000B2 (en) Hanger devices for interstital seismic resistant support for an acoustic ceiling grid
RU2656297C1 (en) Wedge-shaped curce-closed profile
RU196758U1 (en) SEMI-ROUND BEND-CLOSED PROFILE WITH OFFSETS
US2675896A (en) Structural element
USMANOV DESIGN OF LIGHT METAL TRUSSES
Kalantri et al. A Comparative study on the Performance of PEB with CSB considering various parameters
US1669095A (en) Structural unit
RU2683839C1 (en) Zee (z-shaped) folded-closed section

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190607