Stress-strain state of a bottom chord of a welded roof truss

Abstract

Із застосуванням комп’ютерного моделювання в програмному комплексі ANSYS Workbench 14.5, який алгоритмічно базується на методі скінченних елементів, досліджено прямокутну зварну підкроквяну ферму 18000х3600 мм. Ферми такого типу застосовують не лише у промисловому та цивільному будівництві, але й для спорудження інших відповідальних конструкцій, зокрема прогонів мостів. Конструктивно ферма виконана з однорідного стального вальцьованого кутника 100х100х10 мм без застосування вузлових фасонок, що спрощує технологію її отримання, а, отже, і вартість. Зварні шви виконано напівавтоматичним електродуговим зварюванням за стандартизованими методиками. Повномасштабну зварну ферму досліджено при дії зовнішнього статичного навантаження різної інтенсивності зосереджено на два вузли верхнього пояса, що відповідає реальним умовам експлуатаційних впливів на конструкцію. За результатами комп’ютерного моделюючого експерименту отримано чисельну базу, яку візуалізовано й наведено в роботі у графічному вигляді. Виявлено величини напружень та деформацій уздовж нижнього пояса конструкції та місця формування їх пікових значень. Визначено граничні зовнішні навантаження на досліджувану конструкцію, які формують завершення умов пружної деформації елементів ферми та навантаження на рівні граничного стану. Виявлено місця на нижньому поясі конструкції, які визначать тримкість ферми в цілому. За результатами досліджень очевидними є ділянки нижнього пояса ферми між боковими вузлами, які підлягають локальному підсиленню. Таке підсилення зумовить підвищення загальної несучої здатності ферми без зміни інших її конструктивних елементів. Описана методика дослідження може бути використана як при проектуванні нових ферм, так і для перевірювальних розрахунків уже існуючих ферм. Такий методичний підхід дасть можливість попередити настання граничного стану конструкції при дії можливих силових впливів упродовж експлуатації ферми.

Using a computer simulation in the ANSYS Workbench 14.5 software, the investigation of a rectangular 18000x3600 mm welded roof truss was performed. The values of stresses and deformations along the bottom chord of a construction and the place of formation of their peak values are revealed. The sites in the elements of the structures that determine the overall supporting ability of the truss were determined. Based on the results of calculations, you can increase the bearing capacity of the structure by local strengthening of the bottom chord of the truss between the lateral nodes. The described modeling technique can be used both in the design of trusses, and for the verification calculations of trusses which are operated to prevent the onset of the limit state under the action of possible power influences