Дослідження особливостей роботи рамного трапецієподібного посиленого кріплення з центральною стійкою

Abstract

Запропоновано конструкцію і досліджена робота рамного трапецієподібного кріплення з центральною стійкою підвищеного опору податливості (КРТП). Для визначення параметрів КРТП обґрунтована розрахункова схема, проведені розрахунки несучої здатності і окремих конструктивних елементів кріплення з використанням методу скінченних елементів за допомогою програмного комплексу Ліра. Наведено обґрунтування вибору закону розподілу і величини зовнішнього навантаження на кріплення у вигляді квадратичної параболи з максимальним значенням в центрі верхняка, що відповідає принципу максимальної правдоподібності і дозволяє більш достовірно і точно виконати розрахунки. Проаналізовано вплив ексцентриситету установки центральної стійки на несучу здатність кріплення з урахуванням особливостей проектування і розташування елемента посилення верхняка кріплення. Розрахунки показали, що навіть невеликий ексцентриситет призводить до різкого зниження несучої здатності рами, а відсутність центральної стійки в трапецієподібному кріпленні знижує його несучу здатність в десятки разів через різке зменшення міцності верхняка. Це доводить економічну і технологічну недоцільність проектування і експлуатації таких кріплень без центральної стійки. Обґрунтовано спосіб істотної економії металопрокату в рамних кріпленнях шляхом заміни несучого профілю з СВП на замкнутий коробчастий профіль без втрати несучої здатності кріплення.

The construction is proposed and the operation of a frame trapezoidal support with a increased resistance of central pillar yielding (КРТП) is investigated. To determine the parameters of the КРТП, the design scheme was substantiated, the calculations of the bearing capacity and individual structural elements of the support were carried out with the finite element method using the Lira software package. The substantiation of the choice of the distribution law and the magnitude of the external load on the support in the form of a quadratic parabola with the maximum value in the center of the beam is given, which corresponds to the principle of maximum likelihood and allows more reliable and accurate calculations. The influence of the eccentricity of the installation of the central pillar on the support bearing capacity is analyzed, taking into account the construction features and the location of the element of strengthening the support beam. Calculations have shown that even a small eccentricity leads to a sharp decrease in the bearing capacity of the frame, and the absence of a central pillar in the trapezoidal support reduces its bearing capacity tenfold due to a sharp decrease in the strength of the beam. This proves the economic and technological inexpediency of designing and operating such supports without a central pillar. The method of significant saving of rolled metal in frame supports is substantiated by replacing the load-bearing profile from the СВП with a closed box-shaped profile without losing the bearing capacity of the support.