Развитие методов расчета двутавровых балок переменного по длине сечения на устойчивость плоской формы изгиба

Объект исследования: двутавровые балки переменной жесткости, балки с перфорированной и гофрированной стенкой; Цель работы: разработка способа изготовления железобетонных колонн с локальным предварительным напряжением арматуры, а также алгоритмов их расчета на всех стадиях работы; Методы исследования: метод конечных разностей, метод коллокации, энергетический метод, метод конечных элементов; Полученные результаты и их новизна: 1. На основе теории тонкостенных стержней В.З. Власова с использованием статического критерия Эйлера получено разрешающее дифференциальное уравнение четвертого порядка относительно угла закручивания, позволяющее проводить анализ устойчивости балок переменной жесткости при произвольном закреплении и нагрузках. 2. Разработана методика расчета двутавровых балок постоянной и переменной жесткости на устойчивость плоской формы изгиба с использованием метода конечных разностей и метода коллокации. 3. Предложена и апробирована методика расчета на боковое выпучивание двутавровых балок с перфорированной и гофрированной стенкой, а также составных балок, стенка и полки которых выполнены из различных материалов. 4. Разработана методика определения критической нагрузки энергетическим методом для балок прямоугольного и двутаврового сечения постоянной и переменной жесткости, позволяющая задавать при аппроксимации угла закручивания произвольное количество членов ряда. Предложенная методика также дает возможность учесть приложение нагрузки не в центре тяжести поперечного сечения. 5. Энергетическим методом решены задачи для шарнирно опертых по концам балок, а также консольных балок под действием сосредоточенной силы на свободном конце. Установлено, что энергетический метод имеет непредсказуемую сходимость. В некоторых случаях приемлемый результат получается даже при одном члене ряда, а для определенных задач при произвольном числе членов ряда наблюдается потеря устойчивости вычислительного процесса (собственные значения матриц оказываются мнимыми). 6. Проведены экспериментальные исследования бокового выпучивания клеефанерных двутавровых балок со сплошной и перфорированной стенкой. Установлено, что начальное искривление балок в большей степени влияет на величину критической нагрузки, чем перфорация стенки. Степень внедрения: Разработанные автором программные продукты по расчету двутавровых балок на боковое выпучивание, а также предложенные автором упрощенные зависимости для инженерных расчетов используются в практике проектирования ООО «Аванпроект» (г. Казань) и группы компаний АКССтрой (г. Аксай).