Гъвкаво извиване и локално извиване на стоманени колони в случай на пожар. Диего Сомаини

Гъвкаво извиване и локално изкривяване на стоманени колони в случай на пожар Диего Сомаини Доклад IBK № 344, 22 ноември

КЛЮЧОВИ ДУМИ: Структурен анализ, колони на греда, огъване на огъване, локално извиване, нелинейно поведение на материала, методи за проектиране на огън, стабилност на членовете. Правата, установени с това, по-специално тези за превод, препечатване, представяне, извличане на фигури и таблици, радиоразпръскване, микрофилмиране или дублиране по други начини и съхранение в системите за обработка на данни, са запазени, дори и само частично използвани. Възпроизвеждането на това произведение или части от него също е разрешено в отделни случаи само в границите на законовите разпоредби на закона за авторското право в приложимата към момента версия. Обикновено подлежи на възнаграждение. Нарушенията са предмет на наказателните разпоредби на закона за авторското право. Диего Сомаини: Гъвкаво извиване и локално изкривяване на стоманени колони в случай на пожар Доклад IBK № 344, 22 ноември 22 Институт за структурен анализ и дизайн на ETH Цюрих, Цюрих Отпечатано на безкиселинна хартия Отпечатано в Швейцария

ОГЪВАНЕ И МЕСТНО УПРАВЛЕНИЕ НА СТОМАНЕНИ КОЛОНИ В СЪБИТИЕТО НА ПОЖАР Диего Сомаини Институт за структурен анализ и дизайн Eidgenössische Technische Hochschule Цюрих Цюрих, 22 ноември

Съдържание Въведение. Проблем. 2 Цел. 3 преглед. 2.4 Демаркация. 3 2 Натоварване на разклонението на извиващата се шина 5 2. Исторически преглед. 5 2.2 Бифуркационно натоварване с линейно еластично поведение на материала. 6 2.3 Бифуркационно натоварване с нелинейно поведение на материала. 7 2.3. Модул за извиване според Engesser-Kármán. 8 2.3.2 Носещо натоварване на стоманени колони в случай на пожар. 9 2.4 Резюме и заключения. 3 Носещо поведение на пресовани колони с огъване 3 3. Исторически преглед. 3 3.2 Линейно еластично поведение на материала. 7 3.3 Нелинейно поведение на материала. 2 3.3. Модел на намалено равновесие. 2 3.3.2 Разширен модел на равновесие. 3.3.3 Енергиен метод за централно притиснати опори. 29 3.4 Дискусия и сравнение. 34 3.4. Влияние на материални и вътрешни напрежения. 34 3.4.2 Влияние на геометричното несъвършенство. 38 3.4.3 Фигура на деформация. 39 3.4.4 Пълзене. 46 3.4.5 Сравнение с тестовете. 48 3.5 Резюме и заключения. 49 4 Опростени изчислителни модели за извиване 5 4. Съществуващи модели за изчисление за централно извиване. 5 4 . Линеен еластичен модел. 5 4.2 Еврокод и SIA 263 при стайна температура. 52 4.3 Централно изкривяване при пожар съгласно Еврокод. 55 пр.н.е.

4.4 Централно изкривяване при пожар съгласно SIA 263. 57 4.5 Извиване при огъване при пожар според То (модел на Ранкин). 57 4.6 Допълнителни изчислителни модели за централно изкривяване. 58 4.2 Нови изчислителни модели за изкривяване в случай на пожар. 59 4.2. Опростен модел на стрес. 59 4.2.2 Опростен модел на равновесие. 65 4.3 Резюме и заключения. 75 5 Бифуркационно натоварване на плочата 77 5. Исторически преглед. 77 5.2 Числени модели за изчисление. 8 5.2. Модел с отчитане на еластичния релеф. 8 5.2.2 Моделирайте, без да отчитате еластичния релеф. 83 5.3 Опростени аналитични методи за изчисление. 86 5.3. Решение от Илюшин. 86 5.3.2 Еластична ортотропна плоча. 89 5.3.3 Модел с твърдост на плочата, зависима от натоварването. 93 5.3.4 Опростен модел. 98 5.4 Резюме и заключения. 99 6 Носеща способност в напречно сечение 6. Исторически преглед. 6.2 Товароносимост на плочите. 2 6.2. Метод за ефективни географски ширини. 2 6.3 Устойчивост на напречно сечение. 6 6.3. Правоъгълни кухи напречни сечения. 6 6.3.2 Отворени напречни сечения I или H. 2 6.4 Взаимодействие между извиване и изкривяване. 6 6.5 Сравнение с тестовете. 7 6.6 Резюме и заключения. 9 7 Резюме и заключения 2 7. Резюме. 2 7.2 Заключения. 23 7.3 Outlook. 24 vi

Приложение A Поведение на материала на конструкционната стомана 27 A. Триизмерно напрегнато състояние. 27 A.2 Двуизмерно напрегнато състояние. 29 A.3 Едномерно напрегнато състояние. 3 Приложение Б Модели за числено изчисление 33 Б. Модел на намалено равновесие. 33 Б.2 Енергиен метод. 35 Приложение В Остатъчни напрежения 39 В. Произход на остатъчните напрежения. 39 В. Релаксация поради пълзене. 43 C.2 Промяна на остатъчните напрежения в случай на пожар. 44 Приложение Г Модел на равновесие, приблизително решение според Jezek 45 D. Отношение натоварване-деформация. 45 D.2 Линии за стягане на стрес. 48 Приложение Д Примери за изчисление 49 Д. Централно заредена колона. 49 E . Опростен модел на стрес. 49 E.2 Опростен модел на равновесие. 5 Д.2 Ексцентрично натоварена колона. 53 E.2. Опростен модел на равновесие. 54 Приложение F Алуминиеви опори 57 Приложение G Списъци 6 G. Обозначения. 6 G.2 Библиография. 63 vii

2 Разтоварващо натоварване на извиващата се шина Сравнение на осите (S235) Сравнение на видовете стомана (у-у) .8.8 Инж.-Ш. S235 Инж.-Ш. S46.6.6.4.4.2.2.5.5 2 2.5.5.5 2 2.5 Фиг. 2-3: Вляво: Влияние на посоката на извиване за натоварването на разклоняване според Engesser-Kármán. Вдясно: Влияние на типа стомана, както и сравнение на моделите Engesser-Kármán и Engesser-Shanley. от границата на тънкост съгласно уравнение 2.6, изкривяването се появява в еластичния диапазон. Критичното натоварване може да бъде определено, както следва: N cr θ π 2 E θ I, = ------------- за λ K λ Klimit, L 2 (2.7a) За колони със свързана тънкост по-малка от границата на тънкост остава напълно права за опора без несъвършенства, докато натоварването остава по-ниско от следващото критично натоварване N cr θ π 2 T θ I, = ------------- за λ K