Физическая интерпретация нормативных проверок СП 294.1325800.2017 на основе конечно-элементного моделирования узлов ферм из гнутосварных профилей прямоугольного сечения

Аннотация

В статье исследуется физический смысл нормативной проверки на продавливание стенки пояса узлов ферм из гнутосварных профилей, регламентированной СП 294.1325800.2017. Цель работы – сопоставление результатов нормативного расчета с данными конечно-элементного моделирования и установление связи между нормативными критериями и фактическим напряженно-деформированным состоянием узлов. Исследование выполнено с использованием линейного и физически нелинейного анализа в программном комплексе ЛИРА-САПР, а также компонентного метода конечных элементов (CBFEM), реализованного в IDEA StatiCa. Выполнено сравнение результатов нормативных проверок с распределением эквивалентных напряжений и пластических деформаций. Установлено, что линейный расчет приводит к завышению напряжений, тогда как нелинейное моделирование позволяет учитывать развитие пластических зон и перераспределение усилий. Показано, что невыполнение проверки на продавливание соответствует формированию локальной пластической зоны в стенке пояса, а не достижению предельных напряжений. Дополнительно выполнена оценка влияния податливости узлов на общую жесткость фермы при замене идеализированных узловых сопряжений детализированными конечно-элементными блоками; установлено, что учет реальной деформативности узлов приводит к заметному увеличению расчетного прогиба конструкции. Полученные результаты уточняют физическую интерпретацию требований СП 294.1325800.2017 и могут быть использованы при совершенствовании методов расчета узлов стальных ферм.