Registration Number
0826U000088, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-02-2026
popup.evolution
.
Title
Rational Steel Beams with Variable Web Height and Flange Width
Author
Liubomyr Dzhanov,
popup.head Serhii Bilyk
popup.opponent Sergiy Kolesnichenko
popup.opponent Марія С. Барабаш
popup.review Vitalii Tonkacheiev
popup.review Vitalina Yurchenko
popup.rada
Kyiv National University of Construction and Architecture
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 192 Будівництво та цивільна інженерія (19 – Архітектура та будівництво)- Київський національний університет будівництва і архітектури, 2025.
Дисертаційна робота присвячена визначенню раціональних конструкцій балкових елементів рам і споруд із зварних двотаврів зі змінною висотою стінки і полиці.
У першому розділі виконано огляд і аналіз наукових даних досліджень висвітлених у літературних джерелах присвячених пошуку оптимальної і раціональної висоти сталевих двотаврів із постійною та змінною площею перерізу.
В другому розділі Розглянуто новий клас сталевих балок із змінною шириною полиць та змінною висотою та товщиною стінки. Розділ присвячений вибору оптимальної та раціональної конструктивної форми сталевих балкових елементів змінного перерізу, як елементів рамних конструкцій каркасних будівель і споруд. Прийняті крайові умов закріплення балки із площини дії навантаження: балка розкріплена системою горизонтальних і вертикальних в’язей, що запобігає втраті стійкості пласкої форми згину і відповідно мінімізує виникнення бімоментних напружень від стиснутого кручення, які виникають внаслідок випадкових ексцентриситетів при прикладанні зовнішнього статичного навантаження між горизонтальними в’язями. Ці додаткові напруження від стиснутого крутіння в такому випадку враховуються при розробці робочого проєкту металевих конструкції, або враховуються додатковими коефіцієнтами. Також вважається, що не відбувається втрата стійкості від повздовжніх сил, які можуть виникати в силу нахилу осі елемента змінного перерізу або рамності конструкції. Прийнято, що місцева стійкість стінки і полиці забезпечена перерізом елементів. Місцева стійкість стінки також забезпечена, а у випадку необхідності, підвищується вертикальними ребрами жорсткості.
Третій розділ присвячений дослідженням оптимальної конструктивної форми сталевої зварної балки симетричного перерізу із змінною висотою стінки і змінною шириною полиці за вимогами другого граничного стану - виконанням вимог обмежень за прогинами. Задача сформульована при континуальному моделювання за методом Ейлер -Лагранжа, як задача нелінійного програмування при виконані вимог міцності для кожного перерізу та за критерієм мінімальних витрат сталі. Отримані нові аналітичні залежності оптимальної висоти зварного сталевого двотавра зі змінною висотою стінки і змінною шириною полиці для перерізу, де дії максимальний згинальний момент при виконанні вимог граничних
прогинів.
У четвертому розділі проведені дослідження практичного застосування конструкцій сталевих із зварних двотаврів із змінною висотою стінки і змінної ширини полиці. Так розглянута задача раціонального вибору перерізу і оптимальної конструктивної форми елемента портальної рами, який виготовлений із зварного двотавра із змінною висотою стінки, та при змінній ширині полиці з урахуванням дії згинального моменту і повздовжньої сили при відносному ексцентриситеті mx>15. Стійкість ригеля змінного перерізу в площині рами враховується за методом Тимошенка-Ясинського. Місцева стійкість стінки і полиці теж забезпечена необхідним відношенням товщини полиці до її ширини, а ще стійкість стінки забезпечена ребрами жорсткості. Загальна стійкість елемента рами із площини дії згинального моменту забезпечена конструктивними заходами: розташуванням вертикальних і горизонтальних в’язей.
Практичне значення проведених досліджень і отриманих нових наукових результатів полягає у встановленні закономірностей вибору оптимальної конструктивної форми сталевих балок із зварних двотаврів зі змінною висотою стінки і змінною шириною полиці. Отримані нові аналітичні залежності дозволяють на першому етапі проєктування визначити оптимальну висоту перерізу за двома граничними станами, де діє максимальний згинальний момент з урахуванням особливостей змінності напружено-деформованого стану по довжині конструкції. А розроблений методологічний підхід та результати числових досліджень дають змогу призначити оптимальне значення градієнтів змінності перерізу стінки і полиці за двома граничними станами по довжині перерізу в залежності від діючих зусиль по довжині елемента. Це дає змогу отримати раціональну конструкцію зварного двотавра змінного перерізу, як елемента портальних рамних конструкції з урахуванням дії згинальних моментів і повздовжніх сил.
Registration Date
2026-01-09
popup.nrat_date
2026-01-09 / 2026-07-01
