Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 11
1.1 Область применения легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) в строительстве 11
1.2 Основные типы узлов ЛСТК 14
1.3 Изготовление холодногнутых профилей из оцинкованной стали для ЛСТК 15
1.4 Типы крепежных элементов в соединениях ЛСТК 16
1.4.1 Вытяжные заклепки в соединениях ЛСТК 19
1.4.2 Винты в соединениях ЛСТК 20
1.5 Анализ исследований болтовых соединений тонкостенных конструкций 23
1.6 Анализ исследований заклепочных и винтовых соединений тонкостенных конструкций 26
1.7 Цели и задачи диссертационной работы 31
Глава 2. Разработка методики и анализ результатов испытаний заклепочных и винтовых соединений ЛСТК 33
2.1 Типы отказов соединений ЛСТК 34
2.2 Задачи и программа экспериментальных исследований соединений ЛСТК 39
2.3 Методика испытаний соединений ЛСТК 39
2.4 Механические характеристики стали испытываемых образцов 45
2.5 Результаты 1-го этапа испытаний соединений на вытяжных заклепках и винтах на срез и растяжение 46
2.6 Анализ результатов 1-го этапа экспериментальных исследований 48
2.6.1 Анализ результатов испытаний соединений на вытяжных заклепках и самосверлящих самонарезающих винтах при работе на срез 49
2.6.2 Анализ результатов испытаний соединений на вытяжных заклепках увеличенного диаметра и усиленных вытяжных заклепках при работе на срез 56
2.6.3 Анализ результатов испытаний соединений на вытяжных заклепках и самосверлящих самонарезающих винтах при работе на растяжение 58
2.6.4 Анализ результатов испытаний соединений на специальных типах самосверлящих самонарезающих винтов 61
2.7 Задачи и программа 2-го этапа экспериментальных исследований соединений ЛСТК 62
2.8 Результаты 2-го этапа испытаний соединений на самосверлящих самонарезающих винтах на срез и растяжение 63
2.9 Анализ результатов 2-го этапа экспериментальных исследований 64
2.10 Математическая обработка результатов экспериментальных исследований 67
2.11 Выводы 68
Глава 3. Совершенствование методики расчета соединений ЛСТК на вытяжных заклепках и самосверлящих самонарезающих винтах 71
3.1 Положения по расчету соединений на вытяжных заклепках и самосверлящих самонарезающих винтах 71
3.2 Сравнение результатов расчета и эксперимента 78
3.3 Вычисление коэффициентов надежности по материалу 87
3.4 Соотношение толщины скрепляемого материала и диметра крепежного элемента соединения 89
3.5 Влияние типа винтового соединения на его несущую способность (нахлесточное, двухсрезное) 89
3.6 Несущая способность многовинтового соединения и характер расположения крепежных элементов 90
3.7 Влияние шага резьбы винта на выдергивание винта из базового материала, при работе винтового соединения на растяжение 90
3.8 Выводы 91
Глава 4. Моделирование в программном расчетном комплексе винтового соединения, работающего на срез 94
4.1 Методы моделирования винтовых соединений 94
4.2 Постановка задачи моделирования винтового соединения 98
4.3 Проверочный расчет стали на растяжение 100
4.4 Расчет винтового соединения 101
4.5 Выводы и рекомендации по результатам численного моделирования винтового соединения 112
Глава 5. Работа винтовых соединений на срез при циклическом нагружении 114
5.1 Методика испытания и испытательное оборудование 114
5.2 Результаты циклических испытаний винтовых соединений ЛСТК при работе на срез 115
5.3 Анализ работы винтовых соединений ЛСТК при циклическом нагружении 116
5.4 Выводы 118
Глава 6. Использование результатов экспериментально-теоретических исследований в практике испытания, проектирования и строительства ЛСТК 119
6.1 Рекомендации для проведения сертификационных испытаний заклепочных и винтовых соединений ЛСТК на срез и растяжение 119
6.1.1 Методы отбора образцов 119
6.2 Испытательное оборудование и аппаратура 121
6.3 Подготовка к испытанию 121
6.4 Проведение испытаний и обработка результатов 123
6.5 Инженерная методика расчета заклепочных и винтовых соединений ЛСТК на срез и растяжение 123
6.6 Рекомендации по подбору крепежных элементов и монтажу соединений ЛСТК на вытяжных заклепках и самосверлящих самонарезающих винтах 129
Заключение и выводы 131
Возможные направления дальнейших исследований по настоящей тематике 132
Библиографический список 134
Приложение 143
