Данная работа посвящена исследованию работы Т-образного узла из труб квадратного сечения, находящегося под действием изгибающего момента из плоскости конструкции. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Теоретический расчет несущей способности исследуемых узлов; 2. Исследование работы узлов с помощью конечно-элементного анализа; 3. Сравнение результатов теоретического и численного расчетов; 4. Обоснование необходимости понижающих коэффициентов при расчете прочности узлов из высокопрочных сталей; 5. Определение влияния угловых сварных швов на работу узлов. Исследование проведено при помощи метода конечных элементов. Корректность конечно-элементной расчетной модели была проверена путем сравнения полученных результатов с экспериментальными, взятыми из опубликованных ранее работ. Результатом численного расчета стало определение несущей способности и жесткости рассматриваемых трубчатых узлов. Найденные численно значения сравнивались со значениями, рассчитанными по методике EN 1993-1-8:2005. Целью сравнения являлась оценка надежности результатов, найденных по нормам с учетом и без учета понижающего коэффициента, и проверка необходимости данных коэффициентов в методике EN 1993-1-8:2005. Также в работе изучено влияние геометрических параметров узла и размеров сварного шва на несущую способность и жесткость конструкции. При сравнении результатов численного и теоретического расчетов установлено, что методика нахождения предельных изгибающих моментов, описанная в нормативных документах, позволяет получить надежные результаты. С увеличением размера сварного шва прочность и жесткость трубчатого узла также возрастают. При этом прослеживается зависимость упрочняющего эффекта от параметра β. В работе также рассмотрен метод учета упрочняющего эффекта сварных швов. Таким образом, полученные результаты позволят приблизиться к разработке методик расчета Т-образных сварных трубчатых узлов, позволяющих получить надежные результаты.

The given work is devoted to study behavior of T joints under out-of-plane bending. The research set the following goals: 1. Theoretical calculation of joints resistance; 2. Finite element analysis; 3. Comparison of the results of theoretical and numerical calculations; 4. Discussion on the relevance of the reduction coefficients; 5. Investigation of the improving effect of fillet welds on the structural properties of tubular joints. The research was carried out using finite element analysis. The validation with the existing experimental results was conducted. As a result of numerical calculations resistance and stiffness of investigated joints were determined. The comparison of theoretical and numerical results was conducted to assess the reliability of theoretical results. The thesis also discovers the improving effect of fillet welds on the structural properties of tubular joints. Comparison of the results, obtained through FE analysis and using design rules, shown that methods of EN 1993-1-8:2005 give reliable results even without reduction coefficients. Failure modes of investigated T joints depend on value β and turned out to be similar to the failure modes in EN 1993-1-8:2005. The conducted research revealed that fillet welds have an improving effect on resistance and stiffness of T joints. This fact should be taken into account to avoid overly conservative result. Thus, the results of the research can help to make a step forward in developing a sustainable and consistent approach for the design of tubular joints, including their resistance and initial stiffness.

• Введение
• Глава 1. Обзор и анализ литературы, постановка задачи исследования
  • 1.1 Обзор литературы
    • 1.1.1 Исторический очерк развития трубчатых конструкций и появления сварных узлов
    • 1.1.2 Развитие теории расчета трубчатых узлов
    • 1.1.3 Расчет трубчатых узлов по строительным нормам
    • 1.1.4 Исследование методом конечных элементов
    • 1.1.5 Новые типы узлов
    • 1.1.6 Влияние сварных швов на несущую способность трубчатых узлов
    • 1.1.7 Узлы из высокопрочных сталей
    • 1.1.8 Суррогатное моделирование
    • 1.1.9 Выводы по обзору литературы
  • 1.2 Постановка задачи исследования
• Глава 2. Конечно-элементный анализ работы Т-образных узлов
  • 2.1 Построение конечно-элементной модели
  • 2.2 Апробация конечно-элементной модели
  • 2.3 Экспериментальная программа
  • 2.4 Результаты конечно-элементного анализа
• Глава 3. Теоретический расчет несущей способности Т-образных узлов
  • 3.1 Расчет по нормативным документам
  • 3.2 Сравнение экспериментальных и теоретических результатов
• Глава 4. Пример расчета узла пространственной стальной конструкции
• Заключение
• Список использованных источников
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Апробация расчетной модели. Сравнение результатов численного расчета и лабораторного эксперимента
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты КЭ анализа. Графики нагружения узлов