Purpose. The work sets forth the search results of new, more efficient design solutions for metal silos, namely, the analysis of existing types of profiles cross-section in a steel wall of such silo and development of less material-intensive section of corrugated profile.Methodology. To achieve the set goal there were researched the existing types of capacitive structure profiles and their strain-stress state under the load. The analysis was performed on the results of computational experiments. The prototype object was mathematical computer models. The calculations were made using the finite-element method. For computational experiment there was used the design-computing system Structure CAD for Windows. Findings. In this work there were obtained the data allowing to assess work of the profiles and to find more effective type of cross-section in terms of its material consumption. In the process of joint study of the authors a new type of profile for capacitive structures was developed; it has higher utilization efficiency and the attachment point of individual steel sheets with this type of profile. Both solutions are easy to install, reliable in operation and can be manufactured in the conditions of modern industrial production using standard equipment, materials and components. Originality. A new type of corrugated profile cross-section for steel silo walls was proposed; it has higher load carrying capacity and rigidity and allows reducing the metal thickness without changing the structure carrying capacity that results in material consumption reduction of the whole structure.For this and similar types of profiles there was designed and proposed the attachment point of individual corrugated sheets screwed with extending flange, which enables the unit connection in case of small size corrugations, where the distance is not sufficient to accommodate the bolt cap between the individual corrugations. Practical value.Application of the proposed solutions can increase efficiency, manufacturability and maintainability of steel silo wall structures.The results obtained during the research show promise for further development of research on finding new and more economic solutions for corrugated steel silo wall design, as well as other ways to reduce material consumption of bulk material storage structures.

    Цель. В работе проводится изложение результатов поиска новых, более экономичных конструктивных решений металлических силосов, а именно: анализ существующих типов поперечного сечения профилей стальной стенки такого силоса и разработки менее материалоемкого сечения гофрированного профиля. Методика. Для достижения поставленной цели исследованы существующие типы профилей емкостных конструкций и их напряженно-деформированное состояние при воздействии нагрузки. Анализ выполнялся по результатам вычислительных экспериментов. Объектом для исследования были математические компьютерные модели. Расчеты проведены с использованием метода конечных элементов. Для вычислительного эксперимента был использован проектно-вычислительный комплекс StructureCAD для Windows. Результаты. В работе были получены данные, позволяющие оценить работу профилей и найти более эффективный тип поперечного сечения с точки зрения его материалоемкости. В процессе совместного исследования авторами был разработан новый тип профиля для емкостных конструкций, который имеет более высокую эффективность использования и узел крепления отдельных стальных листов с данным типом профиля. Оба решения просты в монтаже, надежны в эксплуатации и могут быть изготовлены в условиях современного промышленного производства с использованием стандартного оборудования, стандартных материалов и комплектующих. Научная новизна. Предложен новый тип поперечного сечения профиля гофра для стальных стенок силосных сооружений, который имеет повышенную несущую способность и жесткость и позволяет уменьшить толщину металла, не изменяя при этом несущую способность конструкции, чем уменьшает материалоемкость всей конструкции. Для этого и подобных типов профилей сконструирован и предложен вариант узлового крепления отдельных гофрированных листов на болтах с удлиняющим фланцем, который дает возможность устройства соединения при небольших размерах волны гофра, где мало расстояния для размещения шапки болта между отдельными гофрами. Практическая значимость. Применение предложенных решений позволяет повысить экономичность, технологичность и ремонтопригодность конструкции стенок стальных силосов. Полученные в исследованиях результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего развития научно-исследовательских работ по поиску новых, более экономичных решений стальной гофрированной стенки для силосных сооружений, а также других способов уменьшения материалоемкости конструкций для сохранения сыпучих материалов.

    ПРОФІЛЮМета. У роботі проводиться виклад результатів пошуку нових, більш економічних конструктивних рішень металевих силосів, а саме: аналіз існуючих типів поперечного перерізу профілів сталевої стінки такого силосу та розроблення менш матеріалоємного перерізу гофрованого профілю. Методика. Для досягнення поставленої мети досліджені існуючі типи профілів ємнісних конструкцій та їх напружено-деформований стан при дії навантаження. Аналіз виконувався за результатами обчислювальних експериментів. Об’єктом для дослідження були математичні комп’ютерні моделі. Розрахунки проведено з використанням методу скінчених елементів. Для обчислювального експерименту був використаний проектно-обчислювальний комплекс StructureCAD для Windows. Результати. У роботі були отримані дані, що дозволяють оцінити роботу профілів та знайти більш ефективний тип поперечного перерізу з точки зору його матеріалоємності. У процесі спільного дослідження авторами був розроблений новий тип профілю для ємнісних конструкцій, що має більш високу ефективність використання та вузол кріплення окремих сталевих листів із даним типом профілю. Обидва рішення прості в монтажі, надійні в експлуатації та можуть бути виготовлені в умовах сучасного промислового виробництва з використанням стандартного обладнання, матеріалів і комплектуючих. Наукова новизна. Авторами запропонований новий тип поперечного перерізу профілю гофра для сталевих стінок силосних споруд, який має підвищену несучу здатність і жорсткість та надає можливість зменшити товщину металу, не змінюючи при цьому несучу спроможність конструкції, чим знижує матеріаломісткість всієї конструкції. Для цього та подібних типів профілів сконструйований та запропонований варіант вузлового кріплення окремих гофрованих листів на болтах із подовжуючим фланцем, який дає можливість влаштування з’єднання при невеликих розмірах хвилі гофра, де недостатньо відстані для розміщення шапки болта між окремими гофрами. Практична значимість. Застосування запропонованих рішень дозволяє підвищити економічність, технологічність та ремонтопридатність конструкції стінок сталевих силосів. Отримані в дослідженнях результати свідчать про перспективність подальшого розвитку науково-дослідних робіт із пошуку нових, більш економічних рішень сталевої гофрованої стінки для силосних споруд, а також інших способів зменшення матеріалоємності конструкцій для зберігання сипучих матеріалів.


    Access

    Download


    Export, share and cite



    Title :

    RATIONAL STEEL CORRUGATED PROFILE DESIGN.
    КОНСТРУКЦИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО СТАЛЬНОГО ГОФРИРОВАННОГО ПРОФИЛЯ.
    КОНСТРУКЦІЯ РАЦІОНАЛЬНОГО СТАЛЕВОГО ГОФРОВАНОГО ПРОФІЛЮ


    Contributors:


    Publication date :

    2015-12-03


    Remarks:

    Science and Transport Progress ; No. 5(59) (2015); 160-168



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    Ukrainian







    RATIONAL STEEL CORRUGATED PROFILE DESIGN

    V. V. Kachurenko / D. O. Bannіkov | DOAJ | 2015

    Free access