Напружено-деформований стан сталевих балок та колон, підсилених смугами з використанням перервних зварних швів - Автореферат

Дисертація є закінченою працею, яка повязана з науковим напрямком роботи кафедри металевих та деревяних конструкцій Харківського державного технічного університету будівництва і архітектури за планом Міністерства освіти й науки України «Напружено-деформований стан сталевих конструкцій з пружними суцільними та перервними фланговими зварними швами» (держ. регістр. Метою роботи є створення більш досконалого розрахункового апарату для визначення напружено-деформованого стану (НДС) сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами з використанням флангових перервних зварних швів, що мають пружно-податливі властивості. Задачі дослідження: - для двотаврових балок та колон, обидві полиці яких з боку їх внутрішніх граней підсилені симетричними смугами, паралельними стінці двотавру, побудувати відповідну розрахункову схему у вигляді 3-х шарового складеного стержня з пружними звязками і за умови пружної роботи підсилених конструкцій після їх повного до підсилення розвантаження розробити спосіб розрахунку НДС даних конструкцій; для двотавру, у якого одна із полиць з боку її внутрішньої грані підсилена симетричними смугами, паралельними стінці, а протилежна полиця підсилена з боку її зовнішньої грані смугою-накладкою, побудувати відповідну розрахункову схему у вигляді 3-х шарового складеного стержня з пружними звязками і за умови пружної роботи підсилених конструкцій після їх повного попереднього розвантаження розробити розрахунковий апарат з визначення НДС таких конструкцій; запропонований теоретичний розрахунковий апарат дозволяє науково обґрунтовано виконувати підсилення сталевих двотаврових балок та колон з використанням перервних флангових зварних швів підсилення, що в свою чергу дозволяє підвищити надійність експлуатації підсилених сталевих конструкцій, а також значно зменшувати працемісткість зварювальних робіт; зводити до мінімуму вплив на несучу здатність конструкцій залишкових напружень від зварювання, економити наплавлений метал та знижувати енерговитрати;На сьогоднішній день в Україні гостро стоїть проблема забезпечення надійності та подовження терміну експлуатації усього існуючого парку будівельних металевих конструкцій, головними складовими вирішення якої є: розробка сучасних методів оцінки технічного стану існуючих сталевих конструкцій; уточнення навантажень і впливів; створення ефективних способів підсилення сталевих конструкцій та удосконалення відповідних методів їх розрахунку; створення ефективних способів захисту сталевих конструкцій від корозії; створення відповідної нормативної бази; розробка теорії і наукових основ нормування безпеки в будівництві та ін. Другий розділ присвячений створенню теоретичної бази для розрахунків напружено-деформованого стану сталевих балок та колон, підсилених трьома, достатньо поширеними на практиці, способами за допомогою сталевих смуг з використанням флангових зварних швів, що мають пружно-податливі властивості (рис. В (1) прийняті наступні позначення: Ni, Mi, Qi-внутрішні зусилля; Ui-осьові переміщення; Wi, qi-прогини та кути повороту; і=1,2,3 - номера шарів складеного стержня; T12, T13 - поздовжні зсуваючі та S12, S13-поперечні погонні зусилля у швах, що зєднують відповідно 1-ий та 2-ий і 1-ий та 3-ій шари стержня; К12, К13 та Е12, Е13 - коефіцієнти жорсткості швів відповідно на зсув у поздовжньому та на розтяг-стиск у поперечному напрямках. Після виключення із системи (1) останніх 4-х алгебраїчних рівнянь, що описують взаємодію сусідніх шарів складеного стержня, та проведення відповідного масштабування невідомих для підвищення стійкості розвязку, система (1) остаточно зведена до нормальної системи лінійних диференційних рівнянь 18х18, що має векторно-матричний запис (2), орієнтованої на її інтегрування чисельним методом початкових параметрів кроковим методом Рунге-Кутта 4-го порядку точності із забезпеченням лінійної незалежності векторів розвязку за допомогою процедури ортогоналізації С.К. Ураховуючи, по-перше, що максимальні значення нормальних напружень мають місце у середній частині балки; по-друге, що характер розподілу та значення зсуваючих і поперечних зусиль, що виникають на ділянках перервних швів підсилення, за даними теоретичних розрахунків на усіх цих ділянках по довжині балки є практично однаковими та з метою обмеження загальної кількості використання тензодатчиків, останні були наклеєні лише у середній частині балки (рис.Розроблено способи розрахунків НДС сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами за допомогою флангових зварних швів з урахуванням умови повного розвантаження конструкцій до їх підсилення. Вони складають відповідну теоретичну розрахункову базу для вирішення широкого класу аналогічних задач, що є більш досконалою, ніж існуюча, оскільки вона дозволяє більш точно та надійно розраховувати НДС підсилених сталевих балок та колон з урахуванням пружно-податливої роботи флангових перервних зварних швів підсилення. З використанням теоретичних залежностей, отриманих у роботі, запроектовано експериментальний зр

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ