Дослідження впливу дефектів і пошкоджень на напружено-деформований стан будівельних конструкцій порталу. Побудова регресійних моделей, що описують довговічність різноманітних покриттів. Розрахунок коефіцієнтів надійності споруди при навантаженнях.
Аннотация к работе
ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗначну частину основних виробничих фондів підприємств електричних мереж складають конструкції та устаткування високовольтних підстанцій, у тому числі - портали відкритих розподільчих пристроїв (ВРП). На теперішній час у СНД експлуатується біля 1 млн. тонн металоконструкцій порталів. Тільки в Україні споруджено 5385 підстанцій. Систематичні дослідження надійності і довговічності порталів відкритих розподільчих пристроїв в Україні не проводяться. Тому для забезпечення заданої безвідказності і довговічності необхідно вивчити фактичні природно-кліматичні навантаження і впливи, оцінити вплив фізико-хімічних параметрів атмосфери та умов експлуатації на міцності характеристики конструкцій, удосконалити традиційні і розробити нові підходи при проектуванні і реконструкції порталів.При оцінці технічного стану основним є питання про дійсну несучу здатність споруди і вплив різноманітних недосконалостей на напружено-деформований стан (НДС) її елементів. Перерозподіл зусиль в елементах залежить від співвідношення жорсткостей EA поясів і решітки, жорсткості вузлових зєднань, схеми прикладення навантажень і конструктивних особливостей споруди. У результаті чисельних досліджень установлено, що момент у погнутому елементі пояса можна визначити за формулою: Де: KI - коефіцієнт, який залежить від співвідношення жорсткості поясу EIM та решітки EID: Де: kf - коефіцієнт впливу форми скривлення (табл. ks - коефіцієнт, який ураховує вид сполучення поясів і решітки (при жорсткому сполученні решітки з поясами ks=1, при шарнірному сполученні ks=1,1); Момент в суміжному елементі решітки: Зниження поздовжньої сили в погнутому елементі складає 2-25% у залежності від типу порталу, навантаження, що діє, і місця розташування елемента.Чисельні дослідження впливу дефектів і пошкоджень на напружено-деформований стан порталів ВРП показали, що рівномірний корозійний знос глибиною до 1 мм. викликає збільшення напружень в елементах поясів до 45%, а в елементах решітки - до 90%. Для обчислення зусиль в конструкціях з погнутими стержнями запропоновані аналітичні залежності, що враховують розмір і форму погнутості, вид закріплення і співвідношення жорсткостей елементів. Урахування умов закріплення і розцентровки стержнів конструкції у вузлах дозволяє уточнити напруження в елементах в межах 5-15 МПА; При експериментальному дослідженні кінетики руйнування антикорозійних покриттів установлено, що термін служби лакофарбових покриттів на сталевій і цинковій підложці добре описується показовими регресійними рівняннями, які враховують агресивність середовища та тривалість фазового і адсорбційного зволоження.
План
. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Чисельні дослідження впливу дефектів і пошкоджень на напружено-деформований стан порталів ВРП показали, що рівномірний корозійний знос глибиною до 1 мм. викликає збільшення напружень в елементах поясів до 45%, а в елементах решітки - до 90%. Для обчислення зусиль в конструкціях з погнутими стержнями запропоновані аналітичні залежності, що враховують розмір і форму погнутості, вид закріплення і співвідношення жорсткостей елементів. Урахування умов закріплення і розцентровки стержнів конструкції у вузлах дозволяє уточнити напруження в елементах в межах 5-15 МПА;
2. При експериментальному дослідженні кінетики руйнування антикорозійних покриттів установлено, що термін служби лакофарбових покриттів на сталевій і цинковій підложці добре описується показовими регресійними рівняннями, які враховують агресивність середовища та тривалість фазового і адсорбційного зволоження. Глибина корозійної поразки цинку в комбінованому і цинковому покритті апроксимована поліномами першого ступеня;
3. За результатами статистичного опрацювання даних 203 метеостанцій, отриманих за 30-50 років спостережень, побудовані карти районування території України по кліматичним характеристикам і отримані коефіцієнти надійності за вітровими і ожеледними навантаженнями, диференційовані в залежності від розрахункового періоду повторюваності;
4. Чисельні дослідження дозволили встановити ступінь впливу конструктивних, технологічних і експлуатаційних факторів на величину ймовірності безвідказної роботи порталів ВРП. У залежності від параметрів природно-кліматичних навантажень і впливів, виду антикорозійного покриття і умов експлуатації ймовірність безвідказної роботи порталів через 50 років експлуатації складає 0,75-0,95;
5. Запропоновано конструктивну схему порталу ВРП 110 КВ із тригранними решітчастими секціями з труб, що дозволяє знизити вартість споруди на 15-35% у порівнянні з типовим рішенням. На основі проведеного техніко-економічного аналізу показана перевага порталів із комбінованими і цинковими захисними покриттями;
6. Матеріали досліджень використані при розробці галузевого нормативного документу Міненерго України “Портали металеві і залізобетонні відкритих розподільчих пристроїв напругою 35-330 КВ. Методичні вказівки по обстеженню”, а також впроваджені при оцінці технічного стану і реконструкції високовольтних підстанцій ДАЕК “Донецькобленерго” і НЕК “Укренерго”.
Список литературы
1. Портали металеві та залізобетонні відкритих розподільчих пристроїв напругою 35-330 КВ. Методичні вказівки з обстеження / Горохов Є.В., Шаповалов С.М., Молчанов В.М., Самойлеко М.Є., Назім Я.В. - К.: “Енергопрогрес”, 1996. - 46 с.
2. Шаповалов С.Н., Самойленко М.Е. Оценка надежности электросетевых конструкций // Повышение надежности и долговечности электросетевых конструкций. - К.: Техника, 1997. - С. 20-58.
3. Горохов Е. В., Шаповалов С. Н., Самойленко М. Е. Оценка надежности стальных электросетевых конструкций // Известия вузов. Строительство. - 1996. - №11. - С. 16-22.
4. Самойленко М.Е. Исследование влияния дефектов и повреждений на напряженно-деформированное состояние порталов ОРУ // Вестник ДОНГАСА, Макеевка. - 1998. - №4. - С. 17-22.
5. Самойленко М.Е. Оценка долговечности комбинированных покрытий // Вестник ДОНГАСА, Макеевка. - 1998. - №4. - С. 16-17.
6. Горохов Е.В., Шаповалов С.Н., Самойленко М.Е. Метод расчета надежности стальных электросетевых конструкций // Труды Междунар. конф. “Металлостроительство - 96”. - Том 1. - Донецк. - 1996. - С. 31-36.
7. Горохов Е.В., Шаповалов С.Н., Бакаев С.Н., Самойленко М.Е., Назим Я.В. Исследование коррозионных процессов металлоконструкций ВЛ и ОРУ // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. - К.: “Знание”, 1995. - Вып. 47. - С. 35-41.
8. Патент 7646А України, МПК Е 02 D 37/00. Спосіб підсилення опори/ Шаповалов С.М., Горохов Є.В., Матвієнко В.Ф., Самойленко М.Є. (Україна). - №1789597, Заяв. 24.05.95, Опубл. 26.12.95. Бюл. №4.
9. Патент 20581А України, МПК Е 02 D 37/00. Спосіб підсилення стояка / Шаповалов С.М., Самойленко М.Є., Петриченко В.А., (Україна). - №97063121, Заяв. 25.06.97, Опубл. 15.07.97.
10. Gorokhov Ye.V., Shapovalov S.N., Samoylenko M.Ye. A Method of Estimation the Air Power Transmission Line Supports Reliability // Труды Междунар. конф. “Теория и практика металлических конструкций” - Том 2. - Донецк. - 1997. - С. 51-58.