Стальні попередньо напружені перфоровані арки - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Робота виконана в Національному університеті водного господарства та природокористування Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент РОМАНЮК Володимир Володимирович, Національний університет водного господарства та природокористування, доцент кафедри інженерних конструкцій.Висунуті на даний час вимоги до надійності конструкцій, за одночасного збільшення їх ресурсу і зниження маси, ставлять ряд задач в області удосконалення старих та створення нових конструктивних форм та методів їх розрахунку, а також вивчення дійсної роботи конструкцій. Поєднання різних видів конструкцій, таких як суцільні балки, кроквяні ферми, рамні та арочні конструкції, кожна з яких має свої переваги та недоліки залежно від умов роботи та геометричних параметрів, дозволяє створити більш економічну конструктивну форму порівняно з існуючими. Але існуюча методика придатна для розрахунку згинальних перфорованих елементів і не враховує деформації стиснуто-згинальних перфорованих елементів під дією зовнішнього навантаження, в результаті якої виникають додаткові напруження в їх перерізах від дії поздовжнього зусилля. Виконані дослідження є одним з етапів робіт, які виконуються на кафедрі інженерних конструкцій з дослідження перфорованих елементів, а також конструкцій на їх основі в рамках кафедральної науково-дослідної роботи “Дослідження роботи будівельних конструкцій та удосконалення методів їх розрахунку при різних режимах навантаження”, яка включена в план наукових досліджень Національного університету водного господарства та природокористування. На основі технічних завдань на вище згадану тему автором виконані теоретичні дослідження та експериментальні випробування стальної попередньо напруженої перфорованої арки і за їх результатами подано рекомендації щодо врахування деформації перфорованого двотавра під час визначення його напруженого стану.На особливу увагу заслуговують, з огляду на питання, яке підняте в даній дисертаційній роботі, арки (ферми-балки) з перфорованим верхнім поясом виготовлені за серією 1.860-4 із розвинених (перфорованих) двотаврів, прольотом 18-21 м, які розроблені інститутом „ЦНИИЭПСЕЛЬСТРОЙ” у 1974 році. Найбільш поширений розрахунок перфорованих елементів, який наведений у нормах проектування стальних конструкцій, використовує елементарну теорію згину і передбачає, що напруження в них обчислюються як у звичайній балці, послабленій отвором, з урахуванням додаткового згину поясу поперечною силою, яку сприймає цей пояс. Відповідно до основних положень цього розрахунку перевірка міцності здійснюється у послаблених отворами перерізах, які знаходяться поблизу кутів отворів (переріз 1-1, рис. Найбільше розвинення висоти перерізу відбувається за використання мінімально можливого значення ht і максимально можливого значення висоти отвору d, причому значення d однозначно визначається значенням ht. Тут спостерігається обернено пропорційна залежність: із збільшенням висоти перерізу Н та жорсткості всього профілю І зменшується висота перерізу ht і жорсткість таврів Іт, Wmin, Wmax, а також площа перерізу А в послаблених місцях і всі вони залежать від коефіцієнта розвитку висоти вихідного профілю k, який визначається як відношення висоти перерізу після перфорації до висоти вихідного профілю.Дослідна конструкція складається з двох напівпоясів, які виготовлені з вихідного двотавра №12 за ГОСТ 8239-72*, в результаті перфорації якого висота перерізу поясу збільшилась на 22%, затяжки, яка складається з двох стержнів діаметром 16 мм та розпірки, що запроектована з двох кутиків L63?6 за ГОСТ 8239-72*, складених тавром. Експериментальна установка включає в себе дослідну конструкцію, систему закріплення дослідної конструкції в проектне положення, систему створення навантаження, систему передачі навантаження на конструкцію і систему контролю за станом конструкції. Крім того, для підтвердження доцільності застосування розробленої конструкції, проводились випробування арки за кожною із схем навантаження за відсутності розпірки, з розпіркою, за різних значень ексцентриситету зміщення затяжки і з попереднім натягом розпірки. Було встановлено, що при досягненні рівня розрахункового навантаження видимих руйнувань в елементах арки не відбулось, отримані напруження не перевищили розрахункового опору сталі, а вертикальні переміщення вузлів арки були не більше 1/200 прольоту. За вузлового навантаження величиною 13,8 КН відбулась втрата стійкості лівої напіварки з площини дії навантаження між точками прикладання навантаження.Запропонована і обґрунтована деформаційна схема арки в цілому і її перфорованого поясу зокрема, яка враховує зміщення осі поясу і виникнення внаслідок цього додаткових напружень від дії поздовжнього зусилля.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ