Кириенко Владимир Анатольевич. Напружено-деформований стан затиснених сталевих балок із уточненням крайових умов

brief description

Кириенко Владимир Анатольевич. Напружено-деформований стан затиснених сталевих балок із уточненням крайових умов : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2006.

Кириченко В.А. Напружено-деформований стан затиснених сталевих балок із уточненням крайових умов. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.23.01 Будівельні конструкції, будівлі та споруди. Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2006.
Отримано уточнені крайові умови для розв’язування задач згину балок, затиснених на опорах. Для цього побудовано модель деформування частини балки, зануреної в піддатливе середовище, що дало можливість більш достовірно описати функцію прогинів елементів, що згинаються. Подано незалежні розв’язки поставленої задачі залежно від різних властивостей середовища для випадку лінійного однорідного та нелінійного або неоднорідного середовища затиснення. На основі відомих розв’язків теорії пружності подано методику визначення коефіцієнта постелі залежно від властивостей матеріалу середовища та геометрії зануреної частини балки. Досліджено міру впливу на крайові умови конструктивних параметрів опорних вузлів балок та проведено порівняння з результатами за методом скінченних елементів. шляхом застосування розробленої методики та чисельних методів теорії пружності. Експериментально встановлено достовірність розробленої методики. Отримано результати, які мають практичне значення.

У дисертації отримано наступні основні наукові та практичні результати:
1. Обгрунтовано необхідність уточнення напружено-деформованого стану балок, затиснених на опорах у деформівне середовище шляхом урахування неідеалізованих крайових умов згину. Існуючі прикладні методики визначення уточнених крайових умов мало розвинені, тому не знайшли широкого застосування.
2. Отримано на основі гіпотези Вінклера у замкнутому вигляді функцію прогинів частини балки, затисненої у пружне однорідне деформівне середовище та на її основі формули для визначення уточнених крайових умов, тобто кута повороту та прогину балки на опорах залежно від фізико-механічних характеристик матеріалу середовища затиснення, глибини затиснення, ширини та жорсткості перерізу балки.
3. Проаналізовано параметри деформування опорної частини балки, затисненої у пружне середовище та на основі цього аналізу запропоновано для використання спрощені співвідношення для визначення уточнених крайових умов.
4. На основі відомих точних розв’язків теорії пружності отримано формули для визначення коефіцієнта постелі при вдавлюванні прямокутного штампа залежно від відомих фізико-механічних характеристик матеріалу середовища.
5. Розроблено та реалізовано методику визначення функції прогинів балки всередині середовища затиснення, матеріал якого є фізично нелінійним та поширено цю методику на випадок неоднорідного середовища за глибиною затиснення.
6. Проведено експериментальні дослідження згину консольних сталевих балок, затиснених у цегляну кладку та бетон. Виявлено значні (до 140%) перевищення експериментально визначеної стріли прогину у порівнянні із результатами, отриманими із урахуванням нульових крайових умов.
7. Результати за розробленою методикою визначення уточнених крайових умов показали досить добру збіжність із результатами експериментів, зокрема, теоретичні та експериментальні значення стріли прогину відрізняються не більше, ніж на 15%.
8. Розроблено прикладну методику визначення уточнених крайових умов згину затиснених сталевих балок та наведено практичні рекомендації щодо оптимізації проектно-конструкторських рішень будівельних конструкцій, а також визначення резерву несучої здатності існуючих балок при реконструкції та технологічному переобладнанні.