Іванов Борис Валерійович Виправлення заздалегідь деформованих сталевих конструкцій локальними термічними впливами

Краткое описание

Іванов Борис Валерійович, головний інженер ТОВ «Мегастройпроект». Назва дисертації: «Виправлення заздалегідь деформованих сталевих конструкцій локальними термічними впливами». Шифр та назва спеціальності - 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. Спецрада К 26.833.01 Державного підприємства «Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій»

ЛУГАНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(ЛНАУ)
МІНІСТЕРСТВО РОЗВИТКУ ГРОМАД ТА ТЕРИТОРІЙ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО
«ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ БУДІВЕЛЬНИХ
КОНСТРУКЦІЙ» (ДП НДІБК)
Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису
ІВАНОВ БОРИС ВАЛЕРІЙОВИЧ
УДК 624.072.002.2
ДИСЕРТАЦІЯ
ВИПРАВЛЕННЯ ЗАЗДАЛЕГІДЬ ДЕФОРМОВАНИХ СТАЛЕВИХ
КОНСТРУКЦІЙ ЛОКАЛЬНИМИ ТЕРМІЧНИМИ ВПЛИВАМИ
05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди
Подається на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук.
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.

ЗМІСТ
С.
ВСТУП 15
РОЗДІЛ 1. СУЧАСНИЙ СТАН ПИТАННЯ ТА ПОСТАНОВКА ЗА
ВДАНЬ ДОСЛІДЖЕНЬ 24
1.1. Посилення сталевих конструкцій як складова комплексу
заходів щодо підвищення надійності їхньої експлуатації 24
1.2. Загальні принципи забезпечення надійної експлуатації
будівель та споруд 29
1.3. Залишкові напруження та їхній вплив на стійкість стиснутих
елементів 38
1.4. Висновки і завдання досліджень 52
РОЗДІЛ 2. СТІЙКІСТЬ ВИКРИВЛЕНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПІСЛЯ
ВИРІВНЮВАННЯ 54
2.1. Загальні положення 54
2.2. Основні передумови і допущення 59
2.3. Визначення прогинів, вигинів і несучої здатності сталевих
елементів після вирівнювання 67
2.4. Висновки за розділом 2 73
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛИШКОВОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ТА ЙОГО ВПЛИВУ НА НЕСУЧУ
ЗДАТНІСТЬ СТИСНУТИХ ЕЛЕМЕНТІВ З ПРОКАТНИХ ДВОТАВРІВ ПІСЛЯ ВИРІВНЮВАННЯ РІЗНИМИ СПОСОБАМИ 74
3.1. Загальні положення 74
3.2. Методика і результати визначення залишкового напруженого
стану після вирівнювання двотаврових зразків 77
3.3. Методика і результати експериментальних досліджень
виправлених зразків на стиск 85
3.4. Висновки за розділом 3 97
С.
РОЗДІЛ 4. ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ 98
4.1. Загальні положення 98
4.2. Порівняння результатів експериментального визначення
несучої здатності елементів після вирівнювання з даними розрахунків по пропонованих методиках 100
4.3. Технічний стан і залишковий ресурс сталевих конструкцій
після різних впливів 102

10
4.4. Практичне застосування результатів досліджень при 123
проектуванні та визначенні технічного стану конструкцій будівель
4.5. Висновки за розділом 4 143
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 145
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 148
ДОДАТОК А. СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗДОБУВАЧА 161
ДОДАТОК Б. ВІДОМОСТІ ПРО АПРОБАЦІЮ РЕЗУЛЬТАТІВ
ДИСЕРТАЦІЇ 167
ДОДАТОК В. ДОКУМЕНТИ, ЩО ПІДТВЕРДЖУЮТЬ ВПРОВАДЖЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ 169

Список литературы

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
1. Узагальнено результати теоретичних і експериментальних досліджень в області визначення залишкового напруженого стану та його впливу на стійкість сталевих елементів двотаврового перерізу, обґрунтовано можливість і доцільність вирівнювання заздалегідь викривлених сталевих елементів шляхом наплавлення холостих валиків за певних умов.
В чинних нормативних документах (ДБН В.2.6-198:2014 [32] і ДБН В.2.3- 14:2006 [109]) відсутні рекомендації щодо визначення залишкових напружень та їхнього врахування при розрахунках на стійкість. У ДБН В.2.3-14:2006 [109] наведено пропозиції щодо врахування впливу залишкового напруженого стану при розрахунку елементів із прокатних і зварних двотаврів на стійкість шляхом введення менших коефіцієнтів подовжнього вигину, проте відсутня методика визначення залишкових напружень.
Проводилися численні дослідження поведінки двотаврових колон. Було встановлено, що шляхом наплавлення валиків по всій довжині елемента може бути досягнуто збільшення несучої здатності колон, що деформуються як в площині більшої, так і меншої жорсткості.
Результатів досліджень залишкового напруженого стану, що виникає після вирівнювання елементів шляхом наплавлення холостих валиків, і його впливу на стійкість в доступній автору літературі не виявлено. Очевидно, що вплив залишкового напруженого стану при посиленні конструкцій може бути істотним і привести до обвалення конструкцій в процесі виконання посилення.
2. Удосконалено розрахункові методи визначення залишкового напруженого стану, що виникає в сталевих елементах після вирівнювання, а також його впливу на стійкість.
Удосконалено алгоритми розрахунку несучої здатності стиснутих сталевих елементів двотаврового профілю при згині в площині меншої або більшої жорсткості з урахуванням впливу залишкового напруженого стану. Використання розробленого алгоритму розрахунку дозволяє визначити можливість виконання вирівнювання в кожному конкретному випадку.
За рахунок появи на кромках поясів зон із залишковими напруженнями розтягу розрахунки конструкцій на стійкість і несучу здатність можна виконувати із залученням нормативних методик.
Виправлення деформованих сталевих елементів рекомендується виконувати для елементів гнучкостей від 60 до 80 при величинах вигинів, які не перевищують 1/100 від розрахункової довжини елемента.
3. Розроблено методику та проведено експериментальні дослідження залишкового напруженого стану, що виникає в сталевих елементах після вирівнювання локальними термічними впливами шляхом наплавлення холостих валиків.

118
Вперше отримано результати експериментального визначення розподілу залишкових напружень після розвантаження та вирівнювання. Наведено пропозиції щодо вирівнювання конструкцій шляхом наплавлення валиків.
4. Проведено експериментальні дослідження впливу залишкового напруженого стану, що виникає в сталевих елементах після вирівнювання локальними термічними впливами шляхом наплавлення холостих валиків і за допомогою домкратів пресу, на стійкість стиснутих елементів.
Розроблено методику досліджень несучої здатності сталевих двотаврових елементів після первинного навантаження, розвантаження, подальшого вирівнювання і наступного навантаження. В якості експериментальних використано зразки, які були випробувані на стиск. Після випробувань експериментальні зразки були піддані вирівнюванню за допомогою домкратів пресу або локальними термічними впливами шляхом наплавлення холостих валиків по опуклих кромках.
Отримано нові результати експериментального визначення несучої здатності зразків після розвантаження і вирівнювання. Результати випробувань показали, що несуча здатність для більшості зразків після вирівнювання виявилася не нижчою за несучу здатність зразків, яку отримано при первинних навантаженнях.
5. Результати досліджень за даною тематикою мають практичне застосування в науковій та учбові роботі та при проектуванні реальних об’єктів. Результати досліджень використано:
- в навчальному процесі Луганського національного аграрного університету на кафедрі будівельних конструкцій при викладанні дисциплін: «Реконструкція будівель і споруд» і «Науково-дослідна робота студентів» (в 2011-2013 р.);
- при виконанні досліджень за ДНТП «Вплив локальних термічних дій на міцність і стійкість елементів металевих будівельний конструкцій» (державний реєстраційний номер 0109U008624), які проводились на кафедрі будівельних конструкцій Донбаського державного технічного університету, м Алчевськ;
- при виконанні досліджень за ДНТП «Прогнозування залишкового ресурсу будівельних конструкцій після силових, деформаційних і високотемпературних впливів» (державний реєстраційний номер 0119U001003), які проводились на кафедрі наглядово-профілактичної діяльності Національного університету цивільного захисту України (м. Харків).
Результати роботи використано при визначенні технічного стану сталевих колон секції F в осях 72-74/А-Б складського комплексу «Логістичний парк»
ТОВ «Термінал Бровари» в м. Бровари Київської обл. за адресою Об’їзна дорога , 62, які отримали пошкодження за час експлуатації; проведенні робіт з обстеження, розрахунків і розробки проекту посилення конструкцій будівлі складу комплексу по зберіганню продуктів харчування ТОВ «Кушнер» в с.м.т. Велика Димерка Броварського району Київської обл. після пожежі; проведенні робіт з обстеження, виконання розрахунків і розробки проекту посилення

119
конструкцій перекриття в паркінгу будівлі за адресою вул. Золотоворітська, 13 в м. Києві у зв’язку з неякісним виконанням робіт.