Взаємодія важких штампів з багатошаровою пружнопластичною основою, що містить включення
Створення методики розрахунку напружено-деформованого стану багатошарових пружнопластичних основ, що знаходяться у контакті з важкими штампами. Визначення кренів та осідань штампів, з використанням теорії контактних задач для непружних середовищ.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 12.07.2015 |
| Размер файла | 75,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
«Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»
УДК 539.214:539.37
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Взаємодія важких штампів з багатошаровою пружнопластичною основою, що містить включення
05.23.17 - будівельна механіка
Власенко Юрій Євгенович
Дніпропетровськ 2010
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми
Інтенсифікація будівництва з постійним дефіцитом будівельних майданчиків вимагає необхідність більш точних оцінок взаємодії споруд з основами. Сучасне будівництво доводиться вести на неоднорідних за своїми властивостями основах. Тому дослідження нерівномірності осідань, що з'являються унаслідок неоднорідності основ, набуває першорядного значення.
Отримання достовірних результатів з нерівномірних осідань споруд створить передумови для вироблення рекомендацій, які дозволять звести небажані ефекти до мінімуму. Крім того, подібні дослідження допоможуть оцінити можливості використовування основи для зведення споруд і розробити раціональне проектування і прокладку інженерних комунікацій (підземних переходів, різних колекторів, підземних ліній метрополітену і т.д.). Необхідність в точних оцінках крену і осідань потрібна і при будівництві резервуарів нафтоперекачувальних станцій, оскільки вага подібних конструкцій постійно збільшується. Причому збільшення ваги здійснюється, в основному, за рахунок збільшення діаметра цих споруд (близько 60 100 м), що ускладнює вибір і підготовку будівельних майданчиків. Осідання і крен цих об'єктів може привести до великого нерівномірного тиску на днищі і викликати порушення їх цілісності, а, отже, втрати вмісту резервуарів. Також важливі дослідження кренів при розрахунках гребель, дамб і інших гідротехнічних споруд, що відчувають досить великі перекидаючі моменти. Особливо посилюються небажані ефекти тоді, коли проектування і будівництво об'єктів проводиться в складних інженерно-геологічних умовах.
Виконані раніше дослідження ґрунтуються на експериментальних даних визначення напружено-деформованого стану основ під об'єктами, дослідження осідань і крену самих об'єктів. Обробка експериментального матеріалу дає змогу вивести емпіричні формули, які так чи інше описують поведінку основи і споруди. Надалі проводиться узагальнення отриманих окремих результатів. При цьому найчастіше використовуються моделі або пружного середовища, або середовища з властивостями повзучості. Середовища з пластичними властивостями розглядаються надто рідко. В нормативній літературі пластичні моделі основ зовсім не розглядаються. Іншими словами, основа наділяється спеціальними властивостями, які забезпечують надійну експлуатацію споруд. Однак практика дає безліч прикладів непередбачених осідань, небажаного крену, а то і руйнувань зведених конструкцій. Тому необхідно не лише постійно ускладнювати моделі, але і ширше використовувати постановки і методи розв'язання задач, розроблені і вивчені в суміжних областях науки. Дана робота присвячена розробці моделей нерівномірних осідань важких штампів для визначення напружено-деформованого стану основ з використанням теорії контактної взаємодії пружнопластичних тіл.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами
Тема дисертаційної роботи і отримані в ній результати складають частину держбюджетної роботи № 0107U001038 від 2006 р. «Проектування будівельних конструкцій і управління проектами на основі методів оптимізації і теорії оптимального управління», яка виконується в державному вищому навчальному закладі «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» на кафедрі прикладної математики. Частина результатів увійшло також до науково дослідницької роботи «Удосконалення методів розрахунку, конструювання та діагностики технічного стану металевих та дерев'яних конструкцій» № державної реєстрації 0103U005777 від 2009 р. (розділ 1.1 «Аналіз напруженого стану металевих вертикальних циліндричних резервуарів із застосуванням сучасних програмних комплексів», підрозділ «Дослідження напруженого стану сталевого вертикального циліндричного резервуару за умов нерівномірних осідань»), яка виконується на кафедрі металевих і дерев'яних конструкцій державного вищого навчального закладу «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Мета і завдання дослідження
Основною метою дисертаційної роботи є створення методики розрахунку напружено-деформованого стану основ, що знаходяться у контакті з важкими штампами. Визначення кренів та осідань штампів, з використанням сучасних підходів теорії контактних задач для непружних середовищ. Проведення аналізу розв'язаних актуальних на сьогоднішній день задач. Для досягнення мети необхідно розв'язати такі задачі:
– побудувати математичну модель, що враховує вагу штампу та пружнопластичні властивості багатошарових основ;
– розробити методологію і програмне забезпечення, що дозволяє отримувати числове розв'язання поставлених задач;
– розв'язати важливі для практики задачі, проаналізувати і запропонувати рекомендації, що дозволяють знизити небажані осідання і крени важких штампів.
Об'єкт дослідження - напружено-деформований стан багатошарових пружнопластичних основ, що містять включення і порожнини.
Предметом дослідження в даній дисертаційній роботі є визначення напружено-деформованого стану багатошарової основи, з включеннями і порожнинами, під дією важких штампів, осідання та крени важких штампів.
Методи дослідження
Загальна методологія дослідження ґрунтується на застосуванні апарату варіаційних методів механіки суцільного середовища з використуванням методу скінченних елементів та методів математичного програмування.
Наукова новизна отриманих результатів:
– вперше запропонована постановка і розв'язана контактна задача визначення напружено-деформованого стану пружнопластичної багатошарової основи під дією важких штампів з урахуванням поворотів штампів;
– реалізована нова методика до розрахунку нерівномірних осідань важких штампів на основі варіаційного підходу та скінченно-елементного аналізу;
– вперше створено методику визначення напружено-деформованого стану основ, що містять включення і порожнини довільної форми, і розв'язані задачі про взаємний вплив двох важких штампів, розташованих на багатошаровій пружнопластичній основі;
– вперше досліджено вплив на осідання і повороти важких штампів підпірних стін в середині основи, твердих включень, що моделюють скелю або заглиблені будівельні комунікації (різні колектори, підземні переходи, метро і т.д.), штучних порожнин, траншей уздовж штампів, траншей типу шахтних.
Практичне значення одержаних результатів
Запропонована методологія розрахунку напружено-деформованого стану основ під дією важких штампів дозволяє розв'язувати широке коло практичних задач, що виникають в сучасних умовах, як перед проектувальниками, так і перед експлуатаційниками. Отримані розв'язки дозволяють аналізувати вплив як механічних параметрів, що описують властивості основ, шарів і включень, так і геометричних характеристик розташування і розмірів шарів, включень і порожнин на зміну напружено-деформованого стану основ та на повороти і осідання штампів. Запропоновано рекомендації, які можуть бути використані для уточнення низки положень нормативних документів, зокрема по розміщенню заглиблених споруд та підбору механічних властивостей матеріалів, використовуваних для їх будівництва.
Особистий внесок здобувача
Основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. В наукових працях, написаних в співавторстві, автору належать: в [3, 7] - постановка задачі про рівновагу важких штампів на неоднорідних пружнопластичних основах; в [1, 3, 5-10] - розробка програмних засобів; в [1, 7] - розробка методики розв'язання поставленої задачі. В роботі [7] запропонований алгоритм розв'язання задачі, що дозволяє на початкових етапах, з використанням методу переміщень набувати початкові значення осідань і поворотів штампів. В роботі [3] розроблено прийоми, що дозволяють прискорити обчислювальний процес. В усіх роботах, написаних у співавторстві, автору належать також аналіз одержаних результатів та формулювання практичних рекомендацій.
Апробація результатів дисертації
Основні результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювалися на таких науково-технічних конференціях і семінарах:
– на IV Всесоюзній конференції «Смешанные задачи механики деформируемого тела», Одеса, 1989 р.;
– на Міжнародній науковій конференції «Математичні проблеми технічної механіки» (Дніпропетровськ-Дніпродзержинськ - 2008, 2009 р.);
– на Міжнародній науковій конференції «Стародубовские чтения» (Дніпропетровськ, 2008, 2009 р.);
– на конференції за підсумками науково-дослідної роботи Дніпропетровського національного університету за 2007-2008 роки «Проблеми прикладної математики та комп'ютерних наук», грудень 2008 р.;
– цілком дисертаційна робота доповідалась на міжвузівському науковому семінарі «Проблеми нелінійної механіки» (Дніпропетровськ, кафедра будівельної механіки та опору матеріалів державного вищого навчального закладу «ПДАБА»; наукові керівники семінару: д.т.н., проф. А.І. Маневич; д.т.н., проф. Е.Н. Кваша, 2009), на міжвузівському науковому семінарі «Актуальні проблеми прикладної математики і механіки» (керівник заслужений діяч науки і техніки д.т.н., проф. Грищак В.З., Запорізький національний університет, 2009 р.) і на міжвузівському науковому семінарі кафедри обчислювальної механіки і міцності конструкцій Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара при Придніпровському науковому центрі та науковій раді з механіки деформівного твердого тіла НАН України (наукові керівники семінару: чл.-кор. НАН України, д.т.н., проф. В.С. Гудрамович; д.т.н., проф. А.П. Дзюба, 2009 р.).
Публікації
Зміст роботи і основні наукові результати опубліковані в 10 наукових роботах; з них 6 статей і 4 тези доповідей на конференціях. П'ять статей опубліковано в спеціалізованих виданнях, вказаних у переліку ВАК України.
Структура та обсяг дисертації
Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації 151 сторінка. Дисертація містить 80 рисунків і 16 таблиць, які розташовані на 65 сторінках, налічує 144 літературних джерела, розташованих на 14 сторінках.
Основний зміст роботи
У вступі розглянуті задачі і мета дослідження, обґрунтована актуальність теми дисертації, відзначена наукова новизна і практична значимість отриманих результатів, встановлено зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
У першому розділі наводиться огляд вітчизняних і зарубіжних публікацій з проблематики дисертації. Розглядаються етапи розвитку варіаційних методів розв'язання задач будівельної механіки, використування методу скінченних елементів для отримання числових розв'язань крайових задач. Зроблений огляд існуючих методів розв'язання задач напружено-деформованого стану основ. Виконаний аналіз розвитку наукових досліджень з розв'язання контактних задач теорії пружності для багатошарових основ. З'ясовані питання, які залишилися нерозв'язаними для багатошарових основ. Показано, що багато задач визначення напружено-деформованого стану багатошарової основи з включеннями і порожнинами потрібно розв'язувати у рамках моделі пружнопластичного середовища.
В другому розділі роботи викладена постановка задачі про рівновагу важких штампів на багатошарових пружнопластичних основах, що містять включення і порожнини і описано методологія розв'язання таких задач. Штамп розуміємо важким, якщо він деформує основу дією своєї ваги.
Під і розуміємо області перетини, відповідні включенням і порожнинам. Відносно форми областей і ніяких спеціальних припущень не робиться.
Позначимо через компоненти вектора переміщень і тензора напруження в точці відносно системи координат в початковому недеформованому стані, а через - одиничний вектор зовнішньої нормалі до верхньої грані шару . Позначимо також, що на границі , де задані напруги .
Розглядаються такі типи взаємодії двох сусідніх шарів:
а) точки суміжних поверхонь шарів зчеплені між собою;
б) можливе взаємне проковзування без тертя і відставання шарів;
в) допускається відставання шарів, однак виключено взаємне проковзування.
Припускається, що поверхні включень зчеплені з матеріалом смуги, а поверхні порожнини вільні від зусиль.
Розглядаються такі умови взаємодії штампів з поверхнею смуги:
– тертя між поверхнями смуги і штампу відсутнє, а відставання виключено;
– поверхня штампу і смуги зчеплені.
Для характеристики механічних властивостей матеріалу використовується теорія малих пружнопластичних деформацій.
Особливість постановки задачі полягає в тому, що під дією власної ваги штампи отримують осідання і повороти, які також є невідомими і підлягають визначенню. Виводяться рівняння рівноваги зовнішніх сил, які зв'язують вагу штампу з його осіданням і поворотом .
Слід відзначити, що система сил, прикладених до штампу, не є сталою і змінюється при збільшенні ваги. При цьому плече ваги штампу, що виникає при його повороті, залежить від висоти штампу. Отже, задачі для штампів з однаковою вагою, але з різною висотою, розрізнятимуться.
Для подальшого числового розв'язання використовується варіаційне формулювання задачі. Варіаційний підхід легко узагальнюється на випадок шаруватих тіл і дозволяє застосовувати добре розроблені методи дискретизації. Вводиться множина припустимих переміщень та поняття густини енергії деформації
.
Викладена варіаційна постановка задачі передбачає, що осідання і повороти штампів є заданими. Нехай на першому етапі мінімізації функціоналу для заданих осідань і поворотів штампів на множині допустимих переміщень визначаються компоненти вектора переміщень , тензора малих деформацій . Надалі будується ітераційний процес зміни значень осідань і поворотів штампів так, щоб задовольнялися рівняння рівноваги зовнішніх сил (1), записані для кожного штампу.
Використування методу січного модуля дозволяє лінеарізувати задачу, і перейти від задачі мінімізації нелінійного функціонала до послідовності задач мінімізації квадратичних функціоналів. Для розв'язання задачі мінімізації виконується дискретизація за методом скінченних елементів.
Здійснюється перехід до безрозмірних змінних згідно з формулами:
.
Для задачі визначення нерівномірних осідань і поворотів двох важких штампів, розташованих на пружнопластичній основі, здійснюється оцінка похибки числового розв'язання. Визначається раціональна кількість скінченних елементів, за якої можна отримувати достовірні результати без значних витрат машинного часу.
В третьому розділі подані та проаналізовані результати числового розв'язання задач про взаємний вплив штампів на однорідній, двошаровій та тришаровій основах.
Для одношарової основи, у разі, коли висота і вага штампів вважаються однаковими, розрахунки показали, що ефекти взаємного впливу штампів з погляду розвитку зон пластичних деформацій спостерігаються, коли відстані між штампами не перевищують подвійної ширини основи штампів.
Різні типи штрихування зон пластичної деформації відповідають вагам штампів в діапазоні з кроком . Тут - межа текучості матеріалу основи; - ширина штампу. Щільність штрихування наростає з ростом ваги штампу. Розміщення штампу умовно показано, як заштрихований прямокутник.
Позначимо модуль пружності шару або включення , а модуль пружності основи . Аналогічно, межу текучості шару або включення позначимо , а межу текучості основи - . При розв'язанні задач для багатошарових основ параметрами, що характеризують механічні властивості багатошарової основи, аналізувалися відповідні відношення модулів пружності та меж текучості . Для тришарової основи виконано розрахунок і проведено аналіз напружено-деформованого стану пружнопластичної смуги. Показано, що взаємний вплив штампів головним чином залежить від величини відношення модулів пружності, причому, чим більше це відношення, тим менше виявляються ефекти взаємного впливу. Інакше кажучи, збільшення жорсткості матеріалу, яким звичайно обшиваються короби комунікаційних споруд, знижує ефекти взаємного впливу. Показано, що середній шар основи зменшує розвиток зон пластичної деформації в шарі, що перебуває нижче, при вагах штампів, що задовольняють умову .
Для двошарової основи показано, що коли межа текучості верхнього шару більш ніж в 2,5 рази перевищує межу текучості решти основи, знижуються ефекти взаємного впливу штампів. При цьому модуль пружності верхнього шару повинен в 3 і більш раз перевищувати модуль пружності решти основи. Збільшення величини зменшує лише повороти штампів. Однак значне збільшення призводить не лише до появи пластичних зон, але і до значної асиметрії розподілу епюр нормальних і дотичних контактних напружень. Збільшення значення лише збільшує асиметрію.
: 1 - ; 2 - ;
: 3 - ; 4 -
Знайдено раціональне відношення між модулями пружності верхнього шару і решти основи, при якому розвиток зон пластичної деформації незначний, а повороти штампів неістотні.
Отримана оцінка раціональної товщини верхнього шару, яка складає приблизно ширини штампу. На рис. 5 показана картина розвитку зон пластичної деформації залежно від ваги штампу при відстані, що дорівнює двом ширинам штампу. Межі зон пластичної деформації відповідають вагам штампу
; ; та .
важкий штамп пружнопластичний основа
В четвертому розділі розглянуті і проаналізовані результати числового розв'язання задач для основ зі включеннями і порожнинами. Досліджувалися такі задачі:
1) задача для основи з включенням, що моделює підпірну стіну;
2) задача для основи з порожниною у вигляді траншеї уздовж штампу, яка моделює попередній етап будівництва підпірної стіни;
3) задача для основи з включенням прямокутного перетину, що моделює комунікаційні споруди типу підземних переходів, ліній метрополітену, різних колекторів і т.д.;
4) задача, де основа з порожниною прямокутного перетину;
5) задача для основи з твердим включенням скельного типу;
6) задача, де в основі є порожнина, що моделює шахту.
Для задачі 1) показано, що основним параметром, що впливає на розподіл напруження під штампом, є відношення модуля пружності стіни до модуля пружності основи . Розрахунки показали, що осідання штампу при зміні значень механічних параметрів, та глибини залягання підпірної стіни практично не змінюються. Повороти штампу починаються, якщо глибина залягання стіни перевищує 0,3 ширини його підошви. При цьому модуль пружності матеріалу стіни повинен у 8 і більше разів перевищувати модуль пружності смуги . Для решти значень, коли і будь-яких значень повороти штампу неістотно відрізняються. Щодо розвитку зон пластичної деформації, то їх характер практично не змінюється праворуч від стіни. Зліва від стіни зони пластичної деформації тим менше, чим далі стінка знаходиться від штампу. В околі лівої частини підошви підпірної стіни, коли вона близько розташована до штампу, характерна поява пластичної зони при вазі штампу .
; та .
Для задачі 5) показано, що при значеннях параметра в межах від 4 до 4,5, коли вага штампу , крен штампу починає зменшуються до несуттєвого. Причому цей ефект спостерігається незалежно від відношення модулів пружності або . Вказані ефекти з креном штампів відбуваються при таких величинах їх ваги, коли зона пластичної деформації досягає межі скельного включення. Епюри безрозмірних переміщень по висоті смуги, в зоні, де пластична деформація досягла скельного включення, свідчать про різке збільшення значень відповідних переміщень. Таке збільшення в 2ч3 рази значень переміщень сприяє виникненню ефекту вирівнювання штампу при його вазі, яка перевищує .
Для задачі 3), коли модуль пружності включення перевищує модуль пружності основи в 4ч6 разів, знижуються ефекти повороту штампу. Розрахунки також показали, що ширина самого включення неістотно впливає на повороти штампу, але коли розмір має значення, близьке до 0,95 ширини штампу, повороти стають найбільшими. Встановлено також, що залягання включення в діапазоні від 0,3 до 0,6 ширини штампу, не зменшує повороти штампу із збільшенням глибини залягання.
Аналіз особливостей напружено-деформованого стану смуги, що містить порожнини, показав такі результати. Для задачі 2) навіть при вазі штампу , пластичні деформації виникають під дном траншеї ближче до штампу. Це сприяє значним зсувним деформаціям області, що прилягає до дна траншеї і може призвести до обвалу стін траншеї.
В задачі 6) в області, розташованій уздовж правої вертикальної стіни горизонтальної порожнини, починаючи з ваги штампу , виникають пластичні деформації.
Показано, що при глибинах залягання горизонтальної порожнини від 0,64 до 0,8 ширини штампу за умови відбувається швидкий розвиток зон пластичної деформації, які з'єднують область під правим краєм штампу з областю біля правого кута горизонтальної порожнини. При цьому штамп змінює напрям крену.
Для глибин залягання горизонтальної порожнини більших 0,8 ширини штампу такі ефекти не спостерігаються. У верхній частині смуги, при збільшенні ваги штампу, спостерігається зміна характеру розподілу переміщень .
Для задачі 4) показано, що повороти штампу з'являються, коли його вага перевищує значення , а глибина залягання порожнини не перевищує 0,24 ширини штампу. Показано, що для будь-яких значень ваги штампу і незалежно від глибини розташування порожнини, біля її нижнього лівого кута характерна поява зони пластичної деформації. Із збільшенням глибини залягання порожнини осідання зменшуються.
Отримані висновки дозволяють виробити рекомендації щодо шляхів уникнення небажаних ефектів у вигляді кренів і осідань штампу.
Основні результати і висновки
В роботі отримано наукові результати і зроблено такі висновки:
1. Виконано постановку задачі плоскої деформації про рівновагу важких штампів на неоднорідній пружнопластичній багатошаровій основі з включеннями і порожнинами.
2. Сформульовано прикладні задачі і розроблено методологію отримання числового розв'язання сформульованих задач, що ґрунтується на теорії варіаційних нерівностей і методі скінченних елементів. Показано практичну збіжність отриманих числових розв'язань.
3. Досліджено поведінку багатошарової основи під дією двох важких штампів. Отримано практичні результати, що дозволяють вказати раціональні значення механічних і геометричних характеристик шарів, за яких знижується крен штампів і суттєво зменшується розвиток зон пластичних деформацій.
4. Проведено аналіз напружено-деформованого стану основ, що містять різного роду включення (у вигляді підпірної стіни, твердих включень, що моделюють скелю та інших). Дано рекомендації по раціональному вибору геометричних характеристик включень, що дозволяють зменшити появи крену штампів, а також по вибору співвідношення їх механічних параметрів, що дають змогу знизити крен штампів і розвиток зон пластичних деформацій.
5. Досліджено поведінку основ, що містять порожнини. Проведено аналіз і вказаний вплив геометричних розмірів порожнин, глибини їх залягання, які викликають виникнення ефектів крену важких штампів.
6. Обґрунтовано ефективність запропонованої методології розв'язання поставлених задач і подано рекомендації щодо раціонального розташування і підбору механічних параметрів підземних комунікацій з метою зменшення осідань і крену важких штампів. Результати роботи можуть бути впроваджені для використання в розробці уточнень ряду положень нормативних документів.
Список опублікованих праць по темі дисертації
1. Власенко Ю.Е. Контактная задача для упруго-пластического многослойного пакета с учетом отставания слоев. / Ю.Е. Власенко, В.И. Кузьменко, Г.А. Фень // Изв. АН СССР. МТТ, 1978, № 5, с 67-73.
2. Власенко Ю.Е. Напряженно-деформированное состояние неупругого основания с пустотами или включениями, загруженного массивным жестким штампом. / Ю.Е. Власенко // «Смешанные задачи механики деформируемого тела». Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции. ч. 1. - Одесса, 1989. - с. 68.
3. Кузьменко В.И. Моделирование неравномерных осадок сооружений на упруго-пластических основаниях. / В.И. Кузьменко, Ю.Е. Власенко // Новини науки Придніпров'я, № 6, 2006, с. 34-40.
4. Власенко Ю.Е. О влиянии свойств двухслойных упругопластических оснований на осадки и повороты массивных сооружений. / Ю.Е. Власенко // Строительство, материаловедение, машиностроение. сб. научных трудов, вып. 45, ч. 3, - Дн-вск, ПГАСА, 2008, с. 106-111.
5. Власенко Ю.Е. О влиянии свойств упругопластических многослойных оснований на осадки и повороты массивных сооружений. / Ю.Е. Власенко, В.И. Кузьменко // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА, 2008. №1 - 2, с. 57-65.
6. Власенко Ю.Е. Моделирование работы оснований в окрестности подземных инженерных сооружений. / Ю.Е. Власенко, В.И. Кузьменко // Строительство, материаловедение, машиностроение, сб. научн. трудов. вып. 48, ч. 2, - Дн-вск, ПГАСА, 2009, с. 200-206.
7. Кузьменко В.И. Компьютерное моделирование поведения упруго-пластических оснований сложной структуры. / В.И. Кузьменко, Ю.Е. Власенко // Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій. Дніпропетровськ. Вид-во «Наука і освіта», 2008. - вип. 12, с. 113-122.
8. Кузьменко В.И. Моделирование поведения массивных штампов на неоднородных основаниях с включениями под действием собственного веса. / В.И. Кузьменко, Ю.Е. Власенко // «Математичні проблеми технічної механіки»: тези доповідей, Дніпропетровськ-Дніпродзержинськ, 2008, с. 93-95.
9. Кузьменко В.І. Нерівномірне осідання масивних споруд на пружно-пластичних основах. / В.І. Кузьменко, Ю.Є. Власенко // Проблеми прикладної математики та комп'ютерних наук: тези доповідей конференції за підсумками науково-дослідної роботи Дніпропетровського національного університету за 2007-2008 роки, Дніпропетровськ 2008, с. 47.
10. Кузьменко В.И. Компьютерное моделирование поведения неоднородных оснований с включениями. / В.И. Кузьменко, Ю.Е. Власенко // «Математичні проблеми технічної механіки»: тези доповідей, Дніпропетровськ-Дніпродзержинськ, 2009, с. 96.
Анотація
Власенко Ю.Є. Взаємодія важких штампів з багатошаровою пружнопластичною основою, що містить включення. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.17 - будівельна механіка. - Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпропетровськ, 2010.
Дисертація присвячена визначенню напружено-деформованого стану пружнопластичної шаруватої основи, яка містить неоднорідні включення і порожнини довільної форми, що знаходиться в умовах контактної взаємодії із важкими штампами.
Сформульована постановка задачі рівноваги важких штампів на неоднорідній пружнопластичній багатошаровій основі з включеннями та порожнинами. Сформульовані задачі дослідження і розроблена методологія отримання числового розв'язання сформульованих задач, що ґрунтується на теорії варіаційних нерівностей. Дискретизація задач мінімізації функціоналів здійснюється за допомогою методу скінченних елементів. Розв'язані та проаналізовані задачі, про нерівномірні осідання і крени важких штампів. Ці задачі об'єднані у такі групи.
Задачі взаємного впливу штампів на багатошарових основах. Аналіз розв'язку дозволив запропонувати ряд рекомендацій з зменшення ефектів крену штампів та розвитку зон пластичної деформації.
Задачі, пов'язані з неоднорідністю основ, які містять різного роду включення і порожнини. Розглянуті такі задачі: про стіну перед штампом, про тверде включення, моделююче скелю, про основи з включеннями, які моделюють підземні комунікаційні споруди. Розглянуті також задачі з порожнинами, моделюючими траншею уздовж штампу, шахтну виробітку та виробітку під підземні комунікаційні споруди. Отримані висновки дозволили виробити рекомендації, завдяки яким можна знизити небажані ефекти.
Ключові слова: штамп, напруження, деформації, пружнопластичне середовище, функціонал, осідання і крен штампів.
Аннотация
Власенко Ю.Е. Взаимодействие тяжелых штампов с многослойным упругопластическим основанием, содержащим включения. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.17 - строительная механика. - Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Днепропетровск, 2010.
Диссертация посвящена определению напряженно-деформированного состояния упругопластического слоистого основания, содержащего неоднородные включения и пустоты произвольной формы, находящегося в условиях контактного взаимодействия с тяжелыми штампами.
Сформулирована постановка задачи равновесия тяжелых штампов на неоднородном упругопластическом многослойном основании с включениями и пустотами. Разработана методология, основанная на теории вариационных неравенств, построения численного решения сформулированных задач. Дискретизация задач минимизации функционалов осуществлена с помощью метода конечных элементов. Решены и проанализированы задачи, при которых возникают неравномерные осадки и крены штампов. Эти задачи объединены в следующие группы.
Задачи взаимного влияния штампов на многослойных основаниях. Анализ решения позволил в работе выработать ряд рекомендаций по уменьшению эффектов кренов штампов и развитию зон пластической деформации.
При решении задач, связанных с неоднородностью оснований в виде различного рода включений, выполнен анализ напряженно-деформированного состояния основания, содержащего подпорную стенку, твердое включение, моделирующее скалу, включение, моделирующее подземные коммуникационные сооружения.
В задаче с подпорной стенкой в середине основания определена глубина залегания подпорной стенки, при которой стенка не оказывает существенного влияния на осадки и крены штампа, а также особенности влияния жесткостных характеристик материала стенки на изменение напряженно-деформированного состояния основания. Анализ задачи с твердым включением, моделирующем скалу позволил выявить такие механические характеристики скального включения, при которых, начиная с определенного веса штампа, его крены исчезают. Анализ задачи о включении, моделирующем подземные коммуникационные сооружения, позволил получить глубину залегания включения и его расположение относительно штампа, при котором возможны максимальные значения кренов штампа. Проанализированы также особенности изменения напряженно-деформированного состояния основания в зависимости от изменения жесткостных характеристик материала включений.
Задачи, в которых исследовалось напряженно-деформированное состояние основания, содержащего пустоты типа траншеи вдоль штампа и траншеи с горизонтальной пустотой, моделирующей шахту, позволили выработать рекомендации по глубине траншеи, при которой крены штампов незначительны. В задачах, где основание содержит пустоту, моделирующую выработку для возведения подземных коммуникационных сооружений, получены минимальная глубина залегания пустоты и ее геометрическое расположение относительно штампа, при которых его крены несущественны.
Ключевые слова: штамп, напряжения, деформации, упругопластическая среда, функционал, осадки и крены штампов.
Summary
Vlasenko Yu.E. Interaction heavy stamp with of the multy layered elastoplastic foundation, contained inclusion. - Manuscript.
The Thesis for degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.23.17 - building mechanics. - State higher educational establishment “Pridneprovs'ka state academy of civil engineering and architecture”, Dnipropetrovsk, 2010.
Dissertation is devoted to the determination stress-strain state of the elastoplastic stratified foundation, containing heterogeneous inclusions and emptiness of arbitrary form, which is in conditions of contact interaction with building. About equilibrium of the massive building on the heterogeneous elastoplastic. Problem of the research are formulated and the method, which is based on the theory of variation of inequalities of receiving numeral decision of the of the formulated problem, based on the variation inequalities theory. The discretization of the problem on minimizing of functionalls is carried out by the eventual element method. Problem about differential subsidence and roll structures are settled and analyzed. These problem are incorporated into the following groups.
Problems of mutual influence of structures on multilayer grounds. Analysis of the solution allowed developing a series of recommendations to reduce the effects of banks' facilities and the development of plastic zones in the research.
Problem related to the heterogeneity of the foundations, which have different sorts of inclusion and emptiness. Such problems were considered: about the wall before the construction, the inclusion as rock, on the basis of inclusions, which simulate underground communication facilities. Also problem about emptiness, which is with designing a trench along building, the horizontal mine passable and passable under underground for communication constructions. Got findings conclusions helped to develop recommendations, with which you can reduce unwanted effects.
Key words: stamp, tensions, deformations, elastoplastic environment, functional, subsidence and roll structures.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Аналіз інженерно-геологічних умов. Визначення глибини промерзання ґрунту та закладення фундаментів. Визначення розмірів підошви фундаментів. Ущільнення основи важкими трамбівками. Визначення осідань фундаменту, несучої здатності висячих забивних паль.
курсовая работа [557,6 K], добавлен 17.03.2012Балка як елемент споруд, яких працює на поперечний згин. Конструктивна схема розрахунку таврової балки, вибір матеріалів, технологічного процесу зварювання та методики розрахунку. Деформація конструкції. Визначення коефіцієнта концентрації напружень.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.09.2014Характеристика принципів будівельних розрахунків в середовищі ПЗ Femap Nastran NX. Опис команд і інструментів для створення геометричного тіла певних параметрів. Створення моделі і основні характеристики розрахунку будівельних металевих конструкцій.
реферат [578,8 K], добавлен 07.06.2014Виробництво конструкцій з цегли та керамічного каміння; ефективність їх використання у малоповерховому будівництві. Технологія виготовлення багатошарових залізобетонних конструкцій, віброцегляних і стінових панелей; спеціалізовані механізовані установки.
реферат [27,9 K], добавлен 21.12.2010Кінематичний аналіз заданої системи, визначення кількості невідомих методу сил при розрахунку рами. Визначення коефіцієнтів, вільних членів канонічних рівнянь методу сил, їх перевірка. Побудова епюр внутрішніх зусиль, їх кінематична і статична перевірка.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.04.2010Джерела інформації для ведення містобудівного кадастру. Підготовка вихідного планово-картографічного матеріалу з використанням спеціального програмного забезпечення. Організація прибудинкової території багатоквартирного будинку. Створення банку даних.
курсовая работа [63,4 K], добавлен 12.12.2010Розрахунок будівельних конструкцій на впливи за граничними станами, при яких вони перестають задовольняти вимоги, поставлені під час зведення й експлуатації. Нові методи розрахунку бетонних і залізобетонних конструкцій за другою групою граничних станів.
статья [81,3 K], добавлен 11.04.2014Історія розвитку панорамного фотомистецтва. Панорамна зйомка з використанням методики складених знімків. Віртуальні сферичні панорами - неймовірне відчуття присутності. Проекції в панорамних зображеннях. Програми зшивання панорам. Плагіни й плеєри (QTVR).
дипломная работа [4,0 M], добавлен 17.11.2014Сучасні напрямки науково-технічної революції в будівництві. Планування (прогнозування), організації та методи управління НТП у будівництві. Порядок розрахунку ефективності НТП. Методи розрахунку економічного ефекту заходів НТП. Економічний ефект науки.
реферат [32,3 K], добавлен 16.11.2008Збір навантажень та порядок і формули розрахунку зусиль на плиту перекриття, розрахунок моментів, що на неї діють. Визначення площі арматури при армуванні дискретними сітками, особливості армування рулонними сітками. Розрахунок міцності похилих перерізів.
контрольная работа [478,0 K], добавлен 26.11.2012Норми проектування та розрахунку мостів. Конструкції та технічні характеристики різних варіантів дерев'яного мостового переходу. Визначення параметрів подвійного дощатого настилу, поперечин і зосереджених прогонів. Розрахунок ферми Гау-Журавського.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.01.2014Методика розрахунку двошарнірної арки із постійними жорсткостями. Кінематичний аналіз і визначення кількості невідомих методу сил. Вибір основної системи методу сил, запис канонічного рівняння. Побудова і перевірка епюр внутрішніх зусиль для заданої арки.
курсовая работа [400,2 K], добавлен 04.04.2010Виготовлення та обробка гіпсокартонних плит. Монтаж каркасів гіпсокартонних систем. Заходи щодо підготовки приміщень до сухого оштукатурювання стін. Звуко- і теплоізоляція огороджувальних конструкцій. Облицювання стін з використанням металевого каркаса.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 27.08.2010Помилки у фундаментобудуванні. Обстеження фундаментів і їхніх основ. Зміцнення та підсилення основ. Підсилення і реконструкція фундаментів мілкого закладення, пальових фундаментів. Підвищення стійкості будівель і споруд, розташованих на нестійких схилах.
реферат [836,2 K], добавлен 24.03.2009Ознайомлення з потоковою організацією будівництва різних об'єктів, з теоретичними питаннями розроблення технологічних моделей, які є основою календарного планування будівель і споруд. Екскурсії в ЖК "Венеція" та в Холдингову компанію "Київміськбуд".
отчет по практике [363,4 K], добавлен 22.07.2014Види корозійних середовищ та їх агресивність відносно бетону. Дослідження фізико-механічних, гідрофізичних та корозійних властивостей в’яжучих композицій. Удосконалення нових в’яжучих композицій і бетонів підвищеної стійкості до сірчанокислотної корозії.
автореферат [181,1 K], добавлен 00.00.0000Особливості проектування розважальних закладів. Концепція та актуальність проектного рішення розважального комплексу "Оптик-Ефект", формування дизайну його інтер'єру з використанням принципу оптичних ілюзій. Архітектурно–планувальне рішення аналогів.
дипломная работа [9,5 M], добавлен 03.10.2011Основні технічні характеристики акрилової декоративної фасадної штукатурки Ceresit СТ 77. Визначення стану та підготовка поверхонь будівельного об'єкта до декоративного опорядження фасаду. Інструменти та інвентар для штукатурно-декоративного опорядження.
реферат [3,6 M], добавлен 26.08.2010Особливості побудови кам’яних композицій. Роль альпінаріїв в зеленому будівництві. Технологія закладення рокаріїв - елементів оформлення території, композиційною основою, яких є камінь. Підбір декоративних елементів та рослин для альпінаріїв і рокаріїв.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.01.2012Призначення свайних фундаментів. Класифікація палезабивного обладнання. Визначення конкретного виду будівельних робіт. Визначення показників впливу роботи машини на навколишнє середовище і операторів. Вимоги ергономіки, безпеки і охорони довкілля.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 14.01.2010
