Вибір методів підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

УДК 69.059.7

ВИБІР МЕТОДІВ ПІДСИЛЕННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОЛОН В УМОВАХ РЕКОНСТРУКЦІЇ ДІЮЧИХ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ

05.23.08 - технологія та організація промислового та цивільного будівництва

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Хохрякова Дар'я Олександрівна

Дніпропетровськ 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Донбаській національній академії будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Кожем'яка Сергій Вікторович, Донбаська національна академія будівництва і архітектури, доцент кафедри технології, організації і охорони праці в будівництві.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Торкатюк Володимир Іванович, Харківська національна академія міського господарства, завідувач кафедри економіки будівництва;

доктор технічних наук, професор Білоконь Анатолій Іванович, Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, декан будівельного факультету, професор кафедри технології будівельного виробництва.

Захист відбудеться 12 лютого 2009 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.085.01 при Придніпровській державній академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24а, ПДАБтаА, ауд. 202.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24а, ПДАБтаА.

Автореферат розісланий 9 січня 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Т.С. Кравчуновська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Будівлі та споруди з залізобетонних конструкцій внаслідок багатьох позитивних властивостей (довговічність, вогнестійкість, стійкість проти атмосферних впливів, низькі експлуатаційні витрати та ін.) займають значну питому вагу у структурі основних фондів промисловості нашої країни.

Вплив зовнішнього середовища, несприятливих інженерно-геологічних процесів, високотемпературного нагрівання, порушення умов нормальної експлуатації, збільшення навантажень у процесі експлуатації, а також помилки при проектуванні й будівництві призводять до переходу конструкцій будівель і споруд до такого технічного стану, який відрізняється від проектного. Дефекти можуть погіршити нормальні умови експлуатації, знизити несучу здатність конструкцій, скоротити терміни їх експлуатації, призвести до часткового чи повного руйнування будівлі або споруди. Кожен з дефектів характеризується не тільки факторами, що його викликали, але й розмірами пошкодження конструкції та можливими наслідками. Властивості бетону в зоні дефекту та геометрія дефекту мають ряд особливостей: відсутність чітких меж, довільна складна конфігурація, зміна якостей бетону і форми дефекту по товщині конструкції, послаблення зчеплення арматури з бетоном, оголення арматури тощо. Ці обставини у поєднанні з різними висотою, розмірами перетину колон та їх призначенням призводять до виникнення значної кількості різноманітних задач з оцінки несучої здатності дефектних колон і методів їх підсилення.

Оновлення виробництва та впровадження нових технологій пов`язані зі зростанням діючих на несучі конструкції навантажень та зміною розрахункових схем у порівнянні з проектними. Тому важливим напрямком реконструкції, разом з необхідністю відновлення фізично зношених елементів конструкцій, стає збільшення їх несучої здатності.

У сучасних методиках і нормативних документах систематизовані основні методи підсилення та відновлення залізобетонних елементів при різних варіантах конструктивних рішень, наведені методики розрахунків залишкової несучої здатності конструкцій і конструктивних рішень, містяться конструктивні, організаційні й технологічні вимоги та рекомендації з їх реалізації.

Проте зазначені документи не регламентують можливості вибору раціональних методів підсилення залізобетонних колон та їх технологічного забезпечення (матеріалами, оснащенням, механізмами тощо) у конкретних умовах експлуатаційних впливів, характерних для кожного виду виробництва.

Таким чином, задача удосконалення вибору раціональних конструктивно-технологічних рішень при підсиленні залізобетонних колон є актуальною та своєчасною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності до одного з напрямків наукових досліджень Донбаської національної академії будівництва і архітектури, в розвиток держбюджетної теми «Розробка наукових, технічних та технологічних засад для створення бетонних та залізобетонних конструкційних будівельних виробів з високими фізико-механічними та експлуатаційними властивостями» (№ держреєстрації 016U002849, рівень участі дисертанта - виконавець) та госпдоговірної теми «Обстеження і оцінка технічного стану несучих і огороджувальних конструкцій ЦС «Шахтар» (№ 107-01 ПК, рівень участі дисертанта - виконавець).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон промислових підприємств різними методами шляхом удосконалення вибору раціональних конструктивно-технологічних рішень.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені і вирішені наступні завдання:

- аналіз методів й умов виробництва робіт при підсиленні залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств;

- виявлення та дослідження впливу основних факторів на трудомісткість і вартість виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон різними методами; підсилення залізобетонний колона реконструкція

- встановлення залежностей техніко-економічних показників виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон від основних факторів;

- удосконалення методології вибору технології підсилення залізобетонних колон;

- апробація результатів наукових досліджень дисертаційної роботи в реальних виробничих умовах та визначення їх ефективності.

Об'єкт дослідження - технологічні процеси підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств.

Предмет дослідження - вплив дефектів та експлуатаційних навантажень на техніко-економічні показники виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон різними методами.

Методи дослідження: системно-структурний аналіз (для обґрунтування і вибору факторів, що визначають стан конструкції), теорія вірогідності та математичної статистики (при обробці експериментальних даних), теорія множин, статистичного моделювання (для формування багатофакторних моделей визначення вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон).

Наукова новизна одержаних результатів:

- вперше встановлені залежності трудомісткості та вартості підсилення залізобетонних колон від дефектів, зміни експлуатаційних навантажень і класу бетону підсилення;

- вперше запропоновані моделі процесів підсилення з урахуванням цих факторів;

- встановлені області раціонального використання методів підсилення залізобетонних колон за критеріями трудомісткості та вартості (дістали подальший розвиток);

- дістала подальшого розвитку теорія формування і вибору методу підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано новий підхід до вибору методів підсилення залізобетонних колон з урахуванням впливу їх стану в умовах реконструкції діючих промислових підприємств, адаптований до практичного використання, що дозволяє підвищити ефективність і знизити трудові та матеріальні витрати при виконанні робіт з підсилення.

Результати дисертаційного дослідження використані ПП «Дизайн і будівництво» при обґрунтуванні вибору раціональних конструктивно-технологічних рішень з підсилення залізобетонних опор транспортерної галереї на ВАТ «Авдієвський коксохімічний завод» та ТОВ фірмою «Промбудремонт» при розробці проекту підсилення залізобетонних конструкцій машзали на відмітці -3,500 блоків № 3, 5, 6 СО Курахівської ТЕС ТОВ «Східенерго», що дозволило отримати економічні ефекти у сумі 18,650 тис.грн. та 52,300 тис.грн. відповідно.

Особистий внесок здобувача в опублікованих у співавторстві роботах полягає у розробці й обґрунтуванні методики дослідження, встановленні закономірностей впливу груп факторів на техніко-економічні показники [1 - 3, 5, 8, 9] та створенні моделей визначення вартості і трудомісткості виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон [4, 6], розвитку методики вибору раціональної технології підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств [7].

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались і одержали позитивну оцінку на наукових семінарах і засіданнях кафедри «Технологія, організація і охорона праці в будівництві» Донбаської національної академії будівництва і архітектури (м. Макіївка, 2006-2008 р.р.), на V і VI Міжнародних наукових конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів (м. Макіївка, 2006 р., 2007 р.); 2-й Всеросійській (Міжнародній) конференції «Бетон і залізобетон - шляхи розвитку» (м. Москва, 2005 р.).

Публікації. Результати досліджень викладені в 9 публікаціях, в тому числі в 7 статтях у наукових фахових виданнях, які входять до переліку ВАК України, та 2 тезах доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, 5 додатків та списку використаних джерел.

Загальний обсяг дисертації - 157 сторінок, основний текст викладений на 116 сторінках. Дисертація містить 13 таблиць і 30 рисунків, 5 додатків на 22 сторінках. Список використаних джерел складається з 94 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність дослідження, сформульовано його мету і завдання, наукову новизну і практичне значення одержаних результатів, особистий внесок здобувача; приведено дані щодо апробації роботи.

У першому розділі проаналізовані методи підсилення залізобетонних колон і фактори, що впливають на технологію їх підсилення в умовах реконструкції діючих промислових підприємств.

Методи підсилення залізобетонних конструкцій запропонували вітчизняні та закордонні вчені-дослідники: В.С. Балицький, Б.А. Боярчук, Д.М. Лазовський, О.О. Гвоздєв, С.О. Дмитрієв, І.М. Литвинов, Н.М. Онуфрієв, Е.А. Рабинович, Р.С. Санжаровський, В.В. Тур, А.С. Файвусович, О.Л. Шагін, О.О. Шишкін та інші. Вивченням якостей матеріалів конструкцій, які підсилені різними методами, займалися: Б.А. Ашимов, Г.В. Гетун, О.П. Кричевський, Ф.І. Рабинович, А.Я. Барашиков, С.С. Давидов, Л.В. Захаров, А. Касассбех та інші. Значний внесок у дослідження впливу силових і несилових чинників на міцність та деформативні якості бетону внесли В.Ю. Юсупова, С.Н. Алексєєв, М.Г. Булгаков, В.І. Бабушкін, В.М. Бабич, Ю.П. Гуща, В.В. Руденко та інші.

Питанням підвищення технологічності і вибору раціональних варіантів організаційно-технологічних рішень при реконструкції будівель присвячені роботи А.А. Афанасьєва, А.К. Шрейбера, С.С. Атаєва, С.Н. Булгакова, О.А. Гусакова, В.К. Черненка, Т.М. Цая, Р.Б. Тяна, Є.П. Уварова та інших вчених.

За результатами огляду літератури та узагальнення даних обстеження промислових об'єктів, що експлуатуються, визначені основні методи підсилення залізобетонних колон і групи факторів, які впливають на техніко-економічні показники виробництва робіт з підсилення конструкцій, сформульована мета і визначені завдання дослідження, розроблена структурно-логічна послідовність виконання роботи.

Другий розділ присвячений виявленню факторів, а також дослідженню ступеня їх впливу на техніко-економічні показники виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон.

За результатами проведення попереднього етапу досліджень встановлені основні фактори, які впливають на явище, що досліджується, задані межі зміни факторів з урахуванням вимог їх співпадіння, обрані параметри оцінювання результатів експериментів (критерії оптимізації, функція відгуку) у відповідності до поставленої задачі.

Аналіз і узагальнення даних обстеження промислових об'єктів, що експлуатуються, дозволив виявити фактори, які змінюють якісні та кількісні показники процесів підсилення: дефекти залізобетонних колон і коефіцієнт підвищення їх несучої здатності, клас бетону підсилення.

Для кожного з факторів визначені межі змін значень (x_{i max} та x_{i min} - граничні максимальні та мінімальні значення; x_i(0) - початок координат факторного простору), які представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Фактори, які впливають на техніко-економічні показники виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон

Позначення	Назва фактору	Одиниця виміру	Рівні
			xi max	xi(0)	xi min
х1	глибина дефекту	мм	40	30	20
х2	ширина дефекту	мм	400	250	100
х3	довжина дефекту	м	0,2	3,1	6
х4	корозія поперечної (повздовжньої) арматури в зоні дефекту	%	100 (50)	65 (32)	30 (15)
х5	коефіцієнт підвищення несучої здатності	-	1,5	1,25	1
х6	клас бетону підсилення	В	60	40	20

Прояв цих ушкоджень досліджено на позацентрово стиснених колонах прямокутного перерізу розмірами 400 х 400 мм висотою 6 м і розмірами 300 х 300 мм висотою 3 м із бетону класу В20.

Досліджена технологічна структура прийнятих методів підсилення: улаштування залізобетонних обойм та одностороннього нарощування перерізу, підсилення набризком бетонної суміші, підсилення сталефібробетоном, встановлення металевої розпірки з однієї гілки. Відповідно до складу робіт методи, що досліджуються, поєднані у три групи.

Для встановлення ступеня впливу факторів використано метод активного планування експерименту за експериментальним планом Хартлі-Коно зі зміною шести факторів, що містить 44 досліди для кожного методу підсилення.

В якості критеріїв вибору технології підсилення були прийняті трудомісткість та кошторисна вартість.

У третьому розділі за результатами кількісного експерименту згідно розробленого плану було підтверджено значимість факторів, що досліджувалися, та виявлено ступінь їх впливу на трудомісткість і вартість виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон.

Розрахунок конструкцій підсилення виконувався для залізобетонних колон, які мають на одній з граней дефекти, що досліджуються. Обсяги робіт з підсилення колон (товщина залізобетонної обойми, довжина підсилення, клас бетону підсилення, характеристики арматури та тип профілю, переріз і крок металевих планок) визначалися за результатами розрахунків згідно програми «Виконроб», розробленої у Донбаській національній академії будівництва і архітектури.

Програма призначена для автоматизації розрахунків несучих конструкцій залізобетонних споруд на статичні силові та деформаційні впливи.

За розрахункову схему несучої конструкції прийнята складна тонкостінна просторова система - складки з плоскими гранями.

Програма «Виконроб» дозволяє врахувати наявність локальних джерел збурення напружено-деформованого стану, режим завантаження колон, зміну перерізу колон (зменшення товщини внаслідок фізичного зносу). Програма адаптована до особливостей розрахунку дефектних конструкцій через застосування скоригованих фізичних залежностей для бетону, введення в розрахункову схему дискретної арматури, урахування заданої неоднорідності властивостей бетону.

В залежності від конструктивних рішень підсилення колон і на підставі діючих кошторисних норм були визначені вартість та трудомісткість виконання робіт кожним з методів, що досліджуються.

Побудовано залежності трудомісткості та вартості виробництва робіт з підсилення різними методами від коефіцієнта підвищення несучої здатності та довжини дефекту (рис. 1, 2).

Аналіз отриманих залежностей показав, що довжина дефекту не впливає на вартість підсилення колон шляхом встановлення металевої розпірки з однієї гілки.

Залежності вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон від довжини дефекту у всіх випадках мають лінійний характер.

Підсилення колон з мінімальними витратами ресурсів при різноманітних рівнях факторів, що досліджуються, досягається методом одностороннього нарощування перерізу.

Дослідження довели, що найменш економічно ефективним виявився метод підсилення сталефібробетоном.

Встановлено, що застосування бетонів високої міцності дозволяє знизити вартість і трудомісткість виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон. Це пояснюється зменшенням товщини бетону підсилення, що у значній мірі знижує обсяги робіт з укладання та ущільнення бетонної суміші.

За результатами досліджень на підставі матриці показників кореляції були складені лінійні рівняння множинної регресії, які дозволяють обґрунтувати вартість та трудомісткість робіт на стадії вибору методу підсилення залізобетонних колон (табл. 2), де:

Y^о_с, Y^о_т - вартість та трудомісткість виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон улаштуванням залізобетонної обойми;

Y^н_с, Y^н_т - те саме, улаштуванням одностороннього нарощування перерізу;

Y^м.р_с, Y^м.р_т - те саме, улаштуванням розвантажувальної металевої розпірки з однієї гілки;

Y^нб_с, Y^нб_т - те саме, набризком бетонної суміші;

Y^сф_с,Y^сф_т - те саме, сталефібробетоном.

Визначені t-статистики для параметрів регресії та за допомогою F-критерія Фішера оцінена статистична надійність отриманих рівнянь. Всі отримані залежності достовірні, оскільки фактичні значення F - критерія при довірчій вірогідності 95% у всіх випадках перевищують табличні. Фактичні значення вирахуваних t - статистик більше 2, що свідчить про суттєвість параметрів, які формуються під впливом невипадкових причин.

Виявлено, що набір значущих факторів і ступінь їх впливу на вартість та трудомісткість виробництва робіт з підсилення для будь-якого методу відрізняються.

Статистично незначущим фактором у отриманих рівняннях множинної регресії для колон висотою 6 м та 3 м виявився х₄ (корозія арматури).

Таблиця 2

Моделі визначення вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення колон висотою 6 м і 3 м

№ з\п	Методи підсилення
		Для колон висотою 6м	Для колон висотою 3м
1	Улаштування залізобетонної обойми	Yос=0,206·x3+3,358·x5 -0,015·x6	Yос=0,417+0,458·x3+0,34·x5 -0,005·x6
		Yот=0,006·x3+0,104·x5	Yот=0,015+0,018·x3+0,008·x5
2	Улаштування одностороннього нарощування перерізу	Yнс=-2,15+0,001·x2+0,265·x3+2,527·x5	Yнс=0,049+0,263·x3+0,141·x5
		Yнт=-0,069+0,01·x3+0,087·x5	Yот=-0,005+0,012·x3+0,006·x5
3	Улаштування розвантажувальної металевої розпірки з однієї гілки	Yм.рс=-1,127+0,026·x1+0,002·x2+3,354·x5	Yм.рс=1,589·x5
		Yм.рт=0,033+0,001·x1+0,073·x5	Yм.рт=0,037+0,022·x5
4	Підсилення набризком бетонної суміші	Yнбс=0,091·x3+1,752·x5	Yнбс=0,114+0,279·x3+0,165·x5
		Yнбт=0,005·x3+0,083·x5	Yнбт=0,004+0,014·x3+0,003·x5
5	Підсилення сталефібробетоном	Yсфс=-6,65+1,051·x3 +11,61·x5 - 0,049·x6	Yсфс=-1,152+0,866·x3+2,921·x5 -0,012·x6
		Yсфт=-0,047+0,01·x3 +0,099·x5	Yсфт=0,013·x3 +0,006·x5

Визначено коефіцієнти до моделей визначення вартості та трудомісткості, котрі враховують розташування дефектів по гранях колон (табл. 3).

Таблиця 3

Коефіцієнти до моделей визначення вартості k_c і трудомісткості k_т, які враховують розташування дефектів по гранях колон

Метод підсилення	kc kт
	На одній грані	На двох гранях	На трьох гранях	На чотирьох гранях
Улаштування одностороннього нарощування перерізу	1 1	1,55 1,24	2,14 1,66	-
Підсилення сталефібробетоном	1 1	1,11 1,09	1,12 1,10	1,22 1,17
Підсилення набризком бетонної суміші
Улаштування залізобетонної обойми
Улаштування розвантажувальної металевої розпірки з однієї гілки

Визначено області раціонального використання методів підсилення залізобетонних колон за критерієм трудомісткості або вартості.

Отримані результати стали основою для розробки методики вибору раціональної технології підсилення залізобетонних колон, що дозволяє знизити трудомісткість і вартість виконання робіт, яка представлена у четвертому розділі.

Суть методики полягає у виборі технології підсилення залізобетонних колон на підставі моделей обґрунтування техніко-економічних показників. Методика дозволяє оцінити вплив геометричних характеристик колон, ступеня підвищення їх несучої здатності, розмірів дефектів та їх розташування по перерізу колони на технологію підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств (рис. 3).

Вибір раціонального методу підсилення за заданим критерієм (трудомісткість або вартість) здійснюється для однорідних груп колон, які формуються на підставі урахування вихідних даних.

У разі прийняття компромісного рішення за двома критеріями визначаються відхилення вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення колон від мінімальних значень вартості Y _c min та трудомісткості Y _т min. Якщо останні належать до різних методів, то рішення щодо підсилення залізобетонних колон приймається з урахуванням існуючих обмежень вартості та трудомісткості виробництва робіт.

Методика може бути узагальнена для випадків підсилення залізобетонних колон різних конструктивних рішень.

Результати дисертаційного дослідження впроваджено в практику проектування підсилення залізобетонних колон, а саме: реалізовані конструктивно-технологічні пропозиції при підсиленні залізобетонних опор транспортерної галереї на ВАТ «Авдієвський коксохімічний завод» та залізобетонних конструкцій машзали на відмітці - 3,500 блоків № 3, 5, 6 СО Курахівської ТЕС ТОВ «Східенерго» дозволили отримати засвідчений документально економічний ефект у сумі 18,650 тис.грн. та 52,300 тис.грн. відповідно.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і запропоновано нове вирішення актуальної наукової задачі з удосконалення методології вибору раціональних технологій підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств. Основні висновки за результатами виконаних досліджень зводяться до наступного:

1. У практиці виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон найбільше розповсюдження отримали методи улаштування залізобетонних обойм, улаштування одностороннього нарощування перерізу, підсилення набризком бетонної суміші, підсилення сталефібробетоном, встановлення металевих розпірок.

Існуючі методики та нормативні документи не регламентують можливість вибору раціонального методу підсилення в конкретних умовах експлуатаційних впливів, характерних для кожного виду виробництва. Відсутній методичний підхід з формування можливих варіантів підсилення. Не встановлений кількісний вплив факторів на техніко-економічні показники технологій підсилення.

2. Аналіз та узагальнення даних обстежень промислових об`єктів, що експлуатуються, дозволив визначити групи факторів, що змінюють якісні та кількісні показники процесів підсилення: дефекти залізобетонних колон, збільшення експлуатаційних навантажень та клас бетону підсилення.

3. Розроблена методика дослідження впливу зазначених факторів на техніко-економічні показники виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон. Критеріями вибору технології підсилення прийняті трудомісткість та кошторисна вартість.

4. Дослідженнями підтверджена значущість факторів та виявлений ступінь їх впливу на вартість і трудомісткість виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон. Аналіз отриманих залежностей показав, що довжина дефекту не впливає на вартість підсилення колон шляхом встановлення металевої розпірки з однієї гілки. Підсилення колон з мінімальними витратами ресурсів при різноманітних рівнях факторів, що досліджуються, досягається методом одностороннього нарощування перерізу. Дослідження довели, що найменш економічно ефективним виявився метод підсилення сталефібробетоном. Застосування бетонів високої міцності дозволяє знизити вартість та трудомісткість підсилення колон за рахунок зменшення товщини бетону підсилення, що в значній мірі знижує обсяги робіт з укладання та ущільнення бетонної суміші.

5. Розроблені багатофакторні моделі визначення вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення залізобетонних колон різними методами, які враховують вплив дефектів колон, збільшення експлуатаційних навантажень та клас бетону підсилення. Виявлено, що набір значущих факторів та ступінь їх впливу на вартість і трудомісткість підсилення для будь-якого методу відрізняються. Статистично незначущою у отриманих рівняннях множинної регресії для колон висотою 6 м та 3 м виявилась корозія арматури.

6. Визначені коефіцієнти до моделей обґрунтування вартості та трудомісткості, які враховують розташування дефектів по гранях колон. Так, наявність дефектів на трьох гранях збільшує вартість та трудомісткість виробництва робіт з підсилення методом одностороннього нарощування перерізу у 2,14 та 1,66 рази відповідно. Кількість дефектних граней для інших методів підсилення, що досліджуються, істотно не впливає на вартість та трудомісткість підсилення. Наявність дефектів на чотирьох гранях збільшує ці показники відповідно у 1,22 і 1,17 рази.

7. Встановлені області раціонального застосування методів підсилення за критеріями трудомісткості та вартості з урахуванням ступеня збільшення навантаження та довжини дефектів колон.

8. Розроблена методика принципового вибору раціонального методу підсилення залізобетонних колон, в основу якої закладена запропонована автором послідовність операцій з вибору раціонального варіанту підсилення колон, оцінка кінцевих техніко-економічних показників на підставі розроблених моделей того або іншого методу підсилення.

9. Запропоновані і впроваджені на практиці конструктивно-технологічні пропозиції при підсиленні залізобетонних конструкцій двох промислових об`єктів на ВАТ «Авдієвський коксохімічний завод» та СО Курахівської ТЕС ТОВ «Східенерго» дозволили отримати засвідчені документально економічні ефекти у сумі 18,650 тис.грн. та 52,300 тис.грн. відповідно.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Хохрякова Д.А. Совершенствование технологических процессов усиления строительных конструкций / Н.Н. Шевцова, Д.А. Хохрякова, Д.А. Тахтай // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. 2005. Вип. 2005. 7(55). С. 42-45 (автору належить уточнення класифікації методів підсилення за технологічними ознаками).

2. Хохрякова Д.А. Оценка влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на формирование методов усиления железобетонных колонн / С.В. Кожемяка, Д.А. Хохрякова, А.В. Крупенченко, Т.Н. Куценко // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. 2006. Вип. 2006. 6(62). С. 37-40 (автору належить обробка результатів експериментальних досліджень, побудова залежностей трудомісткості та вартості підсилення колон від площі їх бокової поверхні).

3. Хохрякова Д.А. Увеличение срока службы железобетонных колонн действующих промышленных предприятий / С.В. Кожемяка, Д.А. Хохрякова // Сучасне промислове та цивільне будівництво. 2006. Т. 2, №3. С. 129-134 (автору належить розрахунок вартості підсилення колон на підставі конструктивних рішень).

4. Хохрякова Д.А. Моделирование технико-экономических показателей методов усиления железобетонных колонн / Д.А. Хохрякова // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. 2007. Вип. 2007. 5(67). С. 55-57.

5. Хохрякова Д.А. Обоснования выбора технологии усиления железобетонных колонн с учетом влияния различных факторов / С.В. Кожемяка, Д.А. Хохрякова, А.Н. Миронов // Науковий вісник будівництва: Зб. наук. праць. Вип. 42. Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2007. С. 105-111 (автору належить розробка методики дослідження, обробка результатів чисельного експерименту, побудова залежностей трудомісткості виробництва робіт з підсилення різними методами від основних факторів).

6. Хохрякова Д.А. Моделирование показателей трудоемкости и стоимости усиления железобетонных колонн / Д.А. Хохрякова, С.В. Кожемяка // Містобудування та територіальне планування: Наук.-техн. збірник. Вип. 28. К.: КНУБА, 2007. С. 338-342 (автору належить розробка багатофакторних моделей визначення вартості та трудомісткості виробництва робіт з підсилення).

7. Хохрякова Д.А. Методика выбора рационального метода усиления железобетонных колонн / Д.А. Хохрякова, С.В. Кожемяка, Д.А. Тахтай // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. 2008. Вип. 2008. 3(71). С. 48-52 (автору належить побудова методичної схеми визначення раціонального методу підсилення залізобетонних колон).

8. Хохрякова Д.А. Оценка эффективности органо-минеральных модификаторов высокопрочных бетонов методом греко-латинского квадрата / Н.М. Зайченко, М.С. Булавицкий, Д.А. Хохрякова, Е.В. Сахошко // Бетон и железобетон - пути развития: II Всеросс. (междунар.) науч.-техн. конф., 5-9 сент. 2005 г.: тезисы докл. М., 2005. С. 650-656 (при проведенні експериментальних досліджень автор визначав рухомість бетонних сумішей та показники міцності зразків - призм).

9. Хохрякова Д.А. Области рационального применения технологии усиления железобетонных колонн / С.В. Кожемяка, Д.А. Хохрякова, А.Н. Миронов // Зб. тез доповідей і повідомлень VI Міжнародної наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів, 18 квіт. 2007 р.: тези доп. Макіївка, 2007. С. 16 (автору належить уточнення груп факторів, які впливають на технологію підсилення залізобетонних колон, визначення областей раціонального застосування методів підсилення).

АНОТАЦІЯ

Хохрякова Д.О. Вибір методів підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 - технологія та організація промислового та цивільного будівництва. - Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2008.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної наукової задачі із удосконалення методології вибору раціональних технологій підсилення залізобетонних колон в умовах реконструкції діючих промислових підприємств. Уточнено групи факторів, які в тій або іншій мірі впливають на технологію підсилення залізобетонних колон.

За результатами кількісного експерименту виявлено ступінь впливу факторів (дефекти залізобетонних колон, коефіцієнт підвищення несучої здатності, клас бетону підсилення) на вартість і трудомісткість виробництва робіт з підсилення.

Розроблена і реалізована на практиці принципова методична схема вибору раціонального методу підсилення залізобетонних колон, який направлений на підвищення ефективності виконання робіт в умовах реконструкції діючих промислових підприємств.

Запропоновані і впроваджені на практиці конструктивно-технологічні пропозиції при підсиленні залізобетонних конструкцій двох промислових об`єктів дозволили отримати засвідчені документально економічні ефекти у сумі 18,650 тис.грн. та 52, 300 тис.грн. відповідно.

Ключові слова: методи підсилення, залізобетонні колони, реконструкція, дефекти, несуча здатність, фактори, вартість, трудомісткість.

АННОТАЦИЯ

Хохрякова Д.А. Выбор методов усиления железобетонных колонн в условиях реконструкции действующих промышленных предприятий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08 - технология и организация промышленного и гражданского строительства. - Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск, 2008.

В диссертации приведены теоретическое обобщение и новое решение актуальной научной задачи по усовершенствованию методологии выбора рационального метода усиления железобетонных колонн в условиях реконструкции действующих промышленных предприятий. При этом учитываются факторы, изменяющие качественные и количественные показатели процесса усиления: дефекты железобетонных колонн и коэффициент повышения несущей способности, класс бетона усиления.

Анализ применения в практике технологий усиления железобетонных колонн показал, что наибольшее распространение получили следующие методы: устройство железобетонной обоймы и одностороннего наращивания сечения, усиление набрызгом бетонной смеси и сталефибробетоном, установка металлических распорок.

Для установления степени влияния факторов использовался метод активного планирования эксперимента по экспериментальному плану Хартли - Коно с варьированием 6 факторов, включающий 44 опыта для каждого исследуемого метода усиления. Критериями выбора технологии усиления была принята трудоемкость и сметная стоимость.

Построены и проанализированы парные регрессии трудоемкости и стоимости усиления железобетонных колонн различными методами. Анализ полученных зависимостей показал, что длина дефекта не влияет на стоимость усиления колонн путем установки металлической распорки. Усиление колонн с минимальными трудозатратами и наименьшей стоимостью при различных уровнях исследуемых факторов достигается методом одностороннего наращивания сечения. Применение бетонов высокой прочности позволяет снизить стоимость и трудоемкость усиления колонн за счет уменьшения толщины бетона усиления, что значительно уменьшает объемы работ по укладке и уплотнению бетонной смеси.

Путем обработки экспериментальных данных с доверительной вероятностью в 95% были получены уравнения, описывающие влияние дефектов колонн, эксплуатационных нагрузок и класса бетона усиления на технико - экономические показатели методов усиления.

Определены коэффициенты к моделям определения стоимости и трудоемкости, учитывающие расположение дефектов по граням колонн. Так, наличие дефектов на нескольких гранях увеличивает стоимость и трудоемкость выполнения работ методом наращивания сечения максимум в 2,14 и 1,66 раза соответственно. Количество дефектных граней для остальных исследуемых методов не оказывает существенного влияния на стоимость и трудоемкость усиления.

Разработана и реализована на практике методика выбора рационального метода усиления железобетонных колонн. Сущность методики заключается в выборе методов усиления на основании разработанных моделей определения технико-экономических показателей. Методика позволяет оценить влияние геометрических характеристик колонн, степени повышения несущей способности, дефектов и их положения по высоте и сечению конструкции на технологию усиления. Выбор рационального метода усиления по заданному критерию (трудоемкости или стоимости) осуществляется для однородных групп колонн, которые формируются на основании учета исходных данных.

Результаты диссертационных исследований были реализованы как конструктивно-технологические рекомендации при усилении железобетонных опор транспортерной галереи на ОАО «Авдеевский коксохимический завод» и железобетонных конструкций машзала на отметке -3,500 блоков №3, 5, 6 СЕ Кураховской ТЭС ООО «Востокэнерго». В результате реализации предложенных рекомендаций был получен экономический эффект в сумме 18,650 тыс.грн. и 52,300 тыс.грн. соответственно.

Ключевые слова: методы усиления, железобетонные колонны, реконструкция, дефекты, несущая способность, факторы, стоимость, трудоемкость.

SUMMARY

Khokhryakova D.O. Choice of method of strengthening of ferro-concrete columns in conditions of reconstruction of operating enterprises. - Manuscript.

Thesis for the Scientific Degree of a candidate of science (technics) by specialty 05.23.08 - Technology and organization of industrial and civil engineering.- Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture, Dnipropetrovsk, 2008.

The actual scientifically-applied task of improvement of methodology of a choice of rational method of strengthening ferro-concrete columns in conditions of reconstruction of operating enterprises is considered. Groups of factors, which influence technology of strengthening of ferro-concrete columns, were specified.

The degree of influence of factors (defects of ferro-concrete columns, coefficient of bearing capacity growth, class concrete for strengthening) on labour input and on value of methods of strengthening were determined using results of quantitative experiment.

The basic methodical scheme of a choice of a rational method of strengthening of ferro-concrete columns which is directed on increase of a production efficiency of work is developed and realised in practice.

Constructive-technological decisions, which have been offered and introduced, at strengthening of ferro-concrete designs of two industrial targets are allowed to receive the economic benefit testified documentary in the sum 18,650 UAH and 52,300 UAH accordingly.

Key words: methods of strengthening, ferro-concrete columns, reconstruction, defects, bearing ability, factors, value, labour input.

Размещено на Allbest.ru

...