6

Размещено на http://www.allbest.ru/

14

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

УДК 624.014.2:624.042

НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН СТАЛЕВИХ БАЛОК ТА КОЛОН, ПІДСИЛЕНИХ СМУГАМИ З ВИКОРИСТАННЯМ ПЕРЕРВНИХ ЗВАРНИХ ШВІВ

05.23.01- будівельні конструкції, будівлі та споруди

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ПЕРЕТЯТЬКО ІРИНА ЮРІЇВНА

Харків 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Пугачов Олександр Федорович, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури декан заочного факультету;

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Голоднов Олександр Іванович, завідувач науково-дослідним та проектним відділом будівельних конструкцій, учений секретар ВАТ Український науково-дослідний і проектний інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського, м. Київ;

кандидат технічних наук Яровий Сергій Миколайович, заступник директора з наукової роботи ЗАТ «Проектний і науково-дослідний інститут «Харківський ПромбудНДІпроект» Міністерства регіонального розвитку та будівництва України».

Захист відбудеться _16_._квітня_____ _2009 р., о _12⁰⁰ годині, на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.04 при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.

Автореферат розісланий _6_._березня____2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук, доцент Т.О. Костюк

Актуальність теми. В Україні накопичено значний фонд будівельних металевих конструкцій. Тільки в основних галузях промисловості експлуатується близько 36 млн. т несучих металевих конструкцій. На сьогоднішній день відзначається стійка тенденція до зниження обсягу виробництва сталевих конструкцій, що пов'язано з проблемами економіки України. У той же час більшість фонду металевих конструкцій, що експлуатуються, - це конструкції будівель і споруд, введених в експлуатацію більш ніж 20 років тому.

Оскільки масштаби будівництва нових будівель і споруд невеликі, гостро стоїть проблема забезпечення надійності та подовження терміну експлуатації усього існуючого парку будівельних металевих конструкцій. Остання включає в себе удосконалення способів підсилення сталевих конструкцій та розвиток і уточнення методів їх розрахунку.

Підсилення сталевих конструкцій відповідно до діючих нормативних документів рекомендується виконувати за допомогою перервних флангових зварних швів. Застосування перервних зварних швів при підсиленні конструкцій дозволяє значно зменшувати працемісткість зварювальних робіт; зводити до мінімуму вплив на несучу здатність конструкцій залишкових напружень від зварювання; економити наплавлений метал та знижувати енерговитрати. У той же час розрахунки підсилених сталевих конструкцій у відповідності з існуючою методикою базуються на умові абсолютної жорсткості зварних швів, тобто зварні поперечні перерізи умовно розглядаються, як цільні, без урахування зсувів та поперечних деформацій, що виникають безпосередньо у самих швах. Останнє не дозволяє визначати по їх довжині фактичний розподіл зсуваючих та поперечних зусиль, що виникають у флангових швах підсилення; місця та величини концентрації цих зусиль, що особливо є важливим для перервних швів. І це є суттєвим недоліком існуючої методики розрахунків підсилених сталевих конструкцій з використанням зварювання.

Таким чином, розвиток методів розрахунку сталевих конструкцій, підсилених з використанням перервних флангових зварних швів, що ураховують пружну податливість останніх, є проблемою актуальною, що має теоретичне і практичне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є закінченою працею, яка пов`язана з науковим напрямком роботи кафедри металевих та дерев`яних конструкцій Харківського державного технічного університету будівництва і архітектури за планом Міністерства освіти й науки України «Напружено-деформований стан сталевих конструкцій з пружними суцільними та перервними фланговими зварними швами» (держ. регістр. № 0108U001997).

Метою роботи є створення більш досконалого розрахункового апарату для визначення напружено-деформованого стану (НДС) сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами з використанням флангових перервних зварних швів, що мають пружно-податливі властивості.

Задачі дослідження:

- для двотаврових балок та колон, обидві полиці яких з боку їх внутрішніх граней підсилені симетричними смугами, паралельними стінці двотавру, побудувати відповідну розрахункову схему у вигляді 3-х шарового складеного стержня з пружними зв'язками і за умови пружної роботи підсилених конструкцій після їх повного до підсилення розвантаження розробити спосіб розрахунку НДС даних конструкцій;

- побудувати розрахункову схему у вигляді 2-х шарового складеного стержня з пружними зв'язками для двотаврових балок та колон, у яких лише одна із полиць з боку її внутрішньої грані підсилена симетричними смугами, паралельними стінці двотавру, і з урахуванням умови пружної роботи підсилених конструкцій після їх повного попереднього розвантаження розробити спосіб розрахунку НДС зазначених конструкцій;

- для двотавру, у якого одна із полиць з боку її внутрішньої грані підсилена симетричними смугами, паралельними стінці, а протилежна полиця підсилена з боку її зовнішньої грані смугою-накладкою, побудувати відповідну розрахункову схему у вигляді 3-х шарового складеного стержня з пружними зв'язками і за умови пружної роботи підсилених конструкцій після їх повного попереднього розвантаження розробити розрахунковий апарат з визначення НДС таких конструкцій;

- розробити методику та експериментально дослідити НДС двотаврової балки, підсиленої симетричними смугами, паралельними стінці двотавру, з використанням перервних флангових зварних швів;

- впровадити розроблений теоретичний апарат у розрахунки НДС реальних конструкцій сталевих двотаврових балок та колон, підсилених за допомогою сталевих смуг з використанням перервних зварних швів та виконати наукове обгрунтування можливості застосування перервних зварних швів при підсиленні аналогічних конструкцій.

Об'єкт дослідження - сталеві двотаврові балки та колони, що підсилені сталевими смугами з використанням перервних флангових зварних швів. двотавровий балка колона смуга

Предмет дослідження - напружено-деформований стан (НДС) сталевих двотаврових балок та колон, що підсилені сталевими смугами з використанням перервних флангових зварних швів, які є пружно-податливими.

Методи дослідження - будівельна механіка пружних 2-х та 3-х шарових складених стержнів; методи опору матеріалів; чисельний метод початкових параметрів, що спирається на метод Рунге-Кутта 4-го порядку точності, у поєднанні з процедурою ортогоналізації векторів розв'язків за методом С. К. Годунова для інтегрування систем диференційних рівнянь у звичайних похідних; експериментальні методи досліджень будівельних конструкцій.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному:

- уперше запропоновано розраховувати НДС сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами з використанням перервних флангових зварних швів, шляхом подання підсилених конструкцій у їх розрахункових схемах 2-х та 3-х шаровими пружними складеними стержнями;

- уперше для трьох, достатньо поширених на практиці, способів підсилення даних конструкцій за допомогою сталевих смуг побудовано відповідні розрахункові схеми у вигляді 2-х та 3-х шарових стержнів та розроблено способи розрахунку НДС цих конструкцій;

- з використанням отриманих теоретичних залежностей спроектовано експериментальну балку, що підсилена сталевими смугами за допомогою перервних флангових зварних швів, та теоретично визначено її НДС;

- розроблено методику та відповідно до неї проведено експериментальні дослідження підсиленої балки та визначено компоненти її НДС;

- уперше запропоновані способи розрахунку впроваджені при визначенні НДС вищезазначених підсилених балок та колон; при цьому досліджено вплив на компоненти НДС таких факторів, як: виконання підсилення суцільними чи перервними, фланговими зварними швами; вплив видів навантаження; вплив ступеню жорсткості (податливості) швів підсилення; оцінено ефективність способів підсилення;

- результати досліджень дозволяють науково обґрунтовано виконувати підсилення сталевих двотаврових балок та колон з використанням перервних флангових зварних швів підсилення.

Практичне значення отриманих результатів роботи:

- розроблено способи розрахунку НДС підсилення сталевих двотаврових балок та колон з використанням перервних флангових зварних швів підсилення;

- з використанням отриманих теоретичних рішень проведено дослідження впливу на компоненти НДС таких факторів, як: виконання підсилення суцільними чи перервними фланговими зварними швами; вплив видів навантаження; вплив ступеню жорсткості (податливості) швів підсилення; оцінено ефективність способів підсилення;

- запропонований теоретичний розрахунковий апарат дозволяє науково обґрунтовано виконувати підсилення сталевих двотаврових балок та колон з використанням перервних флангових зварних швів підсилення, що в свою чергу дозволяє підвищити надійність експлуатації підсилених сталевих конструкцій, а також значно зменшувати працемісткість зварювальних робіт; зводити до мінімуму вплив на несучу здатність конструкцій залишкових напружень від зварювання, економити наплавлений метал та знижувати енерговитрати;

- результати досліджень можуть бути використані при розробці нових нормативних документів з підсилення сталевих конструкцій, а також при розробці типових серій підсилених сталевих балок та колон з використанням зварних флангових перервних швів.

Особистий внесок автора. Наведені в кандидатській роботі результати досліджень отримані автором самостійно. В публікаціях у співавторстві здобувачеві належить: 1, 2, 7-10 - проведення теоретичних досліджень та планування експерименту, виконання експериментальних досліджень, аналіз результатів експерименту, складання висновків.

Апробація результатів роботи. Основні положення і результати досліджень доповідалися на таких симпозіумах та конференціях: Міжнародних симпозіумах «Современные строительные конструкции из металла, древесины и пластмасс» (м. Одеса, ОдДАБА, 28травня-2червня 2007р. та 27-30травня 2008р.); ІІІ-ій Міжнародній науковій конференції «Ресурс і безпека експлуатації конструкцій, будівель і споруд» (м. Харків, ХДТУБА, 29-31 жовтня 2007р.); ІХ-ій Українській науково-технічній конференції «Металеві конструкції: сьогодення та перспективи розвитку» (м. Київ, УкрНДІПСК ім. В.М. Шимановського, 9-11вересня 2008р.), а також на щорічних науково-технічних конференціях ХДТУБА.

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано одинадцять робіт у фахових збірниках наукових праць.

Обсяг та структура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків та списку використаних літературних джерел із 209 найменувань і 1 додатку. Дисертація викладена на 247 сторінках, у тому числі 5 сторінок вступу, 128 сторінок основного тексту, 3 сторінки додатку, 20 сторінок списку використаних джерел. Дисертація містить 138 рисунків та 17 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність проблеми, сформульовані мета і задачі дослідження, наведені наукова новизна і практичне значення. Вказані зв'язок роботи з науковими програмами, відомості про апробацію, публікації, структуру і обсяг дисертації.

У першому розділі аналізується стан питання і наукові досягнення з питання підсилення сталевих конструкцій.

На сьогоднішній день в Україні гостро стоїть проблема забезпечення надійності та подовження терміну експлуатації усього існуючого парку будівельних металевих конструкцій, головними складовими вирішення якої є: розробка сучасних методів оцінки технічного стану існуючих сталевих конструкцій; уточнення навантажень і впливів; створення ефективних способів підсилення сталевих конструкцій та удосконалення відповідних методів їх розрахунку; створення ефективних способів захисту сталевих конструкцій від корозії; створення відповідної нормативної бази; розробка теорії і наукових основ нормування безпеки в будівництві та ін. Цим питанням присвячені роботи Є.В. Горохова, А.В. Перельмутера, С.Ф. Пічугіна, О.В. Шимановського, В.М. Гордєєва, В.П. Корольова, О.І. Оглоблі, А.І. Лантух-Лященка, Б.Є. Патона, А.Я. Недосєки, А.Я. Барашикова, В.В. Стоянова, Є.А. Єгорова, А.М. Югова, В.І. Махненко, Є.В. Клименка, В.А. Пашинського, Р.І. Кінаха та ін.

Підсиленням сталевих конструкцій також займались М.Н. Лащенко, Є.І. Беленя, І.С. Ребров, М.М. Сахновський, М.Р. Бєльський, В.В. Бірюлєв, А.В. Сильвестров, О.І. Голоднов, В.О. Пермяков, М.В. Гоголь, І.Д. Пелешко, В.В. Фурсов та ін.

Урахуванням пружності флангових зварних швів, у тому числі і перервних, у роботі зварних конструкцій займались С.А. Данілов, Д.І.Навроцький, Г.А. Ніколаєв, В.І. Махненко, В.М. Баришев, Д.В. Рогозін, О.В. Шимановський, Ю.Г. Перетятько, MacKusick M.H., Weaver M.A., Duane K. Miller, Norris C.H., Willsams Alan та ін.

Аналіз стану проблеми дозволив сформулювати мету та основні задачі досліджень.

Другий розділ присвячений створенню теоретичної бази для розрахунків напружено-деформованого стану сталевих балок та колон, підсилених трьома, достатньо поширеними на практиці, способами за допомогою сталевих смуг з використанням флангових зварних швів, що мають пружно-податливі властивості (рис. 1).

Для кожного із трьох способів підсилення з використанням варіанту гіпотез та положень теорії складених стержнів, прийнятих С.А. Даніловим і О.Р. Ржаніциним, побудовано відповідні розрахункові схеми у вигляді 3-х та 2-х шарових складених стержнів (рис. 1) та складено вирішуючі системи диференційних рівнянь, що описують НДС цих конструкцій з урахуванням умови повного розвантаження конструкцій до їх підсилення. Так, НДС двотаврового елемента, підсиленого способом за рис. 1а, описується системою (1):

1) 2)

3)

4) 5) 6)

7)

8) 9) 10)

11)12) 13) 14);

15) 16) 17) 18)

19)

20) 21)

22) (1)

В (1) прийняті наступні позначення: N_i, M_i, Q_i -внутрішні зусилля; U_і -осьові переміщення; W_і, _і -прогини та кути повороту; і=1,2,3 - номера шарів складеного

стержня; T₁₂, T₁₃ - поздовжні зсуваючі та S₁₂, S₁₃ -поперечні погонні зусилля у швах, що з'єднують відповідно 1-ий та 2-ий і 1-ий та 3-ій шари стержня; К₁₂, К₁₃ та Е_12, Е₁₃ - коефіцієнти жорсткості швів відповідно на зсув у поздовжньому та на розтяг-стиск у поперечному напрямках. Після виключення із системи (1) останніх 4-х алгебраїчних рівнянь, що описують взаємодію сусідніх шарів складеного стержня, та проведення відповідного масштабування невідомих для підвищення стійкості розв'язку, система (1) остаточно зведена до нормальної системи лінійних диференційних рівнянь 18х18, що має векторно-матричний запис (2), орієнтованої на її інтегрування чисельним методом початкових параметрів кроковим методом Рунге-Кутта 4-го порядку точності із забезпеченням лінійної незалежності векторів розв'язку за допомогою процедури ортогоналізації С.К. Годунова:

, (2)

де -

вектор шуканих функцій, що описують НДС задачі (вектор стану);

F(x) - матриця 18 x18 коефіцієнтів при невідомих;

- вектор правих частин, що включає в себе зовнішні навантаження.

Аналогічні системи диференційних рівнянь отримані для підсилених двотаврових елементів за рис. 1б та 1в.

У третьому розділі з використанням отриманих теоретичних залежностей спроектовано експериментальну балку, що підсилена сталевими смугами за допомогою перервних флангових зварних швів (рис. 3-6), та теоретично визначено її НДС. На підставі аналізу характеру розподілу компонентів НДС по довжині балки та по висоті її поперечного перерізу, що отримані теоретично, розроблено методику експериментального визначення найбільш характерних деформацій та напружень, включаючи вибір вимірювальних приладів та розробку схем їх розміщення на експериментальній балці.

Проведено експериментальні дослідження НДС підсиленої балки, в результаті чого у заданих перерізах балки визначено відповідні деформації та напруження. Навантаження балки відповідно до прийнятої розрахункової схеми (рис. 3) виконувалося в її середній частині за допомогою 50-ти тонного гідравлічного домкрата (рис. 4, 6) в межах пружної роботи конструкції.

Для визначення експериментальним шляхом головних компонентів НДС на експериментальну балку були наклеєні тензонометричні датчики виміру відносних деформацій з базою 20мм (рис. 4, 6). Ураховуючи, по-перше, що максимальні значення нормальних напружень мають місце у середній частині балки; по-друге, що характер розподілу та значення зсуваючих і поперечних зусиль, що виникають на ділянках перервних швів підсилення, за даними теоретичних розрахунків на усіх цих ділянках по довжині балки є практично однаковими та з метою обмеження загальної кількості використання тензодатчиків, останні були наклеєні лише у середній частині балки (рис. 4, 6). Показання з тензорезисторів знімалися автоматичним вимірником деформацій АИД-4М (рис. 6).

Прогини балки вимірялися за допомогою індикаторів годинникового типу з ціною ділення 0,01мм на рівних відстанях від середини балки по 0,25м.

У таблиці 1 наведені порівняльні значення теоретичних і експериментальних прогинів балки, які обчислені теоретично та визначені експериментально при навантаженні на балку q=1970кН/м (Р=295,5кН).

Таблиця 1

Теоретичні й експериментальні значення прогинів балки

Як видно з табл. 1, теоретичні і експериментальні значення прогинів балки є досить близькими. Близькість теоретичних та експериментальних результатів також мала місце і для напружень. При навантаженнях до Р=350кН балка працювала у пружній стадії.

На підставі того, що мало місце практичне співпадання теоретичних розрахунків з експериментальними даними, зроблено висновок про правомірність положень та гіпотез теорії пружних складених стержнів, а також про адекватність розрахункових схем і правильність математичного апарату, запропонованих у розділі 2, для розрахунків НДС підсилених сталевих двотаврових конструкцій з перервними пружними фланговими швами підсилення.

Четвертий розділ присвячений впровадженню теоретичних рішень, отриманих у розділі 2, у розрахунки НДС підсилених зазначеними вище трьома способами двотаврових балок. Проведено дослідження впливу на НДС цих конструкцій таких факторів, як: виконання підсилення суцільними, чи перервними, фланговими зварними швами; вплив видів навантаження; вплив ступеню жорсткості (податливості) швів підсилення. Оцінено ефективність способів підсилення.

На рис. 8, 9 подана конструкція балки, що за розрахунковою схемою відповідає рис. 1а. Флангові зварні шви мають катети 8мм. Інтенсивність рівномірно розподіленого навантаження становить 122 кН/м, що для балки, виготовленої із сталі С245 до її підсилення, є граничним за умови пружної роботи останньої (відповідні максимальні нормальні напруження.

Аналіз результатів розрахунку НДС підсиленої балки засвідчив, що зростання значень коефіцієнтів К₁₂, К₁₃ у 10 разів практично не вплинуло на значення та характер розподілу по довжині балки таких компонентів НДС, як її прогини, внутрішні зусилля та нормальні напруження в двотаврі та елементах його підсилення (рис. 12-13). Зміни торкнулися поздовжніх зсуваючих зусиль Т₁₂, Т₁₃ (Т₁₃ Т₁₂), особливо у випадку застосування перервних швів підсилення (рис. 9, 10). Їх максимальні значення по краях «сідел» зросли у 2 рази, мінімальні значення в середині «сідел» зменшилися, хоча характер розподілу цих зусиль практично зберігся. При цьому, не суттєво зменшилися значення поперечних зусиль S₁₂, S₁₃ (S ₁₃ - S ₁₂), у швах підсилення (рис. 11). Відповідно до існуючої методики перевірено міцність перервних зварних швів на умовний зріз за металом шва за максимальними результуючими погонними зусиллями V₁₂:

(2_f k_f l_w R_{wf wf c})/ l_w. (3)

Так, при х=2,75м:

кН/см < (20,70,81,018,011)/1= 20,16 кН/см, ;

при х=2,55м: кН/см < 20,16 кН/см, .

Як бачимо, міцність флангових швів підсилення є достатньо забезпеченою навіть і у випадку їх виконання перервними. Останнє має місце на досить широкому інтервалі зміни значень коефіцієнтів К₁₂, К₁₃.

З метою оцінки впливу виду навантаження на характер розподілу та значення зусиль, що виникають у швах підсилення, розглянута вище балка (рис. 8, 9) була також розрахована на локально розподілені навантаження (рис. 14), що на практиці виникають як, наприклад, реактивний тиск балок настилу на головну балку.

Аналогічні розрахунки НДС були проведені для тієї ж зварної балки, але підсиленої способами, що відповідають її розрахунковим схемам за рис. 1б, 1в.

П'ятий розділ присвячений практичним розрахункам НДС підсилених двотаврових колон способами, що відповідають їх розрахунковим схемам за рис. 1а, 1б. Виконані дослідження впливу на НДС даних конструкцій таких факторів, як: застосування флангових зварних швів підсилення суцільними чи перервними; види навантаження (центральний чи позацентровий стиск); спосіб включення у роботу підсилюючих елементів; жорсткість (податливість) швів підсилення.

Результати розрахунків НДС колони, підсиленої за рис. 15, наведені на рис. 16-17. Оскільки підсилюючі смуги по торцях не обперті і не навантажені, то їх включення у роботу конструкції відбувається за рахунок флангових швів підсилення, у яких на ділянках торців колони мають місця концентрацій зусиль Т₁₂ - Т₁₃ та S₁₂. S₁₃.

Ці ділянки мають незначну довжину, близько 250мм (рис. 17). За їх межами зусилля у швах підсилення зменшуються до незначних величин, що практично дозволяє на більшій частині колони застосовувати шви підсилення конструктивно. Перехід на перервні зварні шви (рис. 15) практично не вплинув на характер розподілу та значення зусиль Т₁₂ - Т₁₃ та S₁₂. S₁₃. На останнє також не вплинули значення ексцентриситетів стискаючої колону сили. Включення у роботу підсилюючих смуг відповідно супроводжується розвантаженням тіла колони (рис. 16).

Для колони, підсиленої за рис. 15 також виконані розрахунки у випадках, коли смуги підсилення внизу обперті, а вгорі-не навантажені, та коли і обперті і навантажені.

Аналогічні розрахунки проведені для тієї ж колони, але підсиленої смугами лише з боку більш напруженої полиці колони.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

В результаті проведених у дисертації теоретичних та експериментальних досліджень отримано наступні основні наукові та практичні результати:

1. Розроблено способи розрахунків НДС сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами за допомогою флангових зварних швів з урахуванням умови повного розвантаження конструкцій до їх підсилення. Вони складають відповідну теоретичну розрахункову базу для вирішення широкого класу аналогічних задач, що є більш досконалою, ніж існуюча, оскільки вона дозволяє більш точно та надійно розраховувати НДС підсилених сталевих балок та колон з урахуванням пружно-податливої роботи флангових перервних зварних швів підсилення.

2. З використанням теоретичних залежностей, отриманих у роботі, запроектовано експериментальний зразок підсиленої за допомогою перервних флангових швів двотаврової балки, що фактично являє собою реальну конструкцію, та теоретично розраховано її НДС. На підставі аналізу теоретичного характеру розподілу компонентів НДС по довжині балки та по висоті її поперечного перерізу розроблено методику експериментального визначення найбільш характерних деформацій та напружень, включаючи вибір вимірювальних приладів та розробку схем їх розміщення на експериментальній балці.

3. Проведено експериментальні дослідження НДС підсиленої за допомогою перервних флангових швів балки та виконано порівняльний аналіз результатів теоретичних розрахунків компонентів НДС з відповідними їх експериментальними значеннями. При цьому відмічено їх практичне співпадання.

4. На підставі порівняльного аналізу теретичних розрахунків з експериментальними даними зроблено висновок про правомірність положень та гіпотез теорії пружних складених стержнів, а також про адекватність розрахункових схем і правильність математичного апарату, запропонованих у теоретичному розділі роботи, для розрахунків НДС підсилених сталевих двотаврових конструкцій з перервними пружними фланговими швами підсилення.

5. Виконано впровадження теоретичних рішень, отриманих у роботі, у розрахунки НДС підсилених за допомогою перервних флангових швів двотаврових балок та колон. Проведено дослідження впливу на НДС цих конструкцій таких факторів, як: виконання підсилення суцільними, чи перервними, фланговими зварними швами; вплив видів навантаження; вплив ступеню жорсткості швів підсилення.

6. Запропоновані способи розрахунків НДС сталевих двотаврових балок та колон, підсилених сталевими смугами, дозволяють науково обґрунтовано впроваджувати аналогічні підсилення з використанням перервних флангових зварних швів, що в свою чергу знижує залишкові напруження та деформації від зварювання та працевитрати на виконання зварювальних робіт, зменшує енерговитрати та ступінь екологічного забруднення навколишнього середовища.

7. Результати досліджень можуть бути використані при розробці нових нормативних документів з підсилення сталевих конструкцій, а також при розробці типових серій підсилених сталевих балок та колон з використанням перервних зварних флангових швів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шимановський О.В., Перетятько І.Ю. Урахування пружної податливості поясних швів в задачі про напружено-деформований стан двотаврових балок, підсилених вертикальними та горизонтальними смугами // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2007. Вип. 43. С. 153-156.

2. Шимановський О.В., Перетятько І.Ю. Напружено-деформований стан двотаврової балки, підсиленої смугами, що приварені до її полиць пружними фланговими швами // Промислове будівництво та інженерні споруди. Київ: ВАТ УкрНДІпроектстальконструкція ім. В.М. Шимановського, 2007. № 2. С. 19-21.

3. Перетятько И.Ю. Напряженно-деформированное состояние внецентренно- сжатых и изгибаемых двутавровых элементов, усиленных полосами, привариваемыми с внутренней стороны полки // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сб. научн. трудов. Одесса: ОГАСА, 2007. Ч.1. С. 148-151.

4. Перетятько И.Ю. Напряженно-деформированное состояние двутавровых балок, усиленных полосами, привариваемыми к полкам швами, абсолютно жесткими в поперечном направлении // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2007. Вип. 41. С. 57-60.

5. Перетятько И.Ю. Результаты расчета напряженно-деформированного состояния двутавровой балки, усиленной полосами, приваренными к верхней полке швами, абсолютно жесткими в поперечном направлении // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2007. Вип. 42. С. 112-115.

6. Перетятько І.Ю., Пугачов О.Ф. Проектування експериментального зразка балки, підсиленої смугами з використанням перервних зварних швів // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2007. Вип. 44. С. 97-100.

7. Шимановський О.В., Перетятько І.Ю. Робота підсилених смугами із пружно-податливими швами двотаврових балок // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2008. Вип. 45. С. 98-102.

8. Шимановський О.В., Перетятько І.Ю. Застосування перервних швів при підсиленні двотаврових балок симетричними вертикальними смугами // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2008. Вип. 46. С. 72-75.

9. Перетятько І.Ю., Кошмай М.Д., Пугачов О.Ф. Експериментальні дослідження двотаврової балки, підсиленої вертикальними смугами з використанням перервних зварних швів // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2008. Вип. 47. С. 107-111.

10. Шимановський О.В., Перетятько І.Ю. Напружено-деформований стан двотаврових балок та колон, підсилених смугами, з'єднаними з полицями пружними фланговими швами // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2008. Вип. 48. С. 116-120.

11. Перетятько І.Ю. Напружено-деформований стан підсиленої смугами двотаврової колони із застосуванням перервних зварних швів // Науковий вісник будівництва. Харків: ХДТУБА, 2008. Вип. 50. С. 278-282.

АНОТАЦІЯ

Перетятько І.Ю. Напружено-деформований стан сталевих балок та колон, підсилених смугами з використанням перервних зварних швів. - Рукопис.

Thesis for the degree of Candidate of Technical Science on specialty 05.23.01 - building construction, buildings and structures.- Kharkov State Technical University of Building and Architecture, Kharkov, 2009.

In dissertation calculation methods of deflected mode of flange steel beams and columns which were strengthened with stripes welded by intermittent fillet welds were developed. Proposed methods consider full uploading of constructions before their strengthening. Experimental analyses of deflected mode of flanged beams strengthened by intermittent welds were carried out. Experimental results were compared with results obtained by theoretical calculations based on proposed methods. Obtained theoretical solutions were applied in calculation of deflected mode of flange beams and columns strengthened by intermittent fillet welds. Influence on deflected mode of this construction such factors as: strengthening by fillet or intermittent fillet welds, conditions of loading, degree of strengthening welds rigidity were studied.

Key words: steel flanged beams and columns; intermittent fillet welds, deflected mode, strengthening of flange steel beams and columns.

Размещено на Allbest.ru