Совершенствование методов расчета металлических гофрированных конструкций с эксплуатационными повреждениями

• Автор: Осокин, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 242 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Современное состояние проблемы расчета конструкций из металлических гофрированных элементов
1.1 Характерные типы МГК, применяемые в Российской и мировой практике проектирования и строительства
1.2 Условия эксплуатации металлических гофрированных конструкций, нагрузки и агрессивные среды, действующие на них
1.3 Характерные дефекты и повреждения эксплуатируемых металлических гофрированных конструкций

1.4 Существующие методы расчета металлических гофрированных конструкций

1.4.1 Обзор применяемых методов расчета металлических > >

' , гофрированных конструкций I

1.4.2 Методы расчета гофрированных конструкций, "

- представленные в нормативной базе РФ: достоинства,
I недостатки и область применения
1.4.3 Методы, разработанные для проектирования тоннелей и впоследствии адаптированные для расчета металлических гофрированных конструкций: достоинства., недостатки,
область применения
1.4.4 Применение метода конечных элементов для расчета металлических гофрированных конструкций: достоинства и недостатки
Выводы по главе
2 Натурные и лабораторные исследования поведения металлических
гофрированных конструкций, их анализ
2.1 Результаты натурных обследований металлических гофрированных
конструкций

2.2 Обзор и анализ зарубежных статических экспериментальных исследований металлических гофрированных конструкций
2.2.1 Испытания коробчатых металлических гофрированных конструкций (Канада, Польша)
2.3 Отечественные экспериментальные исследования, их анализ
2.3.1 Статические испытания полукруговой арочной металлической гофрированной конструкции и анализ их результатов
2.3.2 Динамические испытания полукруговой арочной металлической гофрированной конструкции, имитирующие сейсмические воздействия, и анализ их результатов
2.4 Расчет металлической гофрированной конструкции методом
г конечных элементов 86 .
2.5 Расчет металлической гофрированной конструкции как арочного
'"я свода методом сил..............". Л.*............................ '*'89 ,
, 2.6 Сравнение результатов расчета методом сил и методом конечных *
элементов с экспериментом
, Выводы по главе
3 Применение теории оболочек для расчета металлических гофрированных
конструкций
3.1 Предпосылки к использованию теории оболочек для расчета
металлических гофрированных конструкций
3.2 Применение теории оболочек вращения к расчету круглых
металлических гофрированных конструкций
3.2.1 Разрешающие уравнения общей теории оболочек и осесимметричной теории оболочек вращения применительно
к металлическим гофрированным конструкциям
3.2.2 Расчет осесимметрично нагруженной металлической гофрированной конструкции с использованием осесимметричной теории оболочек вращения

3.3 Применение метода расчета основанного на теории оболочек
ступенчато-переменной толщины к расчету круглых металлических
гофрированных конструкций
Выводы по главе
4 Применение «полубезмоментной» теории оболочек В.З. Власова для расчета круглых металлических гофрированных конструкций
4.1 Основные гипотезы и соотношения
4.2 Разрешающее уравнение оболочки по полубезмоментной теории В.З. Власова применительно к гофрированной цилиндрической оболочке
4.3 Применение вариационного метода В.З. Власова к расчету гофрированной цилиндрической оболочки
4.4 Результаты расчета, их анализ и сопоставление с экспериментом
4.5 Расчет цилиндрической гофрированной оболочки при .несимметричном нагружении............................\.............. 153 ,
Выводы по главе 4
5 Моделирование поведения металлических гофрированных.конструкций с учетом коррозионного износа и наличия защитных покрытий.............. 164 <.
5.1 Примеры коррозионных повреждений металлических •>
гофрированных конструкций, а также стальных труб, эксплуатируемых в грунтовой среде; экспериментальные данные по кинетике коррозионных повреждений
5.2 Моделирование коррозионного повреждения металлических конструкций при отсутствии и наличии антикоррозионных
покрытий
5.2.1 Модели коррозионного износа при отсутствии защитных покрытий и их идентификация
5.2.2 Модели коррозионного износа при наличии защитных покрытий и их идентификация

расчетных и фактических деформаций, возможно, необходимо дополнительное исследование и ограничение области применения данной методики.
1.4.3 Методы, разработанные для проектирования тоннелей и впоследствии адаптированные для расчета металлических гофрированных конструкций: достоинства, недостатки, область применения
Методы, применяемые для расчета тоннелей, основаны на определении усилий в конструкции под воздействием прикладываемых к неГг-нагрузок. Для расчета оболочки МГК необходимо определить действующие на нее постоянные и временные нагрузки. Далее расчет сводится к применению различных методов строительной механики, например методов сил и перемещений, а также методов механики грунтов^ как правило, основанных на гипотезе Фусса-Винклера [10]..
Развитие методов расчета МГК идет от относительно простых методов, при .применении которых не учитывается упругая работа грунтовой обоймы, при этом вертикальная нагрузка от подвижного . состава и грунта засыпки уравновешивается такой же по величине нагрузкой, приложенной в уровне лотка. В дальнейшем развитии методов расчета подземных конструкций появились методы, учитывающие упругую работу грунта совместно с работой оболочки (обделки) сооружения в качестве «Винклерового» основания. Одним из данных методов является метод расчета O.E. Бугаевой [9].
Суть метода O.E. Бугаевой заключается в том, что замковая часть кольца обделки тоннеля считается безотпорной зоной, на которую действует только нагрузка от вышележащего грунтового массива, а уровень отпора окружающего обделку грунта постепенно увеличивается от границы безотпорной зоны до лотка тоннеля (рисунок 1.13).