Повышение выносливости подрельсовой зоны подкрановых балок снижением динамики воздействий колёс мостовых кранов

• Автор: Лаштанкин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 213 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание.
Введение.

1. Особенности циклической работы подкрановых конструкций

1.1. Характерные черты работы подкрановых балок и рельсового пути

1.2. История развития подкрановых конструкций.

1.3. Конструктивные формы подкрановых систем

1.4. Цель и задачи исследования.

2. Проблема имитации динамических воздействий мостовых кранов

2.1. Обзор экспериментальных исследований выносливости подкрановых балок.

2.2. Выбор балок для испытаний на выносливость

2.3. Выводы по главе 2.
3. Испытания амортизирующих подкрановых балок на выносливость
3.1. Целии задачи экспериментального исследования.
3.2. Модернизация стенда имитирующего подвижные циклические воздействия колс мостовых кранов.
3.3. Экспериментальные подкрановые балки
3.4. Компоновка единого экспериментального комплекса балкастенд измерительная аппаратура
3.5. Методика обработки данных, полученных при испытаниях
3.6. Результаты усталостных испытаний амортизирующих балок, составленных из гнутых профилей.
3.7. Выводы по главе 3.
4. Испытание фрагмента арочного рельса с затяжкой
4.1. Цели и задачи экспериментального исследования.
4.2. Подготовках и проведение испытаний
4.3. Результаты испытаний фрагмента арочного амортизирующего рельса с затяжкой
4.4. Выводы по главе 4.
5. Пути решения проблем, возникающих в цепи край подкрановая
балка каркас здания
5.1. Эффективность перехода от разрезных подкрановых балок к рамным неразрсзиым подкрановым конструкциям
5.2. Амортизирующая портальная подкрановая конструкция.
5.3. Анализ выносливости подрельсовой зоны подкрановой балки для двух кранов грузоподъмностью 5т.
5.3.1. Сварная двутавровая балка
5.3.2. Методика расчта подкрановой балки из прокатных профилей с лоткообразными поясами и эллиптического профиля рельсами ЭКР0 сверху и снизу сечения
5.3.3. Сравнение вариантов рассчитанных балок
5.4. Рельсобалочная конструкция
5.5. Уменьшение трудоемкости при ремонте цехов и кранов
5.6. Выводы по главе 5
Заключение
Список использованных источников


Контактно-усталостные повреждения- развиваются более интенсивно: при- высоких локальных контактных напряжениях и наблюдаются; в головке рельса, при неправильном выборе его, особенно в местах, где головка рельса^ имеет значительный, боковой износ . Величина локальных напряжений возрастает в 2 и более раз. Очень быстро* как показывают многочисленные обследования зданий:и сооружений, дефекты развиваются в рельсах и балках тяжёлых типов, уложенных без амортизирующих элементов и надёжного соединения в стыках. Из таблицы СНиШ * []; следует, что повышение значения временного сопротивления Run снижает предел выносливости Лу[]. Кроме того, сварные соединения элементов йз:высокопрочной стали имеют повышенную чувствительность к концентраторам напряжений [,] Следовательно*', необходимо совершенствовать конструктивную форму балки, снижая1 концентраторы напряжений, чтобы сделать невозможным появление в ней. В данной- работе основное внимание уделено новым конструктивным формам балок, обладающих повышенной», жёсткостью верхнего- пояса, на кручение и амортизирующими свойствами; . Характер взаимодействия мостовою крана с балками- исследовался такими учеными как Бать. A.A. ВальВ. Н. [], Васильев А. В; [], Кикин А. И. [], Кошутин В. М., Кунин Ю. С., МухановК. К. [], Уваров Б. Ю. [7], Кудишин Ю. И. [], Сабуров В. Ф. [], Смирнов В. ШишовК. А. [8] и другими. Установлено, что величина и особенности этого взаимодействия определяются многими факторами. Результатом этих работ явился ряд нормативных положений, закреплённых в СНиП 2- []. Нормированы режимы работы кранов:-Был составлен перечень зданий и технологических процессов, использующих мостовые краны, при работе которых наблюдается интенсивная эксплуатация, и появляются-, усталостные повреждения [1]= На-; основе экспериментального и теоретического изучения нагруженности подкрановых путей были уточнены^коэффициенты надёжности, динамичности*и сочетаний для крановыхч воздействий. Теоретическим исследованием местного напряженно-деформированного состояния балок при действии сосредоточенных нагрузок занимались Броуде Б. М. [], Лампси Б. Б. [, ]. Решение Броуде Б. М. даёт расчётные формулы для прокатных, сварных и клёпаных, балок и используется-в настоящее время []. Более поздние1 работы- этого? Кудишина Ю. Н. [],. Митюгова Е. А [] и других. Особое внимание уделялось- локальному напряжённому состоянию в повреждаемых зонах стенок. Были разработаны формулы, вошедшие в строительные нормы, позволяющие с достаточной точностью определять компоненты локального напряжённого состояния. Особая заслуга в вопросах повышения выносливости подкрановых конструкций принадлежит следующим ученым: Гохбсргу М. Кикину А. И. [], Беленя Е. И. [7, 8], Балдину В. Горпинченко В. М. [], Нежданову К. К. [, ], Юшкевичу В. Н. [0], Крылову И. И. [], Чумакову В. А. [4], Васюте Б. Н. [], Федосееву В. П. [9] Сабурову В. Ф. [], Туманову В. А. [5] и другим исследователям. Несмотря на выполненные исследования, посвящённые повышению выносливости балок, проблема остаётся до конца не решённой и в настоящее время не теряет своей актуальности. Многочисленными исследованиями установлено, что основной причиной повреждаемости балок усталостными трещинами является-циклические колебания локальных сдвигающих напряжений, происходящие в К-образном сварном шве и около него в верхней подрельсовой зоне стенки, при проходе колёс кранов. В исследованиях Горпинченко В. М! [], Нежданова К. К. [, ], Крылова И. И. [, ], Чумакова В. А. [5], Васюты Б. Н. [], Бабкина В'. И. [3], доказывается; что продольные усталостные трещины в подкрановых балках появляются под воздействием циклических сдвигающих напряжений. В работе Нежданова-К. Основная причина' исчерпания выносливости балок -локальные напряжения, которые увеличивают амплитуды- колебаний сдвигов на фоне малоизменчивых напряжений от общего изгиба и среза в балке. Созданная методика расчёта выносливости [, ], учитывает весь спектр компонентов- сложного напряжённого состояния в верхней подрельсовой зоне стенки подкрановой балки, и позволяет определять ожидаемое число циклов до появления усталостной трещины, что, в свою очередь, даёт возможность гарантировать срок надёжной, безопасной эксплуатации подкрановых конструкций.