Особенности напряженно-деформированного состояния подкрановых балок с верхним поясом из прокатных тавров

• Автор: Новоселов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Состояние вопроса в области исследования подкрановых балок

1.1 Напряженнодеформированное состояние подкрановых балок

1.2 Исследование выносливости подкрановых балок.

1.3 Эффективные конструктивные формы сечения подкрановых балок

1.4 Выводы по главе.

2 Напряженнодеформированное состояние подкрановых балок с верхним поясом из прокатных тавров.

2.1 Выбор критерия усталостного разрушения подкрановых балок

2.2 Сравнительный анализ напряженнодеформированного состояния

подкрановых балок с тавровым верхним поясом

2.3 Влияние технологических факторов на напряженно
деформированное состояние верхней зоны балок с тавровым верхним поясом.
2.3.1 Влияние стыка рельса.
2.3.2 Влияние дефектов сварного шва на напряженнодеформированное состояние верхней зоны балок
2.4 Влияние толщины стенкивставки на ее напряженно
деформированное состояние
2.5 Анализ работы ребер жесткости балок с тавровым верхним поясом
2.6 Выводы по главе.
3 Экспериментальные исследования усталостной прочности балок с тавровым верхним поясом
3.1 Конструкция опытных образцов
3.2 Программа проведения эксперимента.
3.3 Анализ результатов испытаний
3.3.1 Статические испытания.
3.3.2 Усталостные испытания
3.4 Выводы по главе.
4 Оптимизация параметров сечения подкрановых балок с тавровым верхним поясом
4.1 Постановка задачи оптимального проектирования подкрановых балок
4.2 Выбор критерия качества и описание системы ограничений
4.3 Ограничения в выборе варьируемых параметров по конструктивным требованиям
4.4 Влияние варьируемых параметров на выносливость подкрановых балок
4.5 Поиск оптимальных геометрических параметров сечения подкрановых балок с верхним поясом из тавра
4.6 Выводы по главе.
5 Практический пример конструирования сечения подкрановой балки с верхним поясом из тавра.
Основные результаты и выводы
ЛИТЕРАТУРА


Объем и структура работы: работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы (3 источника). Общий объем диссертации 4 страницы, в том числе иллюстраций и таблицы. Во введении представлена основная проблема эксплуатируемых подкрановых конструкций производственных зданий - ограниченная выносливость. Первая глава посвящена анализу состояния вопроса повышения надежности и долговечности сварных подкрановых балок. Проведен анализ работ, посвященных выявлению причин образования трещин и совершенствованию методики расчета подкрановых балок на усталостную прочность. Рассмотрены конструктивно-технологические мероприятия, направленные на повышение долговечности подкрановых балок. Во 2-й главе проведен сравнительный анализ местного напряженного состояния балок с тавровым поясом из широкополочного и колонного тавра и с листовым поясом при совпадающей геометрии сечения балок. Определено безопасное соотношение толщин стенки вставки и стенки тавра в подкрановых балках. Рассмотрено влияние дефектов в сварном стыковом шве на напряженное состояние. Определена конструктивная форма ребер жесткости для балок с тавровым верхним поясом. Долговечность зоны местного напряженного состояния, ответственной за усталостные разрушения, предлагается определять по критерию интенсивности напряжений (аО, как наиболее обобщенному показателю напряженно-деформированного состояния материала. В 3-й главе изложены результаты экспериментальных исследований работы крупномасштабных моделей подкрановых балок с тавровым поясом при статической и многоцикловой нагружениях. Целью проведения эксперимента было выявление особенностей напряженно-деформированного состояния балок с тавровым поясом и сравнение его с эталонной балкой (сварной составной из трех листов), а также, сравнительная оценка долговечности балок с тавровым поясом и сварных составных балок. В 4-й главе приведены результаты проведенной оптимизации сечения подкрановых балок с тавровым верхним поясом. Проведен анализ результатов оптимизации. Подкрановые конструкции производственных зданий работают в тяжелых условиях, существенно отличающихся от работы обычных балочных конструкций. Подвижные, многократно повторяющиеся вертикальные и горизонтальные воздействия, имеющие динамический характер из-за наличия стыков рельсов, выбоин, неровностей положения путей, вызывают сложное напряженное состояние в подкрановых балках. Многочисленные исследования, проведенные в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ВНИИ! МАШ, МИСИ им. В.В. Куйбышева и других вузах бывшего СССР (В. И. Бабкин, В. Н. Валь, A. A. Васильев, А. И Кикин Б. Н. Кошутин, Ю. С. Кукин, К. К. Муханов, С. А. Нищета, С. Ф. Пичугин, В. А. Плотников, А. Х. Хохарин, КА. Шишов, и другие), позволили уточнить фактические нагрузки от мостовых кранов и условия их приложения. Объектами исследования являлись конструкции, непосредственно воспринимающие крановые нагрузки: колонны и подкрановые балки, а также стальные конструкции моста крана. Ту накопление статистических данных о них, установление зависимостей между вертикальными и боковыми воздействиями. Целью исследований являлось нормирование коэффициентов к вертикальной и горизонтальной нагрузке. Результаты всех этих работ отражены в нормах []. Для определения усталостной долговечности подкрановых балок по предложению М. М. Гохберга [] применяется нормальные нагрузки рабочего состояния, то есть нагрузки, вероятность появления которых в процессе эксплуатации является наибольшей. A.A. Апалько, В. А. Болдина, Е. И. Беленя, Б. М. Броуде, В. М. Горпинченко, А. И. Кикина, Б. Б. Лампси, H. H. Малышкиной, Е. А. Митюгова, К. Э.А. Рывкина и многих других ученых. В настоящее время установлено, что верхняя зона стенки подкрановых балок, в которой возникают преимущественно усталостные трещины, испытывает сложное напряженное состояние, складывающееся из напряжений общего изгиба, кручения и местного напряженного состояния от сосредоточенною эксцентричного (по отношению к оси балки) давления ^ катков крана. В результате в верхней зоне стенки возникает многокомпонентное напряженное состояние. На рис.