Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса

Чалков, Геннадий Владимирович

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса

кандидата технических наук: Чалков, Геннадий Владимирович
город: Новосибирск
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.23.01

Диссертация по строительству на тему «Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса»

Автореферат диссертации по теме "Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса"

На правах рукописи

ЧАЛКОВ Геннадий Владимирович

НАПРЯЖЕНИЯ В СТЕНКАХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ПОВЫШЕННОГО РЕСУРСА ПРИ МЕСТНОМ КРУЧЕНИИ ВЕРХНЕГО ПОЯСА

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0 4 ОНТ 201Ь

Новосибирск — 2012

005052568

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Васюта Борис Николаевич

Официальные оппоненты:

Бнджиевский Лев Васильевич, чл.-кор. РААСН, доктор технических наук, профессор / ФГБОУ ВПО "Сибирский федеральный университет", инженерно-строительный институт, профессор кафедры строительных конструкций и управляемых систем

Сабуров Валерий Федорович, доктор технических наук, профессор / ФГБОУ ВПО "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет), заведующий кафедрой строительных конструкций и инженерных сооружений

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО "Томский государственный архитектурно-строительный университет"

Защита состоится 23 октября 2012 года в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 212.171.01 при Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) по адресу: 630008, г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113, ауд. 239.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГАСУ (Сибстрин).

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью организации, в секретариат совета по указанному выше адресу, т. (383) 266-55-05.

Автореферат разослан » сентября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Г. Себешев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Практика показывает, что в цехах с интенсивными режимами работы кранов уже после 3 лет эксплуатации возникает значительное количество повреждений. В таких условиях усталостные трещины выявляются в среднем в 30% сварных подкрановых балок (ПБ), около 50% которых возникает в верхней зоне стенки (ВЗС), являющейся слабым звеном сварной ПБ при интенсивной эксплуатации. Сварные швы с большой вероятностью содержат трещиноподобные дефекты, которые провоцируют возникновение усталостных трещин. Таким образом, очевидно, что необходимость замены сотен тысяч тонн ПБ, эксплуатирующихся на стадии развития повреждений, на балки повышенного ресурса будет являться актуальной в ближайшие десятилетия.

Напряженно-деформированное состояние (НДС) ВЗС ПБ включает три основные группы компонентов напряжений (рис. 1): от общего изгиба подкрановой балки (сгх о, тху о), от сосредоточенного давления колеса крана (а1ж„ <Ji0C,y, Tioc ly) и от местного изгиба стенки (о)х, о/у, Tfxy), вызванного местным кручением верхнего пояса (МКП). Кроме этого, в ВЗС ПБ возникают напряжения от общего стесненного и свободного кручения подкранового бруса, которыми, как показали исследования, проведенные

И.Н. Малышкиной, а позднее

Б.Ю. Уваровым и Ю.И. Кудишиным, можно пренебречь не в ущерб точности инженерных расчетов. МКП вызывается рядом факторов и неизбежно присутствует в подкрановых балках. Наиболее существенным компонентом при местном изгибе В ПЛОСКОСТИ поверхности стенки является Ofy. Его доля может достигать 85% от суммарных напряжений <xv. Таким образом, этот компонент оказывает значительное воздействие на нагруженность ВЗС и, соответственно, влияет на назначение геометрических параметров сечения и долговечность балок. В связи с этим для ПБ тяжелого режима работы в нормативных документах существует требование выполнения специальных расчетов прочности и выносливости ВЗС.

Решение проблемы повышения долговечности подкрановых конструкций (ПК), в основном, было связано с применением традиционных конструктивных форм на основе сварного трехлистового двутавра. При этом развитию конструктивных форм ПБ повышенного ресурса, основанных на использовании прокатных профилей и соединений на высокопрочных болтах, по мнению автора, уделялось недостаточно внимания.

В.М. Горпинченко, В.В. Мысак, К.К. Нежданов, Б.Н. Васюта и др. неоднократно отмечали (на основании экспериментальных исследований) более

Рис. 1. НДС в плоскости поверхности ВЗС ПБ со стороны эксцентриситета рельса

Рис. 2. Существующие конструктивные решения ПБ повышенного ресурса

низкий уровень местных напряжений в ВЗС прокатных ПБ по сравнению со сварными балками, а также их значительно больший предел выносливости и циклический ресурс. Так, по результатам исследований К.К. Нежданова, при одинаковом расходе стали циклический ресурс ПБ на основе прокатных профилей может превосходить ресурс сварных балок до 10 раз, что обусловлено рядом особенностей ВЗС прокатных балок: отсутствием трещиноподобных дефектов сварного щва и остаточных сварочных напряжений, более плавной геометрией, большим объемом металла выкружки и др.

Известен ряд конструктивных решений ПБ повышенного ресурса на основе использования прокатных профилей (рис. 2): балка на основе прокатного двутавра (а); балка с поясами из прокатных тавров (б); балка с поясами из прокатных уголков на высокопрочных болтах (в), балка с прокатной подрельсовой частью (г) и др. Эти решения опробованы и успешно эксплуатируются, однако масштаб их применения существенно ограничен. Одним из сдерживающих факторов активного внедрения этих конструктивных форм является отсутствие специально разработанной методики определения напряжений местного изгиба стенки вызываемого МКП. Анализ известных методик по определению напряжений местного изгиба показал, что их подавляющее большинство ориентировано на рассмотрение традиционных сварных конструктивных форм ПБ и не учитывает конструктивные особенности, характерные для подкрановых балок повышенного ресурса: особенности переходной зоны пояса к стенке прокатных профилей; безреберные решения балок или с частым расположением ребер жесткости; шахматное расположение ребер на высокопрочных болтах и влияние тормозной конструкции (ТК).

Цель работы: Совершенствование инженерной методики определения компонентов напряжений в верхней зоне стенки подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса.

Были поставлены и решены следующие задачи:

1. Провести детальный анализ существующих инженерных методик определения напряжений местного изгиба с точки зрения учета конструктивных особенностей ПБ повышенного ресурса.

2. Выявить особенности переходной зоны пояса к стенке прокатных профилей по сравнению со сварными и экспериментально исследовать их влияние на снижение напряжений местного изгиба стенки, возникающих при местном кручении верхнего пояса.

3. Исследовать НДС верхней зоны стенки ПБ сварного и прокатного сечений при местном кручении верхнего пояса в безреберном случае работы стенки; получить аналитические зависимости предельных напряжений от геометрических параметров сечения балки.

4. Исследовать влияние на величину напряжений местного изгиба:

- длины отсека стенки, включая безреберный случай работы;

- шахматного расположения ребер жесткости на высокопрочных болтах;

- переменной толщины стенки в широком диапазоне длины отсека стенки;

- наличия тормозной конструкции.

5. Разработать инженерную методику определения компонентов напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановых балок при местном изгибе стенки, учитывающую вышеперечисленный ряд конструктивных особенностей балок повышенного ресурса.

Объект исследования. Подкрановые балки повышенного ресурса.

Предмет исследования. Напряженно-деформированное состояние стенки подкрановых балок при местном кручении верхнего пояса.

Достоверность результатов проведенных исследований основана:

- на сопоставлении и сходимости результатов экспериментальных и численных исследований, а также на сходимости с результатами других авторов;

- на применении для анализа НДС общепринятых методов сопротивления материалов и строительной механики;

- на проведении численных исследований с использованием сертифицированных расчетных комплексов на основе метода конечных элементов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлены факторы и их количественные характеристики, определяющие снижение напряжений местного изгиба в прокатных профилях по сравнению со сварными: локальные отклонения толщины стенки в большую сторону, пониженное расположение расчетной кромки и увеличение крутильной жесткости верхнего пояса.

2. Установлена зависимость напряжений а^ при местном кручении верхнего пояса от геометрических параметров поперечного сечения ПБ в неограниченном диапазоне длины отсека стенки.

3. Предложена новая конструктивная форма поперечных ребер жесткости, расположенных в шахматном порядке на высокопрочных болтах, и экспериментально исследовано их влияние на НДС ВЗС при местном изгибе стенки.

Практическая значимость работы заключается в разработке инженерной методики определения компонентов напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса, учитывающей ряд конструктивных особенностей таких балок.

Полученные результаты были использованы:

- при разработке СТО 22-15-06 «Временные методические указания по техническому надзору за эксплуатацией подкрановых балок с усталостными трещинами в верхней зоне стенки» (разработчики: НГАСУ (Сибстрин), НТЦ «ЭРКОНСиб», ООО ПЭК «РЕКОН»);

- при оценке остаточного ресурса и проектировании усиления подкрановых балок цеха листового проката ОАО «НМЗ им. Кузьмина» (ООО ПЭК «РЕКОЙ»);

- при чтении курса лекций «Металлические конструкции» в НГАСУ (Сибстрин) и при дипломном проектировании.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментального и численного исследования НДС моделей подкрановых балок на основе сварных и прокатных профилей;

- способ крепления ребер жесткости к стенке и поясу в шахматном порядке на высокопрочных болтах;

- инженерная методика определения напряжений местного изгиба в стенках ПБ сварного и прокатного сечений, учитывающая особенности переходной зоны пояса к стенке, длину отсека стенки в широком диапазоне, расположение ребер жесткости в шахматном порядке, переменную толщину стенки, влияние ТК.

Апробаиия работы:

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены:

- на всероссийских научно-технических конференциях, проводимых в НГАСУ (Сибстрин) (г. Новосибирск, 2003 - 2012 г.);

- на всероссийской научно-практической конференции «Исследования, расчет, проектирование и безопасная эксплуатация строительных конструкций зданий и сооружений», проводимой в ЮУрГУ (г. Челябинск, 2005 г.);

- на международной научно-практической конференции «Перспективы рынка подъемно-транспортного оборудования и строительной техники» (Одесса, 2007 г.).

- на заседаниях научных межкафедральных семинаров, проводимых в НГАСУ (Сибстрин) (г. Новосибирск, 2011, 2012 г.);

- на заседании научного межкафедрального семинара, проводимого в СФУ (г. Красноярск, 2012 г.);

- на заседании научного межкафедрального семинара, проводимого на кафедре строительных конструкций и инженерных сооружений в ЮУрГУ (г. Челябинск, 2012 г.).

Публикации. Содержание диссертации отражено в 8 печатных работах, 4 из которых опубликованы в изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемой литературы (153 источника). Общий объем диссертации 184 страницы, в том числе 56 иллюстраций и 13 таблиц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен обзор исследований, направленных на повышение долговечности ПК. К настоящему времени сформировалось четыре основных направления исследований проблемы повышения долговечности ПК: 1) изучение действительной работы ПК; 2) исследование НДС и совершенствование методов расчета элементов традиционных ПК; 3) исследование циклической долговечности и живучести ПК; 4) разработка и исследование новых конструктивных форм ПК.

Проведен обзор исследований, направленных на развитие конструктивной формы (КФ) ПК. ПБ с поясами из прокатных тавров (рис. 26) исследовали Я.А. Каплун, В.М. Горпинченко, Б.Ю. Уваров, В.В. Мысак, B.C. Ширманов,

A.A. Макарсков, К.К. Нежданов, B.C. Казарновский, A.A. Новоселов и др.

B.М. Горпинченко показал эффективность применения односторонних ребер жесткости, приваренных к стенке и верхнему поясу. В.В. Мысак исследовал местную устойчивость стенки при центральном сосредоточенном давлении колеса крана. A.A. Макарсков изучал величину предельной нагрузки ПБ с поясами из прокатных тавров для соединения стенки-вставки с тавром. B.C. Казарновский и A.A. Новоселов исследовали НДС ВЗС ПБ с поясами из тавров, а также сварного шва примыкания стенки-вставки к тавру. К.К. Неждановым установлено, что расчетное сечение стенки балок с поясами из тавров по критерию усталостной прочности находится на границе перехода стенки к прокатной выкружке. Для этой зоны сечения им получена кривая выносливости.

В.М. Горпинченко и В.А. Шевченко исследовали работу ПБ с верхним поясом из парных уголков с соединением на высокопрочных болтах (рис. 2в). Б.Н. Васюта и И.И. Крылов изучали НДС ПБ с прокатной подрельсовой частью (рис. 2г). Ими также осуществлены усталостные испытания моделей, исследовано НДС при нормальном и пониженном расположении ТК и подготовлены рекомендации по проектированию таких конструкций. Разработкой конструктивных форм балок с повышенными амортизирующими свойствами занимались К.К. Нежданов, В.А. Туманов и др. Показана эффективность снижения напряжений в стенке балки путем придания ей амортизирующих свойств в вертикальном направлении. В.Ф. Сабуровым исследованы вопросы действительной работы крановых рельсов.

В настоящей работе проведена классификация более ста известных конструктивных решений ПБ по принципам конструирования. Отмечено, что многие из них получены неоправданным усложнением конструкции и увеличением количества сборочных элементов и соединений, при этом большая часть КФ проработана лишь на уровне принципиальных решений. Отсутствуют исследования действительной работы и методики расчета.

Проведен сравнительный анализ зависимостей напряжений местного изгиба ojy от размера отсека стенки, вычисленных по существующим инженерным методикам расчета (A.A. Апалько, Н.С. Москалев, Г.А. Шапиро,

И.М. Один, A.G. Senyor, T.R. Gurney, О.Ф. Иванков и И.Е. Спенглер, Ю.И. Ларькин, В.Н. Юшкевич, Е.А. Митюгов, К.А. Шишов, Б.А. Шемшура, В.М. Горпинченко, O.P. Незальзов и В.М. Савело, А.И. Скляднев, СП 16.13330.2011, EN 1993-6:2007 и другие). Были рассмотрены 20 зависимостей и их модификаций. Расчеты и анализ проводились на основе данных экспериментальных исследований В.М. Горпинченко для сварной балки (рис. За), Б.Н. Васюты для балки с прокатной безреберной подрельсовой частью (рис. 36), а также автора (рис. Зв-г) при местном кручении верхнего пояса.

в)

„МПа 250

200 150 100 50

1 6 3

—Ґ

! 4

5 / ills^*^

і 8

0,5

1,5

£7, M

а, м

Рис. 3. Сравнение напряжений ауу, вычисленных по существующим методикам с экспериментальными, полученными: а) В.М. Горпинченко при испытании сварных двутавровых моделей; б) Б.Н. Васютой при испытании балок с прокатной подрельсовой частью; в) автором при испытании прокатных балок (модель БП1 с сечением из двутавра 30Ш1 пролетом 3 м); г) сравнение с численным расчетом (модель натурной балки НП4 сечением из прокатного двутавра 100Ш4 под кран грузоподъемностью 80 т); 1 - Е.А. Митюгов; 2-

A.И. Скляднев; 3 - В.Н. Юшкевич; 4 - Н.С. Москалев; 5 - Ю.И. Ларькин; 6 -

B.М. Горпинченко; 7 - А.А. Апалько; 8 - СНиП П-23-81* (СП 16.13330.2011); 9 - ЕЫ 1993-6:2007; 10 - методика автора

В результате проведенного анализа установлено:

1. Отсутствуют целенаправленные экспериментальные и теоретические исследования напряжений при местном кручении верхнего пояса в ПБ повышенного ресурса на основе прокатных профилей.

2. Существующие методики ориентированы на традиционные сварные балки в диапазоне соотношения сторон отсека стенки от 0,5 до 2 и не учитывают конструктивных особенностей, характерных для балок повышенного ресурса, среди которых: особенности переходной зоны пояса к стенке; использование безреберных решений или частого расположения ребер жесткости; наличие тормозной конструкции и переменная толщина стенки.

3. Наиболее близким по характеру зависимости от длины отсека стенки является решение Н.С. Москалева, изначально разработанное для ПБ сварного сечения. Ограниченность данного решения заключается в отсутствии адаптации и экспериментальной проверки применительно к ПБ повышенного ресурса на основе прокатных профилей.

Во второй главе описаны результаты экспериментального исследования НДС ВЗС моделей при местном кручении верхнего пояса. Были изготовлены шесть моделей ПБ трех КФ: из прокатных двутавров; с верхним поясом из широкополочных тавров и в виде сварного трехлистового двутавра (модели-аналоги) (рис. 4) пролетом 3 м. При назначении размеров моделей обеспечивалось совпадение основных геометрических параметров сечения в моделях балок повышенного ресурса со сварными аналогами для оценки влияния прокатной выкружки по сравнению с поясным сварным швом, а также высоты стенки и переменности толщины стенки.

БС1

Р18. Р24 по ГОСТ 6368-82 ег= Р...20

точка приложения сосред. / крутящего момента

< У щл-ч 1 1 I г—1—* 1 и-< 1 1

1 600 450 1 300 300 300 450 1 600

!. 3 000

Рис. 4. Модели экспериментального исследования; а) из прокатных двутавров; б) с поясами из прокатных тавров; в) с сечением из сварного двутавра; г) схема расположения ребер жесткости в моделях; * - двутавры по СТО АСЧМ 20-93

Комбинация съемных поперечных ребер с креплением к стенке и поясу на высокопрочных болтах обеспечивала широкий ряд значений длины отсека стенки от 0,3 до 3 м. Влияние ТК исследовалось на модели БТ1. Загружение моделей проводилось в трех вариантах: сосредоточенным крутящим моментом с использованием рычага (без рельса), сосредоточенной вертикальной и горизонтальной силами (с рельсом). За расчетную кромку стенки принималась граница перехода стенки к сварному шву (в сварных) и граница перехода стенки к прокатной выкружке (в прокатных).

Проведен анализ распределения напряжений 0/у по высоте ВЗС сварных и прокатных профилей. Установлено, что изменение напряжений а^, по высоте стенки сварной модели соответствует результатам, полученным ранее другими авторами: напряжения 0/у и градиент их изменения увеличиваются при приближении к расчетной кромке (рис. 5а). То же происходит и с погонным моментом тх: зависимости изменения по высоте напряжений и погонного момента подчиняются одному закону и имеют характер экспоненциальной зависимости.

Рис. 5. Анализ изменения напряжений по высоте ВЗС; а) сварная модель БС1; б) модель с поясом из прокатного тавра БТ2; ■ - а = 300 мм; Д - а = 3000 мм

Иная картина выявлена в моделях из прокатных профилей. В модели БТ2 напряжения у расчетной кромки становятся ниже (до 25%), чем на некотором удалении от нее (рис. 56). При этом погонный момент тх в ВЗС прокатных профилей изменяется, как и в сварных моделях, с возрастанием при приближении к расчетной кромке. Анализ показал, что эффект снижения напряжений а^, при приближении к расчетной кромке возникает вследствие локальных отклонений толщины стенки в верхней зоне в большую сторону. В результате полу-

чена экспериментальная зависимость изменения напряжений с^, по высоте стенки сварных и прокатных ПБ:

(1) Лт,у=е 110 > (2)

где г\т у - эмпирическая зависимость в виде экспоненциальной функции.

Были исследованы фактические значения локальных отклонений толщин элементов проката и их влияние на величину напряжений (Т/у. Проведена серия детальных измерений фактических толщин элементов экспериментальных моделей. Установлено принципиальное отличие отклонений толщин сечений, выполненных из листового и фасонного проката: отклонения толщин листового проката не превышали 1,5% в большую и 3% в меньшую сторону, а отклонения толщин стенок прокатных двутавров от номинальных значений достигали 25% в большую сторону. Отклонений в меньшую сторону в прокатных профилях не выявлено. Расчеты по полученной методике показали, что снижение напряжений а/у в результате отклонений толщин ВЗС в сварных ПБ достигает 1,2%, в прокатных ПБ - до 15%.

Экспериментально исследованы зависимости максимальных напряжений э ~

оуу, действующих в середине отсека, от длины отсека стенки а (рис. 6а). Для всех моделей прослеживается асимптотическая зависимость с выходом на горизонтальный участок. При возрастании длины отсека напряжения а^, приближаются к своему максимуму: предельному значению

При обосновании расчетной модели определения напряжений местного изгиба стенки рассматривалось равновесие верхнего пояса ПБ (рис. 66). Крутящий момент М,, действующий на верхний пояс, воспринимается распределенным реактивным изгибающим моментом стенки Л/„. и реактивными моментами ребер жесткости М5. Долей момента, воспринимаемой элементами балки за пределами отсека стенки, как установлено в ранее проводившихся исследованиях, можно пренебречь. При увеличении длины отсека а происходит увеличение момента стенки и снижение момента, воспринимаемого ребрами (рис. 6в). Система постепенно стремится к безреберному «предельному» случаю работы, когда можно пренебречь влиянием ребер на величину напряжений местного изгиба а ¡у. весь момент, приложенный к поясу, воспринимается стенкой М„~ М,. Этот случай соответствует предельным напряжениям оуу11 на графиках экспериментальных зависимостей (рис. 6а). Термин «предельные» введен для напряжений, возникающих в ВЗС при местном кручении в безреберном случае работы.

Выражение для определения максимальных предельных напряжений местного изгиба было представлено в форме определения напряжений в условном стержне эквивалентной ширины /с// (рис. 6г):

' №

где 4//- условная длина распределения местного крутящего момента на стенку.

Рис. 6. К анализу экспериментальных значений напряжений сг/}; а) зависимости

экспериментальных напряжений ajy от длины отсека стенки; б) баланс внутренних усилий; в) качественные зависимости реактивных моментов от длины отсека стенки; г) условная длина распределения крутящего момента на стенку

Проведенный анализ существующих инженерных методик выявил ряд решений с качественным характером зависимости напряжений оуу от длины отсека стенки соответствующим экспериментальной зависимости (авторы Н.С. Москалев, Ю.И. Ларькин, А.И. Скляднев, A.G. Senior и T.R. Gurney).

Для каждой модели были получены экспериментальные значения efyM и обратным преобразованием из выражения (3) - соответствующие им экспериментальные значения условной длины распределения lefj- Установлена линейная зависимость условной длины распределения lef.f'-

lef.f ~ 2,4 L, (4)

где L - характеристика распределения:

L = Vlfhw/tà- (5)

L отражает «распределительные» качества пояса и стенки и количественно зависит от отношения жесткости верхнего пояса и рельса при чистом кручении GIt к «погонной» цилиндрической жесткости стенки Dw/hw. Установлено, что коэффициент пропорциональности при L не зависит от формы переходной зоны пояса к стенке.

Экспериментально установлено влияние длины отсека стенки а на величину напряжений <jfy. Получена зависимость максимальных напряжений:

СТ> =СГ>.и 'кг, (6)

где кг - функция влияния длины отсека: кг = Лфь

относительная длина отсека: аП1 = а/1еф

коэффициент расчетной длины отсека стенки балки:

(.Ьи.

: 4£\1450ММ

а)

1-1

ШШ

')/(Зе(145°мм) + 1). б)

(7)

(8)

М8

—* &- M12 Г

L75x6 Г ^

i? * 1J 1 || 2 -A

J. L+J 1 4

3-3

тавр 9БТ1

0,4

0,2

! //

2-2

t *

are,=a/lelf

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 arel

Я --- двустороннее

д- шахматное

Рис. 7. Влияние шахматного расположения поперечных ребер жесткости; а) схема шахматного расположения ребер жесткости; б) функция влияния длины отсека при двух вариантах крепления

Проведено экспериментальное исследование влияния установки ребер жесткости в шахматном порядке (рис. 7). В базовом случае предполагалось двустороннее парное расположение ребер с двух сторон стенки, стягиваемых высокопрочными болтами. Шахматное расположение возникает при замене парных ребер одиночными с установкой их с противоположных сторон стенки. Максимальное увеличение напряжений при замене парного расположения ребер шахматным отмечается при относительной длине отсека аге/, равной 0,75 (рис. 76), и не превышает 7%. Это подтверждает результаты, полученные В.М. Горпинченко для сварных балок с односторонними ребрами, устанавливаемыми на сварке.

В третьей главе описаны результаты численного исследования НДС ВЗС при местном кручении верхнего пояса. Результаты физического эксперимента были использованы для оценки корректности работы численных моделей. Основной задачей численного исследования являлось расширение диапазона параметров ПБ для разработки инженерной методики расчета.

С использованием расчетного комплекса SCAD office были созданы две серии численных моделей: серия «Э» - по размерам экспериментальных моделей (см. рис. 4); серия «Н» — по размерам натурных крупноразмерных ПБ трех конструктивных форм (прокатных, с поясами из прокатных тавров и сварных, полученных опытным проектированием под краны грузоподъемностью 5, 20, 50 и 80 т пролетами 6, 12 и 18 м (всего 2160 численных моделей)).

Расчетные модели были построены в двух вариантах: на основе объемных 8- и 6-узловых изопараметрических конечных ЗЭ-элементов (см. рис. 8, 10) и из плоских 3- и 4-угольных конечных элементов оболочек. Исследование проводилось для трех вариантов загружений: сосредоточенным крутящим моментом (без рельса), сосредоточенной вертикальной силой и сосредоточенной горизонтальной силой (с рельсом).

Рис. 8. Численная модель ПБ метода конечных элементов: а) схема разбивки модели на конечные элементы; б) опирание рельса на верхний пояс Сравнение с результатами эксперимента показало (рис. 9а): при аппроксимации результатов численных расчетов значение условной длины распределения составляет 2,26Ь и отличается от полученного аппроксимацией экспериментальных значений на 6% в запас прочности.

В результате аппроксимации в диапазоне натурных ПБ (рис. 96) получено значение /е//= 2,111. Установлено, что ее величина не зависит от конструктивной формы ПБ.

Рис. 9. Аппроксимирующие зависимости условной длины распределения момента /е// от Ь\ а) сравнение результатов физического и численного эксперимента; б) аппроксимация в диапазоне натурных балок Численно исследовано влияние геометрии переходной зоны пояса к стенке на снижение напряжений сг^ (рис. 10). Сравнивались переходные зоны модели БП1 с прокатной выкружкой и моделей БП1-С1, БП1-С2 со сварными поясными швами вогнутой и выгнутой формы с одинаковыми размерами поя-

сов и стенки. Установлено, что наличие прокатной выкружки снижает номинальные напряжения сг/у на 13%, что объясняется увеличением момента инерции верхнего пояса при кручении. Отмечено уменьшение коэффициента концентрации напряжений в прокатных моделях по сравнению со сварной с 1,25 до 1,10.

Анализ влияния отклонения сварного поясного шва от требований изготовления (выгнутая форма шва) показал, что номинальные напряжения сг/у не зависят от формы шва вследствие его малого влияния на жесткость верхнего пояса при кручении. При этом теоретический коэффициент концентрации увеличивается с 1,25 до 1,40.

Е.А. Митюгов, В.В. Мысак а также другие исследователи отмечали двойной положительный эффект применения ПБ с увеличенной толщиной верхней части стенки: во-первых, достигается снижение металлоемкости; во-вторых, происходит снижение местных напряжений в ВЗС от сосредоточенного давления и местного изгиба стенки вследствие повышения распределительной способности стенки.

Рис. 10. Узлы ВЗС численных моделей ПБ; а) БП1; б) БП1-С1; в) БП1-С2

Ранее задача определения напряжений с учетом переменной толщины стенки аналитически была решена Е.А. Митюговым. Его решение ограничено традиционным диапазоном соотношений сторон отсека стенки от 0,5 до 1,5. При большей длине отсека установлена некорректность данного решения. В настоящей работе данная задача была решена для случая произвольного диапазона длины отсека стенки путем приведения переменной толщины стенки к постоянной с эффективной высотой /г„,(,/. Эффективная высота стенки определялась из условия равенства углов поворота верхнего пояса (рис. 11):

91=92- (9)

Углы поворота вычислялись с помощью интеграла Мора:

«V

I д..

М,=1

ск.

¿Я., І А,

Стенка моделировалась пластиной единичной ширины. Закрепление стенки в нижнем узле было принято шарнирным. В результате решения равенства (9) и последующей корректировки по результатам численных расчетов был получен коэффициент приведения для определения эффективной высоты стенки /гже/:

а -ру

+і,

к,,=к

(10) (И)

Рис. 11. Расчетная модель определения эффективной высоты стенки

где а=(г„А.)'; р=Кт!К.

Установлено, что уменьшение толщины стенки-вставки с 8 до 5,5 мм приводит к снижению напряжений в расчетной кромке на 16,7% по результатам эксперимента и на 18,6% по результатам численных расчетов.

Для определения напряжений в верхней кромке стенки-вставки <тД, ПБ повышенного ресурса путем преобразования известного решения Е.А. Митюго-

ва получен коэффициент приведения: = ^ • (12)

Напряжения в верхней кромке стенки-вставки: °/у = afy 'Чу,- (13)

Исследовано влияние наличия тормозной конструкции в виде сплошного листа в уровне верхнего пояса на снижение напряжений местного изгиба стенки. Известно четыре типа раскрепления ПБ в горизонтальной плоскости: отсутствие раскрепления верхнего пояса; применение решетчатой ТК; применение сплошного тормозного листа, приваренного по всей длине к поясу, и пониженное расположение тормозной конструкции. Последний случай подробно рассмотрен в работах Б.Н. Васюты и в данной работе не исследовался.

Для развития методики определения напряжений с учетом влияния ТК за основу было взято решение Н.С. Москалева. Решение было развито введением в расчетную модель (рис. 12) тормозной конструкции и составлением дифференциального уравнения равновесия верхнего пояса при действии сосредоточенного крутящего момента:

(л■ Д.. 3-Р,-{и,+ь)2 л.3

0 = 0.

(14)

В результате решения уравнения (14) выражения (6) и (7) дополнены к, (коэффициентом влияния ТК) и преобразованы в выражения (15) и (16):

=о>.„ (15)

где

г а«, А,),

= № +0,5-6,^ А,,)-

ег Ь//2.

1-1

(16) (17)

а/2 У а/2

Рис. 12. Расчетная модель ПБ для определения напряжений е^ с учетом влияния тормозной конструкции

Экспериментально и численно установлено, что из всех типов ТК минимальный эффект снижения напряжений при МКП оказывает решетчатая тормозная ферма. По сравнению с ней отсутствие раскрепления верхнего пояса в горизонтальной плоскости снижает напряжения в реальных ПБ от 15 до 33%. Наличие сплошностенчатой ТК снижает напряжения от 5 до 10%.

Проведен анализ компонент сгд и г™ по длине ВЗС прокатных и сварных ПБ. Получено значение максимальных напряжений а/х= 0,45 ст^,. Значения касательных напряжений г™ не превышали значений 0,25о^,, установленных нормативными документами как для сварных, так и для прокатных ПБ.

ПО РЕЗУЛЬТАТАМ исследования проведено уточнение инженерной методики определения напряжений ад, в стенках ПБ в виде прокатного и сварного двутавра, а также с верхним поясом из прокатного тавра с более тонкой стенкой-вставкой с отсеком стенки произвольной длины. Методика позволяет учесть влияние ТК, прокатной выкружки, а также сближенного расположения колес крана.

В общем случае максимальные напряжения, действующие в расчетной кромке середины отсека стенки, определяются зависимостями: _6М,-кг-к, I

Г •/

1 + 17,

(18)

стл = 0,45ег, ,

А * л- >

(19)

(20)

Условная длина распределения момента на стенку /г/ / определяется по формуле /е/ / = 2,11 Ь, где £ = •/!„ ,.,, I, - сумма моментов инерции верхнего пояса и рельса при чистом кручении (момент инерции верхнего пояса прокатных балок вычисляется для поперечного сечения, ограниченного расчетной кромкой стенки, проходящей по границе перехода выкружки к стенке); - средняя толщина стенки по результатам фактических измерений; - фактическая толщина стенки в расчетной кромке (при новом проектировании принимается номинальное значение толщины из сортамента).

В случае переменной толщины стенки эффективная высота стенки определяется из выражения (11), где коэффициент приведения ^ вычисляется по зависимости (10). При постоянной толщине стенки А„е/ = Ли,-2г>ы> для прокатных и - для сварных балок. Напряжения в расчетной кромке стенки-вставки

определяются по зависимости (13).

В случае расположения ТК в уровне верхнего пояса в виде сплошного листа влияние ТК учитывается введением коэффициента влияния ТК к, (17). При наличии в уровне верхнего пояса решетчатой фермы коэффициент влияния ТК равен 1, при отсутствии - к, = 0,85 .

Влияние расстояния между поперечными ребрами учитывается введением функции влияния длины отсека стенки к, (16), где Ц1 определяется по формуле (8). I

В случае наличия более одного колеса крана в пределах длины отсека стенки, ограниченного поперечными ребрами, необходимо введение коэффициента г}„,, учитывающего влияние смежных колес на увеличение напряжений:

Ъ, = (21)

где хы - расстояние от середины отсека стенки до оси г'-го смежного колеса (рис. 13).

йлЖУ/ СЦи£1л

Рис. 13. К учету влияния сближенного расположения колес крана

В четвертой главе проведен технико-экономический анализ применения конструктивных форм ПБ повышенного ресурса для крановой эстакады под краны тяжелого режима работы грузоподъемностью 16 тонн с пролетом ПБ 12 м. Выполнено опытное проектирование ПБ нескольких конструктивных форм, проведен сравнительный анализ трудоемкости и стоимости изготовления балок, определен циклический ресурс балок. Сравнивались балка на основе сварного трехлистового двутавра с ребрами жесткости и несколько конструктивных форм повышенного ресурса (балка на основе прокатного двутавра; сварная балка без ребер жесткости с более толстой стенкой; балка с верхним поясом из широкополочного тавра без поперечных ребер жесткости; балка с поясами из парных уголков с поясными соединениями на высокопрочных болтах и балка с прокатной подрельсовой частью). Установлено, что для данных условий эксплуатации наиболее эффективной конструктивной формой ПБ повышенного ресурса является подкрановая балка с верхним поясом из прокатного тавра без поперечных ребер жесткости. Эти результаты допускается распространить на грузоподъемность кранов до 30 т. Для большей грузоподъемности требуется дополнительный анализ.

выводы

1. Установлены количественные характеристики факторов снижения напряжений местного изгиба в стенках подкрановых балок из прокатных профилей по сравнению со сварными: локальные отклонения толщины стенки в большую сторону и увеличение крутильной жесткости верхнего пояса. Снижение напряжений в результате комплексного влияния факторов может достигать 40%.

2. Установлена единая зависимость напряжений местного изгиба для сварных и прокатных балок в безреберном случае работы стенки от геометрических параметров поперечного сечения балки.

3. Получены количественные зависимости напряжений местного изгиба, отражающие влияние: длины отсека стенки во всем возможном диапазоне, переменной толщины стенки и наличия тормозной конструкции.

4. Исследовано влияние шахматного расположения поперечных ребер жесткости на высокопрочных болтах. Замена парных ребер жесткости одиночными, установленными в шахматном порядке, увеличивает напряжения местного изгиба не более чем на 7%.

5. Разработана инженерная методика определения напряжений местного изгиба стенки подкрановых балок повышенного ресурса, учитывающая характерные конструктивные особенности: длину отсека стенки в широком диапазоне, плавную переходную зону пояса к стенке, переменную толщину стенки и наличие тормозной конструкции.

6. Рекомендуется использование полученной методики при расчетах подкрановых балок на прочность и выносливость верхней зоны стенки, а также при расчетах прочности стенок стальных балок, испытывающих местный изгиб при кручении верхнего пояса.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Васюта Б. Н. О тенденциях и противоречиях развития подкрановых конструкций [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2007. - № 4. — С. 4—10.

2. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 1) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. - 2008.-№ 4. - С. 115-125.

3. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 2) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. - 2009. - № 1. - С. 124-133.

4. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 3) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство,- 2012,- № 2. - С. 109-118.

5. Васюта Б. Н. Технико-экономическое обоснование применения безреберных балок [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Тез. докл. 61-й науч.-техн. конф. - Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2004. - С. 37.

6. Васюта Б. Н. Исследование напряжений от местного кручения в стенке безреберной подкрановой балки [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Исследования, расчет, проектирование и безопасная эксплуатация строительных конструкций, зданий и сооружений : тез. докл. науч.-практ. конф. — Челябинск: ЮУрГУ, 2005.

7. Васюта Б. Н. Универсальная инженерная зависимость для определения напряжений от кручения в подкрановых балках [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Тез. докл. науч.-практ. конф. — Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2009.

8. Васюта Б. Н. Инженерная методика определения напряжений в стенках подкрановых балок при местном кручении верхнего пояса [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Тез. докл. науч.-практ. конф. - Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2012.

Чалков Геннадий Владимирович

НАПРЯЖЕНИЯ В СТЕНКАХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ПОВЫШЕННОГО РЕСУРСА ПРИ МЕСТНОМ КРУЧЕНИИ ВЕРХНЕГО ПОЯСА

Автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата техн. наук

Подписано в печать 17.09.2012. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Новосибирская цифровая типография», 630099, г. Новосибирск, ул. Максима Горького, 24

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Чалков, Геннадий Владимирович

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор основных направлений повышения долговечности подкрановых конструкций.

1.2. Краткий обзор существующего опыта совершенствования конструктивной формы подкрановых конструкций с целью повышения ресурса

1.3. Анализ существующих инженерных зависимостей по определению напряжений при местном кручении верхнего пояса.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕЙ ЗОНЫ СТЕНКИ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ ПРИ МЕСТНОМ КРУЧЕНИИ ВЕРХНЕГО ПОЯСА

2.1. Задачи и методика эксперимента.

2.2. Модели для экспериментального исследования.

2.3. Анализ особенностей переходных зон в сварных и прокатных профилях.

2.4. Исследование зависимости изменения напряжений сгл, по высоте верхней зоны стенки.

2.5. Анализ влияния отклонений фактических толщин элементов проката на величину напряжений сгл

2.6. Анализ предельных напряжений а^ „.

2.7. Анализ влияния длины отсека стенки на величину напряжений сгл.

2.8. Анализ влияния шахматного расположения ребер жесткости на величину напряжений ajv.

2.9. Анализ влияния тормозной конструкции на величину напряжений <yfi,

2.10. Исследование влияния совместной работы рельса и пояса на снижение напряжений а.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО

ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕРХНЕЙ ЗОНЫ СТЕНКИ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ПРИ МЕСТНОМ КРУЧЕНИИ ВЕРХНЕГО ПОЯСА

3.1. Задачи и этапы проведения численного исследования.

3.2. Обоснование параметров моделей балок и схем загружения.

3.3. Краткий обзор проведенных исследований напряженного состояния подкрановых балок с использованием метода конечных элементов.

3.4. Расчетные схемы моделей подкрановых балок метода конечных элементов.

3.5. Проверка корректности построения расчетных моделей сопоставлением с результатами физического эксперимента.

3.6. Анализ влияния формы перехода стенки к поясу на величину напряжений о/у.

3.7. Расширение диапазона численных моделей. Сопоставление результатов численных расчетов с результатами физического эксперимента. Анализ предельных напряжений о^. ,,.

3.8. Анализ зависимости напряжений а/уМ по длине верхней зоны стенки

3.9. Снижение напряжений при местном кручении в подкрановых балках с увеличенной толщиной верхней части стенки.

3.10. Влияние тормозной конструкции на уровень напряжений при местном кручении.

3.11. Анализ компонент напряженно-деформированного состояния верхней зоны стенки прокатных подкрановых балок при местном кручении . 143 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ФОРМ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК.

Выводы по главе 4.

Введение 2012 год, диссертация по строительству, Чалков, Геннадий Владимирович

Актуальность работы. Практика показывает, что в цехах с интенсивными режимами работы кранов уже после 3 лет эксплуатации возникает значительное количество повреждений. В таких условиях эксплуатации усталостные трещины выявляются в среднем в 30% сварных подкрановых балок (ПБ), около 50% которых возникает в верхней зоне стенки (ВЗС), являющейся слабым звеном сварной ПБ при интенсивной эксплуатации. Сварные швы с большой вероятностью содержат тре-щиноподобные дефекты, являющиеся инициаторами усталостных трещин. Таким образом, очевидно, что замена сотен тысяч тонн ПБ, эксплуатирующихся на стадии развития повреждений, на балки повышенного ресурса будет являться актуальной в ближайшие десятилетия.

Напряженно-деформированное состояние (НДС) ВЗС ПБ включает три основных группы компонентов напряжений (см. рис.): от общего изгиба подкрановой балки (crY0, тхуо) от сосредоточенного давления колеса крана (o~ioc,x, (У/ос,у, T/0c,xv) и от местного изгиба стенки (<jfx, Ofy, TfXV), вызванного местным кручением верхнего пояса (МКП). Кроме этого, в ВЗС ПБ возникают напряжения от общего стесненного и свободного кручения подкранового бруса, которыми, как показали исследования, проводимые И.Н. Малышкиной [67], а позднее Б.Ю. Уваровым и Ю.И. Кудишиным [118], можно пренебречь не в ущерб точности инженерных расчетов. МКП вызывается рядом факторов и неизбежно присутствует в подкрановых балках. Наиболее существенным компонентом при местном изгибе в плоскости поверхности стенки является Gfv. Его доля может достигать 85% от суммарных напряжений av. Таким образом, этот компонент оказывает значительное влияние на нагруженность ВЗС и, соответ

НДС в плоскости поверхности ВЗС

ПБ со стороны эксцентриситета рельса ственно, влияет на назначение геометрических параметров сечения и ресурс балок. В связи с этим для ПБ тяжелого режима работы в нормативных документах существует требование специальных расчетов прочности и выносливости ВЗС.

Большинство исследований проблемы повышения долговечности подкрановых конструкций (ПК) было направлено на традиционные конструктивные формы на основе сварного трехлистового двутавра. При этом развитию конструктивных форм ПБ повышенного ресурса, основанном на использовании прокатных профилей и соединений на высокопрочных болтах, по мнению автора, уделялось недостаточно внимания.

В.М. Горпинченко [29], В.В. Мысак [85], К.К. Нежданов [88], Б.Н. Васюта [22] и др. неоднократно отмечали на основании экспериментальных исследований более низкий уровень местных напряжений (от сосредоточенного давления и от местного изгиба стенки) в ВЗС прокатных ПБ по сравнению со сварными балками, а также значительно больший предел выносливости и циклический ресурс. Так, по результатам исследований К.К. Нежданова при одинаковом расходе стали циклический ресурс ПБ на основе прокатных профилей может превосходить ресурс сварных балок до 10 раз. Это обусловлено наличием в ВЗС прокатных балок ряда особенностей: отсутствием трещиноподобных дефектов сварного шва и остаточных сварочных напряжений, более плавной геометрией, большим объемом металла выкружки и др.

Существует ряд конструктивных решений ПБ повышенного ресурса на основе использования прокатных профилей (рис. 1.5): балка на основе прокатного двутавра (а); балка с верхним поясом из прокатного тавра (б); балка с верхним поясом из прокатных уголков на высокопрочных болтах (в), балка с прокатной подрельсовой частью (г) и др. Применив к этому ряду существующих конструктивных форм известные приемы конструирования (рис. 1.6), его можно существенно расширить. При этом не требуется масштабных исследований действительной работы таких конструкций, поскольку конструктивная форма не претерпевает значительных изменений.

Решения, представленные на рис. 1.5, опробованы и успешно эксплуатируются, однако, масштабы их применения существенно ограничены. Одним из сдерживающих факторов активного внедрения этих конструктивных форм является отсутствие специально разработанной методики определения напряжений местного изгиба стенки 0(у, вызываемого МКП. Анализ известных методик по определению напряжений местного изгиба показал, что подавляющее их большинство ориентировано на традиционные сварные конструктивные формы ПБ и не учитывают этих конструктивных особенностей, характерных для подкрановых балок повышенного ресурса (особенности переходной зоны пояса к стенке прокатных профилей; безреберные решения балок или с частым расположением ребер жесткости; шахматное расположение ребер на высокопрочных болтах; эффективная форма тормозной конструкции (ТК).

Цель исследования: Совершенствование инженерной методики определения компонентов напряжений в верхней зоне стенки подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

4. Исследовать влияние на величину напряжений местного изгиба:

- длины отсека стенки, включая безрёберный случай работы;

- шахматного расположения ребер жесткости на высокопрочных болтах;

- переменной толщины стенки в широком диапазоне длины отсека стенки;

- наличия тормозной конструкции.

Объект исследования. Подкрановые балки повышенного ресурса.

Достоверность результатов проведенных исследований основана:

- сопоставлении и сходимости результатов экспериментальных и численных исследований, а также на сходимости с результатами других авторов;

- применении для анализа НДС общепринятых методов сопротивления материалов и строительной механики;

- проведении численных исследований с использованием сертифицированных расчетных комплексов на основе метода конечных элементов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

2. Установлена зависимость напряжений сг/у в безреберном случае работы при местном кручении верхнего пояса от геометрических параметров поперечного сечения ПБ в неограниченном диапазоне длины отсека стенки.

3. Предложена новая конструктивная форма поперечных ребер жесткости, расположенных в шахматном порядке на высокопрочных болтах и экспериментальное исследование их влияния на НДС ВЗС при местном изгибе стенки.

Полученные результаты были использованы:

- при разработке СТО 22-15-06 «Временных методических указаний по техническому надзору за эксплуатацией подкрановых балок с усталостными трещинами в верхней зоне стенки» (разработчики: НГАСУ (Сибстрин); НТЦ «ЭРКОНСиб»; НИПСП «РЕКОН»);

- при оценке остаточного ресурса и проектировании усиления подкрановых балок цеха листового проката ОАО «НМЗ им. Кузьмина» (НИПСП «РЕКОН»);

- при чтении курса лекций «Металлические конструкции» в НГАСУ (Сибстрин) и при дипломном проектировании.

На защиту выносятся:

- способ крепления ребер жесткости к стенке и поясу в шахматном порядке на высокопрочных болтах;

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены:

- на всероссийских научно-технических конференциях, проводимых в НГАСУ (Сибстрин), (г. Новосибирск) с 2003 по 2012 г.;

- на заседании научных межкафедральных семинаров, проводимого в НГАСУ (Сибстрин) (г. Новосибирск, 2011, 2012 г.)

- на заседании научного межкафедрального семинара, проводимого в СФУ (г. Красноярск, 2012 г.)

- на заседании научного межкафедрального семинара, проводимого на кафедре СКиИС в ЮУрГУ (г. Челябинск, 2012 г.)

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах, 4 из которых опубликованы в изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенных ВАК РФ.

1. Васюта Б. Н. Технико-экономическое обоснование применения безреберных балок [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Тез. докл. 61-й науч.-техн. конф. -Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2004. - С. 37.

2. Васюта Б. Н. Исследование напряжений от местного кручения в стенке безреберной подкрановой балки [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Исследования, расчет, проектирование и безопасная эксплуатация строительных конструкций, зданий и сооружений : тез. докл. науч.-практ. конф. - Челябинск : ЮУрГУ, 2005.

3. Васюта Б. Н. О тенденциях и противоречиях развития подкрановых конструкций [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 2007. - № 4. - С. 4-10.

4. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 1) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. - 2008. - № 4. - С. 115-125.

5. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 2) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство.-2009,-№ 1.-С. 124-133.

6. Васюта Б. Н. Универсальная инженерная зависимость для определения напряжений от кручения в подкрановых балках [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Тез. докл. науч.-практ. конф. - Новосибирск : НГАСУ (Сибст-рин), 2009.

7. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 3) [Текст] / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. - 2012. - № 2. - С. 109-118.

Заключение диссертация на тему "Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса"

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ДИССЕРТАЦИИ

5. Разработана инженерная методика определения напряжений местного изгиба стенки подкрановых балок повышенного ресурса, учитывающая характерные конструктивные особенности: длину отсека стенки в широком диапазоне, особенности переходной зоны пояса к стенке, переменную толщину стенки и наличие тормозной конструкции.

6. Рекомендуется использование полученной методики при расчетах подкрановых балок на прочность и выносливость верхней зоны стенки, а также при расчетах прочности стенок стальных балок, испытывающей местный изгиб при кручении верхнего пояса.

Библиография Чалков, Геннадий Владимирович, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. А. С. 647428 СССР, Е 04 С 3/06. Металлическая подкрановая балка / Я. А. Каплун, В. В. Березин, Б. М. Вроно. № 2396101 / 29-33 ; заявл. 11.08.76 // Открытия. Изобретения. Товарные знаки. - 1979. - № 6.

2. Александров А. В. Строительная механика. Тонкостенные пространственные системы : Учебник для вузов / А. В. Александров, Б. Я. Лащеников, Н. Н. Шапошников ; Под ред. А. Ф. Смирнова. М. : Стройиздат, 1983.-488 с.

3. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач / Г. С. Альтшуллер. Новосибирск: Наука, 1986.

4. Апалько А. А. Напряженное состояние стенок сварных подкрановых балок / А. А. Апалько // Бюллетень технической информации / ГИПРОЛЕСПРОМ. 1957. - № 8 - С. 3-53.

5. Апалько А. А. Напряженное состояние стенок сварных подкрановых балок под действием местных статических нагрузок : автореф. дис. . канд. техн. наук. / А. А Апалько М., 1960. - 16 с.

6. Бабкин В. И. Оценка циклической трещиностойкости сварных подкрановых балок тяжелого режима работы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. / В. И. Бабкин М., 1986. - 13 с.

7. Балашов 3. П. Исследование поперечных сил при движении мостовых кранов : Автореф. дис. . канд. техн. наук. / 3. П. Балашов М., 1958. -22 с.

8. Балдин В. А. О причинах преждевременного выхода из строя подкрановых балок и вопросы улучшения их конструкции /

9. B. А. Балдин // Промышленное строительство. 1966. - № 10.1. C. 20-22.

10. Барштейн М. Ф. Статистический анализ боковых сил, возникающих при движении мостового крана / М. Ф. Барштейн, А. Н. Зубков // Строительная механика и расчет сооружений. 1966. - № 2.

11. Бать А. А. Статистическое изучение крановых нагрузок / А. А. Бать, Б. Н. Кошутин // Строительная механика и расчет сооружений. 1960. - № 2.

12. Бать Е. М. Режим эксплуатации подкрановых балок и их расчет на выносливость : Дис. . канд. техн. наук, / Е. М. Бать. М., 1959. -115 с.

13. Особенности действительной работы подкрановых конструкций / Е. И. Беленя и др. // Металлические конструкции в строительстве. -Вып. 152. М. : МИСИ, 1979. - С. 3-28.

14. Бирюлев В. В. О некоторых особенностях работы стальных подкрановых балок / В. В. Бирюлев, А. В. Сильвестров // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1968. - № 2. - С. 8-14.

15. Бродский В. М. Прогнозирование циклического ресурса металлических пролетных строений мостов с трещинами : дис. . канд. техн. наук. / В. М. Бродский,- Омск, 1987. 120 с.

16. Броуде Б. М. Распределение сосредоточенного давления в металлических балках. / Б. М. Броуде. М . Л . : Стройиздат, 1950. -87 с.

17. Валь В. Н. / Исследование местного динамического коэффициента вертикальных нагрузок подкрановых балок. / В. Н. Валь, А. В. Фигаровский // Металлические конструкции : Сб тр. 85, МИСИ. -М., 1970.

18. Валь В. Н. Из опыта эксплуатации подкрановых ферм / В. И. Валь, Ю. С. Эглескалн // Промышленное строительство. 1983. - № 11.

19. Васильев А. А. Особенности работы подкрановых конструкций и повышение срока их службы / А. А. Васильев // Промышленное строительство. 1965. - № 7. - С. 33-36.

20. Васюта Б. Н. К вопросу об определении напряжений в стенке от местного кручения пояса балки / Б. Н. Васюта // Известия вузов. Строительство. 2006. - № 3-4.

21. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование подкрановой балки со сменной подрельсовой частью при местном кручении / Б. Н. Васюта // Известия вузов. Строительство. 2005. - № 3. - С. 12-18.

22. Васюта Б. Н. Подкрановая балка со сменной подрельсовой частью : дис. . канд. техн. наук, / Б. Н. Васюта. Новосибирск, 1990. - 210 с.

23. Васюта Б. Н. Ребра жесткости в подкрановых балках. Противоречия и перспективы развития / Б. Н. Васюта // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2007. - № 8.

24. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 1) / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. 2008. - № 4. - С. 115-125.

25. Васюта Б. Н. Экспериментальное исследование моделей подкрановых балок на основе прокатных профилей при местном кручении верхнего пояса (сообщение 2) / Б. Н. Васюта, Г. В. Чалков // Известия вузов. Строительство. 2009.-№ 1,- С. 124-133.

26. Гордон Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи, / Дж. Гордон: -М. : Мир, 1980.

27. Горпинченко В. М. Разработка метода расчета на выносливость и создание надежных и эффективных конструкций балок для подвижной нагрузки : дис. . д-ра техн. наук / В. М. Горпинченко. М., 1983. -329 с.

28. Гохберг M. M. Исследование усталостной прочности балок на пробежной машине / M. М. Гохберг, В. Н. Юшкевич // Сб. тр. Ленинградского ПИ. Л. : Машиностроение, 1970. - Вып. 314. -С. - 191-196.

29. Громацкий В. А. Экспериментально теоретическое исследование работы клепаных подкрановых балок : дис. . канд. техн. наук. / В. А. Громацкий. - М., 1970. - 155 с.

30. Данилов П. С. Некоторые вопросы действительной работы подкрановых путей : автореф. дис. . канд. техн. наук. / П. С. Данилов. Киев, 1971. - 20 с.

31. Довженко А. С. Повышение вибрационной прочности сварных подкрановых балок путем усовершенствования конструктивной формы / А. С. Довженко // Материалы по стальным конструкциям. -№ 2, 1958.

32. Довженко А. С. Экспериментальное исследование прочности сплошных сварных подкрановых балок при повторных нагрузках : автореф. дис. . канд. техн. наук. / А. С. Довженко М., 1960. - 140 с.

33. Железное А. А. Местная устойчивость стенок сварных подкрановых балок с трещинами : дис. . канд. техн. наук, / А. А. Железное. -Новосибирск, 1996. 144 с.

34. Жербин M. М. Стальные подкрановые балки эффективной конструкции / M. М. Жербин, В. Чернолоз // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 3. - С. 14-18.

35. Иванков О. Ф. К вопросу о расчете на местный изгиб стенки подкрановых балок в случаях, когда рельс сдвинут с оси стенки / О. Ф. Иванков, И. Е. Спенглер // Сб. докл. совещания по крановым конструкциям / ВНИИПТМаш, ОИЗТ. - М., 1966.

36. Иванков О. Ф. Исследование местных напряжений в стенках сварных подкрановых балок различной конструктивной формы при центральном и внецентренном приложении нагрузок : автореф. дис. . канд: техн. наук. / О. Ф. Иванков. Днепропетровск, 1969. - 16 с.

37. Иванков О. Ф. О напряженном состоянии стенок подкрановых балок под центральной сосредоточенной нагрузкой / О. Ф. Иванков,

38. А. И. Путилов, И. Е. Спенглер // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1968. - № 10. - С. 3-10.

39. Изосимов И. В. Исследование боковых сил мостовых кранов цехов металлургических заводов : автореф. дис. . канд. техн. наук. / И. В. Изосимов. М., 1968. - 161 с.

40. Казарновский В. С. Исследование напряженного состояния балок с тавровым поясом / В. С. Казарновский, А. А. Новоселов // Известия вузов. Строительство. 2000. - № 9. - С. 139-143.

41. Камбаров В. И. Влияние технологических факторов на характеристики крановых нагрузок, ресурс и долговечность сварных подкрановых балок в цехах металлургического производства : дис. . канд. техн. наук. / В. И. Камбаров. М., 1988. - 150 с.

42. Каплун Я. А. Стальные конструкции из широкополочных двутавров и тавров / Я. А. Каплун // Промышленное строительство. 1976. - № 2.

43. Каплун Я. А. Стальные конструкции из широкополочных двутавров и тавров. М. : Стройиздат, 1981.

44. Карев М. А. Новая стальная подкрановая конструкция. Методы расчета прочности и выносливости : автореф. дис. . канд. техн. наук. / М. А. Карев. Пенза, 2002. - 195 с.

45. SCAD для пользователя / В. С. Карпиловский и др Киев : Сталь, 2000. - 600 с.

46. Киневский А. И. Эффективность подкрановых путей с тангенциальными подрельсовыми подкладками / А. И. Киневский // Промышленное строительство. 1983. -№ 10.

47. Повышение долговечности подкрановых балок в цехах с тяжелым режимом работы путем совершенствования крепления рельса / А. И. Киневский / и др. // Промышленное строительство. 1976. -№ 8.

48. Колотов О. В. Влияние неоднородности контактных поверхностей рельса и верхнего пояса подкрановой балки на местный изгиб стенки : автореф. дис. . канд. техн. наук/ О. В. Колотов. -М., 1993. -23 с.

49. Колотов О. В. К вопросу о совместной работе на кручение рельса, верхнего пояса и стенки подкрановой балки при локальномпоперечном изгибе / О. В. Колотов, Ю. И. Кудишин // Известия вузов. Строительство. 1994. - № 2. - С. 7-10.

50. Конаков А. И. /Пространственная работа стальных подкрановых конструкций / А. И. Конаков, Т. В. Осипова. М., 1986. - (Сер. 10 : Экспресс-информ / ВНИИИС Госстроя ССС : вып. 2).

51. Кочергова Е. Е. Пути повышения долговечности подкрановых балок / Е. Е. Кочергова // Промышленное строительство. 1966. - № 8(9). -С. 18-21.

52. Кошутин Б. Н. Определение коэффициента перегрузки вертикальной крановой нагрузки на основании статистического изучения работы кранов в действующих цехах : дис. . канд. техн. наук, / Б. Н. Кошутин. -М.,1961.-219с.

53. Оценка различных способов повышения усталостной прочности сварных конструкций подвижного состава / М. М. Крайчик и др. // Сварочное производство. 1971. - № 11. - С. 13-15.

54. Крылов И. И. Особенности работы подкрановых балок со сменной подрельсовой частью / И. И. Крылов, Б. Н. Васюта // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1990. - № 5. - С. 11-14.

55. Крылов И. И. Работоспособность подкрановых балок с усталостными повреждениями / И. И. Крылов, А. А. Железное, Е. А. Бахтин // Металлические конструкции. Работы школы профессора Н. С. Стрелецкого. М. : МГСУ, 1995. - С. 181-186.

56. Кудишин Ю. И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок : дис. . канд. техн. наук, / Ю. И. Кудишин. М., 1967. - 148 с.

57. Кудишин Ю. И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок : автореф. дис. . канд. техн. наук, / Ю. И. Кудишин. М., 1967. - 18 с.

58. Кузьмишкин А. А. Выносливость металлических подкрановых конструкций при тяжелом режиме циклических нагружений : автореф. дис. . канд. техн. наук, / А. А. Кузьмишкин. Пенза, 2005. - 24 с.

59. Кунин Ю. С. Исследование статистических свойств режимов нагружения подкрановых конструкций / Ю. С. Кунин,

60. Ю. С. Эглескалн // Промышленное строительство. 1969. - № 9. -С. 36-39.

61. Лазарян А. С. Разработка методики расчёта на выносливость верхней зоны стенки подкрановой балки : дис. . канд. техн. наук, /

62. A. С. Лазарян. М., 1974. - 136 с.

63. Лампси Б. Б. К вопросу повышения надежности стальных подкрановых балок / Б. Б. Лампси, А. К. Юфимычев // Промышленное строительство и испытания сооружений. 1975. - № 3.

64. Ларионов В. В. Развитие усталостных трещин в подкрановых балках /

65. B. В. Ларионов, В. И. Бабкин // Сб. науч. тр ЦНИИПСК. М., 1986.1. C. 23-32.

66. Ларькин Ю. И. Исследование некоторых случаев местного напряженного состояния в металлических балках : автореф. дис. . канд. техн. наук, / Ю. И. Ларькин. Саранск, 1969. - 216 с.

67. Ларькин Ю. И. К вопросу распределения сосредоточенного крутящего момента верхним поясом сварной подкрановой балки / Ю. И. Ларькин // Строительные конструкции и строительная механика. Вып. 73. -Саранск : Мордовский университет, 1968. - С. 3-23.

68. Макарсков А. А. Прочность стальных двутавровых балок с поясами из широкополочных тавров при воздействии локальных нагрузок : дис. . канд. техн. наук, / А. А. Макарсков. Нижний Новгород, 2002. - 184 с.

69. Малышкина И. Н. Исследование напряженного состояния подкрановых балок / И. Н. Малышкина // Промышленное строительство. 1966. -№ Ю.-С. 29-32.

70. Металлические конструкции / под ред. Н. П. Мельникова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. - 776 с. (Справочник проектировщика).

71. Металлические конструкции, (Справочник проектировщика) : в 3 т. Т. 2. / .под общ. ред. В. В. Кузнецова : ЦНИИПСК им. Н. П. Мельникова. М. : АСВ, 1998. - 576 с.

72. Митюгов Е. А. Испытание подкрановой балки на кручение верхнего пояса / Е. А. Р^тюгов // Промышленное строительство. 1969. - № 5. -С. 33-35.

73. Митюгов Е. А. К определению моментов инерции кручения крановых рельсов / Е. А. Митюгов // Строительная механика и расчёт сооружений. 1968. - № 5. - С. 46^17.

74. Митюгов Е. А. Местный изгиб стенки в металлических подкрановых балках с усиленным верхним поясом / Е. А. Митюгов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1989. - № 5. - С. 11-15.

75. Митюгов Е. А. Местный изгиб стенки переменной жёсткости в металлических подкрановых балках / Е. А. Митюгов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 4. - С. 4-8.

76. Митюгов Е. А. О напряжённом состоянии стенки в подкрановых балках / Е. А. Митюгов // Металлические конструкции. Вып. 96. -М. : МИСИ, 1973. - С. 53-64.

77. Митюгов Е. А. Оценка влияния плоского напряжённого состояния стенки в металлических подкрановых балках на её местный изгиб / Е. А. Митюгов // Металлические конструкции. Вып. 119. -М. : МИСИ, 1975. - С. 50-56.

78. Митюгов Е. А. Исследование кручения верхнего пояса и местного изгиба стенки в металлических подкрановых балках : дис. . канд. техн. наук, / Е. А. Митюгов. М., 1969. - 187 с.

79. Митюгов Е. А. Кручение верхнего пояса подкрановых балок / Е. А. Митюгов // Металлические конструкции. Вып. 85. -М. : МИСИ, 1970. - С. 60-67.

80. Митюгов Е. А. Местный изгиб стенки переменной жесткости в металлических подкрановых балках / Е. А. Митюгов // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 4. - С. 4-8.

81. Митюгов Е. А. О местной прочности металлических подкрановых балок / Е. А. Митюгов // Известия вузов. Строительство и архитектура. -, 1990.-№9.-С. 12-15.

82. Москалев Н. С. Исследование причин разрушения сварных подкрановых ферм / Н. С. Москалев // Науч.тр. / Моск. инженер.-строит, ин-т. М., 1958. - Вып. 22 : Стальные конструкции.

83. Москалев Н. С. Исследование работы сварных подкрановых ферм при переменной нагрузке : дис. . канд. техн. наук, / Н. С. Москалев. -М. : 1958. 144 с.

84. Москалев Н. С. Исследование работы сварных стержневых подкрановых балок под динамической нагрузкой : автореф. дис. . канд. техн. наук, / Н. С. Москалев. М., 1959. - 16 с.

85. Москалев Н. С. Приближенный метод определения напряжений в стенке подкрановой балки от действия местной крутящей нагрузки / Н. С. Москалев // Науч. докл. высш. шк. «Строительство». -М. : Советская наука, 1958. - № 3. - С. 167-172.

86. Муханов К. К. Исследование действительной работы и анализ дефектов подкрановых балок сортопрокатного цеха ЧМЗ. / К. К. Муханов, К. А. Шишов // Металлические конструкции. М. : МИСИ, 1970. -№ 85.

87. Мысак В. В. Особенности расчета и технологии изготовления подкрановых балок с поясами из широкополочных тавров : дис. . канд. техн. наук, / В. В. Мысак. М., 1985. - 146 с.

88. Мюнзе В. X. Усталостная прочность сварных стальных конструкций, /

89. B. X. Мюнзе. М. : Машиностроение, 1968. - 311 с.

90. Наше В. Расчёт и экспериментальные исследования местных напряжений в подкрановых балках : пер. с итал. / В. Наше, А. М. Тришуголо-Дзорньо. М. : ГПНТБ. - № Б-43263. - 1979. - 46 с. (Construction metallische. - 1976. - v. 28. - № 4,- p. 192-209).

91. Нежданов К. К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета : дис. . д-ра. техн. наук, / К. К. Нежданов. -Пенза, 1992.-344 с.

92. Нежданов К. К. Экспериментальные исследования работоспособности подкрановых балок после их ремонта / К. К. Нежданов, В. А. Чумаков // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1987. - № 4.1. C. 127- 130. *

93. Нежданов . К. К. Расчет подкрановых балок на выносливость / К. К. Нежданов, В. А. Туманов. М. : Компания Спутник +, 2002. -51 с.

94. Незальзов О. Р. Особенности напряжённого состояния стенки двутавровых балок при кручении пояса / О. Р. Незальзов, В. М. Савело // Вопросы статики и динамики мостов. Днепропетровск, 1987. -С. 103-109.

95. Незальзов О. Р. Причины возникновения усталостных трещин в стенке подкрановых балок над ребрами жесткости / О. Р. Незальзов,

96. B. М. Савело // Межвуз. сб. науч. тр. Л. : ЛИСИ, 1989. С. 64-70.

97. Нищета С. А. Исследование воздействий мостовых кранов на стальные колонны промышленных зданий : автореф. дис. . канд. техн. наук, /

98. C. А. Нищета. М., 1983. - 23 с.

99. Новоселов А. А. Особенности напряженно-деформированного состояния подкрановых балок с верхним поясом из прокатных тавров : дис. . канд. техн. наук, / А. А. Новоселов. Новосибирск, 1983. -156 с.

100. Один И. М. К расчету напряжений в стенках подкрановых балок от смещения рельса / И. М. Один // Промышленное строительство. 1962.- № 3. С. 58-60.

101. Одинг И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов, / И. А. Одинг. М. : Машгиз, 1962. -260 с.

102. Патрикеев А. Б. Некоторые закономерности усталостных повреждений сварных подкрановых балок / А. Б. Патрикеев // Проблемы прочности.- 1983,-№7.-С. 19-24.

103. Патрикеев А. Б. Боковые силы ходовых колес напольных завалочных машин / А. Б. Патрикеев // Вестник машиностроения. 1965 - № 12.

104. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий / А. И. Кикин и др.; под ред. А. И. Кикина. -2-е изд., перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1984. - 301 .

105. Руководство по проектированию стальных подкрановых конструкций, / Госстрой, ЦНИИПСК. М., 1976.

106. Рыбкин Э. А. Напряжённое состояние элементов стальных тонкостенных стержней в зоне приложения локальных нагрузок : дис. . канд. техн. наук. М., 1978.-244 с.

107. Сабуров В. Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка метода расчетной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий: дис. д-ра. техн. наук, / В. Ф. Сабуров. -Челябинск, 2002. 388 с.

108. Сергеев А. В. Влияние особенностей напряжённого состояния в подкрановых балках на их прочность и выносливость / А. В. Сергеев, С. Д. Шафрай // Известия вузов. Строительство. 1997. - № 7. -С. 9-12.

109. Серенсен С. В. и др.. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность, М. : Машиностроение, 1975. - 488 с.

110. Серия 1.426.2-7. Балки подкрановые стальные под мостовые опорные краны. . Выпуск 4. Балки пролетом 12м неразрезные под краны общего назначения грузоподъемностью 80-320т. Чертежи КМ.

111. Скляднев А. И. Трещиностойкость стальных балок при действии циклических, подвижно циклических и катучих нагрузок : дис. д-ра. техн. наук. Липецк, 1999. - 500 с.

112. СНиП П-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. М., 1990.

113. СП 53-102-2004. Общие правила- проектирования стальных конструкций. М., - 2005. - 131 с.

114. СП 16.13330. Актуализированная редакция СНиП И-23-81* Стальные конструкции : утв. Приказом М-ва. Регион, развития РФ от 27 декабря №791,- введ. 2011-05-20. /ОАО «ЦПП».-М, 2011., 172 с.

115. Спенглер И. Е. Экспериментально-теоретическое исследование работы сварных подкрановых балок : дис. . канд. техн. наук. М., 1949. -152 с.

116. Спенглер И. Е. О выносливости легких подкрановых балок пролетом 6 м / И. Е. Спенглер, С. М. Родов // Промышленное строительство. 1963 -№4.

117. Спирин Г. М. Исследование работы стальных подкрановых балок для кранов тяжёлого и весьма тяжёлого режимов работы: дис. . канд. техн. наук, / Г. М. Спирин. Л., 1978. - 191 с.

118. Туманов В. А. Система управления выносливостью стальных подкрановых конструкций интенсивной нагруженности : дис. . д-ра. техн. наук, / В. А. Туманов Пенза, 2002. - 423 с.

119. Труфяков В. И. Усталость сварных соединений, / В. И. Труфяков-Киев.: Наукова думка, 1973. - 216 с.

120. Уваров Б. Ю. Исследование действительного напряженного состояния подкрановых балок и их элементов, / Б. Ю. Уваров, Ю. И. Кудишин,

121. B. И. Симонов // Металлические конструкции. Работы школы проф. Н. С. Стрелецкого. М. : Стройиздат, 1966. - С. 179-194.

122. Федосеев В. П. Экспериментально-теоретическое исследование усталостной прочности сжатой зоны стенки сварной подкрановой балки : дис. . канд. техн. наук, / В. П. Федосеев. М., 1976. - 153 с.

123. Фигаровский А. В. Исследование горизонтальных поперечных воздействий мостовых кранов с гибким подвесом груза на конструкции промышленных зданий : автореф. дис. . канд. техн наук, / А. В. Фигаровский. М., 1969. - 233 с.

124. Форрест П. Усталость металлов : пер. с англ. / П. Форрест ; под ред.

125. C. В. Серенсена. М. : Машиностроение, 1968. - 352 с.

126. Хейвуд Р. Б. Проектирование с учётом усталости / Р. Б. Хейвуд ; под ред. И. Ф. Образцова. М. : Машиностроение, 1969. - 504 с.

127. Хохарин А.Х. О боковых воздействиях мостовых кранов на каркас промышленного здания / А.Х. Хохарин // Промышленное строительство. 1961. - № 9. - С. 38-45.

128. Хуан Пин. Метод расчета сварных элементов балок с рельсом над стенкой на сопротивление усталости : дис. . канд. техн. наук, / Хуан Пин СПб., 1996. - 230 с.

129. Чабан Е. А. Несущая способность подкрановых балок в штатных режимах эксплуатации и аварийных ситуациях : автореф. дис. . канд. техн. наук, / Е. А. Чабан. Красноярск, 2004. - 20 с.

130. Чумаков В. А. Увеличение ресурса эксплуатируемых подкрановых балок путем подкрепления пояса продольными ребрами : дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1987. - 185 с.

131. Шапиро Г. А. Действительная работа стальных конструкций промышленных цехов, / Г. А. Шапиро М. : Стройиздат, 1952.

132. Шапиро Г. А. Местные напряжения в стенке подкрановой балки при внецентренной нагрузке / Г. А. Шапиро // Строительная механика и расчёт сооружений. 1959. - № 5. - С. 29-35.

133. Шевченко В. А. Разработка конструктивной формы и методики расчета подкрановых балок нового типа с соединениями элементов на высокопрочных болтах : дис. . канд. техн. наук, / В. А. Шевченко. -М., 1986,- 164 с.

134. Шемшура Б. А. Определение напряжений от местного кручения в стенке подкрановой балки / Б.А. Шемшура // Строительная механика и расчёт сооружений, 1978. № 5. - С. 74—76.

135. Шемшура Б. А. Разработка расчёта на выносливость сварных подкрановых балок с учётом напряжённого состояния и асимметрии нагружения : автореф. дис. . канд. техн. наук, / Б. А. Шемшура. М., 1985,- 19 с.

136. Ширманов В. С. К вопросу распределения местного давления на стенку в металлических балках / В. С. Ширманов // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1990. — № 4.

137. Шишов К. А. Исследование работы верхней части стенок стальных подкрановых балок : дис. . канд. техн. наук, / К. А. Шишов. М., 1970. - 16 с.

138. Юшкевич В. Н. Исследование крановых балок с рельсом над стенкой : дис. . канд. техн. наук, / В. Н. Юшкевич. Л., 1969. - 252 с.

139. Яковенко А. Т. Изучение сочетаний вертикальных нагрузок от мостовых кранов в производственных зданиях : автореф. дис. . канд. техн. наук, / А. Т. Яковенко. М., 1974. - 134 с.

140. Якушев А. М. Деформирование сварных подкрановых балок в условиях тяжёлого режима работы мостовых кранов / А. М. Якушев // Промышленное строительство. 1964. - № 4. - С. 48-50.

141. Якушев А. М. Крепления рельсов под краны с тяжёлым режимом работы / А. М. Якушев // Промышленное строительство. 1966. -№ 10. - С. 25 -28

142. Berger Р. Der neue Ermudungsfestigkeitsnachweis in TGL 135007 / P. Berger ; Informationen Metalleichtbaukombinat. 1979. - № 2. - S. 2-8.

143. Biot M. A. Bending of an infinite beam on an Elastic Foundation, / M. A. Biot // Journal of Applied Mechanics. 1937. - V. 4. № 1.

144. EN 1993-6: 2007 (E) Eurocode 3 Design of steel structures - Pt 6 : Crane supporting structures.

145. Girkman K. Flachentragwerke, / K. Girkman. Springer-verlag, Wien : 1963.

146. Gregor A. Der praktische Stahlbau. Bd. 2 : Berechnung der tragwerke mit, Wangeniasten, / A. Gregor, H-J. Gregor. Berlin : Verlags fur Bauwessen, 1976.-540 s.

147. A. G. Senior. The design and service life of the upper part of welded crane girders / A. G. Senior, T. R. Gurney // Structural Engineer. 1963. - V. 41. -№ 10,-P. 301-312.

148. Herzog M. Die Betriebsfestigkeit von Baustahl der Gutenfelassen St 37, St 44 und St E70 nach Vielstufenversuchen, M. Herzog // Stahlbau. 1976. - № 8. - S. 243-250.

149. Hiroyuki Y. Stress distribution in the loading point of girder subjected to a concentrated load, / Y. Hiroyuki // Bulletin of ISME. 1960. - 3,9. -P. 71-76.

150. Osterrieder P. Beanspruchung von Kranbahntragem durch Radlasteinlehung, / P. Osterrieder, J. Oxfort // Stahlbau. 1990. - H. I - S. 45-49.

151. Oxfort J. Zur Beurteilung der Festikeit Stählerner Kranbahnkonstruktionen gegen die häufig widerholt auftretenden Belastungen, / J. Oxfort // Stahlbau. 1968.-№ 7,-S. 207-212.

152. Oxfort J. K. Zur Beanspruchung der Obergurte vollwandiger Kranbahntra -ger durch Torsionsmomente und durch Querkraftbiegung unter dem ortlichen Radlastangriff, / J. K. Oxfort // Stahlbau. 1963. - H.12. -S. 360-367.

153. Parkes E. W. The Stress Distribution near a Loading point in a Uniform Flanged Beam, / E. W. Parkes // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1951. V. 244, 52 - S.440.

154. Rieve J. Die Spannungen zwischen Gurt und Gtegblech beim I -Querschnitt unter der ortlichen Radlasteinleitung, / J. Rieve // ZAMM. -1948. -bd. 28. -№ 7/8.-S. 210-217.

155. Seewald F. Die Spannungen und Formanderungen von Balken mit rechtekigem Querschnitt, / F. Seewald // Abh. aerodynamischen Inst, an Techn. Hochschule. Aachen, 1927. - H. 7. - S. 11.

156. Warkenthin W. Einleitung der Radlasten in den Steg von direkt befahrenen Stegblechtragem, / W. Warkenthin, K. Riedeberg //Hebezeuge und Fordermittel. 1965,- H. 5,- S. 107-110 ; H. 7. - S. 220.

157. Timoshenko S. P. Theory of plates and shells, / S. P. Timoshenko. New York : McGraw Hill Book Co. Inc., 1940.

Похожие работы

Строительство
05.23.00