автореферат диссертации по строительству, 05.23.15, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние и основы расчета разрезных бистальных балок пролетных строений автодорожных мостов

РГ6 од

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

гастаттт инженеров шбзнодоровного транспорта

На правах рукописи

БОРОВИКОВ Алексавдр Георгиевич

УДК: 624.21.093:224.014

НАИРЯШШО-ДЕЯОИШЗВДННОЕ СОСТОЯНИИ И ОСНОВУ РАСЧЕТА РАЗРЕЗИК ШСТМНШХ ШОК ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ АБТ0Д0Р02ШХ ГОСТОВ

, 05.23.15 - Моста и транспортяш тоадола

Авторофэрат дпссортацни

иа соискание учоясЗ сгепони кандидата тохничеоких наук

Новосибирск - 1993

работа выполнена в Томской инженерно-строительном институте Научный руководитель доктор технических наук, профессор Картоподьцев В.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Соясыахин П.М.; кандидат технических паук, доцент Казарновский B.C.

Ведущее предприятие - Томский Государственный проектно-изыскательский институт "Томгипротрано"

Защита состоится 1993 года в чаоов

на заседании спецкализированного Совета Д 114.02.01 при Новосибирском оддеяа Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь специализированного Совета канд.техн.наук, доцент

A.M. Попов

Актуальность работы. Экономия металла в строительства является актуальной проблемой современности. Один из путей снижения металлоемкости пролетных строений автодорожных мостов -применение бистальных и бисталежелезобетонных балок в качестве основных несущих элементов. Это обеспечивает экономию металла до 15% и снижение стоимости до 14%. Уменьшает вес пролетных строений з целом и его монтанных элементов, облегчает их транспортировку и монтаж. Применение сталей повышенной и высокой прочности в поясах бистальных балок упрощяет их конструктивную форму - позволяет обойтись без дополнительных листов в зонах действия наи-болыяих усилий. Для повышения экономической эффективности бистальных балок асимметричного сечения допускается развитие пластических деформаций на толко в стаже, но и в крайних фибрах нижнего пояса. Для увеличения предела упругой работы сечения в-наяней части стенки устраивается вставка из стали нижнего пояса, что сникает расход стали и стоимость еще на 3-5%.

Отсутствие нормативной литературы по проектированию а расчету бистальных и бисталекелезобетонных балок пролетных строений автодорожных мостов из-за недостаточности теоретических и экспериментальных исследований их напряяенно-деформированного состояния определяют актуальность работы.

Диссертация выполнена в рамках "Координационного плана научно-исследовательских работ по строительным металлическим конструкциям и их сварка на ХП пятилетку", утвержденному Научно-коорданационныи Советом по строительным металлическим конструкциям а их сварке Госстроя СССР при Центральной ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском и проектном института строительных металлических конструкций им. Н.П.Ыельникова.

Налью диссертационной работа является разработка методика расчета и рекомендаций по проектированию бистальных и бисталеяе-лезобетонных балок пролетных строений на основе исследования на-прязонно-деформированного состояния асимметричных сечений при изгиба в упругопластической стадии,, с подтверждением экспериментальными исследованиями и анализом их экономической эффективности.

Научная новизна.

I. Сформулированы основное положения упругопластического изгиба бистальных балок,- учитнвапцие неоднородность напряженно-

го состояния станка за пределом упругости.

2. Получены формулы для упругошгастических моментов с учетом нелинейной аййроасимадап диаграммы деформирования стали стенки.

3. Для анализа остаточных прогибов от расчетных нагрузок получены дийлорзЩйальное уравнение упрутопластичессого изгиба и его решения для характерных нагрузок.

4. Получены роду щионкые коэффициенты для расчеюв прочности и л'.осткоети пролетных строена;;, учитшзахщие упругопластичес-кую работу балок.

5. Проведены экспериментальные исследования крупноыаезтаб-ник бисталыик и. бисталб^елезобетоншс: балск, аодтварзсагше достоверность тоорэтических результатов.

С. Разрабоганы рекомендации по проектированию и расчету разрезных бистальнкх и бпстале;келезобето1ших балок пролетных строони;1. автодорожных мостов.

Практическая ценность. Рекоыендатш по проектированию и расчету бисгальпых и бисталегкелезобетонных балок, разработанные на основе проподонннх исследований, могут быть использованы при про-ектированнм разрезных пролетных строений автодорожных шетоп. Основные результаты работы могут быть тагсхе использованы при исследовании напряхенно-дефоршроьанного состояния бистальных балок иоразрозкой и других систем.

Практическая реализация работы. Основные результаты, полу-чонные в диссертации, внедрены в виде сории проектов по реконструкции автодорожных шетов в Кемеровской и Восточно-Казахстанской областях, (Производственное объединение "Кемаровавтодор" и Восточно-Казахстанское облетное цроизводственноо управление автомобильных дорог), экономический эффект от внедрения результатов диссертации составил тыс. руб.

Апробация работы. Основные результаты работы была доложены и обсугдены:

на Ш Украинской Республиканской научно-технической конференции (Киов-Иитомир, 1934 г.);

на П Всесоюзной конференции по нелинейной теории упругости (Орунзе, 1985 г.);

на 46 научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов ЛЖИ (Ленинград, 1989 г.);

на научных конференциях УК СДЛ (Усть-Каменогорск, 1984-1920 гг.);

на сгашшре кафедры ¡¿остов ЛИИЕТа (Ленинград, 1990 г.);

на ка4одре мостов и сооружений ТИСИ (Томск, 1990 г.).

На заздту выносятся:

Основные теоретические положения упругопластического изгиба би стальных балок;

исследования 1ишряязнно-деформароЕанного состояния и методика расчста бистальных и бистаяегелсзобетонкых балок;

выводы и рекомендации по их проектированию и расчету.

Публикация. По теш диссертации опубликовано восемь научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пята глав, зшипче1шл, си:;с;а литературы (127 наименований) и £ приложений; содержат 136 страниц основного текста, 28 рисунков, 14 таблиц, в приложениях о таблиц, 49 графиков.

СОДЕРЗШИЕ РАБОТЫ

Во введении отралено значение данной работы в современных • исследованиях напрязенно-деформпрованного состояния бзеюлгкых и бисталежелезобетонных балок разрезных пролетных строенкй автодорожных мостов, обоснована актуальность рассматриваемых вопросов.

Первая глава носит характер ретроспективного анализа. В ней рассматривается состоя1!ие вопроса об исследованиях Остальных и бисталежадезобетонных балок. Первая часть до мшена иссле-доганпл«; кадряглекно-дезориироваЕного состояния Систальных и бис-тале^елезобетонных балок за пределом упругости. Исследования систальккх подкрановых балок ведутся с начала 50-х годов. К ним относятся теоретические и экспериментальные работы Г.П.;/шхайло-ва, А.З.Соломсннпкова, А.В.Ыгхайдова, Н.О.Окерблома, З.А.Балда-на, А.А.Кззимкроза, В.й.ЗахурКЕна, Л.К.Григорьева, Д.Й.Кутщко-го, Г.М.Носова, Б..'й.Зроно, Я.М.Кзплуна, Ю.Р.Томишга, П.И.Зайцева, А.А.Казарзна, А.А.Потапкпна, Н.Н.Стрелецхого, Ю.Я.Леуса, '¿.'а.Кравцова, Н.Л.Чернова и других авторов. Исследованию калря-геы-:о-де^:ор:.ш^оваккого состояния бистальных и бнеталеяелезойе-гошпа. балок автодорожых мостов поезяпены работы В.И.Кирееняо 1 Б.Ы.Картоггольцеза, О.З.Еииова.

Под руководством З.И.Киреенко запроектированы и построены ;осты с йпстальными пролетными строениями через р. С8Га! в г.Пу-

савлэ и р. Смотрим у г. Каменец-Подольска.

Вопросы аффективного применения сталей повышенной и высокой прочности в мостостроении отражены в работах Н.И.Новожиловой, с рациональным распределением сталей различной прочности не только по сечению, но и по длине пролета балок.

Из зарубежных работ следует отметить исследования ^. .v. Frost, C.G.Shilling, V.3oncUriuc, G. Clmi-los, ;j.^.".'fUson, a. ioprao.

Вторая часть обзора посвящена предельным состояниям бис- . тальных г бисталегмлезобетонных балок. Отмечено, что рядом исследователей, в частности, А.А.Хазишровш, И.В.Давццовш критерием предельного состояния принимается пластическая составляющая деформации в стенки величиной 0,25%. Работа бисталеаелэзо-бетонных балок, так se как и бистальных несашетричного сет-зния с развитым верхним поясом, характеризуется односторонней текучестью части стенки у ниаиаго пояса. В предельном состоянии учитывается смещение нейтральной оси к верхнему поясу. В исследованиях НД.Чорнова 1фиторием предельного состояния бистальных подкрановых балок принято ограничение пластической составляю -щей интенсивности деформации, учптывашее неоднородность гапря-яенного состояния. Рассштрен широкий диапозон воздействия нагрузок. Под руководством Н.Н.Стрелецкого разработаны рекспенда-цяя по проектирование бистальных подкрановых балок. А.И.Кузикым предпринята попытка построения расчета бистальных балок симметричного сечения при сложном напрятанном состоянии. Используя энергетическое условие пластичности и различие расчетных сопротивлений сталей стенки и поясов, установлены соотношения между напряжениями при появлении пластического шарнира в стенке по методу Б.Б.Лампси для трехтомнаяентного напряженного состояния.

Третья часть обзора посвящена сведениям о бистальных балках с составной по высоте стенкой. Отмечено, что для увеличения предела упругой работы бистальных асимметричных сечений целесообразно в шишей части стенки устраивать вставку из стали нижнего пояса. Это увеличивает экономическую эффективность бистальных балок. Работы Н.Г.Еазилевского, В.А.Рябова, Б.Г.Лоякина, Г.Ы.Смилянского, И.ЛДаоткна посвящены вопросам применения бистальных балок в промышленном строительстве. По данным америка-ссках исследований эффективность сварных двутавров, изготовляемых на быстродействупгих станах, в сравнении с горячекатанны-ш профилями определяется возможностью получения о'истальных

двутавров из мостовой стала различной прочности.

В четвертой части обзора уделяется внимание влиянию начальных напряжений на напряженно-деформированное состояние бистальных балок. В бистальных сварных балках существуют собственные начальные напряжения, вызванные накоплением остаточных деформаций от неравномерного нагрова и структурных преобразований при сварке. В.И.Зешешгл справедливо отмечено, что последуизая термическая обработка бистальных балок приводит к снижению уровня остаточных напряжений от сварка. И.А.Закссм установлено, что прочность сварного шва в бистальных соединениях выше прочности менее прочного металла соединении за счет контактного упрочнения стороны более прочного металла. Влиянию начальных напряжений от сварки на напряженно-деформированное состояние бистальных балок посвящены работы В.М.Картопольцева, Ю.П.Байшева а Р.С.Флорова, Г.З,Маниловой. Отмечено, что упругопластичаская работа бистальных и бисталежелезобетонных балок снижает уровень сварочных напряжений и способствует перераспределению их по длине пролёта. В.М.Картополъцевым получены основные показатели агрегатной прочности сварных соединений бистальных балок.

В заключении главы ставятся цела и задача исследований.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям напряженно-деформированного состояния бистальных и бисталежелезобетонных балок пролетных строений. Представлены основные положения упругопластического изгиба бистальных балок с учетом неоднородности напряжений в стенке, предложена зависимость ма1ду напряжениям и деформациями в зоне нелинейного упрочнения диаграммы

Рассматривается предельное состояние бистальных асшлет-ричных сечэний исходя из двух условий:

при упругой работе нижнего поясаг в низшей части стенки допускается развитие пластических деформаций, величина которых контролируется упругой работой нижнего пояса;

в крайних фибрах нижнего пояса допускается развитие ограниченных пластических деформаций при увеличении зоны пластичности в стенке.

Учитывая это, определяются коэффициенты, учитывающие упру-гошхастическую работу сечений. Для анализа остаточных прогибов от расчетных нагрузок получены дифференциальное уравнение изогнутой оси балка и его решения для характерных нагрузок.

Известно, что первые остаточные деформации при изгибе по-

являются при напряжениях превыгащах предел текучести при осевом растякешш на Узеличаше предел текучести при изгиба объясняется стеснением пластических деформаций соседними уиругодаформарованныма объелаш материала. Этот эффект в бис-талышх балках проявляется в большей мере чем в ыоностальных, так как образованны пластичосклх деформаций з крайних волокнах стенки припятствук/г, с одной стороны, упругое ядро утекки, а с другой - упругое состояние ниакего пояса. 3 результате чего образуется так называемая "шгкая прослойка" с неоднородным поле:.: папрпдешш, характеризующаяся ¡мведзнной анизотропией. В основу исследований пелогекы прообразованные гипотезы теории ¡.¡алых пластических двфор:&щпй. Продел текучести стали стенки при изгибе определяется по формуле:

СО" -^КПГ , . .

гдо ^Рмиг -предел текучести стали стешш при растяжении; >'-коэффнцаэнт Пуассона.

Ввоцоно также изменение в условие пластичности. Считается, что пластическое деформирование наиболее напряженной точки стенки наступает тогда, когда интенсивность напряжений в ней достигает продела текучести при изгибе, определяемого по формуле (I).

Аппроксимируя участок диаграммы деформирования стали стец-ки в зонз нелинейного упрочнения выражением

" _ _ А' , _ иг (2)

получены формулы для вычисления напряжений в нижней границе участка пластичности стенки:

-Л у

<3 "О* (д)

гдо Е, Ех-упругий и пластический модули;^^ -упругая состазляэдая п полная деформации в стенка; -расчетное сопротивление стала стенки -расчетное сопротивление и

предел текучести стали нигкего пояса.

Формулу (3) применяют при ущлтой работе нижнего пояса, а (4) - при упиутопластической.

Коэффициенты ( ), учитывающие уцрутопяастическую работу бисталъкых балок, определяются как отношения моментов внутренних сил сечения соответствующих предельных состояний. При упругой работе нижнего пояса, исходя из эпюр нормальных напряжений (рис. I, а, б), коэффициент -^определяется по форму-

^ -¿'уг/Я-

+ ~ ^ О,

¿¿я * ЯГ^у ' Л?*' ^ ■

-коэффициент, учитывавший смешение нейтрально!" сса соче-

^ с^уъ^г =■ О (6)

При упругопластической работа ншшего пояса, исходя из эпюры нормальных напряжений (рис. 1,а,в), коэ$фщиент '^'определяется по формуле:

где- * —-

к?

/Ър -коэффициент, учитывавший смешение нейтральной оси сечения за счет упругоцластической работы нижнего пояса и стенки, определяется по формуле (6), заменяя /7?° на /?7о/.

Нормы вертикальной насткости пролетных .строений в расчетах по предельным состояниям второй грушш связаны с требованиями нормальной эксплуатации. Эти расчеты производятся на нормативные нагрузки, при которых бистальные и бпсталояелезобетошше балки работают упруто. Однако, упругопластическая работа под расчетными нагрузками обусловливает появление остаточных прогибов в бисталышх балках, величину которых необходимо учесть при назначении строительного подъема. Остаточные прогибы определяются как разность упругопластичеашх к упругих прогибов. Для определения полных упругопластичеашх прогибов получено днйерен-циальноо уравнение изгиба бистальных балок.

■¿ТгЛ» , (8)

а-стадия предельной упругой работы сечения; б-стадая упруго-плаотической работы отенки; в-стадия упругоплаотичеокой работы отенки и нижнего пояса.

Рио.1

У/бО

ЗХ

ж

ж

ж

[ 1 I V

«¿ООО

/оо

?:ю.2

Г- .Л-2

где

*--—/

¿Г'-

Используя метод единичной нагрузки, получена формула для прогиба балки в середине пролета ■

- Ж,■*■<** ^Гг ^' У ^Х (9)

Параметры об/оЬ зависят как от момента внут-

ренних сил (прочностных характеристик сечвн^я), так и от характера и зеличины внепне?. вагруьки. £ия нагрузок, характерных пролетным строениям автодорожных мостов, получены решения (9). Уп-ругоплаггическая работа бистальных Салок при вычислении прогибов учитывается введением в формулы упругости интегральных коэффициентов ¿Р. Б зависимости от соотноаениГ: геометрических размеров элементов поперечных сечений бисталъних балок произведено таСбулпровашю этих коэффициентов.

3 третье" главе представлена методика расчета разрезных бистальных д бисталегелезобетонных балок пролетных строений автодорожных иостое, учитывается пространственная работа конструкций по методу гесткого контура. Расчет срочности сечек::? бистальных и бистаяегзлезоСзгсыных балок производится с учетом развитая пластических дефорг.ттаГ пс двум критериям:

образование пластических дефор'.-"..:и-*1 з стенке, контролируемых предельной упругой работой нижнего нояса;

развитие пластических деформаций в стенке, контролируем-; ограниченными пластическими деформациями крайдх фиер нижнего пояса.

п

Расчет прочности бистальных сечений производится по формулам упругости с введением коэффициентов, учитывающих упругоплас-тическую работу балок. При расчета сочзний бисталежалезобетонных балок 1га изгиб учитывается разгружающее действие плиты проезжей части з виде продольной силы, приложенной к центрам тяжести железобетонной ¡1 бистальной частям сечения. Возмсшш три расчетных случая работы зелезобетонной плиты проезяей части (по СНиП '¿.03.03-04), предполагайте развитие пластических деформаций в бистальном езченин, которкз учитываются введением сс.тветствув-ких коэффициентов.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации остаточные прогибы учитываются при назначении строительного подъема и определяются по формуле:

- /уф С^е (Ю)

где ^ -коэффициент, уч::?:заший упругопластическув работу сечений от расчетных нагрузок, зависит как от геометрических параметров сечэкия, так а от характера внешней нагрузки.

В целях экономии металла сплоанне стенки балок устраивают тонкими, но подкрепляют их системой ребер жесткости.

При расчете такие стенки рассматривается как квазаизотроп-нко пластина. Проверка местной устойчивости стенки бистальной балки производится с применением методика Б.И.Броуде - Р.Р.Еий-лаарда, обоснованной В.И.Киреенко. Вертикальная стенка рассматривается как пластина, подверженная двухосному сяатизо и сдвигу. Расчет сводится к введении в формулы, оценивающие местную устойчивость упругой пластинки с теш же размерами (по СКиП 2.05.03-84), поправочного коэффициента.

В четвертой главе дан анализ технико-экономической эффективности бистальных а бисталежелезобетонных балок, приводятся данные экономических расчетов сразнекия бистальных и бзеталеяа-лззобетонных пролетных срозний с моностальныма как из стали стенки, так и низшего пояса.

Сравнение массы пролетного строения с моностальнша балками из стали 16Д с бистальвыми показывает, что применение бистальной компоновка поперечного сечения о использованием в стенке стали 16Д позволяет экономить от 5,2 до 14,7$ стали. Причем наа-больауа экономии металла позволяет получить следугааа компоновки наборов сталей: 16Д + 14Г2АСД, 1БД +■ 15Г2АЙ1, 16Д + 15Г2СФ-

- от 5,7 до 12,8? соответственно; 16Д + 12Г2СМФ, 16Д + 12ГН2М Ш) - от 6,7 до 14,755. Применение этих же наборов стале? в поперечной сечении бистальных балок с составной по высоте стенкой повышает экономию ста. и еще на 2-5?.

'До стоимости более экономичны следухщ>з наборы сталей: 1С. + 14Е2Ш, 16Д + 15Е2АВД - от 5,3 до 10,2?; 16Д + 15Г2СФ -

- до 14«. Применение бистальных и бнсталехелезобетиш ых балок

с нижним поясом из сталей 12Г2СМФ а 12ГН2ЫШ) повышает стоимость на 3-9% по сравнении с моностальной балкой из стали 16Д за счет резкого всврастакия их удельной стоимости. Применение в нижнем поясе атих высокопрочных сталей целесообразно в тех случаях, когда при проектировании не первый план выдвигается требования экономии иаталла.

Сталь парка 15ХСВД обладает повышенной коррозионной и хла-достойкостыз, хорошей сварива шостью. Прочностные её характеристики выше, чем у 16Д при сравнительно небольшой прейскурантной стоимости. Применение стали 15ХСНД в стенке и верхнем поясе бистальных балок эффективно в сочетании со сталями 10ХСНДД5Г2АСШ,, 14Г2А5Д и 15Г2СФ как по экономии металла, так по стоимости. Наибольшая экономия металла - до И,9% и снижение стоимости на 6,92 достигается при использовании в никнем поясе сталей 12Г2СМФ и 12ПШШ). Применение бистальных балок аналогичных компоновок поперечных сечений с составной по высоте стенкой экономит сталь ещё на 2-42 и сшивает стоимость на 1-3%.

Шг: 1я глава посвящена экспериментальным исследованиям разрезных бистальных и бисталежелезобетонных балок.

Цель экспериментального исследования заключается в изучении действительной работы бистальных в бисталежелезоЗетонных балок иыещих традиционное двутавровое поперечное сечение и составную по высоте стенку, для проверки теоретических исследований и методики расчета. Решены следующие задачи:

выявлено действительное распределение деформаций и напряжений в сечениях опытных балок;

определены фактические величины прогибов (в том числе в остаточных) и произведено их сравнение с теоретическими значениями;

сопоставлены фактические и теоретические напряженные состояния в исследуемых зонах опытных балок.

На действие статической нагрузки было испытано 12 балок.

Размеры основных элементов опытных балок расчитывались теории механического подобия М.В.Еирличева. Необходимое количество балок-моделей определялось из минимума суммарных затрат на исследования, предложенных А.Р.Рааницыным. Балки изготовлялись сварными из листовой стали в специальном кондукторе на Борисовском ЗЛЖ по технологии изготовления натурных металлических балок мостов. Железобетонная плита сечением 420 х 80 мм выполнялась из мелкозернистой бетонной смеси с осадкой конуса 3,5 см. Армирование платы производилось сэткамг из высокопробной проволоки. диаметром 6,0 мм. Класс бетона и его прочностные характеристики определялись испытанием образцов 10 х 10 х 10 см. Железобетонная плита с балками объединялась упорами в виде высокопрочных болтов из стала 4СК, приваренных к верхнему поясу. Рабочее загрукение бистальных и биоталегелезобетонннх балок производилось 100 - тонным гидравлическим домкратом через гесткув траверсу длиной П6С ш, т о создавало зону частого изгиба в средней части пролета балок (рис. 2). Еагр}зка прикладывалась ступенями по 30 кН с выдержкой 15 мин. с последушей разгрузкой. После каждой ступени нагруяения снимались показания по приборам. Позле разгрузки определялись остаточные деформации и прогиб». Загружение балок производилось до полного исчерпания несушей способности.

При проведении эксперимента измерялись следушие величины: прогибы балок в середина, одной трети, одной шестой пролета - прогибомераш Максимова;

продольные деформации в этих же сечениях по высоте стенки и в поясах - механическими рнчааными тензометрами Гугенбергера и тензорезистораш типа 2ПКШШ - 10 х 100 с выводам данных на 1ПЫ-5;

деформации в верхних и нижттат фибрах железобетонной плитн-- механическими рычаяными тензометрами Гугенбергера и индикаторами часового типа на базе 200 мм.

По данным замеров деформаций и прогибов в сечениях опытных Залок построены графики. При обработке экспериментальных данных пользовался аппарат матеиатичесхой статистики. Сравнение экс-гериментальных значений с па еретическими результатами произносилось путем непосредственного сопоставления. На основе этого ■деланы следушие выводы:

а) В целом распределение деформаций (напрягений) по высоте

сечения следует гипотезе плоских сечений, однако, в местах сопряжений стенхи с поясами наблюдается уменьшение значений напряжений. Аналогичное явление прослеживается и в местах сопряжения двух марок столе 1 стенки в балках с составной по высоте стойкой.

б) Опытные знаяения нормальных напряжений в сечениях бис-талышх и Систалежилозобетонных балок хорошо согласуется с теоретическими данными. Сходимость составляет 10-12%.

в) Полученные опытным путем х^гогибы имеют расхождение с теоретическими результатами на 12-142.

г) Бисталыше и бисталежелезобетонные балки являются надежными несущими элементами пролетных строений автодорсжкых мостов при развитии пластичесхих деформаций не толы-.о в стенке, ко и в 1файних фабрах нижнего-пояса.

На основе теоретических л экспериментальных исследований разработаны рекомендации по проектированию и расчету бистальных ■ и бисталежелезоОетонных балок пролетных строений автодорожных мостов. Основные положения рекомендаций:

в нижних поясах бистальных и бисталежелезобнтонных балок использувтся сталь более высокой прочности чем в стенке и верхним поясе;

соотношение пределов текучести стали нижнего пояса и стешси назначается из условия экономии стали, уменьшения стоимости конструкции, оСеспечения её выносливости и рекомендуется не менее 1,5 и не более 4,0;

ракомзкдуется производить замену стали стенки до 20% по высоте, в нижней её часта, сталью нижнего пояса;

при упругопластичэскш расчете бистальных несимметричных сечений -учитывать неоднородность напряженного состояния стенки увеличением предала текучести стали из которой она изготовлена;

расчеты прочности бистальных и бисталежелезобетошжх Салок рекомендуется выполнять в форме проверок условных напряжений, введя в формулы упругости поправочные коэффициенты, учитывающие изменение внутреннего момента сечения за счет упругонластичэс-коС работы;

для назначения строительного подъема рекомендуется остаточ- . ныв прогибы от расчетных нагрузок определять с учетом упруго-пластической работы опасных сечений.

ОСНОВНЫЕ вкзолн

1. Предложены основные теоретические положения упруго-пластического изгиба бистальякх балок, учитнвапзио неоднородность напрязагаюго состояния станка и деформационную анизотропно её стали в момент перехода в упругопластическоа состояние.

2. Получена аппроксимация диаграммы доформигчвания стаял стенка за пределом упругости (зона нелинейного упрочнения).

2. Получены формулы для упрутопдастических моментов. Использование метода начальных параметров способствовало ранения ряда вопросов по расчетам прочности с применением форт/л упругости.

4. Для анализа остаточных прост оз прг хлояенн дифференциальное уравнение упругсцластического изгиба бис.-альных балок а его решения для характерных мостам нагрузок.

5. Проведено исследование эконо»-ической эффективности бистальных и бисталегелеэсбетонных балок. Применение таких конструкций в пролетных строениях автодорожных мостов уианьга-ет расход стали на 10 - 152 и стоимость - на 8-14? по сражению с монс стальными. Использование бистальннх балок с составной по высоте стенкой увеличивает эффективность еао на 2 - в>. Рекомендуется следуюте набора трои сталей в сечениях: в стенке и верхнем поясе - 16Д или 15ХСНД; в ниннем поясэ --ЮХСКД, 13Г2АгД, 14Г2А5Д. 15Г2С5. 12Г2Ш5, 12ГН211АЮ.

6. Разработана методика расчета бистальных и бистзлагл-лезобетоаних балок. Полученные экспериментальные результаты даст хорошую сходи;,юсть с теоретическими данными. 3 сопоставлении с другими методами расчетов предлагаемый позволяет уменьшать расход стали на 5 - 85», так как более полно используется резерв несуцей способности бистальных конструкций учетом неоднородности напр-таеннссо состояния и деформационной анизотропии стали стенки в момент перехода её в упругопластдчзское состояние.

7. На основе теоретических и экспериментальных псследова-•пй, экономического анализа разработаны рекомендации по проек-гарованив и расчету разрезных бпстальных и бисталеЕелезобетон-шх балок пролетных строений автодорожных мостов.

Основные положения диссертации опубликованы в следутах аботах:

I. Картопольцев З.М., Боровиков А.Г. и др. Определение редельной величины пластических деформаций бистальных балок

/Материалы Ш Украинской Республиканской научно-технической конференции. - Киев-Житомир, 1984.

2. Картопсльцев В.Н., Боровиков А.Г., Ермоленко В.Н. Развитие нелинейной теории изгиба бистальных банок /Тезисы докладов

П Всесоюзной конференции го нелинейной теории упругое гл. -фрунзе, 1985. - С.73-75.

3. Картодольцев В.М.. Бондарюк В., Боровиков А.Г., Ермоленко В.Н. К вопросу исследования бистальных балок /Известия вузов. Строительство и архитектура. - Новосибирск, 1987. - £ 7. -C.II-I4.

4. Карт'опольцев В.М., Бондарюк В., Боровиков А.Г. Некоторые аспекты нелинейной теории изгиба бистальных балок /Легкие конструкции зданий: Межвузовский сборник научных трудов К'.СК. -Ростов-на-Дону, 1987. - С.43-52.

5. Картопсльцев В.М., Боровиков А.Г. Влияние начальных напряжений на напряженно-деформированное состояние бистальных балок мостов /Совершенствование автомобильных дорог и искусственных сооружений на Северо-Западе РСФСР: Межвузовский сборник научных трудов ЛИСИ. - Л., 1987. - С.79-87.

6. Боровиков А.Г., Картопольцев В.М. Деформативность бистальных и бисталежелезобетошшх балок под действием сосредоточенных сил /Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт. -Усть-Каменогорск, 1987 . 20С. - Деп. во ВНИИСе. - Ji 198тс-Д87.

7. Боровиков А.Г. Бути вффективного применения сталей в мостостроении /Проблемы научно-технического прогресса в развитии региона и отраслей народного хозяйства: Тезисы докладов. Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт. - Усть-Каменогорск, I9S2. - С.18.

8. Боровиков А.Г., Картопольцев В.М. Оценка напряженного состояния бистальных балок аппроксимацией диаграммы "Со - <а " за пределом упругости /Проектирование и строительство автомобильных дорог и'мостов в Сибири. Сборник научных трудов ТГУ. -Томск, 1992. - С.16-19.