автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Нормирование нагрузок и воздействий на перекрытия цехов цементно-горных комбинатов

ленинградский инженерно-стрштельшй институт

На правах рукописи

эль-дщи ахмад

УДК 624.012.45.042.8

НОРМИРОВАНИЕ НАГРУЗОК И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЕРИШШЯ ЦЕХОВ ЦШНТНО-ГОРННК КОМБИНАТОВ

Специальность 05.23.ОТ - Строительные конструкции,

здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград - 1991

Работа выполнена на каЛедрэ г.троительшж конструкций Криворояского горнорудного института.

Научны? руководитель - кандидат технических наук, доцент З.Н.Ке^енхо

Сйгпдйалъныэ оппонента: зоятот технических наук, •ТЕойсссср Трулль З.Л.

:;анд:!зг.г технически наук, с.н.с. Зубкоз Д.К.

Зеауцая зтзт'аь «заця-т: Гссударстченимй гтооеггтя'1п

1тут ,".<рячлвсс.ггооскт".

защита состоитс*

на заседании специализированного Совета К.ОбЗ.ЗТ.ОТ при .".о нинградском инженерно-строительном ш:ст',.гуте по адресу: т'.'50Рб, г. Ленинград, ул. С-я Краснсарче?скэл,

С диссертацией можно ознакомиться в научна'1 Ля^ллотек

ЛСН. ~ „

ЯГ/ Гч'

Лвгоре&грат разослан " " ~ ^

1

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических нау;:, лоцент

3.И.Морозов

ОБЩАЯ ХАРАКГЕРИСТ.Ш РАБОГй

Актуальность работы. Важнейшим Еопросом совершенствования расчетов строительных конструкций зданий и сооружений является более полный и адекватный.учет величины действующих нагрузок, а также назначение при »¡х нормировании соответствующих коэффициентов надежности, учитывающих изменчивость нагрузок, конструктивные особенности проектируемых объектов, условия эксплуатации.

В последние гзды в ряде работ советских и зарубежных уче-шлс проведены фундаментальны^ исследования по Н'рмировашго нагрузок на перекрытия промышленных и гражданских зданий, газра-ботан общий подход к определите вслич.. ш полезных Hhrpjaoic, который сформулирован в но_ом СШИа "iJarp/зки и воздействия". Отмечается, что для конкретных отраслей промышленности нагрузки на перекрытия промышленных зданий обладаит рядом особенностей, которые должны учитываться индивидуально.

Как для СССР, г^к и Сирии проблема нормирования нагрузок и воздействий на перекрытия цехов иементно-горннх кпмбиж -1 ов (ЦК), которые составляют весом/ю часть ве-эго строительного комплекса, является особо актуальной, Tai; как конкретнее рекомендации но ре решении в настоящее время отсугстгуют-. Так пылевые нагр.ус .и, которые составляют порядка 20...'¿¿Г) от общеЯ сгатичь-кой нагрузки, ссгласно нормам проел г;г, ова.чня вообще не реглгмснтир.лотся, 'я ю so премч сп-ь <ены случаи ос— рушения кон трукций покрытие вследствие значительного скопления пыли.

Кроме того, конструкции перекрытий испытывает значительные вибрационные нагрузки. Ксэффилиеит динамичности, используете;! в расчетах, принят для широких диапазонов частот работ!1 технологического оборудо!яния, не монет смоделировать реальнуп картину дьформирования конструкций, так как не учитывает ¡к внутренние параметры частоты свободных .олебанмй, демпфчруп-иие свойства. Завышение или занижение этих нагрузок по сраснг— нии с реальными, не учет фактора времени, в одних случаях яз-дет к снижению надежности и долговечности, в других - к перэ-расходу (материалов, что установлено на ряде объектов г.г. Кри-рого Рога, Днепродзержинска, Краматорска.

Целью диссертационной работы является разработка катод?» ки нормирования основных нагрузок и воздействий на пгрскрэтил

- л -

цехов иементно-горных комбинатов для заданного уровня наде ти и срг-а безопасной эксплуатации, на основе эксперимента те'", -тических исследований их статичэской и динамической ж кости.

Автор защищает : • - результаты натурных испытаний конструкций монолитны: железобетонных перекрытий ЦГК по определению их прочности, тичес :ой й динамической жесткости;

ноаые аналитические зависимо-: ги для определения час: свободных колебаний и динамических реакций перекрытии;

- результаты экспериментальных исследований по оценке формативн^ти моделей железобетонных перекрытий при действи статических и динамических н'гр.узок;

- методику нормирования ччлевых и вибрационных нагрузо на покрытия и перекрытия иехов ЦГК;

- методику расчета элементов перекрытий по жесткости

с заданным уровнем надежности и сроком безопасной эксплуата

Научную новизну работы составляют:

- .уточненное внутренние (геометрические и прочностные) и внешние (величина нагрузки, место ез приложения) параметр! оценивающие чинамичвекую жесткость элементов перекрытий, пол ченные на основе экспериментальных исследований натурных кс1 струкций и мпелей;

- общие аналитические зависимости частоты свободных ко/ баний и динамических реакций перекрытий от длины элементов, величины и места приложения статической и динамической нагр.у зок, частоты внешней возмущающей силы;

- методика нормирования пылевых и вибрационных нагрузок на монолитные железобетонные перекрытия длл условий цементио горных комбинатов;

- разработка приближенного метода определения статич:-кого и динамического прогибов длл выбранного уровня надежнее' ■ги и срока нормальной эксплуатации.

Практическое значение работы. Предложенная в диссертационной работе методика нормирования нагрузок и воздействий позволяет с современных позиций теории надежности и с, более высокой точностью оценивать статическую и динамическую жесткость элементов железобетонных перекрытий для условий цементн горных комбинатов. Уточнены значения коэ'Иишюнтов динамичное

1 надежности с учетом характеристик оборудования, прмменяе-) в технологии производства цемента. Предложенная методика эра рационально схемы размещения оборудования на пер"!-гид позволяет избежать вмможное явление резонанса, передает испол! зовэния Харьковское институту "Юмпшроцемент". 'льтаты работы использованы при, разработке способов усилс-монолитных железобетонных перекрытий помольного отделения зорожского цементно-горного комбината. Экономический эффект 'авляет около 15 тис.рублей.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссер-юнной работы опубликованы в трех статьях.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на нау . ю-тех-!ских конференциях Криворожского горнорудного института Кривой Рог, ¡989, 1990, 1991 гг.); на Республиканской ню-технической конференции (г. Полтава, 1989 р.); между-'Д"ой конференции по повышению надежности и долговечности иных и железобетонных конструкция (г. Данди, Шотландия, нбрь 1990 г.), на секции отдела прочности и надежности со-ений ЦНИИСК (ноябрь 1990 г.);

еминаре кафедп железобетонных конструкций и теоретической ники (г. Ленинград, ЛИСИ, 1991 г.). Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, х выводов, списка литературы из 132 наименований и прило-я. Диссертация изложена на 18?. страницах и содержит 5 2 ри-оп, 2Л таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации приведен анал> , современною ояния по нормированию нагрузок и воздействий на перекрытия в промышленных зданий и сооружений. Отмечается, Что наиме-из.ученными являются нагрузки от технологического сборудо-п, upii этом важно оцендть как статическую, так и динамичес-метавляющум с учетом их изменения во времени. Эти вопросы «атривались в ряде работ советских и зарубешнх ученых Л.С., Бать A.A., Беленя E.H., Болотина В.В., Буличе-.11., Гвоздева A.A., Зубова А.П., Кикина А И., Ка-пусти-.11., Попова H.H., Складнева H.H., Судакова В.В., Стрелец-il.C., Сухова Ю.Д., Райаера В.Д., Рогонского В.Д., Ржани-А.Р., Тимашева С.А., Тру^ля В.А., Шапиро P.A., Ау .ус-

; !.. Г..г.-.:л-та Г.'-.учктн i , . ее (. : ; ..' v,, J;. .. Д;л/~ i: ,: i. ске e, .-ралглгл:; "J uolo:- ^ .U.ie ",i .1 ьоедеПс?-

:.;л", л в UlUiOa е,? расчету ;tс.суi^nнонструк-

.v-» арой-шчк-дгл одшпш ;; сооружений на диншйиюский ныруаки. сяе,'чу«г сткйткть, .что дейстсио статических нагрузок на пере-¡нигия пзучаетог ц<1 основа вероятностных подходе ) с мриимне-нпек теории сл/чМЫих функций. Расчеты конструкций на динамически:; нагрузки должны orinpaitcn на численное моделирование v изучение частот cocciьенних колебаний и динамических реакций цле.'гштов перекри'.'Ий.

.Статгчосние и динамические нагрузки на перекрытии цехе в HCii'iHTHO-ropHiiX комСичатоь до настоите го пременн изучеми еще недостаточно глуСо.'Го, ц сеяли с з-1 им ь раОосо поставлены сл..-»//■.¡йле задачи:

- у,и Сазе ;;ксиср(шснтилы;ь'х и гооретичоских исследований •усгановать дййстьигл..оную i-елачину временных нагрузок на перекрытия li покрытии цехов ЦГК;

- виг пить фактор!', влияющие на величину огих нагрузок, с у-¡стой их изменения во времени;

- предложить зависимости, позволяющие на стад.ш проектирования шбнрать рациональные схемы аагружения перокритий г. ju3iio!i нагрузкой, исключая явление резонанса;

• - разрнботг.ть методику нормирования нагрузок и поздейст-l-m'A на перекрытии ЦГК с учетом заданного уровня надежности и срока нормальной эксплуатации;

- уточнить величину коэффициентов надежности и динамичности с учетом реальных условий эксплуатации для цехов ЦШ.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям на натурных конструкциях по определенна статических и динами-' ческнх прогибов; частоты свободных колебаний, величины реальных нагрузок, а также оценке общей надежности основных конструктивных элементов перекрытий длл условий ЦГК.

Установлены реальные размеры второстепенных и главных балок, толщины плиты, а также их коэ{фщиенти вариации. Выявлены дефекты элементов перекрытий, наиболее характерные трещины б растянутой зоне бетона с шириной раскрытия 0.6...I мм, оголение и коррозия арматуры, нарушение защитного слоя. Нераз-рушающими методами опреде;ялась 'фактическая прочность бетона,

которая соответствует классу В 12,ij. Наибольшую тревогу вызвали прогибы отделы»« второстепенных балок, которые достигли 7...9 мм, в 1,6...2 раза превышая допустимую величину 1/200 Ь =4,5 см. Величина динамических прогибов, которая измерялась с помощью осциллографа Н-700 и вибродятчиков перемещения в г. Кривом Роге и Днепродзержинске и вибрографа-само-писиа в Сирии, в I,В...2 раза превышает допустимую величину 1/50000 I =0,18 мм.

Оценены реальные значения пылевой нагрузки на перекрытия и'-покрытия, а также ее изменения во времени. lia снове проведенного статистического анализа замеров проб пыли устанс лено, что распределение величины палевой нагрузки подчиняется

нормальному закону I

(I)

соответственно для перекрытий, и покрытий ЦП;. .1« основании правила "трех сигм" в интервалы 501,В5...687,74 Н/м'" и bíi0.5... 104b, 17 Н/м2 попадают. 99,77, случайных величин пылевых нагрузок На перекрытия и покоьптн. Ь дальнейшем, на основании получе: шх вероятностных характеристик, длны рекомендации по нормированию вслучимс1 гмлевых нагр; юн на перекрытия и искры ":'я lirii, а та;«'.1 установлены оптимальные сроки уборки' пыли. Для этого привлечем универсальный критерий себестоимости изготовления и эксплуатации 1 м"" перекрытия и соответствую;:^ показатели трудоемкости. Установлено, что для условий ЦГ'К с величиной фактической нагрузки, превышающей 1 кПа, оптимальной явл.чется периодичность уберки 4 месяца. При этом 'за нормативно- значение тгрузки следует принимать величину 0,35 кПл, см. рис. I.

Полученные г:ри проведении натурного эксперимента геометрические и прочностные параметры, а также реальные нагрузки, положены в основу проверочного рзсчета элементов перекрытий по прочности и жесткости. Расчет выполнен с помощью вычислительного комплекса "ЛИРА" и представлен в табл. I.

*' М « «•» ¿О.

Рис. I. Затраты на стро- гельство и эксплуатацию I м-перекрытия в эа> ..^имости от величины пылевой нагрузки;

1 - затраты на уборку?пили;

2 - себестоимость I кг перекрнтич;

3 - суммарные затраты.

Таблица Т

Способ опро-'Магеи деления по казателей

;Макси-маль- :мальвы й с та-: ны (1 ;тический:дина-;прогиб, :мичес-

: и! • мм

:кий

;Максимлль-:ный иг" 'I; бающий мо-;мент от .•статических нагру-

:прогиб,:эок, М О^о .мм". кН м

и I .. ; .....

Максимальный изгибающий момент от динаминес-ких нагрузок, М9 , кн м «

КоаЬфи-циент динамичности

М

Р.Й

Натурные иэм^вния

Аналитический расчет

Пролет в осях 32-34

61

0,37

19,40 0,1239 397,74

7,31

1,02

Установлено, что прочность элементов перекрытий как помольного, так и сырьевого отделений, по нормальным сечениям обеспечена. Что.касается статических и динамических прог|бов, то натурные значения в 2...3 рана превышают теоретические.

Можно предположить несколько причин, которые дали такой результат:

- это неточности в изготовлении отдельных конструктивных элементов перекрытий, а также отступления от технологии выполнения бетонных работ;

- неадекватный подход к расчету элементов перекрытий

на стадии проектирования: не учат реальной величины нагрузок и их изменения во времени, неточности в построении р лчетных схем и назначении коэффициентов надежности для условий ЦГК , И др.

В связи с этим в третьей главе диссертации выполнено численное моделирование работы перекрытий 11ГК под действием динамических нагрузок. При эчом решались следующие задачи:

- по требуемым параметрам технологического оборудования выбрать размеры элементов монолитного перекрытия и для него подобрать соответствующее оборудование, обеспечив минимальные значения динамических реакций;

- установить связь между частотой собственных колебаний, геометрическими размерами элементов перекрытий и местом расположения и величиной динамической составляющей.

Попытки аналитически определить динамические характеристики и реакции монолитных железобетонных г^рекрытий связаны с необходимостью создания расчетных моделе" в виде систем диЗференциальных уравнений высоких порядков, решения которых связаны со значительными трудностями. Кроме того, характер расположения на перекрытии динамических нагрузок л особенности их передачи на элементы перекрытий не позволяет получить, достаточно точное решение задачи.

В работе решается задача аппроксимации динамических характеристик и реакций монолитного перекрытия в зависимости от их геометрических параметров, положение и массы технологического оборудования, частоты внешнего гармонического возбуждения. Анализ работ по колебаниям сооружений показал, что аппроксимирующие функции для частот свободных колебаний, ди-

намичсскич -прогибов и мдеен?> могу." йкт». г:^ -.няты а виде нуль-тишьпс&'Л'.ыюй модели. Дл; по.пучашы иекоиьрс зависимостей пользооох&еь теорил планирования эксперимента.

[как полного факторного 2.:;спвр1ыгнта для определения частот свободных колебаний имеет следующий вид; табл. 2 и 3.

Таблица 2

Сакторы и функция отклика 1 Р " ■ .......----а 2.x С г-й СС>1 0?».

X, X, х8 У

Единицы величины м кН Основной уровень (0) 9 300 0,4 0,333 Интервал варьирования ( ^ ) 3 100 0,4 0,167 ' Верхний уровень (+1) 12 400 0 , 8 0 ,5 Нижний уровень (-1) 6 200 0 0,167

рад/с

Таблица 3

Факторы и функция отклика 1 р и)

• Хо X, X» Х3

Единицы величины Основной уровень (0) Интервал варьирования ( ] )

Верхний уровень (VI) Нижний уровень (-1)

м

9

3 12 6

кН

300

100 400 200

рад/с

65

11,67 76,67 53,33

мм, кН м, -

где - длина второстепенных балок; Р - масса оборудования; и - безразмерные координаты, определяющие местоположение оборудования; и? - частота внешнего возбуждения.

Значения функции отклика определялось для соответствующих комбинаций на ЭйМ с помощью вычислительного комплекса "ЛИРА".

- п -

Обработка результатов вычислительного эксперимента с помощь» многофаяторного регрессивного анализа и метода наименьших квадратов позволила получить выражения для частот свободны колебаний:

0-0.*»»» ii-0.1t» ,0.015Л О.он»

ОД ~е.ОО,бв1 Р ■£■ у Ог.~2Яб,ъъ1 Р ё У) ■

, л /л-о.113» .ц.ове» -о.«415

¿¿Л» ИВ., 2. I V } ' ''

и для динамических реакций ;

Г е- Л"0*»? Г\-1»О01 -1.11ГЯ

= 2.8 ■ Ю I Г ,

= , (3)

/ М.7772 Г°,И Р"""*'.

где и/^ - динамический прогиб; Мс| - динамический момент; - коэффициент динамичности. Для оценки значимости полученных аналитических зависимостей, а также более детального исследования работы элементов пере!грытия при различных комбинациях и режимах загруке-ния динамической .и статической нагрузкой, в работе проведены эксперименты на моделях. Результаты эксперимента изложены в четвертой главе диссертации.

Испытаны три модели перекрытия помольно:-» отделения и три модели сырьевого отделения (с отверстие..). Модели выполнены из бетона и арматуры, соответствующих натурным конструкциям. Геометрические размеры и нагрузки моделировались з соответствии с теорией подобия. Масштаб длин принят 0,3, длина второстепенных балок 1« = 0,3 - 900 = 300 см; масштаб сечения 0,5 (высота сечслия ки = 0,15- 65 =35 см; ширина сечения Ем = 0,&30 = Т5чм ), толщина плиты 8 см, ■

Для статической сссредоточпыой нагрузки принят масштаб 0,09 ( Ри = 0,09-Рц ) - для статической равномерно распределенной нагрузки - 0,3 ( -- 0,3-^н ).

Для динамической составляющей сил инерции масштаб равен I, тогда усорение <Ям= Яи

Схема испытании моделей и мести установки основных приборов показаны на рис. 2.

и>

и,

£10 'кос!

I Т

____?_50___

п„

П?5

1500

К -

ПО

а по

_________

Рис. 2

1'

Статическая нагрузка создавалась домкратом чорея траверсы, динамическая - системой вибраторов с частотой СО = Ш рад/с. Сравнивалась величина статического прогиба, полученная на моделях и по результатам расчета на ЭЗМ, совпадение удовлетворительное, расхождение до 10$. Величина относительных продольных деформаций в растянутых зонах сечения до уровня нагрузки 0,б...0,7 Ки также удачно согласуется с результатами теоретических расчетов, в далык Яшем при увеличении нагрузки расхождение достигает 15...20$.

Динамические прогибы измерялись для каждой серии с помощью осциллографа Н-700 и специальных вибродатчиков при дву> уровнях нагружения (0,4...0,5 Ри ; 0,8...0,9 Ри ). Сравнение результатов эксперимента и теоретических, полученных из условий (3), показало расхождение до 10-12^.

Достоверность теоретических моделей для частот свнбЬд-ных колебаний, условие (?.), подтверждена специальным экспериментом.. Свободные колебания.возбуждались сбрасыванием с платформы, удерживаемой мостовым краном, чугунной "болванки" весом I кН. Запись колебаний осуществлялась с помощью осциллографа и специального датчика перемещений. Максимальное рас хождение для первой собственной частоты колебаний в пределах 7..ЛОХ, табл. 4.

Отменено, что с увеличением статической нагрузки, умаш шается амплитуда динамического прогиба при постоянной часто-

та внешнего возбувдения. С увеличением частоты внешнего возбуждении уменьшается величина коэффг^ента динамичности.

Таблица 4

: Р, к|| : ^ ; и?,;' и\; (£М)

+ I 240 0,6 - Т Т20 0,2

N

Сс?, а з

;экспер.

76,93 67,77 70,27 68,91

82,14 73,12 75,91 62,53

91,33 77,59 93,29 7С.73

13!,99 121,133 132,05 121,19

Проведенные эксперименты на натурных конструкциях и моделях подтвердили необходимый уровень адекватности полученных аналитических эависмостёй, которые использованы для разработки методики расчета . энструктивных элементов перекрытий ЦГК по жесткости с званным уровнем надежности и сроком безпяс-мой эксплуатации, которая представлена в пчтой . лапе диссертации.

В настоящее время расчет элементов монолитных 7келезобег тонных перекрытий проводится по методу предельных состояний,-з котором вероятностная природа нагрузок и прочностных характеристик материалов учитывается так называемыми козф$ициента-ми н-ще*ности. Сущность этих козЗДициенто» скрыта в расчетных формулах и ./редлагаютсп строго регламентированные С!М! значения, в то же время практически нигде не ггварипается время экспл"атация конструкций и уровень надежности. Более правильным, на нал взгляд, является подход, сЛормулиропанний а работах В.В.Ролотина, который гтредполагает наличие в явном виде соответствующих йуыкциензльнкх зависимостей, которые связывает между со^ой статистические характеристики сопротивлений и нагрузок, нормптяянуя надежность и установленный сро;? елуж-

+

бы, т.е. те параметры, которые в первую очередь определяют надежность элементов конструкций. Все это возможно реализовать лишь при наличии соответствующей статистической информа ции. - •

Необходимые коэффициенты изменчивости геометрических па раметров сечений, прочности бетона и стали, а также нагрузок получены в предыдущих главах работы. Сроки нормальной эксплу тации установлены в пределах 15...20 лет, на основании обсле дований, проведенных на натурньпс конструкциях в г.г. Кривом ге, Днепродзержинске, Краматорске. Аналогичные сроки рекомен дуются Д^я монолитных перекрытий при наличии вибрационных на грузок в работах В.А.Погонского, В.В.Оудакова, А.Г.Ройтмана, что соответствует Функционал "-ному износу основного о'юрудова ния.

В работах А.Р.Ржаницына, В.Д.Райзера и В.А.Тимашева и д отмечается, что для статически-неопределимых конструкций мож но рекомендовать уровни надежности в следующих пределах: 0,99 - начальный; 0,95 за Т = Т5...20 лет эксплуатации. Имен-го эти параметры и были положены в основу норм' 'вания полезных нагрузок на перекрытия ЦГК, а также определения величины коэффициентов надежности при расчете элементов перекрытия по жесткости.

Аналитическое выражение для определения коэффициента динамичности представлено условием (3). Как видно, является случайной функцией, зависящей от длины элемента С , в< личины динамической составляющей , частотк возмущающей силы (л? (с достаточной точностью эти параметры подчиняются нормальному закону распределения с соответствующими коэффициентами вариации).

Тогда нормативное значение коэффициента динамичности будет определяться из условия:

где А - математическое_ожидание, определяется по средним значениям Т , Рь , ;

<0. - стандарт распределения величины рекоменду-

ется определять методом статистической линевриза-

•'-1?.CSSi7.il. , п-й1*5е35

0,97. Н Г1

, 5-оо5537-гя Г)-оюИ9!1 --иигзх

^ -Ц0Н7 С • Г1 ' №

дьо

бг - • £ ; 6Я_= Урл Р ; ¿(0

^ - характеристика безопасности, определяемая по нетоди-3.Б.Болотина, из условия

И,'

О^'-т (6)

иг

Т - 10 лет - срок безопасной экаплуатац;

Н = 0,95 - принятый уровень надежности;

о(■ - коэффициент, который учитывает вероятность "¡резытсения неличиной р значения, заданного на этепэ проектирование за время Т, определяется по предлояеншо А.Р.Ржани-Р'на ; ' _____

00 V—етг" • -(7)

После соответствующих преобразований для условий ЦГ1С . получена характеристика безопасности ^ = 2,16 и принятая н дальнейиих расчетах, которые сведены в табл. 5.

Таблица Ь

Наименование :Вес .'Размеры :Частотные

оборудования :обо- :оборудо- :характерие-

:рудо-:вания, м :тики

:вания; : ^

' т- ''

Динамический коэффициент

а

'ГШ

Рукавный

фильтр ФРКИ-360 28 6,0 х 4,5 -- 1,2 1,25

Циклон 20 1,6 х Т.б - 1,2 1,3

Вентиляторы

(ВГС № 8) 0,5 750 об/мин 1,35 1,55

1000 об/мин ' 1,60 1,32

7500 об/мин 2,25 1,18

850 об/мин 1.4 1,13

Элеватор 2-3 об/с 1,3 1,2

Редуктор 1,2 1,3

Анализ полученных результатов показывает, что правильный учет влияния динамических нагрузок и уточнение величины ^ , позволяет рационально проектировать элементы перекрытия, обеспечивал в одном случае необходимую надежность, в другом - экономию материалов.

Учитывая, что наиболее характерный признак нарушения эксплуатационных качеств конструкций перекрытий -- превышение величины прогибами нормативных значений в 1,5...2 раза, в работе предложен метод, уточняющий их расчет по жесткости с заданным уровнем надежности и сроком эксплуатации.

Расчет выполнен как на совместное действие статических и динамических нагрузок (конструктивное и эстетическое ограничение), так и действие тольно динамической составляющей (ограничение по вибрации). Учитывал, что практически все параметры, определение величину статического и динамического прогиба являются изменчивыми, зная уровень надежности Н и срок эксплуатации Т • ставится задача определить обобщенный коэффициент надежности ¡^ .

Условие пригодности к нормальной эксплуатации элементов перекрытия будет иметь вед:

- 17 -

а) при расчете по эстетическим и конструктивным треб^ва-

( +/*««)({,

б) при расчете на действие вибрации ; (8)

где L. ^ypjbm^ _ статический прогиб.

- модуль деформаций бетона; ^W - припаленный момент инерции; и - коэффициенты, зависящие от вед-- бето-

на, определяются по СНиП 2.0.1.01-81;

Á, = а[зex']-За (<--«-) ;

Б,-

ír = 3AUbAO* Р? в-''"" - прогиб от дк

намической состазлчщей может составлять 20... 30$ от статичсс-

Q

кого гтроги^а. Переменными величинами являются R ; Р» } I; Eí;JuW;6>

ччина ко-Мф циента надежности с учетом изменчивости вышеприведенных ..араметров определятся из условия:

íu pj,

i-I)

где И - 2-,!б - лзрактеристика безопасности;

^b'^'/l ; ^ic^/L ~ К0Э'Ь**'5П*ПСПТН вариации; 6/., и Од -дартн'распределения статического и динамического прогиба;

J~t и J, - соответственно математические ожидания - определяется по методу статистической линелрлзации, аналог'.гею коэффициенту динамичности.

Проведенные рч -четы для условия ЦГК тегазали, что ни стг— дии проектирования, при определении статк-ц-сксго и дцкак'лчс-гкс-го прогибов следует учитывать коэффициенты надежности ^ « 1,4

(fj. =1,5, тем самчм существенно повкаял оксплуг.-гацтеин«« катятвч конетрутом3.

Предложенная методика позволяет решать обратную задачу выбора оптимальны* параметров сечений для элементов монолитных железобетонных перекрытий с заданным уровнем надежности и сроком эксплуатации. По сравнения с традиционным методом проектирования достигается экономия бетона до 10..ЛЕЙ.

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена величина временных (пылевой и динамической сосаавлящей) нагрузок на перекрытия ЦГК в зависимости от ус, вий п срока эксплуатации; предлагается принимать в расчетах нормативное значение пылевой нагрузки 3,5 кПа, установлен оптимальный срок уборки пыли - 4 месяца.

2. Уточирчы сроки безопасной эксплуатации основных конструктивных элементов для у ловий ЦГК, которые составляют 15...20 лет, что соответству т функциональному износу основн го технологического оборудования.

3. Установлен характер работы и разрушения конструктива элементов перекрытия при испытании моделей и натурных констр; ций; обнаружен доволь.но значительный запас прочности по норма.-, ным сечениям до 30$, в то же время величина прогибов как статического, так и динамического на натурных конструкциях

в 1,5...2 раза превышает нормативные значения.

4. На озново численного эксперимента на 2ВМ. в явном виде получен..» функциональные зависимости динамических реакций перекрытия от длины элементов, частоты вибрационных нагрузок массы оборудования и места его расположения, которые подтверз день: на натурных конструкциях и моделях (максимальное-расхождение 15.. .20^.)

5. На основании многофакторного регрессивного анализа получены выражения для частот свободных колебаний, что позао-ляет на стадии проектирования выбрать оптимальную схему гаг.*.; ценил оборудования или решать обратную задачу, не допуская резонансных явлений.

6. Предложена методика нормирования коэффициентов динамичности при расчете перекрытий на вибрационные нагрузки.

7. При определении расчетных значений статического и динамического прогибов следует учитывать новые значения коэффициентов надежности, которые соответственно равны ^ = 1,4;

4-1,6.

Основные положения диссертации опубликованы з следующих работах'.

I. Кебенко В Н., Чирва В.Н., Ахмад Эль Джзди. Совершенствование расчета монолитных перекрытий, рабгтавцих при сложных режитх загружения. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции "Совершенствование железобетонных конструкций, работающих на сложные виды деформаций и их внедрение з строительную практику". Часть I. - Полтава: Т9Р9. - с. ЗТ.

?.. Кебснго З.Н., Ахмад Эль Двдди. Эффективность применения профилированной листовой стали при усилении монолитных челезсбетонных перекрытий. Тематический сборник научных трудов кафедры строительных конструкций >ГР!' "Псвьгаеиио надежности и долговечности строительных конструкций". - Клев: УМК.ЗС, • 990. - с. 10-15.

?ТП ;{ГВ:. 2иу. ■ " тар. 120 экз. педпиевье у печати и. 1991г. Криво'"*- гсг ул XII Партсгезда II.