Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок

Ли, Марина Леонидовна

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок

кандидата технических наук: Ли, Марина Леонидовна
город: Челябинск
год: 2004
специальность ВАК РФ: 05.23.01

Диссертация по строительству на тему «Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок»

Автореферат диссертации по теме "Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок"

На правах рукописи

Ли Марина Леонидовна

ОЦЕНКА НАГРУЖЕННОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК

Специальность 05.23.01 -«Строительные конструкции, здания и сооружения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2004

Работа выполнена на кафедре «Строительные конструкции и инженерные сооружения» Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Сабуров Валерий Федорович.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Казарновский Вадим Соломонович;

кандидат технических наук, доцент Емельянов Олег Владимирович.

Ведущая организация - ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ».

Защита диссертации состоится 16 декабря 2004 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.08. при Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ) по адресу: 454080, Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, в диссертационном зале № 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан 16 ноября 2004 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим выслать в секретариат ученого совета по указанному выше адресу. Факс:(3512)67-99-00.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Б.Я. Трофимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы; в связи с тем, что многие предприятия отечественной промышленности после длительного кризиса вступили в период устойчивого экономического роста, задачи реконструкции и планирования ремонтов производственных зданий приобретают первоочередное значение.

Сварные подкрановые конструкции обладают наименьшей долговечностью в стальном каркасе производственного здания. Многочисленными исследованиями установлено, что долговечность сварных подкрановых конструкций лимитируется усталостной долговечностью верхней зоны стенки балок. Усталостная долговечность подкрановых балок является величиной, зависящей от множества факторов, носящих случайный характер, поэтому ее расчетное значение носит характер оценки.

Разработка расчетной методики оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок, реализованной в специализированном программном обеспечении, позволит принимать оперативные решения о целесообразности их дальнейшей эксплуатации, и планировании межремонтных сроков. Оценка нагруженности верхней зоны стенки является важной исходной информацией при использовании методик расчета подкрановых балок с полученными усталостными повреждениями.

Цель работы: разработать систему автоматизированного анализа нагруженности, напряженного состояния и усталостной долговечности сварных подкрановых балок. Задачи работы.

1. Разработать методику проведения численных экспериментов о взаимодействии мостовых кранов с подкрановыми путями производственных зданий, учитывающую схемы расположения оборудования и организацию технологических грузопотоков. .

2. Осуществить выбор аналитических зависимостей для определения крановых нагрузок и компонент напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановых балок.

3. Исследовать напряженное состояние стенки и поперечных ребер жесткости балок, загруженных внецентренной подвижной нагрузкой.

4. Разработать алгоритмы формирования расчетных блоков нагружения верхней зоны стенки сварных подкрановых балок.

5. Разработать программное обеспечение для расчетной оценки нагружен-ности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок на момент появления макротрещины.

6. Провести оценку нагруженности и усталостной долговечности натурных сварных подкрановых балок с помощью разработанной методики. Объект исследования: сварные подкрановые балки.

Предмет исследования: напряженное состояние, нагруженность и усталостная долговечность верхней зоны стенки сварных подкрановых балок.

Методы исследований: численное моделирование на основе применения современных информационных реали-

зованный в ПК «Лира-Wmdows 9.0»; метод визуальных наблюдений за технологическими грузопотоками. Научная новизна работы.

1. Численные исследования напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости подкрановых балок, воспринимающих внецентренную подвижную нагрузку.

2. Методика проведения численных экспериментов о взаимодействии мостовых кранов с подкрановыми путями производственных зданий, учитывающая схемы расположения оборудования и организацию технологических грузопотоков.

3. Расчетный метод оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

4. С помощью разработанной методики проведена оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок двух пролетов металлургических цехов ОАО «Златоустовский металлургический завод» («ЗМЗ»).

Практическое значение работы.

1. Разработано программное обеспечение ObsDB, предназначенное для оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

2. Численным моделированием установлено, что шаг поперечных ребер жесткости влияет на величину напряжений от местного изгиба стенки балки.

3. Выявлено, что стык ребер жесткости из листа с верхним поясом балки без использования сварных швов является причиной возникновения трещин в приреберной зоне стенки.

Тема диссертации связана с выполнением работы по гранту министерства образования Российской Федерации и правительства Челябинской области (направление «Технические науки»). На защиту выносятся;

1. Результаты анализа состояния вопроса с точки зрения выбора расчетных за" висимостей для создания методики оценки усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

2. Результаты численного исследования напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости подкрановых балок, воспринимающих внецен-тренную подвижную крановую нагрузку.

3. Расчетная методика оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок, реализованная в программном обеспечении ObsDB.

4. Результаты использования разработанной методики для оценки нагруженно-сти и усталостной долговечности сварных подкрановых балок двух пролетов металлургических цехов ОАО «ЗМЗ».

усталостной долговечности подкрановых балок двух цехов ОАО «ЗМЗ» (г. Златоуст) использованы отделом главного механика этого завода при планировании ремонтов конструкций.

Публикации: основное содержание работы изложено в 6 печатных работах, опубликованных в сборниках научных трудов.

Объем и структура работы: работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы (133 источника). Общий объем диссертации 187 страниц, в том числе 105 иллюстраций и 25 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введении приведена актуальность, научная новизна и практическая значимость работы. Приведены цель и задачи работы, а также основные положения выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ работ, посвященных экспериментальному исследованию нагруженности верхней зоны стенки сварных подкрановых балок, методикам определения усталостной долговечности.

Под нагруженностью понимается совокупность данных об амплитудах главных напряжений действующих в верхней зоне стенки подкрановой балки (ВЗСПБ), и частотах их появления. В качестве графической интерпретации нагруженности используется блок нагружения, который представляет собой гистограмму интервального вариационного ряда О!,,, ранжированного в убывающем порядке. Теоретический блок нагружения приведен на рис. 1, где °1а,тах ~ максимальная амплитуда в блоке нагружения; щ - число циклов повторения амплитуды О|а( в /-ой ступени блока нагружения.

Исследования нагруженности ВЗСПБ, выполненные В.Ф. Сабуровым на сварной подкрановой балке пролетом 12 м, выявили у случайного процесса нагруженности свойства стационарности и эргодичности. Установлено, что изменение экспериментальных напряжений соответствует отнулевому циклу сжатия с коэффициентом асимметрии

Из анализа работ А.А. Батя, Ю.С. Кунина, Ю.С. Эглескална, Б.Н. Кошутина, В.И Камбарова выявлено, что статистические характеристики процесса нагру-жения подкрановых балок мостовыми кранами стабильны для конкретного подкранового пути и отличаются для различных балок по длине пролета.

Проведен анализ существующих методик оценки усталостной долговечности сварных подкрановых балок по исследованиям А.А. Батя, В.Ф. Сабурова, К.К. Нежданова, В.М. Горпинченко, В.П. Федосеева, А.С. Лазаряна, В.А.Туманова, Ю.С.Борисенко, В.И.Дворецкого, В.И.Камбарова, А.И. Ки-невского и др., машиностроительных конструкций в работах СВ. Серенсена, В.П. Когаева, В.И. Кудрявцева, М.М. Гохберга, В.Н. Юшкевича и др., а также мостовых конструкций в работах Б.Н. Дучинского и К.П. Большакова.

Выявлено, что учет физической природы усталостного разрушения при случайном нагружении конструкций традиционно осуществляется с помощью линейной гипотезы накопления усталостных повреждений Пальмгрена-Майнера. Наилучшей сходимостью с экспериментальными данными обладает гипотеза, скорректированная В.П. Когаевым:

где ар - корректирующая сумма относительных усталостных повреждений; N -число циклов до появления усталостного разрушения при действии переменных напряжений с амплитудой 0}ш-; - предел выносливости детали при знакопеременном симметричном цикле; относительная площадь блока нагружения; ка - постоянное число, определяющее нижнюю границу повреждающих напряжений; г - количество уровней амплитуд в блоке нагружения с

Формула (1) предназначена для расчета гладких образцов, испытывающих одноосное напряженное состояние. В исследованиях В.И. Труфякова, В.А. Винокурова, Н.А. Клыкова, А.Б. Патрикеева, В.Ф. Сабурова, А.И. Киневского, О.М. Петросяна и др. показано, что на предел усталости сварных соединений значительное влияние оказывают концентрация напряжений и остаточные сварочные напряжения. Кроме того, при вычислении предела усталости необходимо учитывать, что ВЗСПБ балки испытывает плоское напряженное состояние. Учет вышеприведенных факторов осуществлен в методике вычисления предельной амплитуды первого главного напряжения пред-

ложенной Н.А. Клыковым:

1а,л

(2)

пост /~*ост Ка0 . Ч

- характеристики, учитывающие особенно-

где

сти работы на усталость сварных соединений, испытывающих плоское напряженное состояние. Выбор зависимостей для данных характеристик, наилучшим образом отражающих работу сварных подкрановых балок, осуществлен в исследованиях В.Ф. Сабурова.

Использование линейной гипотезы накопления повреждений для сварных подкрановых балок возможно при определении усталостной долговечности, выраженной в числе блоков нагружения до появления первой макротрещины, по зависимости, предложенной Н.А. Клыковым и В.Ф. Сабуровым:

где ¡№ — число циклов нагружения, соответствующее перелому кривой усталости; т - показатель наклонного участка кривой усталости; 0\а1~ максимальное по модулю главное напряжение.

В выводах к первой главе отмечается, что использование формулы (3) в инженерных расчетах сопряжено с двумя основными сложностями: 1) отсутствует аналитическая методика формирования блоков нагружения сечений натурных

подкрановых балок; 2) высокая трудоемкость расчета. На основании проведенного анализа состояния вопроса сформулированы цели и задачи диссертации.

Вторая глава посвящена выбору расчетных предпосылок для разработки методики численного моделирования взаимодействия мостовых кранов с подкрановыми путями производственного здания.

Выбор зависимостей для определения крановых нагрузок и компонент напряженного состояния ВЗСПБ основан на анализе опыта исследований, проводившихся на протяжении более чем 50 лет различными научными и учебными организациями.

Исследования крановых нагрузок в разные годы проводили: А.И. Кикин, А.А.Васильев, Б.Н.Кошутин, В.П.Балашов, М.П.Барштейн, А.Х.Хохарин, И.В.Изосимов, А.В.Фигаровский, С.Ф.Пичугин, В.Н.Валь, Ю.С.Кунин, А.Т. Яковенко, С.А. Нищета, В.А. Плотников и др.

При определении усталостной долговечности подкрановых балок должны использоваться нормальные нагрузки рабочего состояния (термин предложен М.М. Гохбергом), т.е. такие нагрузки, вероятность появления которых в процессе эксплуатации является наибольшей.

Вертикальные нагрузки Р на катках мостовых кранов традиционно определяются по балочной схеме. Расчет Р по балочной схеме выполнен исходя из следующих предпосылок: доля нагрузки от массы крана распределяется равномерно между всеми катками; доля нагрузки от масс крановой тележки и груза распределяется равномерно между всеми катками тележки, пропорционально между сторонами моста и равномерно между колесами одной стороны моста. В этом случае определение Р на одном катке крана производится по зависимости:

где М„ - масса крана; Мсаг - масса крановой тележки; М- масса, перемещаемого краном груза; Ьсг - пролет крана; щ - количество колес с одной стороны моста крана; - коэффициент надежности по крановой нагрузке, который в исследованиях Б.Н. Кошутина, Ю.С. Кунина, С.А. Нищеты для определения расчетных нагрузок получен в пределах от 0,7 до 1,2; так как масса груза определяется визуальными наблюдениями за грузопотоками, то при определении нормальных нагрузок рабочего состояния коэффициент УГпринимается равным 1.

Массу груза М, перемещаемого краном, и ее координаты X(по длине цеха), У (поперек пролета) предлагается определять в соответствии со схемами организации технологических грузопотоков в условиях действующего производства методом визуальных наблюдений с учетом опыта Б.Н. Кошутина.

В численной модели на основании анализа работ А.И. Кикина, А.Х. Хохарина, И.В. Изосимова, А.В. Фигаровского, С.Ф. Пичугина, С.А. Нищеты, В.А. Плотникова приняты следующие зависимости для вычисления боковой силы Г: для четырехколесных кранов с гибким подвесом формула С.А. Нищеты, как наилучшим образом коррелирующая с экспериментальными исследованиями и отражающая влияние на величину Г склонность моста крана к перекосному движению

для прочих кранов зависимость СНиП 2.01.07-85*

Исследования напряженного состояния стенок балок выполнены в работах Б.М. Броуде, Б.Ю.Уварова, Б.Б. Лампси, Г.А. Шапиро, А.А. Апалько, Н.С. Москалева, О.Ф. Иванкова, Ю.И. Кудишина, И.Н. Малышкиной, Е.А. Митюгова, Э.А. Рывкина, К.А.Шишова, В.Ф. Сабурова, Ю.И. Ларькина, В.М. Горпинченко, В.П. Федосеева, А.С. Лазаряна и др.

Согласно СНиПП-23-81 вычисляются следующие компоненты напряженного состояния: Ох- формула (38) в нормах, TJj,— (29), СЦос.у, T/oc.xj, tfrV — (145) . Продольное местное напряжение от смятия стенки предлагается определять согласно работы Е.А. Митюгова, как

Местный изгиб стенки возникает от местного кручения верхнего пояса моментом М,, вызванным внецентренной передачей вертикальных и боковых крановых нагрузок. Анализ работ А.А. Апалько, Ю.И. Кудишина, Э.А. Рывкина, Е.А. Митюгова, Ю.И. Ларькина, И.Н. Малышкиной выявил, что при получении зависимостей для вычисления CTjy использовалось два подхода: шаг ребер жесткости as учитывался, как, например в работе Е.А. Митюгова, или не учитывался, как в работе Э.А. Рывкина.

Формулы Э.А. Рывкина, вошедшие в СНиП 11-23-81*:

М,-Ре+ 0,757-/1,. (8)

Формулы Е.А. Митюгова:

l,333M,t а

--' Mt = Pe + Thr; (9)

Л"»

tfjk-0,3 ofy. (10)

В части формулы (8) для М, множитель 0,75 при втором слагаемом, был введен Э.А. РЫБКИНЫМ из-за того, что напряжения Cfo, полученные в результате приложения момента от Т, оказались меньше, чем от момента, вызванного Р. В работах A.A. Апалько и Е.А. Митюгова установлено, что характер распределения напряжений £55, не зависит от способа создания изгибающего момента. Поэтому для численного моделирования для М, принята зависимость Е.А. Митюгова. Продольное напряжение от местного изгиба стенки в современной редакции норм не учитывается. В тоже время, в работе Э.А. Рывкина отмечается, что могут достигать величины

Таким образом, проведенный анализ работ, посвященных местному напряженному состоянию стенки от ее изгиба, выявил необходимость собственных численных исследований для выбора расчетной зависимости из существующих формул.

Из анализа исследований НДС стенки балки, воспринимающей подвижную нагрузку, выполненных на моделях К.К.Неждановым, В.М.Горпинченко,

В.П. Федосеевым, А.С. Лазаряном, В.А. Тумановым, установлено, что отечественные исследования напряженного состояния поперечных ребер жесткости при работе на подвижную нагрузку отсутствуют. Так как работа ребер жесткости оказывает непосредственное влияние на напряженное состояние стенки от ее местного изгиба, то исследования НДС ребер жесткости и приреберной зоны стенки, воспринимающих подвижную нагрузку, были включены в программу численных исследований.

В третьей главе описываются численные исследования напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости подкрановых балок, воспринимающих внецентренную крановую нагрузку.

Численные исследования проводились методом конечных элементов, реализованном в ПК «Лира-Wmdows 9.0» (разработчик НИИАСС, ООО «ЛИРА софт»). Эскиз типовой конечно-элементной модели приведен на рис. 2. Размеры конечных элементов (КЭ) типа 41 в центральной части моделей принималась 20x20 мм.

Моделирование вертикальной крановой нагрузки осуществлялось равномерно распределенной по площади верхнего пояса нагрузкой д, прикладываемой на участке с размерами и Ь со смещением относительно оси стенки е. Движение катка крана по балке моделировалось расчетом на множество статических загружений, в каждом из которых координата центра тяжести равномерно распределенной нагрузки q смещалась с определенным шагом.

В анализе результатов расчета использовались результаты работы подсистемы «Литера»: главные напряжения на нижнем (Н), среднем (С), верхнем (В) слоях КЭ. В проведенных исследованиях верхние слои КЭ стенки располагались со стороны эксцентриситета нагрузки. Для автоматизации анализа результатов расчетов разработана программа LiгaUtil.

Проведены исследования следующих факторов:

1. Исследование влияния шага поперечных ребер жесткости на напряженное состояние стенки.

Для данного численного эксперимента созданы 5 серий моделей балок загруженных в середине пролета. В сериях моделей варьировался один параметр - шаг поперечных ребер жесткости В результате исследования была выявлена функциональная зависимость между а5 И 0;у (коэффициент корреляции равен 0,98). Установлено, что величина ^достигает величины 0,3О^ и должна учитываться в расчетах как прочности, так и усталостной долговечности ВЗСПБ.

На основании проведенного исследования для численного моделирования взаимодействия мостовых кранов с подкрановыми путями производственного здания установлено, что в расчетах местных изгибных напряжений необходимо учитывать фактическую величину шага поперечных ребер жесткости

2. Исследования напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости при погружении подкрановой балки подвижной нагрузкой.

Исследования проводились на конечно-элементной модели балки с Ьх=3 М, высотой #¿=0,4 М, а5=0,6 М, которая была создана по аналогии с натурной балкой, испытанной К.К. Неждановым. Расчетные осциллограммы напряжений на верхнем слое центрального КЭ стенки 31 хорошо совпадают с экспериментальными данными К.К. Нежданова. Максимальная величина напряжений соответствует амплитуде третьего главного напряжения на верхнем слое <Т)в=-231,3 МПа. Амплитуды циклов нормальных напряжений и главного касательного напряжения соответствуют положению нагрузки в середине пролета, характеристика циклов

В результате расчета получены осциллограммы для крайних КЭ 32 и 33 поперечного ребра, ближайшего к середине пролета (см. разрез 1-1 на рис. 2). Осциллограммы напряжений для элемента 32 ребра приведены на рис. 3. Анализ осциллограмм выявил, что максимальные главные напряжения на нижнем и верхнем слоях ребра близки по величине, превышают аналогичные напряжения элемента 31 стенки, амплитуды возникают при положении нагрузки на расстоянии 0,13а, от ребра, уО-0. Напряжения от изгиба ребра из его плоскости №„. и изменяются по знакопеременному циклу с амплитуды циклов возни-

кают при положении центра тяжести нагрузки на расстоянии 0,17а, от ребра, т.е. при таком положении крана, когда его катки находятся перед ребром жесткости.

Напряженное состояние ребер жесткости является столь же сложным, как и у стенки балки, поэтому появление трещин в коротких сварных швах, прикрепляющих ребра жесткости к верхнему поясу, является закономерным.

3. Исследование влияния величины выреза в поперечном ребре жесткости на напряженное состояние стенки и поперечного ребра.

Данное исследование проводилось на фрагменте модели балки с сеткой КЭ 4x4 мм. Варьирование величины выреза Ь5 осуществлялось от 0 до 48 мм. В результате выявлено, что если меньше ширины распределения нагрузки Ъ, то влияние Ь, на напряженное состояние стенки и ребра незначительно: максимальные напряжения на ребре не изменяются, а стенки уменьшаются.

4. Исследование напряженного состояния стенки и ребер при отсутствии сварных швов между поперечными ребрами жесткости и верхним поясом балки.

Исследовались модели с различными вариантами жесткости стыка между ребром и верхним поясом. Выявлено, что при полном исключении ребра из работы на восприятие крановой нагрузки, например, в следствие отрыва ребра и местной потере устойчивости его верхней части, происходит значительный

рост главных напряжений 0\ И Оj" в приреберной зоне стенки. Так напряжение О) в стенке увеличивается в 5,7 раза по сравнению с моделью, в которой стык между ребром и поясом задавался жестким. Это показывает, что появление трещин в верхней зоне стенки балки вблизи поперечных ребер жесткости является закономерным и подтверждает результаты натурных обследований.

В СНиПН-23-8Г в п. 13.37* указывается, что двусторонние поперечные ребра жесткости не должны привариваться к поясам балки. Работы зарубежных авторов D.A. Demo, J.W.Fisher, H.S.Reemsnyder, использовавших метод КЭ и стендовые усталостные испытания, показали высокую эффективность приварки ребер к верхнему поясу: при приварке ребер напряжения в стенке снижались в 5,6 раза.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что: поперечные ребра жесткости играют важную роль в формировании местного напряженного состояния стенки от ее изгиба; ребра из листов склонны к образованию трещин в сварных швах, прикрепляющих их к верхнему поясу; отсутствие сварного шва между ребром и поясом ведет к появлению трещин в приреберной зоне стенки.

В четвертой главе описывается методика численного моделирования взаимодействия мостового крана с подкрановыми путями в одноэтажных производственных зданиях.

При создании численной модели использовалась следующая постановка задачи. При обслуживании технологических грузопотоков мостовые краны перемещают грузы. Перемещение груза обеспечивается движением крана вдоль пролета и движением тележки поперек пролета, которые могут быть совместными. Подкрановый путь под мостовые краны выполнен по сварным разрезным подкрановым балкам двутаврового сечения. Пролеты подкрановых балок и компоновки их поперечных сечений произвольные. Количество одновременно учитываемых в расчете мостовых кранов на подкрановом пути одного пролета и их технические характеристики произвольные.

Разработка методики численного моделирования взаимодействия кранов с подкрановыми путями включает следующие этапы: 1) выбор системы хранения исходных данных и результатов расчета; 2) разработка методики создания расчетной схемы подкранового пути; 3) разработка расчетных процедур; 4) разработка процедур отображения и анализа результатов расчета.

Так как практическое использование такой модели неизбежно приведет к большому объему однотипных расчетов, то выполнена ее программная реализация в виде клиент-серверного приложения ObsDB для операционных систем семейства Windows.

В рамках численной модели выработана определенная терминология. Ключевыми понятиями, необходимыми для проведения численного эксперимента в ObsDB, являются:

Траектория движения груза (траектория) - это совокупность данных о последовательных положениях крюка мостового крана при обслуживании им одного технологического грузопотока. Каждое положение крюка крана (точка траектории) характеризуется массой поднимаемого груза М и координатами в плане подкранового пути X, Y.

Объекты цеха - зоны цеха, с которыми можно увязать конкретные массы грузов и (или) их координаты, могут быть подвижными или неподвижными.

Наблюдение включает в себя все траектории движения грузов одного или нескольких кранов, связанные с одним технологическим грузопотоком. Разделение общего объема траекторий на наблюдения позволяет проанализировать повреждающие эффекты для подкрановых балок от отдельных технологических грузопотоков.

Узловые точки траектории - точки, в которых изменяется или масса груза или направление его движения. Промежуточные точки траектории - точки, полученные делением отрезков между узловыми точками траектории с одинаковым шагом dS.

Итерационная траектория (ИТраектория) - совокупность данных, характеризующая вертикальные и боковые нагрузки на катках мостового крана при положениях груза в узловых и промежуточных точках траектории. При расчете на одновременное воздействие нескольких кранов используются определения основной, сопутствующей подвижной, сопутствующей неподвижной ИТраек-торий.

Расчетная схема подкранового пути (расчетная схема) — это совокупность информации, необходимая для определения напряженного состояния сечений балок подкранового пути одного пролета. Расчетная схема состоит из следующих объектов: балок с расчетными сечениями, мостовых кранов, ИТраекторий. Пример расчетной схемы приведен на рис. 4.

Для длительного хранения информации использована реляционная база данных, спроектированная на платформе Firebird Server 1.5. Схематизированная структура базы данных, приведенная на рис. 5, отражает логику работы с численной моделью. В процессе работы клиентского приложения информация извлекается во временные массивы и переменные. В качестве примера организа-

ции временного массива ниже приводится массив WayCKObs, предназначенный для хранения информации об одной траектории:

Лии, Х1 У, М1 Туре1 Nо/$ СгОед рМоуе{ МСВогйег1

Мау^-Шт, Х1 У, М, Туре, Ыо1е1 ОгОер1 Щоуе, МСВогНег,, (11)

Лши, Хп Y„ М, Турел Note„ GrDepn flMoven MCBorder,

где Num - номер точки; Туре - тип точки по соответствию технологическому процессу (основная или дополнительная); Note - примечания, характеризующие работу крана в точке; GrDep - номер группы сопутствующих траекторий, который задается при расчете на воздействие от нескольких кранов; JlMove- параметр движения при вхождении точки в группу сопутствующих траекторий; MCBorder - идентификатор окрестности Монте-Карло, к которой принадлежит точка; cr, obs - соответственно идентификаторы крана и наблюдения, которым соответствует траектория; п - количество точек в траектории.

Цех

Технологические участки

Краны

Наблюдения за техноло' гическими грузопотоками

Траектории

Балки Монте-Карло окрестности

Сечения балок

Итерационные траектории

Напряжения

Амплитуды 1

Блоки нагружений

Заголовки блоков

¡Предельные амплитуды

Рис. 5. Схематизированная структура базы данных ObsDB

В диссертации приведена методика создания расчетной схемы, которая включает: 1) сбор первичной информации; 2) обработку первичной информации, создание на ее основе расчетной схемы подкранового пути.

Сбор первичной информации включает в себя следующие этапы:

1. Анализ технологических процессов рассматриваемого пролета или участка цеха, в обслуживании которых задействованы мостовые краны, нагружающие подкрановые балки расчетной схемы — производится для выявления на плане цеха единичных технологических агрегатов, зон возможной концентрации узловых точек траекторий, фиксированных зон погрузочно-разгрузочных работ, стоянок подвижного состава и т.д.

2. Получение информации о технических характеристиках мостовых кранов и подкрановых конструкциях - характеристики мостовых кранов, необхо-

димые для расчета, принимаются по паспортам, характеристики на подкрановые конструкции (геометрические размеры и использованные марки стали) принимаются по чертежам КМ и КМД.

3. Формирование единых правил проведения визуальных наблюдений -заключается в выборе условной координатной сетки для регистрации точек траекторий, единой для всех наблюдателей системы условных обозначений объектов цеха; единой формы журнала наблюдений.

4. Регистрация траекторий движения грузов - производится с помощью визуальных наблюдений за технологическими грузопотоками. При наличии групп подвижных объектов цеха, например, ж/д составов, характеризующихся постоянными массами и геометрией внутри группы, рекомендуется выполнять привязку одного объекта группы к условной координатной сетке, а координаты точек записывать, используя только условные обозначения объектов.

Обработка первичной информации включает в себя следующие этапы:

1. Внесение первичной информации в базу данных ОЫЬЕ. Обязательно заполняются таблицы: «Цех», «Участок», «Краны», «Траектории», «Геометрические характеристики». Траектории рекомендуется задавать с помощью визуального редактора траекторий, который позволяет создать схематичный план цеха с нанесенными на него объектами цеха; добавление новых точек траекторий производится щелчком мыши по объектам.

Геометрические характеристики вносятся в базу или по программно вычисленным характеристикам типовых сечений, скомпонованных из сортаментов фасонной и листовой стали, или по заданным «вручную» величинам. Объем вносимой информации зависит от типа сечения, обязательно содержит: 1„ 1у, А, размеры элементов сечения балки,

2. Предварительный анализ частот нагружения подкрановых балок расчетной схемы. Позволяет выявить наиболее нагруженные балки еще до анализа нагруженности сечений. Разработаны алгоритмы определения частот нагруже-ния по двум критериям: 1) количество случаев нагружения балки, возникших при движении грузов по траекториям; 2) количество всех точек траекторий, нагружающих балку при движении груза.

3. Предварительный статистический анализ траекторий движения грузов. Проводится для выявления свойств стационарности и эргодичности у случайных процессов нагружения балок мостовыми кранами. Анализ производится средствами ObsDB и специализированных статистических программ по приведенному в диссертации алгоритму. В случае отрицательной проверки необходимо увеличить объем натурных наблюдений за грузопотоками.

4. Подготовка данных для случайного розыгрыша ИТраекторий по методу Монте-Карло. Проводится для увеличения точности оценки усталостной долговечности балок. Программная реализация в ObsDB позволяет производить случайный розыгрыш ИТраекторий с учетом ограничений, накладываемых конкретными производственными схемами размещения оборудования и организацией технологических грузопотоков. Для этого предварительно в таблицу «Монте-Карло окрестности» вносятся параметры АХ, АУ,АЫ, указывающие на необходимость случайного розыгрыша координат X, У и массы груза М соот-

ветственно, а также указываются верхние и нижние границы розыгрыша каждой случайной величины.,^, Хг, Ye, M¡¡, Ме.

5. Создание траекторий. Если ИТраектория создается случайным розыгрышем, то предварительно выполняется случайная генерация узловых точек траекторий с MCBorder*Q:

• если flМ= 1, то A/*=MA+Random(Me-M/,), иначе A/j принимается по точке

где Random - функция случайной генерации значений в пределах передаваемой величины; W¡¡- генерируемая узловая точка траектории; X*, Yi, Mk - параметры точки Wk.

Далее из траекторий движения грузов (массивы Waycr oi,s) посредством разделения участков между узловыми точками с шагом dS создаются массивы Wayltm которые затем сохраняются в таблице «Итерационные траектории», где w- идентификатор заголовка ИТраектории, который сохраняется в массиве WayltExist. Крановые нагрузки в точках ИТраектории P¡¡eri, Р^ 2¡ T¡¡erl, вычисляются согласно выбранных в главе 2 предпосылок.

После создания расчетной схемы, производится расчет напряженных состояний сечений подкрановых балок, который заключается в отыскании массива , для каждого расчетного сечения от каждой ИТраектории схемы. Расчет производится в следующей последовательности:

1. Контроль расчетной схемы на достаточность исходных данных. Должны существовать следующие массивы: - расстояния между катками одной стороны моста и крановые нагрузки; Girder - характеристики балок расчетной схемы; GirderSectg - характеристики расчетных сечений /-ой балки массива - точки ИТраектории.

2. Ввод исходных параметров расчета: DistSect - расстояние от кромки верхнего пояса до расчетной фибры стенки; FlagDependCalc - булевый параметр, указывающий на необходимость расчета балок на сочетание крановых нагрузок от нескольких ИТраектории; FlagCalcOnlyLocalStress - булевый параметр, указывающий на необходимость сохранения в базе данных только тех элементов массивов Síressgs w, в которых возникают местные напряжения.

3. Расчет каждой выделенной балки, который включает: извлечение информации о балке в переменную G¡\ извлечение и вычисление геометрических характеристик балки G¡ по номеру ее жесткости (Wx, Wy, S„ I¡, tw, LefK Др.)> получение StressgSfW для каждого сечения GSt массива GirderSectg балки G¡. При создании массива для вычисления компонент напряженного состояния верхней зоны стенки используются зависимости различных авторов, выбранные в главах 2 и 3. Для всех расчетных сечений в запас долговечности принимаются формулы, используемые для вычисления местных напряжений в середине панели.

Схематизированное отображение алгоритма расчета приведено на рис. 6.

Проверка схемы" .выполнена^ -

Вывод сообщений об ошибках

| Задание входных параметров расчета |

<w= 1, количество ИТра^\. екторий в WavltExist, 1

| Извлечение Wgylt, из базы данных |

i=l, количество балок в Girder, 1

| G~Ginder[i] |

<*=1, количество се-чений в GirderSect„ 1

| GS,=GirderSect,[k] \ -—-

<)-1, количество^, точек в Wgylt,,

| WiterrWayhJj]}

FlagDependCalc

_нетГ

Присвоение значений Witer.Pm* Witert элементам массива CraneDisb

Создание CraneDist„ для группы кранов

ТмтеОшЛоэг

действует наС2-

_ ДаГ~ _

¡Вычисление R„, R*, R„, R,T, M„ М„ Q,\

| Вычисление <т„ |

Определение зоны поиска местных напряжений dX

Присвоение всем » напряжениям j-oit строки ■ Stress^, нулевых значений

Присвоение всем местным • напряженияму'-ой строки Stressнулевых значений

м** t

| Вычисление местных напряжений

+ Z

I_Вычисление aj, а,, в_

[ Добавления напряжений в Stress„»

| Сохранение ненулевш строк Stress^ в базу|

( Конец расчета ) Рис. 6. Алгоритм определения напряженных состояний сечений балок

Система отображения и анализа результатов расчета включает: анимацию эпюр компонент напряженного состояния подкрановых балок С„ Iiy, главных напряжений О}, Oi (|Oi|>|02|), угла наклона главных площадок анимацию осциллограмм СГ], с>2> Рх, отображение клеенок результатов расчета Ох, г'-¡у, 0\, в, статистический анализ выборок

Пятая глава посвящена разработке расчетной методики оценки усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

Разработка методики включает следующие этапы:

/. Схематизация осциллограмм первого главного напряжения, которая представляет собой замену массива StressgSiW эквивалентным по повреждающему эффекту массивом главных напряжений 0\а AmpStressgSiV. При схематизации расчетных осциллограмм 0\ амплитуды предлагается принимать равными разности между максимальными экстремальными значениями 0\ и нулевым уровнем:

В диссертации приводится алгоритм схематизации осциллограмм, включающий разработку условий поиска экстремальных точек, удаления «лишних» амплитуд. Пример осциллограмм для одних и тех же параметров gs и w, построенных по массивам Stressg!WnAmpStressgStW, приведен на рис. 7.

а)

0,00 Ъ 0,67 | 1,34 . 2,01 6 2,68 3,34

Номер точки ИТраеетории

б)

0,00 * °.67

I1-34 и 2,01

¿2,68

3,34

Рис. 7. Осциллограммы первого главного напряжения: а-по массиву Stress^б-по массиву AmpStresSgst,

2. Формирование блоков нагружения сечений подкрановых балок. Включает следующие действия: определение числа интервалов, верхней и нижней границы каждого интервала; определение количества амплитуд, попадающих в каждый интервал.

В диссертации приведены алгоритмы формирования блоков нагружения двух видов:

• Полные блоки нагружения, необходимые для качественного анализа структуры нагруженности сечения. Включают все амплитуды массива которые создаются по результатам воздействия от одной

ИТраектории;

| 1 \

■«ч /

/ / у

И 1 } 1

118 234 350 466 582 698 814 930 1046 1163 1279 1395 1511 1627 1743

267 351 427

1144

Номер точки ИТраектории

1511 1673

• Расчетные блоки нагружения, используемые для определения усталостной долговечности сечений. Включают только амплитуды у которых формируются от суммарного воздействия произвольного количества траекторий.

Информация, характеризующая расчетный блок нагружения, хранится в трех массивах: BlockFKWay- заголовки блоков, в которых хранятся списки номеров ИТраекторий, от воздействия которых будет производиться создание расчетного блока, а также данные, необходимые для вычисления SIG I_pred- предельные амплитуды 0\ап, вычисленные для идентификаторов заголовков блоков w и сечений gs по методике Н.А. Клыкова; BlockStressssw — блок нагружения, в каждой строке массива содержится амплитуда 0\„,- и количество циклов ее повторения и,-. Предусмотрена возможность корректировки расчетных блоков нагружения повышающими коэффициентами к 0\ai И и,.

3. Определение усталостной долговечности сварных подкрановых балок двутаврового сечения. Усталостные долговечности одного расчетного сечения, выраженные в различных величинах, размещаются в массиве Durabilityкоторый имеет следующую структуру:

* а\ <, Kvk 4 4 BFK1 Durability,,-X а\ N'bltxk 4 ^ BFK', (13)

; : V *"„ <C ATla 4 4 BFK-

где Nbinci- количество амплитуд (циклов) в расчетном блоке; Ljt Ly— долговечности сечения, выраженные в количестве лет эксплуатации балки или количестве выпущенной цехом продукции до появления первой макротрещины соответственно; п— количество расчетных блоков, для которых определены долговечности, может определяться или по всем заголовкам блоков массива BlockFKWay или случайным розыгрышем заданного количества блоков; BFK-идентификатор заголовка расчетного блока нагружения; gs- идентификатор расчетного сечения.

Определение количества блоков Я производится согласно линейной гипотезы накопления усталостных повреждений, скорректированной В.П. Когаевым, за исключением следующего отличия. Так как нижняя граница повреждающих напряжений принимается по предельной амплитуде учитывающей все существенные факторы, влияющие на усталостную долговечность сварных подкрановых балок, то из формулы (1) предлагается исключить коэффициент ка. Тогда корректирующая сумма относительных усталостных повреждений будет равна

(14)

Для практического применения методики службами эксплуатации предприятий рекомендуется использовать оценку усталостной долговечности подкрановых балок по долговечности наиболее нагруженного сечения, выраженную в количестве выпущенной цехом продукции до появления макротрещины.

В шестой главе приведен практический пример оценки усталостной долговечности натурных сварных подкрановых балок с помощью разработанной методики.

В качестве объектов исследования приняты подкрановые балки двух пролетов ОАО «Златоустовский металлургический завод», задействованных в разливке стали сифонным способом: отделение подготовки составов мартеновского цеха (ОПС Мартена) и разливочный пролет электросталеплавильного отделения электросталеплавильного комплекса №2 (РП ЭСПО ЭСПК-2). Оценка на-груженности и усталостной долговечности балок этих пролетов в диссертации производится в последовательности действий, оговоренной в главах 4 и 5.

Сбор первичной информации для создания расчетных схем исследованных подкрановых путей был проведен в период с 16.07.2001 по 27.07.2001 г. непосредственно в цехах ОАО «ЗМЗ».

ОПС Мартена размещается в отдельно стоящем здании, возведенном в период 1942-1943 г.г. Изначально в эксплуатации находились клепанные подкрановые конструкции, которые во время реконструкции здания в 1986 г. были заменены на сварные. В настоящее время эксплуатируются разрезные сварные балки двутаврового сечения пролетом с толщиной стенки

из стали ВСтЗсп5, м, тормозная конструкция включает лист и

швеллер.

Здание оборудовано пятью мостовыми кранами с Ьсг=31 м: стрипперный №11 с жестким подвесом, грузоподъемность Qcr=25т, группа режима работы 8К, 12-ти колесный; общего назначения №№12 и 13, гибкий подвес, Qe^l6тt 7К, 4-х колесные; специальные №№14 и 15, жесткий подвес, (2с,:=\6т, 7К, 4-х колесные. На момент наблюдений кран №11 находился в неработоспособном состоянии.

Полный цикл производства, отвечающий выплавке в одной печи 199 т стали, включает: снятие прибыльных надставок с «горячих» составов (краны №№12 и 13), включая подрыв слитков (№11); разборку «кустов» с изложницами «старого» состава и сборку «кустов» «нового» состава (№№12, 13, 14, 15); установку надставок на «новый» состав (№№12 и 13). Технологические грузопотоки строго зонированы по участкам и монотонны. Массы основной номенклатуры грузов получены по технологической инструкции цеха.

Здание ЭСПО ЭСПК-2 пущено в эксплуатацию в 1958 году. При пуске цеха работало шесть электродуговых печей, на момент наблюдений в рабочем состоянии были печи №№13, 14, 15, поэтому участок наблюдения в разливочном пролете был ограничен.

Разрезные сварные подкрановые балки РП ЭСПО ЭСПК-2 двутаврового сечения пролетом £х=18м находятся в эксплуатации с момента пуска цеха, мм из стали М16С с тормозной конструкцией. Техническое освидетельствование подкрановых конструкций производилось в 1988 и 2003 г.г., оба раза в исследуемых балках фиксировались усталостные трещины в верхней зоне стенки, которые заваривались цеховой службой механика.

На момент наблюдений разливочный пролет был оборудован 4-мя одинаковыми 4-х колесными кранами с гибким подвесом груза, 7К.

Полный цикл производства, отвечающий выплавке в одной печи 14,4 т стали, включает: разливку стали; уборочные работы (снятие прибылей, сборка-разборка «кустов»). Литейные тележки являются стационарными и располагаются в пределах одной подкрановой балки. Различные технологические операции могут одновременно выполняться на небольшом по протяженности участке. Весьма часты случаи совместной работы двух кранов на одной подкрановой балке, совместные проезды двух и даже трех кранов по одной балке, частые проезды кранов в сторону тупиков пролета, вызванные необходимостью «уступать» дорогу другому крану. В данном случае нельзя говорить о четком разграничении работы кранов по отдельным грузопотокам, поэтому наблюдения формировались по временному признаку: одна смена- одно наблюдение, включающее траектории всех кранов.

Предварительный анализ организации технологических грузопотоков послужил основой для создания журналов для визуальных наблюдений, в состав которых были включены листы для записи определенного образца, схемы планов с нанесенными объектами цеха, перечень условных обозначений объектов цеха, перечень условных обозначений масс грузов. Визуальные наблюдения за технологическими грузопотоками в ОПС Мартена производились 5 рабочих смен, в РП ЭСПО ЭСПК-2 - 4 смены.

Обработка первичной информации проводилась средствами ObsDB. Предварительный статистический анализ траекторий движения грузов выявил, что процессы нагружения исследуемых подкрановых путей являются стационарными и эргодическими, поэтому полученный объем натурных траекторий был признан достаточным для оценки усталостной долговечности балок. Для учета повреждающего воздействия крана №11 ОПС Мартена проведена реконструкция его работы.

Для ОПС Мартена создано 52 траектории с dS=0,3 м. Учитывая сложную организацию грузопотоков в РП ЭСПО ЭСПК-2 в дополнение к натурным траекториям были подготовлены данные для случайного розыгрыша ИТраекторий. Для этого были созданы 9 вариантов траекторий, отвечающих одному полному циклу производства. Точки траекторий, имеющие случайные координаты, привязаны к предварительно созданным Монте-Карло окрестностям, обозначающим места складирования надставок, изложниц, центровых, расходных материалов. Для РП ЭСПО ЭСПК-2 принят dS=0,5, создано 11 ИТраекторий по натурным визуальным наблюдениям и 225 ИТраекторий, полученных случайным розыгрышем: по 25 на каждые 9 вариантов. Такое большое количество было задано в основном для тестирования производительности сервера базы данных Firebird 1.5 и программного обеспечения ObsDB. Для практических расчетов достаточной является генерация 7-10 ИТраекторий из одной исходной траектории движения груза.

Были проведены расчеты созданных схем. выполнена схематизация осциллограмм созданы полные и расчетные блоки нагружения, включая создание заголовков блоков. Для ОПС Мартена расчетный заголовок блока обеспечивает VBFIT№9 T, включает ИТраекторий, охватывающие полный цикл производства, в том числе ИТраекторию от реконструкции воздействия крана №11. Для РП

ЭСПО ЭСПК-2 и натурных ИТраекторий расчетный заголовок блоков включает все 11 ИТраекторий с Уврк=129,6 т (масса стали, выплавленной в период наблюдений), для случайных ИТраекторий расчетный заголовок блоков создан суммарным от всех 225 случайных ИТраекторий, Кдяг3240 т.

В результате расчета усталостной долговечности сечений расчетных схем с использованием клеенок долговечностей выявлены наиболее нагруженные сечения, обладающие наименьшей долговечностью. Расчетный блок наиболее нагруженного сечения расчетной схемы РП ЭСПО ЭСПК-2 со случайными ИТра-екториями был скорректирован повышающими коэффициентами, учитывающими увеличение количества циклов в блоке из-за различий между теоретическими и натурными ИТраекториями и увеличение уровня напряжений из-за совместной работы кранов на одной балке. Величины коэффициентов были получены на основе частотного анализа структуры блоков и по результатам дополнительных расчетов на воздействие от группы кранов. Расчетные блоки наиболее нагруженных сечений, полученные с помощью ОЫББ, приведены на рис. 8.

Расчетные оценки усталостной долговечности наиболее нагруженных сечений исследованных подкрановых балок, выраженные в различных величинах массива Durability приведены в таблице.

Таблица

Пролет А ар МПа O[o,maxi МПа Nklock, циклов Л'я, общее кол-во циклов Lv, т

ОПС Мартена 140279 0,883 56,6 74,5 23 3226417 28-10"

РП ЭСПО ЭСПК-2 248,61 0,576 57,6 109,6 10440 2595488 0,8106

В период с 1986 г до 2001 г. мартеновским цехом выплавлено 5,83-106 т стали, что соответствует 673867 циклам, поэтому ресурс подкрановых балок ОПС Мартена не исчерпан. В ЭСПО ЭСПК-2 печами исследованного участка разливочного пролета к 2001 г. выпущено 2,48-106 т стали, поэтому ресурс исследованных балок можно считать исчерпанным. Объем производства, примерно равный определенной численным экспериментом долговечности балок РП ЭСПО ЭСПК-2 1Л0,8-106 т, был достигнут в 1972 г. (спустя 14 лет эксплуатации). Данное время можно рассматривать как оценку даты появления первых усталостных трещин в исследованных с помощью ОЬзББ подкрановых балках.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведена серия численных экспериментов в ПК «Лира-Windows 9.0», направленных на изучение напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости подкрановых балок двутаврового сечения, воспринимающих внецентренную подвижную нагрузку.

2. Численным экспериментом установлено, что шаг поперечных ребер жесткости as оказывает влияние на напряженное состояние стенки от ее местного изгиба: с уменьшением as нормальные напряжения Ofo (^'уменьшаются. Напряжения Ofa, в настоящее время не учитываемые в СНиП П-23-81*, достигают значительной величины и должны включаться в расчеты как прочности верхней зоны стенки, так и ее усталостной долговечности.

3. Установлено, что рекомендуемый СНиП П-23-81 стык поперечного ребра жесткости с верхним поясом балки без использования сварного шва провоцирует концентрацию напряжений, которая ведет к возникновению трещин в приреберной зоне стенки.

4. Разработана численная модель взаимодействия мостовых кранов с подкрановыми путями производственного здания, которая позволяет выполнить анализ изменения во времени напряженного состояния стенки разрезных сварных подкрановых балок, возникшего от воздействия одного или нескольких кранов.

5. Разработана методика формирования исходных данных для численного моделирования, учитывающая схемы расположения производственного оборудования и организацию технологических грузопотоков. Выработана терминология, используемая при создании расчетной схемы численной модели подкранового пути. В методике реализовано имитационное моделирование траекторий движения грузов по методу Монте-Карло.

6. Разработана аналитическая методика определения нагруженности верхней зоны стенки сварных подкрановых балок, позволяющая накопить информацию о нагруженности за длительный период эксплуатации подкрановых конструкций. Предложены аналитические способы формирования полных и расчетных блоков нагружения сечений балок.

7. Созданы численные алгоритмы, позволяющие выполнить расчетную оценку усталостной долговечности сварных подкрановых балок на основе работ В.П. Когаева, Н.А. Клыкова, В.Ф. Сабурова.

8. Алгоритмы анализа напряженного состояния, нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок реализованы в программном обеспечении ObsDB.

9. Проведена оценка нагруженности и усталостной долговечности разрезных сварных подкрановых балок двух пролетов металлургических цехов ОАО «ЗМЗ» с использованием разработанного программного обеспечения ObsDB.

Результаты диссертации отражены в следующих работах.

1. Сабуров В.Ф., Ли М.Л. Об определении усталостного ресурса сварных подкрановых балок // Совершенствование наукоемких технологий и конструкций: Сб. научных трудов. -Челябинск: ЮУрГУ, 2001. - С. 152-156.

2. ЛиМ.Л., Гарева Т.В., МамедовА.Я., ФефеловА.И. Методика визуальных наблюдений за работой мостовых кранов // Строительство и образование: Сб. научных трудов: - Выпуск 5. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. - С. 2527.

3. Ли МЛ. Методика сбора и хранения информации для проведения экспериментов на ЭВМ о взаимодействии мостовых кранов с подкрановыми путями производственных зданий // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. научных трудов: Выпуск 2. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. -С. 155-162.

4. ЛиМ.Л. Разработка системы автоматизированного анализа напряженного состояния и усталостного ресурса сварных подкрановых балок // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: Сборник рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. - Челябинск: ЮУрГУ, 2003. - С.134-135.

5. Сабуров В.Ф., Ли М.Л. О разработке программного обеспечения для анализа усталостной долговечности подкрановых балок // Итоги строительной науки: Материалы международной научно-технической конференции. - Владимир: ВГУ, 2003 - С. 162-165.

6. Сабуров В.Ф., Ли М.Л. Статистическое исследование процесса нагружения подкрановых балок мостовыми кранами // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. научных трудов: Выпуск 3. - Магнитогорск: МГТУ,2003.-С. 80-88.

123791

Ли Марина Леонидовна

ОЦЕНКА НАГРУЖЕННОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК

Специальность 05.23.01 -«Строительные конструкции, здания и сооружения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

_Издательство Южно-Уральского государственного университета_

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 11.11.2004. Формат 60x84 1/16. _Усл.печ.л. 1,39. Уч.-изд.л. 1,21. Тираж 100 экз. Заказ 341/60._

УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ли, Марина Леонидовна

Введение.

Основные буквенные обозначения величин.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1. Постановка задачи.

1.2. Действительная нагруженность подкрановых балок.

1.3. Методики прогнозирования усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

1.4. Выводы по главе.

1.5. Цель и задачи работы.

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВЫХ КРАНОВ С ПОДКРАНОВЫМИ ПУТЯМИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.

2.1. Исследования действительных крановых нагрузок.

2.1.1. Исследования вертикальных крановых воздействий.

2.1.2. Исследования поперечных горизонтальных крановых воздействий.

2.2. Исследования напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановой балки.

2.3. Исследования напряженного состояния поперечных ребер жесткости.

2.4. Исследования напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановой балки при работе на подвижную нагрузку.

2.5. Выводы по главе.

3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ СТЕНКИ И ПОПЕРЕЧНЫХ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК, ВОСПРИНИМАЮЩИХ ВНЕЦЕНТРЕННУЮ КРАНОВУЮ НАГРУЗКУ.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Исследование влияния шага поперечных ребер жесткости на напряженное состояние стенки подкрановой балки.

3.3 Исследование напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости при нагружении подкрановой балки подвижной нагрузкой.

3.4. Исследование влияния величины выреза в поперечном ребре жесткости на напряженное состояние стенки и ребра.

3.5. Исследование напряженного состояния стенки и ребер при отсутствии сварного шва между поперечным ребром жесткости и верхним поясом.

3.6. Выводы по главе.

4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВЫХ КРАНОВ С ПОДКРАНОВЫМИ ПУТЯМИ В ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Термины, используемые для разработки численной модели.

4.3. Система хранения исходных данных и результатов расчета.

4.4. Методика создания расчетной схемы.

4.4.1. Сбор первичной информации.

4.4.2. Обработка первичной информации.

4.5. Расчет напряженных состояний подкрановых балок.

4.6. Отображение и анализ результатов расчета.

4.7. Выводы по главе.

5. РАСЧЕТНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Схематизация осциллограмм.

5.3. Формирование блоков нагружения расчетных сечений подкрановых балок.

5.4. Определение усталостных долговечностей сварных подкрановых балок.

5.5. Выводы по главе.

6. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ОАО «ЗМЗ»

6.1. Создание расчетных схем.

6.1.1. Сбор первичной информации.

6.1.2. Обработка первичной информации.

6.2. Анализ напряженного состояния, нагруженности и усталостной долговечности подкрановых балок.

Введение 2004 год, диссертация по строительству, Ли, Марина Леонидовна

Актуальность работы: в связи с тем, что многие предприятия отечественной промышленности после длительного кризиса вступили в период устойчивого экономического роста, задачи реконструкции и планирования ремонтов производственных зданий приобретают первоочередное значение.

Разработка расчетной методики оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок, реализованной в специализированном программном обеспечении, позволит принимать оперативные решения о целесообразности их дальнейшей эксплуатации и планировании межремонтных сроков. Оценка нагруженности верхней зоны стенки является важной исходной информацией при использовании методик расчета подкрановых балок с полученными усталостными повреждениями.

5. Разработать программное обеспечение для расчетной оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок на момент появления макротрещины.

Методы исследований: численное моделирование на основе применения современных информационных технологий; метод конечных элементов, реализованный в ПК «Лира-Windows 9.0»; метод визуальных наблюдений за технологическими грузопотоками. Научная новизна работы.

3. Расчетный метод оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

Практическое значение работы.

1. Результаты анализа состояния вопроса с точки зрения выбора расчетных зависимостей для создания методики оценки усталостной долговечности сварных подкрановых балок.

2. Результаты численного-исследования напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости подкрановых балок, воспринимающих внецентренную подвижную крановую нагрузку.

4. Результаты использования разработанной методики для оценки нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок двух пролетов металлургических цехов ОАО «ЗМЗ».

Апробация результатов работы: результаты исследований докладывались на научном семинаре кафедры «Строительные конструкции и инженерные сооружения» ЮУрГУ в 2004 г., научных конференциях преподавателей и аспирантов ЮУрГУ в 2001-2003 г.г., конференции Уральского отделения ассоциации строительных вузов России (г. Екатеринбург, 2001 г.). Результаты оценки усталостной долговечности подкрановых балок двух цехов ОАО «ЗМЗ» (г. Златоуст) использованы отделом главного механика этого завода при планировании ремонтов конструкций.

Заключение диссертация на тему "Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

2. Численным экспериментом установлено, что шаг поперечных ребер жесткости as оказывает влияние на напряженное состояние стенки от ее местного изгиба: с уменьшением as нормальные напряжения о^ уменьшаются. Напряжения о/х, в настоящее время не учитываемые в СНиП II-23-81 , достигают значительной величины и должны включаться в расчеты как прочности верхней зоны стенки, так и ее усталостной долговечности.

3. Установлено, что рекомендуемый СНиП И-23-81 стык поперечного ребра жесткости с верхним поясом балки без использования сварного шва провоцирует концентрацию напряжений, которая ведет к возникновению трещин в приреберной зоне стенки.

Библиография Ли, Марина Леонидовна, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Аннабердиев А.Х. Оценка усталостной долговечности элементов металлоконструкций на основе информации о ресурсе, нагруженности и прочности: Авто-реф.дис.канд.техн.наук. Ростов-на-Дону: ДГТУ, 1993. - 20 с.

2. Апалько А.А. Напряженное состояние стенок сварных подкрановых балок под действием местных статических нагрузок: Автореф.дис. канд.техн.наук.-М.: МИСИ, 1960.-20 с.

3. Астряб С.М., Эглескалн Ю.С. О режимах работы металлических конструкций зданий металлургических заводов // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1970.-№ 12.-С. 10-15.

4. Бакши О.А., Клыков Н.А., Романов Е.С. О совместном влиянии концентрации напряжений, свойств металла околошовной зоны и остаточных напряжений на усталость образцов при плоском напряженном состоянии // Автоматическая сварка. -1971.-№ 7.-С. 38—42.

5. Баранов Н.А., ГохбергМ.М. Расчет металлических конструкций кранов на выносливость по эквивалентным нагрузкам // Металлические конструкции кранов. Исследование конвейеров: Труды ЛПИ № 347 Л.: ЛПИ, 1975. - С. 3-12.

6. Бать А.А. Вибрационная прочность сварных балок, выполненных из сталей шести марок // Автоматическая сварка. 1961. - № 1. - С. 13-16.

7. Бать А.А. О расчете на выносливость // Строительная механика. 1959. -№5.-С. 24-28.

8. Бать А.А. Показатель режима работы конструкций промышленных зданий // Промышленное строительство. 1960. - № 1. - С. 42-44.

9. Бать А.А., Кошутин Б.Н. Статистическое изучение крановых нагрузок // Строительная механика и расчет сооружений. 1960. - № 3. - С. 1-5.

10. Бать А.А., ЧесноковА.С. Некоторые данные о вибрационной прочности сварных двутавровых балок из стали HJI-2 // Материалы по стальным конструкциям. М.: Проектстальконструкция, 1958. - С. 210-219.

11. Бать А.А., Шапиро Г.А. О расчете на выносливость стальных строительных конструкций // Вестник машиностроения. 1960. - № 2. - С. 13-17.

12. Беленя Е.И., Нежданов К.К. К вопросу выносливости сжатой зоны стенки стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1976. - №4. - С. 40-43.

13. Беленя Е.И., РывкинЭ.А. Экспериментальное исследование местных напряжений в стенках сварных подкрановых балок // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1974. - №4. - С. 7-12.

14. Беляев Б.И., Корниенко B.C. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Стройиздат, 1968. - 206 с.

15. Болотин В.В., Ермоленко А.Ф. Суммирование усталостных повреждений и статистический разброс прочности // Машиноведение. 1979. - №1. - С. 53-60.

16. Большаков К.П. Расчеты стальных мостов на выносливость // Транспортное строительство. 1966. - №6. - С. 44-47.

17. Борисенко Ю.С., Дворецкий В.И. Об оценке долговечности при проектировании подкрановых конструкций // Металлические конструкции и испытания сооружений. Л.: ЛИСИ, 1987. - С. 18-23.

18. Броуде Б.М. Распределение сосредоточенного давления в металлических балках. М.: Стройиздат, 1950. - 84 с.

19. Буренко А.Г., Дворецкий В.И., Гуща О.И. Определение ресурса сварных металлоконструкций экскаватора ЭШ-10/7OA с учетом действительной нагруженности его несущих элементов // Автоматическая сварка. 1981. - №2. - С. 46-49.

20. Валь В.Н. Исследование вертикальных воздействий мостовых кранов на подкрановые балки: Автореф.дис.канд.техн.наук. -М.: МИСИ, 1970. 17 с.

21. ВальВ.Н., Фигаровский А.В. Исследование местного динамического коэффициента вертикальных нагрузок подкрановых балок // Металлические конструкции: Сборник трудов №85. М.: МИСИ, 1970. - С. 32^10.

22. Васильев А.А., Кунин Ю.С., Яковенко А.Т. Об уточнении расчетных вертикальных нагрузок от мостовых кранов // Промышленное строительство. — 1974. -№6.-С. 31-33.

23. Вентцель Е.С., Овчаров J1.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1983. - 480 с.

24. Винокуров В.А. Эксплуатационные и технологические требования к сварным соединениям в отношении сплошности // Сварочное производство. 1987. -№3. - С. 27-30.

25. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности. М.: Машиностроение, 1996. -576 с.

26. Гадолина И.В. Исследование закономерностей накопления усталостных повреждений при нерегулярном нагружении // Вестник машиностроения. 1993. -№4. - С. 3-6.

27. Гарф М.Э., Буглов Е.Г., Павловский В.Э. Об особенностях накопления усталостного повреждения при спектрах нестационарной напряженности, распространяющихся ниже исходного предела усталости // Вестник машиностроения. 1964. -№6.-С. 23-25.

28. Горпинченко В.М. Разработка метода расчета на выносливость и создание надежных и эффективных конструкций балок для подвижной нагрузки: Авто-реф.дис. .д-ра техн.наук. М.: ЦНИИСК, 1983. - 41 с.

29. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. JL: Машиностроение, 1976. - 454 с.

30. Гохберг М.М., Пилипчук С.Ф. О расчете крановых металлических конструкций на выносливость // Строительные и дорожные машины. 1973. - №5. - С. 14-16.

31. Гохберг М.М., Розовский Н.Я. О законе накопления усталостных повреждений в сварных конструкциях // Автоматическая сварка. 1968. - №3. - С. 34-40.

32. Данилов П. Вертикальные местные давления катков мостовых кранов // Промышленное строительство и инженерные сооружения. 1971. -№4. - С. 33-34.

33. Довженко А.С. Повышение вибрационной прочности сварных подкрановых балок путем усовершенствования конструктивной формы // Материалы по стальным конструкциям. -М.: Проектстальконструкция, 1958. С. 195-209.

34. Довженко А.С. Причины разрушения верхних поясных швов подкрановых балок // Промышленное строительство. 1960. - №1. - С. 37^40.

35. Дучинский Б.Н. Прочность и основания расчета сварных соединений, работающих на переменные и знакопеременные усилия // Вибрационная прочность сварных мостов. М.: Трансжелдориздат, 1952. - С. 137-199.

36. Зданевич Ю.А. Экспериментально-теоретические исследования некоторых резервов несущей способности металлических каркасов зданий сталеплавильных цехов при их реконструкции: Автореф.дис.канд.техн.наук. Днепропетровск:1. ДИСИ, 1975.-23 с.

37. Изосимов И.В. Исследование боковых сил мостовых кранов цехов металлургических заводов: Автореф.дис. .канд.техн.наук М.: МИСИ, 1969. - 20 с.

38. Исследование силовых воздействий от мостовых кранов. / И.В. Изосимов, А.В. Фигаровский, С.Ф. Пичугин, В.Н. Валь // Металлические конструкции. Работа школы профессора Н.С.Стрелецкого. М.: Стройиздат, 1966. - С. 164-178.

39. Камбаров В.И. Влияние технологических факторов на характеристики крановых нагрузок, ресурс и долговечность сварных подкрановых балок в цехах металлургического производства: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1988. -15 с.

40. КикинА.И. Особенности проектирования стальных конструкций зданий и сооружений металлургических заводов при учете условий эксплуатации: Автореф.дис. д-ра техн.наук. М.: ИМАН СССР, 1954. - 29 с.

41. Кикин А.И., Изосимов И.В. Изучение факторов, влияющих на величины боковых сил мостовых кранов в цехах металлургического завода // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1966. - №12. - С. 1-8.

42. Кикин А.И., Сабуров В.Ф. Исследование подкранового пути на низкомодульных прокладках // Промышленное строительство. 1975. - №8. - С. 40-42.

43. Киневский А.И. Повышение долговечности сварных подкрановых балок на основе исследований в условиях эксплуатации: Автореф.дис.канд.техн.наук. -М.: ЦНИИПС, 1983.- 15 с.

44. Киневский А.И. Эффективность подкрановых путей с тангенциальными подрельсовыми подкладками // Промышленное строительство. 1983. - №10 - С. 44-45.

45. Клыков Н.А. К вопросу о расчетной оценке сопротивления усталости сварных соединений стальных конструкций // Автоматическая сварка. 1983. - №7. -С. 6-8.

46. Клыков Н.А. Расчет характеристик сопротивления усталости сварных соединений. М.: Машиностроение, 1984. - 160 с.

47. Клыков Н.А., Сабуров В.Ф. Расчетная оценка долговечности сварных подкрановых балок. // Вопросы сварочного производства: Темат. сборник научн. трудов. Челябинск: ЧПИ, 1985. - С.44-48.

48. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени- М.: Машиностроение, 1977. 232 с.

49. Когаев В.П., Гадолина И.В. Суммирование усталостных повреждений при вероятностных расчетах долговечности // Вестник машиностроения. 1989. - №7. - С. 3-7.

50. Кочергова Е.Е. Влияние глубины проплавления стенки подкрановой балки в соединении ее с верхним поясом на выносливость // Промышленное строительство. -I960.-№8.-С. 55-59.

51. Кочергова Е.Е. Усталостная прочность соединений и конструкций из стали разных марок // Металлические конструкции: Сборник статей ЦНИИСК. М.: Стройиздат, 1968. - С. 89-99.

52. Кошутин Б.Н. Методика теоретического определения статистических характеристик вертикальной крановой нагрузки // Металлические конструкции в строительстве. М.: МИСИ, 1983. - С. 12-21.

53. Кошутин Б.Н. Определение коэффициента перегрузки вертикальной крановой нагрузки на основании статистического изучения работы кранов в действующих цехах: Автореф.дис. .канд.техн.наук. М.: ЦНИИСК, 1961. - 26 с.

54. Кошутин Б.Н. Статистическое определение коэффициентов перегрузки вертикальных крановых нагрузок // Металлические конструкции. Работа школы профессора Н.С.Стрелецкого. М.: Стройиздат, 1966. - С. 195-210.

55. Крылов И.И., Васюта Б.Н. Особенности работы подкрановых балок со сменной подрельсовой частью // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. -1990.-№5.-С. 8-12.

56. Крылов И.И., Железное А.А., Бахтин Е.А. Работоспособность подкрановых балок с усталостными повреждениями // Металлические конструкции: Работы школы профессора Н.С.Стрелецкого. М.: МГСУ, 1995. - С. 181-185.

57. Крылов И.И., Тарасевич В.В. Живучесть эксплуатируемых сварных подкрановых балок с усталостными повреждениями // Известия ВУЗов. Строительство. -1998.-№2.-С. 17-25.

58. Крылов И.И., Чумаков В.А. Восстановление работоспособности эксплуатируемых подкрановых балок // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. -1987. -№1. -С. 130-132.

59. Крылов Н.А., Спирин Г.М. К расчету стальных сварных подкрановых балок на выносливость // Металлические конструкции и испытания сооружений: Межвуз. темат. сборник научн. Трудов. Д.: ЛИСИ, 1978. - С. 46-50.

60. Кудишин Ю.И. Еще раз о локальной выносливости подкрановых балок // Металлические конструкции: Работы школы профессора Н.С.Стрелецкого. М.: МГСУ, 1995.-С. 177-179.

61. Кудишин Ю.И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок.: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1967. - 10 с.

62. Кудишин Ю.И. Распределение сосредоточенной нагрузки в стенке подкрановой балки при неровностях на контактных поверхностях рельса и верхнего пояса балки // Материалы по металлическим конструкциям. Выпуск 12. М.: ЦНИИПСК, 1967.-С. 123-129.

63. Кудрявцев В.И., Чудновский А.Д., Сосновский Л.А. О методике оценки усталостной прочности стали // Исследования прочности машиностроительных материалов и деталей: Труды ЦНИИТМАШ №96. М.: ЦНИИТМАШ, 1970. - С. 9-16.

64. Кудрявцев Ю.Ф., ГущаО.И. Некоторые закономерности изменения остаточных напряжений при циклическом нагружении в зависимости от их начального уровня и концентрации напряжений // Проблемы прочности. 1986. - №11. - С. 32-38.

65. Кунин Ю.С. Исследование процессов нагружения стальных подкрановых балок вертикальными крановыми нагрузками в цехах металлургического производства: Автореф.дис.канд.техн.наук. -М.: МИСИ, 1970. 15 с.

66. Кунин Ю.С., Эглескалн Ю.С. Исследование статистических свойств режимов нагружения подкрановых конструкций // Промышленное строительство. -1969.-№9.-С. 36-39.

67. ЛИРА Версия 9.0. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций: Справочно-теоретическое пособие / под ред. А.С. Городецкого. -Москва-Киев: Факт, 2003. 464с.

68. Лазарян А.С. Разработка методики расчета на выносливость верхней зоны стенки подкрановой балки: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: ЦНИИСК, 1976.17 с.

69. Лампси Б.Б. К вопросу многократного загружения стальных балок // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1960. - №1. - С. 59-69.

70. Ларькин Ю.И. Исследование некоторых случаев местного напряженного состояния в металлических балках: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: ЦНИИСК, 1970.- 17 с.

71. Лессинг Е.Н., Нежданов К.К. К вопросу о выносливости элементов стальных конструкций при плоском напряженном состоянии // Металлические конструкции: Сборник трудов №85. М.: МИСИ, 1970. - С. 19-24.

72. Лушников В.А. О накоплении усталостных повреждений в образцах большого сечения // Вопросы сварочного производства: Темат. сборник научн. трудов. Челябинск: ЧПИ, 1983. - С. 80-83.

73. Малышкина И.Н. Исследование напряженного состояния подкрановых балок // Промышленное строительство. 1966. - №10. - С. 29-32.

74. Малышкина И.Н. Некоторые вопросы прочности сварных подкрановых балок // Металлические конструкции: Сборник статей ЦНИИСК. М.: Стройиздат, 1968.-С. 128-143.

75. Математическая статистика: Учебник / В.М. Иванова, В.Н. Калинина, Л.А Нешумова, И.О. Решетникова и др. М.: Высшая школа, 1981.-371 с.

76. Митюгов Е.А. Исследование кручения верхнего пояса и местного изгиба стенки в металлических подкрановых балках: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1970.-20 с.

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

78. Митюгов Е.В. Испытание подкрановой балки на кручение верхнего пояса // Промышленное строительство. 1969. -№5. - С. 33-35.

79. Муханов К.К., Шишов К.А. Исследование действительной работы и анализ дефектов подкрановых балок сортопрокатного цеха ЧМЗ // Металлические конструкции: Сборник трудов №85. М.: МИСИ, 1970. - С. 53-59.

80. Нежданов К.К. Повышение долговечности стальных подкрановых балок // Промышленное и гражданское строительство. 1987. - №1. - С. 43-45.

81. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета: Автореф.дис. .д-ра техн.наук. М.: МИСИ, 1993. - 37 с.

82. Нежданов К.К., Крылов И.И., Чумаков В.А. Экспериментальные исследования работоспособности подкрановых балок после их ремонта // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1987. - №4. - С. 127-130.

83. НиТУ 121-55 Нормы и технические условия проектирования стальных конструкций. М.: Госстройиздат, 1955.-71 с.

84. Нищета С.А. Исследование воздействий мостовых кранов на стальные колонны промышленных зданий: Дис. .канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1982. - 168 с.

85. Патрикеев А.Б. К оценке усталостной прочности сварных подкрановых балок // Повышение надежности и долговечности стальных подкрановых балок: Тезисы к научно-техническому семинару. М., 1973. - С. 49-52.

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

87. Патрикеев А.Б. О механизме разрушения верхних участков стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1971. - №5. - С. 39-43.

88. Петросян О.М. Влияние эксплуатационных факторов на напряженное состояние верхней зоны стенки подкрановой балки: Автореф.дис.канд.техн.наук. -Макеевка: ДонГАСА, 2002. 23 с.

89. Пичугин С.Ф. Статистическое исследование горизонтальных и вертикальных силовых воздействий мостовых кранов на конструкции промышленных зданий: Дис.канд.техн.наук. -М.: МИСИ, 1968. 184 с.

90. Пичугин С.Ф., Леванин Ю.П. Результаты экспериментального изучения вертикальных нагрузок мостовых кранов на колонны мартеновских цехов // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1974. -№12. - С. 31-35.

91. Плотников В.А. Горизонтальные поперечные воздействия мостовых кранов на подкрановые конструкции: Автореф.дис.канд.техн.наук. Магнитогорск: МГТУ, 1998.- 19 с.

92. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий / А.И. Кикин, А А. Васильев, Б.Н. Кошутин и др. М.: Стройиздат, 1984. -301 с.

93. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.

94. Редковец Н.Ф. Влияние напряжений ниже предела усталости на долговечность деталей, работающих при переменных нагрузках // Вестник машиностроения. 1964.-№6.-С. 26-28.

95. Розенштейн Б.М. Исследование режимов работы металлургических кранов и разработка методов расчета металлоконструкций на выносливость // Исследование крановых мостов: Труды ВНИИПТМАШ. Выпуск №5(37). М., 1963. - С. 335.

96. Рывкин Э.А. Напряженное состояние элементов стальных тонкостенных стержней в зоне приложения локальных нагрузок: Автореф.дис.канд.техн.наук. -М.: МИСИ, 1978. 22 с.

97. Рывкин Э.А. Определение местных напряжений в элементах стальных подкрановых балок // Металлические конструкции в строительстве. М.: МИСИ, 1983. -С. 35-59.

98. СНиП 2.01.07-85 . Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия. М.: Госстройиздат, 2003. - 42 с.

99. СНиП П-23-81 . Нормы проектирования. Стальные конструкции. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. - 96 с.

100. СНиП II-B.3-62. Стальные конструкции. Нормы проектирования. М.: Госстройиздат, 1963. - 62 с.

101. СНиП II-B.3-72. Стальные конструкции. Нормы проектирования. М.: Госстройиздат, 1974. - 70 с.

102. Сабуров В.Ф. Анализ влияния конструктивно-технологических факторов на долговечность сварных подкрановых балок // Известия ВУЗов. Строительство. -1997.-№7.-С. 4-9.

103. Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка расчетной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий: Автореф.дис. .д-ра техн.наук. Челябинск: ЮУрГУ, 2002. - 40 с.

104. Сабуров В.Ф., Трофимычев В.А., Андронов В.Н. Действительная нагру-женность сварных подкрановых балок прокатного цеха ЗМЗ // Исследования построительным материалам, конструкциям и механике: Сборник научн. трудов. -Челябинск: ЧГТУ, 1991. С. 57-63.

105. Сабуров В.Ф., ШишовК.А. К вопросу о создании резино-металлических прокладок под крановый рельс // Повышение надежности и долговечности стальных подкрановых балок: Тезисы к научно-техническому семинару. М., 1973. - С. 68-73.

106. Серенсен С.В., КогаевВ.П. Долговечность деталей машин с учетом вероятности разрушения при нестационарном переменном нагружении // Вестник машиностроения. 1966. - №1. - С. 7-12.

107. СеренсенС.В., КогаевВ.П., ШнейдеровичP.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность: Руководство и справочное пособие. М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

108. Скляднев А.И. Трещиностойкость стальных балок при действии циклических, подвижно-циклических и катучих нагрузок: Автореф.дис.д-ра техн. наук. -М.: ЦНИИПСК, 1999. 39 с.

109. Труфяков В.И. О роли остаточных напряжений в понижении выносливости сварных соединений // Автоматическая сварка. 1956. - №5. - С. 90-103.

110. Труфяков В.И. и др. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках. Киев: Наукова думка, 1990. - 255 с.

111. Туманов В.А. Система управления выносливостью стальных подкрановых конструкций интенсивной нагруженности: Автореф. дис.д-ра техн. наук. Пенза: ПГАСА, 2002. - 46 с.

112. Уваров Б.Ю., КудишинЮ.И., Симонов В.И. Исследование действительного напряженного состояния подкрановых балок и их элементов // Металлические конструкции. Работа школы профессора Н.С.Стрелецкого. М.: Стройиздат, 1966. -С. 179-194.

113. Федосеев В.П. Экспериментально-теоретическое исследование усталостной прочности сжатой стенки сварной подкрановой балки: Автореф. дис. канд.техн.нау к. М.: ЦНИИСК, 1975. - 15 с.

114. Фигаровский А.В. Исследование боковых сил четырехколесных мостовых кранов с гибким подвесом груза // Металлические конструкции: Сборник трудов №85. М.МИСИ, 1970. - С. 41-52.

115. Фигаровский А.В. Исследование горизонтальных поперечных воздействий мостовых кранов с гибким подвесом груза на конструкции промышленных зданий: Дис. .канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1969. - 233 с.

116. Холлендер М. Непараметрические методы статистики. М.: Финансы и статистика, 1983. - 518 с.

117. Хохарин А.Х. О боковых воздействиях мостовых кранов на каркас промышленного здания // Промышленное строительство. 1961. - №9. - С. 55-59.

118. Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения. М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.

119. Шапиро Г.А. Местные напряжения в стенке подкрановой балки при вне-центренной нагрузке // Строительная механика. 1959. - №5. - С. 30-35.

120. Шапиро Г.А. О способе увеличения несущей способности стальных конструкций сталеплавильных цехов // Промышленное строительство. 1960. - №2. - С. 46-49.

121. Шевченко В.А. Исследование работы подкрановых балок с соединениями на высокопрочных болтах // Экспериментальное исследование эксплуатационной надежности металлических конструкций зданий и сооружений: Сборник научн.трудов. М.: ЦНИИПСК, 1986. - С. 7-16.

122. Шишов К.А., Сабуров В.Ф., Камбаров В.И. Ресурс металлических конструкций промышленных зданий предприятий черной металлургии // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1988. - №12. - С. 15-19.

123. Эглескалн Ю.С. Исследование физического износа металлических конструкций производственных зданий: Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: МИСИ, 1974.- 16 с.

124. Эглескалн Ю.С., Валь В.Н. Влияние дефектов подкрановых путей на силовые воздействия мостовых кранов // Промышленное строительство. 1969. - №4. -С. 36-38.

125. Эглескалн Ю.С., Кикин А.И. Режим работы производственных зданий // Промышленное строительство. 1981. - №3. - С. 14-17.

126. Юшкевич В.Н. К оценке эффективных коэффициентов концентрации напряжений натурных сварных соединений // Металлические конструкции кранов. Исследование конвейеров: Труды ЛПИ №362. Л.: ЛПИ, 1978. - С. 12-20.

127. Яковенко А.Т. О вероятностном определении нагрузок от мостовых кранов на конструкции промышленных зданий // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1978.-№11.-С. 41^43.

128. Demo D.A., Fisher J.W. Analysis of fatigue of welded crane runway girders (Исследование усталости сварных подкрановых балок). Proc. ASCE. J. Struct. Div., 1976, 102, N ST5, p. 919-933.

129. Eide O.I., Berge S. Fatigue crack growth in welded girders (Рост усталостной трещины в сварных балках). ECF 6: Fract. Contr. Eng. Struct.: Proc. 6th Bienn. Eur. Conf., Amsterdam, June 15-20, 1986. Vol. 2. Warley. 1986, p. 1079-1093.

130. Reemsnyder H.S., Demo D.A. Fatigue cracking in welded crane runway girders: causes and repair procedure (Образование усталостных трещин в сварных подкрановых балках: причины и процедура восстановления). Iron and Steel Eng., 1978, 55, N 4, p. 52-56.

Похожие работы

Строительство
05.23.00