автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прогнозирование повреждаемости верхней зоны стенки эксплуатируемых сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности

На правах рукописи

СЕРДЮК Вячеслав Викторович

I

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ВЕРХНЕЙ ЗОНЫ СТЕНКИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ИНТЕНСИВНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ

Специальность 05.23.01 -«Строительные конструкции, здания и сооружения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк -2005

Работа выполнена в Липецком государственном техническом университете

у

.'.Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Скляднев Александр Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кудишин Юрий Иванович

кандидат технических наук Евдокимов Владимир Васильевич

Ведущая организация: НИПИПромстальконструкция (г. Москва)

Защита состоится «£-3» июня 2005 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 303.015.01 при ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» по адресу: 117997, г. Москва, ул. Архитектора Власова, 49, комн. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова». . .

т

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, в секретариат совета по указанному адресу. Факс: (095) 960-22-77.

Автореферат разослан « /7» мая 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Симон Н.Ю.

-У

¿</52^*9

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При проектировании конструкций в них закладывается нормативный (проектный) уровень надёжности. Нормативная надёжность определяется действующими нормами и техническими условиями на их проектирование, изготовление, монтаж, а также стандартами на материалы. Но в период эксплуатации конструкции обладают эксплуатационной, то есть фактической надёжностью, которая применительно к подкрановым балкам, как показывает практика, оказывается значительно меньше нормативной. Известно, что первые усталостные повреждения в подкрановых балках появляются уже через 4-5 лет эксплуатации, хотя нормативный срок службы подкрановых конструкций на порядок больше. Далее эти повреждения, основная часть которых располагается в верхней зоне стенки балок, развиваются и уже к 10-15 годам эксплуатации принимают массовый характер.

Многочисленные обследования цехов свидетельствуют о том, что подкрановые конструкции являются наиболее повреждаемыми элементами каркаса. Ремонт и замена подкрановых балок стали для предприятий явлением систематическим, требующим нарушения технологического процесса, значительных материальных и трудовых затрат.

При этом достаточно глубоко изучены закономерности нагружения конструкции и напряженно-деформированного состояния верхней зоны балок под действием перемещающейся нагрузки. Выявлен ряд факторов, усугубляющих работу конструкций, связанных с разного рода дефектами подкрановых путей и самих балок, тем не менее, количественные оценки вклада каждого фактора применительно к расчёту на выносливость часто противоречивы или полностью отсутствуют и проблема долговечности остаётся открытой.

Очевидно, что точное аналитическое решение для прогнозирования долговечности найти невозможно, поэтому необходимо привлекать методы теории вероятностей и математической статистики, достаточно развитые других областях науки (машиностроение, химия, металлургия и др.). Наряду с этим возмож-

но продление эксплуатации подкрановых констр талостных трехцин до безопасного размера.

[ТИЯ ус-

Цель работы: разработать методику, учитывающую в явном виде значимые факторы эксплуатации и позволяющую с заданной точностью прогнозировать повреждаемость и долговечность верхней зоны стенки сварных подкрановых балок под краны режима работы "7К" и "8К".

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- собраны и обработаны статистические материалы по условиям эксплуатации и повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок;

- на основе обобщения собранных данных проанализированы факторы, влияющие на эксплуатационное состояние подкрановых балок, выделены нескольких наиболее значимых, определяющих повреждаемость подкрановых балок;

- выбраны параметры повреждаемости и получена адекватная математическая модель повреждаемости верхней зоны стенки;

- определены количественные оценки влияния значимых факторов эксплуатации на повреждаемость верхней зоны стенки;

- осуществлён переход от повреждаемости подкрановых балок к их долговечности;

- даны рекомендации, позволяющие выбирать наиболее эффективные способы повышения долговечности подкрановых балок в условиях эксплуатации и реконструкции.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- на основе данных по результатам обследования подкрановых балок в условиях эксплуатации создана модель повреждаемости и долговечности верхней зоны стенки;

- получены количественные оценки значимости основных факторов эксплуатации подкрановых балок: как собственных параметров, так и внешних воздействий;

- получена инженерная формула для расчёта длины предельно допустимой усталостной трещины в верхней зоне стенки подкрановых балок;

- предложена методика определения времени эксплуатации подкрановых

балок, при дойтиженки которого расчётом прогнозируется наступление * * *

предельного состояния верхней зоны стенки;

; »„-'*-

- предложены способы повышения долговечности подкрановых балок (за счёт снижения повреждаемости верхней зоны стенки и в результате увеличения предельно допустимой длины трещины) и дана количественная оценка их эффективности.

Методы исследования. В работе использовались классические методы теории надёжности, теории вероятности и математической статистики, методика планирования эксперимента, опирающаяся на многофакторный анализ, с использованием критериев Кохрена, Стьюдента и Фишера. Модель долговечности верхней зоны стенки (ВЗС) реализована дробным факторным экспериментом 210'6 с использованием расчётного аппарата и силовых критериев Механики разрушения.

«к

Практическая значимость работы. Созданная методика позволяет:

- с заданной точностью прогнозировать количество повреждённых подкрановых балок (ПБ) и суммарную длину трещин в них, а также рост усталостных трещин в верхней зоне стенки балки, и как следствие планировать ремонт (замену) подкрановых конструкций;

- повышать долговечность верхней зоны стенки, изменяя как параметры самой конструкции, так и интенсивность внешних воздействий, реализуя данные мероприятия, как на стадии проектирования, так в процессе эксплуатации конструкции.

- прогнозировать долговечность верхней зоны стенки ПБ.

Реализация и внедрение результатов работы: методика и алгоритмы прогнозирования долговечности, а также научно-практические рекомендации диссертации использованы:

- в ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» для установления сроков обследования и планирования капитальных ремонтов подкрановых балок;

- ООО «Проектстальконструкция» и ОАО «Липецкий Гипромез», при проектировании сварных подкрановых балок и для прогнозирования роста усталостных трещин в верхней зоне стенки подкрановых балок для цехов листопрокатного и кислородно-конвертерного производств ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»;

- в ЗАО «НПЦ «Путь К» при разработке «Рекомендаций по устройству и безопасной эксплуатации надземных крановых путей» (РД 50:48:0075.03.02).

На защиту выносятся:

- результаты исследования распределения усталостных трещин по длине ВЗС подкрановых балок;

- математическая модель повреждаемости верхней зоны стенки;

- результаты количественной оценки влияния значимых факторов эксплуатации на повреждаемость ВЗС;

- рекомендации по проектированию и эксплуатации ПБ интенсивной нагру-женности;

- методика прогнозирования повреждаемости и долговечности ВЗС сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на: научном семинаре кафедры металлических конструкций Московского государственного строительного университета (Москва, 2004), международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика» (Пенза, 2004), научно-технических конференциях молодых учёных и аспирантов ЛГТУ, посвященных строительным конструкциям и материалам (Липецк, 2002-2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в журналах, сборниках научных статей и материалах научно-технических конференций.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка использованной литературы (135 наименований) и приложений. Общий объём диссертации 181 страница, включая 52 иллюстрации и 48 таблиц.

Автор выражает благодарность за консультации д.ф.-м.н., проф., заслуженному деятелю наук РФ, члену Российской Ассоциации по искусственному интеллекту, БЛЮМИНУ Семёну Львовичу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обозначены объект и предмет исследований, обоснована актуальность и сформулирована цель работы.

Первая глава посвящена анализу теоретических и экспериментальных исследований напряжённого состояния, выносливости и долговечности верхней зоны стенки подкрановых балок. Выполнен обзор работ, направленных на изучение повреждаемости подкрановых балок в условиях эксплуатации.

Теоретические основы расчёта стенок на местные воздействия нагрузки

4

I были заложены в работах Броуде Б.М. Напряжения стенки от местного давле-

ния изучались в исследованиях Б.Б. Лампси, Э.А. Рывкина, В.П. Федосеева, Ю.И. Кудишина, Г. Мааса и других авторов. Исследованием местных изгибных напряжений занимались A.A. Апалько, И.Е. Спенглер, Н.С. Москалёв, A.C. Довженко, Г.А. Шапиро, Е.Е. Кочергова, Е.А. Митюгов. Установлено, что на уровень местных напряжений в стенках балок оказывает влияние ряд факторов, которые трудно учесть из-за их статистического характера.

Весьма интересны исследования Тимашёва С.А. и Власова В.В. в результате которых разработаны алгоритмы расчёта усталостной долговечности и надёжности подкрановых балок, надёжностной оптимизации изгибаемых систем. Разработанные ими методы позволяют оценить ресурс, долговечность и надёжность конструкций в вероятностном аспекте, оптимизировать сечение балок с учётом заданного срока их использования, эксплуатационных затрат и возможного ущерба при отказе. Однако для их применения необходимо располагать статистическими характеристиками кривой усталости и блоком распределения амплитуд напряжений. Данные, в достаточной мере характеризующие параметры кривой усталости в настоящее время отсутствуют, поэтому применение рассмотренных выше методов весьма проблематично.

Одним из самых действенных и достоверных способов изучения напряжённо-деформированного состояния, выносливости и долговечности балок является их экспериментальное исследование. Этим занимались A.C. Довженко,

Е.Е. Кочергова, И.Е. Спенглер, С.М. Родов, Г.Б. Бебнева, В.А. Громацкий, Г.И. Спирин, В.П. Федосеев, A.C. Лазарян, В.М. Горпинченко, К.К. Нежданов, А.И. Скляднев, В.И. Бабкин, И.И. Крылов, Б.Н. Васюта. Результаты проведённых исследований выявили причины появления в балках усталостных повреждений, и дали понимание того какие именно факторы влияют на выносливость и долговечность подкрановых балок. Однако исследования, проведённые в лабораторных условиях, не позволили достаточно точно оценивать выносливость подкрановых балок, эксплуатирующихся в условиях производства. Виной тому большое количество факторов, имеющих случайный характер: нерегулярная циклическая нагрузка, состояние кранового пути (планово высотное положение и эксцентриситеты рельса), пятна контакта, остаточные сварочные напряжения, дефекты сварочного шва и т.д.

Именно по этому, наряду с экспериментальными исследованиями в нашей стране велось изучение работы подкрановых балок в условиях эксплуатации. Обследование состояния стальных конструкций промышленных зданий началось в 30-х прошлого века по инициативе Н.С. Стрелецкого, который неоднократно обращал внимание на необходимость изучения конечной стадии воздействий в их совокупности, в виде регистрации повреждений во времени, так как эксплуатация сооружения представляет, по существу, длительный эксперимент, результаты которого фиксируются не приборами, а дефектами и повреждениями работающей в условиях эксплуатации конструкции.

Исследованием действительной работы подкрановых конструкций занимались А.И. Кикин, Г.А. Шапиро, Б.Н. Кошутин, Ю.С. Кунин, В.Н. Валь, A.M. Якушев, С.Ф. Пичугин, А.Б. Патрикеев, И.В. Изосимов и др. В результате анализа и обобщения материалов обследований выявлялись:

недостатки нормирования и проектирования, как следствие неточности или отсутствия нормативов, а также неправильного их применения при проектировании;

дефекты строительства, связанные с недостаточным качеством изготовле-

ния и монтажа конструкций; - дефекты эксплуатации (повреждения), возникшие вследствие отсутствия надлежащего ухода за конструкциями.

Однако зависимость количества повреждений от времени эксплуатации не исследовалась, так как задачей обследований было не изучение износа конструкций, а выявление основных факторов, вызывающих повреждения, "слабых мест" конструкций и учёт этих обстоятельств в нормах на проектирование.

В связи с этим следует выделить работу Ю.С. Эглескална, который полу-

«

чил обобщённые аналитические выражения, отражающие интейсйвность износа отдельных конструктивных элементов и всего здания в целом в зависимости от двух факторов: времени эксплуатации и режима работы здания. Однако s отношении подкрановых балок существует ещё ряд факторов значительно влияющих на их повреждаемость и долговечность

Анализ выполненных исследований, рассмотренных в первой главе, позволил сформулировать основную цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Во второй главе изложена методика накопления и проведён анализ статистических материалов по условиям эксплуатации и повреждаемости подкрановых балок. Изучен характер распределения усталостных трещин по длине верхней зоны стенки.

Для сбора статистических данных разработана схема, отражающая источники и характер требуемой информации. Все накопленные данные по результатам обследования сварных подкрановых балок на Новолипецком металлургическом комбинате, Череповецком металлургическом комбинате, Магнитогорском металлургическом комбинате, Коммунарском металлургическом заводе и заводе Азовсталь (всего более 25000м подкрановых путей) обработаны с помощью специализированной программы по генерированию баз данных Microsoft Accès 2002.

Установлено, что подкрановые конструкции, изготовленные в различные годы, отличаются по конструктивной форме, условиям эксплуатации, приме-

нённым маркам сталей и т.д. В связи с этим выработаны критерии формирования статистической выборки, обеспечивающие её однородность. Для исследования выбраны ГШ под группы режима работы кранов «7К», «8К», отвечающие следующим требованиям:

- конструктивная форма: сплошностенчатый двутавр;

- способ соединения: сварные;

- схема опирания: разрезные и неразрезные; пролёт: 12м;

- марки стали: малоуглеродистые и низколегированные; время эксплуатации: запроектированные не ранее 1972 г.

На основе обобщения собранных статистических данных, а также обзора теоретических и экспериментальных исследований проанализированы факторы, влияющие на эксплуатационное состояние подкрановых балок. Факторы по своему происхождению разбиты на две группы: к первой из которых относятся геометрические и физические параметры самой конструкции, а ко второй - факторы, характеризующие внешние воздействия. Отмечено, что факторы 1-ой группы имеют случайные отклонения от своих проектных значений в ту или иную сторону, а факторы 2-ой группы вообще случайны по своей природе.

Отказ от использования напряжений в модели долговечности подкрановых балок даёт ряд очевидных преимуществ:

исчезает неопределённость, вызванная несоответствием расчётных напряжений теоретическим, что явно проявляется в расчёте ВЗС на изгиб;

- исчезают лишние звенья в расчётной модели, например, коэффициент надёжности по нагрузке упонижающий нормативное давление катка при расчёте на выносливость и определяемый в зависимости от режима работы крана (см. рис. 1);

- реализуется идея Н.С. Стрелецкого о необходимости изучения конечной стадии воздействий в виде регистрации повреждений во времени;

- достигается соответствие с системной теорией надёжности В.В. Болотина;

Рис. 1. Влияние "недогруженное™" крана на повреждаемость ПБ при существующей (а) и предлагаемой (б) расчётных моделях

- в связи с тем, что модель строится на данных о повреждаемости, полученных по результатам натурных обследований, в неявном виде учитывается влияние таких важных факторов как остаточные сварочные напряжения и неравномерность опирания рельса на верхний пояс (пятна контакта).

Для восьми цехов металлургической промышленности по результатам натурных обследований построены гистограммы распределения усталостных трещин по длине ВЗС подкрановых балок (см. рис. 2). Для этого каждая балка по длине разбивалась на восемь равных частей (панелей) и подсчитывалась суммарная длина трещин в каждой части:

где i - номер трещины в данной панели, ;'=1...8 - номер панели ПБ; которая затем откладывалась по оси ординат. Суммарная длина трещин в исследуемых балках составила 206875мм, общая протяжённость путей около 7000м.

и

а)

б)

в)

□ КМЗ, стан 600

□ НЛМК, ППМШ

■ НЛМК,ЛПП 0НЛМК, цпмш

инлмк,лпп □ НЛМК ККЦ-2

2 и 7 3 и 6

№ панели балки

■ нлмкцпщщт

О НЛМК, ЛПЦ-4

4 и 5

1 и 8

2 и 7 3 и 6

№ панели балки

4 и 5

Я

<и

э-

£ 5

К П

\о О

■ Неразрезные

подкрановые балки В Разрезные подкрановые балки

1 и 8 2 и 7 3 и 6 4 и 5 № панели балки

Рис. 2. Обобщающие гистограммы распределения УТ в ВЗС по длине: а) разрезных подкрановых балок; б) неразрезных подкрановых балок; в) суммарная. *- средневзвешенный процент повреждений в соответствующей зоне

Установлено, что распределение усталостных трещин по длине ВЗС имеет стохастический характер, при этом отношение суммарной длины трещин в симметричных панелях может достигать значительных величин, хотя по расчётным напряжениям эти панели находятся в одинаковых условиях.

Для того чтобы получить общую картину закономерности распределения усталостных трещин по длине ВЗС стенки, построена суммарная гистограмма (см. рис. 2). Для этого, исходя из симметричности подкрановых балок 1-я и 8-я панели объединены в опорную зону, 2-я и 7-я в приопорную, 3-я и 6-я в промежуточную, 4-я и 5-я в центральную.

Как видно, закономерность распределения усталостных трещин в ВЗС по длине ПБ отсутствует, что позволяет выбирать единые параметры повреждаемости для опорной, приопорной, промежуточной и центральной зон. <

В третьей главе выбраны параметры повреждаемости верхней зоны стенки и создана многофакторная модель её повреждаемости, получены количественные оценки значимости исследуемых факторов, проведена проверка адекватности модели по критерию Фишера.

Для прогнозирования повреждаемости верхней зоны стенки использована методика планирования эксперимента, позволяющая получить регрессионные зависимости, описывающие влияние основных факторов эксплуатации на прогнозируемые параметры, с учётом внутренних взаимосвязей исследуемого явления. Исходная зависимость представляет собой функцию в виде уравнения регрессии, в явном виде, учитывающем влияние 10-ти факторов: y = b0 + b1R + b2T+b3Z + b4P + b5N +

b6U + b7S + b8e + b9J+b10t, (2)

где R — группа режима работы мостового крана; Т- время эксплуатации подкрановых балок; Z - агрессивность среды; Р - максимальное нормативное давление колеса крана; N - количество колёс на концевой балке крана; U - оценка математического ожидания отклонения фактического расстояния между осями симметрии кранового пути от проектного расстояния (взятая по модулю); S -разрезность балок; е - оценка математического ожидания эксцентриситета, взятая в миллиметрах по модулю; J - суммарный момент инерции кручения верхнего пояса и рельса; t - толщина стенки; bo - общее среднее; bj, ... Ь,- коэффи-

циенты уравнения, указывающие на силу влияния факторов; У - параметр повреждаемости подкрановых балок.

Для количественной оценки повреждаемости верхней зоны стенки выбраны следующие параметры, подлежащие прогнозированию:

- процент повреждённых балок в пролёте (технологическом участке):

2 „

^ = -^-■100% (3)

Ъ

где ()„ б - количество повреждённых балок в пролёте; (}б - общее количество балок в пролёте.

- средняя суммарная длина трещин в каждой отдельно взятой повреждённой балке:

N

тр1

(4)

Уп.б.

N

где ^/„р, - суммарная длина трещин в верхней зоне стенки по длине технологического участка пролёта.

- среднее количество трещин в верхней зоне стенки подкрановой балки:

N

(5)

Уп.б.

N ___

где 2 ктР1 - общее количество УТ в верхней зоне стенки ПБ по длине

/-1

технологического участка пролёта.

- максимальная длина УТ в ВЗС балки по длине технологического пролёта:

'тах

«тах {1тр1) (6)

где/=1 -ртр(

Спрогнозировав выбранные параметры, можно по формуле (7) вычислить суммарную длину трещин в пролёте (технологическом участке) ^ 1тр,> а по

формулам (8, 9) общее количество ^ ктр1 и среднюю длину / УТ в верхней зоне стенки балок:

100%'

"шло/. М ^

1.1!^.£ (9)

На основе созданной базы данных о повреждаемости подкрановых балок в различных условиях эксплуатации была построена матрица планирования эксперимента. Математическая модель реализована дробным факторным экспериментом 210"6. Проверка однородности дисперсий плана, выполненная по критерию Кохрена ((7-критерий) при уровне значимости ^=0,05 показала, что дис-

4

Персии выбранных прогнозируемых параметров однородны. *

Оценка значимости коэффициентов в полученных зависимостях, проведённая по критерию Стьюдента (при уровне значимости #=0,10) показал^ следующее:

- для величины / значимыми факторами эксплуатации являются: время эксплуатации конструкции, группа режима работы крана, нормативное давление катка, агрессивность среды, количество колёс на концевой балке крана, эксцентриситет рельса, суммарный момент кручения верхнего пояса и рельса, отклонения путей в плане;

- для // и /та, те же факторы, что и для / за исключением агрессивности среды;

- для ц/ время эксплуатации конструкции, группа режима работы крана, нормативное давление катка и суммарный момент кручения верхнего пояса и рельса.

Проверка адекватности полученной модели, произведённая по критерию Фишера (^-критерий), показала полную адекватность полученных зависимостей. После осуществления перехода от модели, выраженной в закодированных переменных, к модели в натуральных переменных зависимости приняли вид:

- для расчёта количества повреждённых подкрановых балок, в %:

* = 34,98 +13,78 • | + 7>76Л + 2'78' +1672 -1,76 • (ЛГ - 3) +

555 ; V 8 15

для расчёта средней суммарной длины усталостных трещин в верхней зоне стенки повреждённой ПБ, в мм:

(Л - 103 Ш + 391,75 • (^р) + 21 !'89Л + 85>13' ~ 59.50 • (ЛГ - 3) +

- для расчёта среднего количества усталостных трещин в верхней зоне стенки повреждённой ПБ:

Ц = 2,158 + 0,692 • + 0,377Л + 0,163 • - 0,239 • | (12)

- для расчёта роста максимальной длины усталостной трещины в верхней зоне стенки ПБ, в мм:

/тах -1524,0 + 587,5-|^У-| + 321>0Л + 121,0-|^р-|-89,0-(^-3)+

опп /С/-15\ (13)

8

Линейные зависимости (10-13) имеют вид полинома первой степени. Коэффициенты полинома являются частными производными функции отклика к соответствующим переменным. Их геометрический смысл - тангенсы углов наклона гиперплоскости к соответствующей оси. Больший по абсолютной величине коэффициент соответствует большему углу наклона и, следовательно, более существенному изменению прогнозируемого параметра при изменении данного фактора. Чем больше коэффициент, тем сильнее влияет фактор.

С помощью полученных формул мы можем подсчитать влияние каждого фактора, в процентном соотношении, на величину прогнозируемого параметра. На рисунках 3 и 4 показано влияние значимых факторов эксплуатации (в %) на:

- количество повреждённых ПБ на технологическом участке пролёта,

- среднюю суммарную длину трещин в каждой отдельно взятой ПБ, ц.

Крутильная жёсткость верхнего пояса и рельса - 8,7%

Рис. 3. Влияние значимых факторов эксплуатации (в %) на количество повреждённых подкрановых балок

Крутильная жёсткость верхнего пояса и рельса - 7,7%

Эксцентриситет рельса-7,3%

Количество колёс - 6,3%

Рис. 4. Влияние значимых факторов эксплуатации (в %) на среднюю суммарную длину усталостных трещин в верхней зоне стенки балок

В четвёртой главе осуществлён переход от повреждаемости к долговечности верхней зоны стенки подкрановых балок. Показана возможность снижения повреждаемости верхней зоны стенки, с количественной оценкой долговечности-после проведения соответствующих мероприятий.

Для перехода от повреждаемости к долговечности ВЗС введено понятие предельно допустимая длина усталостной трещины, при достижении которой расчётом прогнозируется наступление предельного состояния подкрановой балки.

Опираясь на работы А.И. Скляднева, выведена инженерная формула для расчёта длины предельно допустимой трещины:

'«-—-* 2 (14>

ф2 +4£-К2_} -г,)1 4|

где К2.з - коэффициент интенсивности напряжений (КИН), соответствующий концу среднеамплитудного участка кинетической диаграммы усталостного разрушения.

К2_з- А

(15)

^ 10, Ш, г] =-+ ~г=-' (17)

+365,7)

А = 0,5-(К.н + К,с )-(Кк - Кш) • ; - пороговый коэффициент 1 3-й

интенсивности напряжений, соответствующий максимальному значению КИН, при котором трещина в балке не развивается на протяжении 107 циклов нагру-жения и более; К/е- критический коэффициент интенсивности напряжений, соответствующий максимальному значению КИН, при котором наступает полное разрушение балки; п - коэффициент уравнения Париса; (2 - максимальная поперечная сила, возникающая при проезде крана; 7 - момент инерции сечения балки; 7] - собственный момент инерции верхней полки; /2 - момент инерции тав-

рового сечения, состоящего из нижней полки и стенки;

JfG

~5~

- относи-

тельный безразмерный момент инерции верхнего пояса и рельса при свободном кручении; й - модуль сдвига; Г> - цилиндрическая жёсткость стенки; М, - местный крутящий момент, приложенный к верхнему поясу балки.

Долговечность верхней зоны стенки определяется временем Т из формулы (13), после достижения которого:

/шах = 21е. (18)

С помощью полученной математической модели показана ¡возможность снижения повреждаемости верхней зоны стенки в условиях эксплуатации и реконструкции, а также при вариантном проектировании подкрановых балок, с целью выбора конструкции, имеющей повышенную сопротивляемость усталостным повреждениям. При этом снижение повреждаемости возможно как за счёт варьирования собственных параметров балки (рис. 5), так и за счёт изменения внешних воздействий (рис. 6).

через 8 лет ■ через 10 лет А через 16 лет

КР70 КР80 КР100 КР120 КР140 Тип рельса(ГОСТ4121-76)

1500 § * 1300

а а поо

? 4 900

400 800 1460 1860 2100 Крутильная жёсткость пояса и рельса

12 18 20 25 Эксцентриситет рельса, мм

5 8 12 18 25 Эксцентриситет рельса, мм

Рис. 5 Влияние параметров кранового пути на повреждаемость верхней зоны стенки

♦ через 8 лег —*— через 10 лет —¿— через 16 лет

S 300

х 1800 Т

250 350 400 450 500

250 350 400 450 500

Нормативное давление катка, кН

Нормативное давление катка, кН

Рис. 6 Влияние нормативного давления катка на повреждаемость верхней зоны стенки

На рисунках 5 и 6 показана повреждаемость подкрановых балок при следующих исходных значениях факторов: верхний пояс балки - 450x22мм, стенка - 1390x12мм, нижний пояс - 380x22мм; группа режима работы крана - "7К"; Р=300кН; iV=4; J=413cm4; среда - неагрессивная; е=15мм; í7=20mm.

В диссертации приведён пример прогнозирования повреждаемости" и долговечности верхней зоны стенки подкрановых балок Листопрокатного цеха №3 (пролёт А-Б, оси 93... 113) ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Прогнозируемая повреждаемость подкрановых балок (%) на данном технологическом участке при существующих условиях эксплуатации составила 2,3% в год; средняя скорость роста максимальной длины усталостной трещины (УТ) в верхней зоне стенки подкрановых балок - 98 мм/год; предельно допустимая длина трещины 2lg = 644мм.

Ожидается, что через 8 лет появятся 2 подкрановые балки с усталостными трещинами в верхней зоне стенки. Причём в каждой ПБ будет по одной УТ: в первой длина усталостной трещины достигнет 1тах = 551 мм, во второй соответственно / = 197 мм. Далее, если повреждения будут развиваться то к 20 годам эксплуатации в повреждённом состоянии окажется уже более 37% подкрановых балок, суммарная длина всех УТ достигнет Zlmp, = 8715 мм, а максимальная длина трещины /^ = 1726 мм.

Допустимый срок эксплуатации подкрановых балок до проведения капитального ремонта составил 108 месяцев.

Расчётом определены наиболее эффективные способы повышения долговечности подкрановых балок (табл. 1). Показано, что долговечность ВЗС при проведении соответствующих мероприятий, повышается как за счёт снижения повреждаемости, так и в результате увеличения предельно допустимой длины трещины (см. табл.1).

Таблица 1.

Оценка эффективности некоторых способов повышения долговечности ВЗС подкрановых балок ЛПЦ-3 ОАО «НЛМК» (пролёт А-Б, оси 93... 113)

№ способа Исходное значение изменяемого параметра Предлагаемое значение изменяемого параметра Прогнозируе-мое значение 1^ через 9 лет Предельно допустимая длина УТ, Прогнозируемое повышение долговечности*

Тобщ Т1 т2

1. ^ = 320кН = 280кН 585мм 758мм 19,4% 6,5% 12,9%

^2 = 250кН 536мм 873мм 37,9% 12,0% 25,9%

2. ?/=25мм (7 = 663 см4) = 30мм (7 = 864 см4) 609мм 671мм 6,5% 3,7% 2,8%

3. КР-80 (7 = 663 см4) КР-100 (7, = 1041 см4) 574мм 752мм 19,4% 7,4% 12,0%

КР-120 и2 = 1586 см4) 465мм 850мм 43,5% 20,4% 23,1%

4. 7 =663 см4 7= 1578 см4 (с усилением) 466мм 839мм 41,7% 19,4% 22,3%

5. е = 7мм, и = 10мм е = 5мм, 17 = 7мм 576мм 644мм 7,4% 7,4% -

* Тобщ = Т] + Т2- повышение долговечности; Т1 - повышение долговечности за счёт снижения скорости роста Ц; Т2 - повышение долговечности за счёт увеличения

Разработана инженерная методика прогнозирования повреждаемости и долговечности верхней зоны стенки сварных подкрановых балок под краны группы режима работы "7К", "8К". На основании проведённых исследований и разработанной методики определены допустимые сроки эксплуатации подкрановых балок интенсивной нагруженности пролётом! = 12,0м. Результаты расчётов сведены в таблицы и позволяют обоснованно назначать сроки обследования подкрановых конструкций с учётом времени, которое может потребоваться на последующие ремонтно-восстановительные работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Исследование работы подкрановых балок в условиях эксплуатации даёт возможность, используя данные о появлении и развитии усталостных трещин, получить математическую модель повреждаемости верхней зоны стенки, учитывающую действительные условия работы ПБ.

2. Установлено, что все факторы, влияющие на эксплуатационное состояние подкрановых балок, можно разбить на две группы: собственные параметры конструкции и внешние воздействия. В ходе проведённого анализа выделено 10 факторов (по 5 факторов на каждую группу), определяющих повреждаемость подкрановых балок.

3. По результатам обследования подкрановых балок общей протяжённостью более 7000м построены гистограммы распределения усталостных трещин по длине верхней зоны стенки. Установлено, что данное распределение, как в разрезных, так и в неразрезных ПБ имеет стохастический характер. Однако при обобщении полученных гистограмм распределение усталостных трещин выравнивается, что позволяет по всей длине верхней зоны стенки выбирать единые параметры повреждаемости.

4. Для количественной оценки повреждаемости выбраны параметры, позволяющие контролировать общее техническое состояние ПБ и максимальную длину трещины в верхней зоне стенки по длине технологического участка пролёта.

5. Установлено, что для прогнозирования повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок наиболее подходящей является методика планирования эксперимента. Данная методика позволяет получить регрессионные зависимости, описывающие влияние основных факторов эксплуатации на прогнозируемые параметры.

6. Полученная математическая модель, построенная на основании статистических данных по результатам обследования подкрановых путей общей

протяжённостью около 25000м, позволила впервые количественно определить влияние каждого значимого фактора эксплуатации на повреждаемость верхней зоны стенки ПБ. Установлено, что значимость времени эксплуатации сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности колеблется в пределах 38,6...41,2%, совокупный вклад внешних воздействий составляет 37,5...39,2%, а собственные параметры конструкции определяют появление соответственно 21,3...22,3% повреждений.

7. Для перехода от повреждаемости к долговечности подкрановых балок введено понятие "предельно допустимая длина усталостной трещины", для расчёта которой, выведена инженерная формула. Расчётами установлено, что размер предельно допустимой длины трещины в верхней зоне стенки исследуемых подкрановых балок колеблется от 300 до 1200 мм.

8. Разработана инженерная методика, позволяющая прогнозировать повреждаемость и долговечность верхней зоны стенки сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности. На основании разработанной методики сформированы таблицы допустимых сроков эксплуатации подкрановых балок пролётом I = 12,0 м под краны групп режима работы «7К», «8К». Рекомендуемый срок эксплуатации данных балок до проведения капитального ремонта, согласно полученным таблицам, находится в пределах от 58 до 167 месяцев.

9. В результате проведённых исследований показана возможность повышения долговечности подкрановых балок в условиях эксплуатации и реконструкции на 20...25%, а также даны рекомендации, позволяющие устанавливать сроки обследования и планировать мероприятия по ремонту и замене подкрановых балок.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Сердюк В.В. К вопросу усталостной долговечности подкрановых балок с интенсивной работой мостовых кранов // Сборник трудов молодых учёны*, посвящённый 30-летию научно-исследовательского сектора Липецкого государственного технического университета / Липецк, ЛГТУ, 2003. - С. 63-65.

2. Сердюк В.В. Некоторые закономерности развития усталостных трещин в сварных подкрановых балках // Тезисы докладов научно-технической конференции аспирантов и студентов инженерно строительного факуль- t тета ЛГТУ / Липецк, ЛГТУ, 2003. - С. 13-16. '

3. Сердюк В.В., Бабанов A.B. Прогнозирование долговечности верхней зоны стенки сварных подкрановых балок - 5с.: ил.- Библиограф.: 6 назв. -Рус., - ВИНИТИ РАН. 2003 г., №2274-В2003.

4. Сердюк В.В. Прогнозирование долговечности сварных подкрановых балок и методика планирования эксперимента / Сборник докладов и тезисов областной научно-практической конференции «Наука в липецкой области: истоки и перспективы». Ч. 3. / Липецк, ЛГТУ, 2004. - С. 52-54.

5. Сердюк В.В., Бабанов A.B. Статистическая закономерность появления усталостных трещин по длине сварных подкрановых балок // Сборник тезисов докладов научной конференции студентов и аспирантов ЛГТУ ! Липецк, ЛГТУ, 2004. - С. 64. *

6. Скляднев А.И., Сердюк В.В. Усталостная долговечность и мера повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок // Безопас- ■> ность труда в промышленности. - 2004. №11.- С. 34-36

7. Скляднев А.И., Сердюк В.В. Регрессионная модель долговечности верхней зоны стенки сварных подкрановых балок интенсивной нагруженно-сти / Сборник статей III международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика». Под ред. Т.И. Барановой, Пенза ПДЗ, 2004. - С. 118-121.

Подписано в печать 28.04.2005г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 644 Липецкий государственный технический университет

398600 Липецк, ул. Московская, 30. Типография ЛГТУ 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

I

^

f *

i

i

!

1 «

i

j '

m 046 5

РНБ Русский фонд

2006-4 7969

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Напряжённое состояние и сопротивление усталости

А подкрановых балок.

1.2. Экспериментальные исследования усталостной прочности и долговечности сварных балок.

1.3. Повреждения подкрановых балок в условиях эксплуатации и факторы, вызывающие эти повреждения.

Надёжность и долговечность металлических конструкций связана с совершенствованием методики их проектирования и расчёта технологии их изготовления и монтажа, соблюдения правил технической эксплуатации. Принятая в настоящее время методика расчёта металлических конструкций по предельным состояниям, как указывал Н.С.Стрелецкий [105, 108], постоянно требует своего уточнения и совершенствования. Одним из несовершенств данной методики является то, что она не в полной мере учитывает продолжительность эксплуатации конструкций и их износ.

При проектировании конструкций в них закладывается нормативный (проектный) уровень надёжности. Нормативная надёжность определяется действующими нормами и техническими условиями на их проектирование, изготовление, монтаж, а также стандартами на материалы. Но в период эксплуатации конструкции обладают эксплуатационной, то есть фактической надёжностью, которая применительно к подкрановым балкам, как показывает практика, оказывается значительно меньше нормативной. Известно, что первые повреждения в подкрановых балках появляются уже через 4-5 лет эксплуатации [4, 53, 96, 120, 121, 123], хотя нормативный срок службы подкрановых конструкций 4050 лет. Далее эти повреждения в особенности в верхней зоне стенки балок развиваются и уже к 10-15 годам эксплуатации (см. раздел 2.1.) принимают массовый характер.

Эксплуатационная надёжность является функцией, убывающей во времени, так как со временем неизбежно появление и накопление в конструкциях различного вида повреждений, понижение механических свойств материала вследствие старения, усталости при воздействии переменных циклических и вибрационных нагрузок, то есть физического износа конструкции.

Многочисленные обследования цехов свидетельствуют о том, что подкрановые конструкции являются наиболее повреждаемыми элементами каркаса. Ремонт и замена подкрановых балок стали для предприятий явлением систематическим, требующим нарушения технологического процесса, значительных материальных и трудовых затрат.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что выполнена значительная работа по исследованию причин неудовлетворительной долговечности подкрановых балок. Но попытки многих исследователей установить одну "генеральную" причину образования усталостных разрушений не увенчались успехом. Более того, до настоящего времени не определён полный перечень факторов, определяющих усталостную прочность ПБ. Количественные оценки вклада каждого фактора применительно к расчёту на выносливость часто противоречивы или полностью отсутствуют.

При этом достаточно глубоко изучены закономерности нагружения конструкции и напряженно-деформированного состояния верхней зоны балок под действием перемещающейся нагрузки. Выявлен ряд факторов, усугубляющих работу конструкций, связанных с разного рода дефектами подкрановых путей и самих балок, тем не менее, проблема долговечности остаётся открытой.

Множество факторов, случайность времени и места их проявления, различная степень их опасности порождают статистический характер усталостных повреждений балок, вызывая неясность представлений о причинах образования трещин и сроках их появления.

Выделение и исследование каждого фактора в отдельности, с последующим обобщением полученных зависимостей - путь весьма сложный и трудоёмкий. Очевидно, что точное аналитическое решение для прогнозирования долговечности найти невозможно, поэтому необходимо привлекать методы теории вероятностей и математической статистики, достаточно развитые других областях науки (машиностроение, химия, металлургия и др.). Тем более что в последнее время, эти методы, достаточно часто находят применение и в расчётах строительных конструкций.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 1. Силовые факторы

F - сосредоточенная сила;

М, N, Q- изгибающий момент, продольная и поперечная силы;

МХ) Му - изгибающие моменты, действующие по соответствующим осям;

М( - местный крутящий момент, приложенный к верхнему поясу балки; ахе, qy - распределённые погонные нагрузки по соответствующим осям; <5* Тху - компоненты плоского напряжённого состояния; оух, <Jfy, Tfxy - компоненты местного напряжённого состояния при локальном изгибе стенки; amax, <Jmin, ~ максимальные, минимальные и средние напряжения цикла нагружения; <Jioc - местное напряжение.

2. Геометрические величины

L - пролёт балки;

A, Aw, Af- площадь поперечного сечения балки, стенки, полки; hw - высота стенки балки; tw, tf- толщина стенки и полки балки; bf- ширина пояса балки; aip, tp, bp - длина, толщина и ширина поперечного ребра жёсткости; а - расстояние между поперечными рёбрами жёсткости; lg - предельно допустимая полудлина усталостной трещины; J\ - собственный момент инерции верхней полки;

J2 - момент инерции таврового сечения, состоящего из нижней полки и стенки; Jf- сумма собственных моментов инерции кручения полки и рельса; S, Sf - статический момент сопротивления отсечённой части поперечного сечения, полки;

- J Я сечения рёбер жёсткости;

Jр = Р - относительный безразмерный момент инерции поперечного

S= f w sfK - относительный статический момент сопротивления полки; t/

X - 3,26 • з I—— условная длина распределения сосредоточенного давления в V w стенке стальной балки;

I- Д - ~— - относительная длина распределения сосредоточенного давления в К стенке балки.

3. Физико-механические характеристики

Е - модуль упругости при растяжении - сжатии; G - модуль сдвига;

Rv - расчетное сопротивление усталости; v- коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона); Et3

D =

-jr - цилиндрическая жесткость пластины толщинои t;

12(1 —v) стт - предел текучести стали;

7т - предел прочности стали; сгд, а.], сто - предел выносливости, предел выносливости при симметричном и отнулевом цикле нагружения.

4. Сокращения

ПБ - подкрановая балка; ВЗС - верхняя зона стенки; УТ- усталостная трещина;

КИН - коэффициент интенсивности напряжений

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Напряжённо-деформированное состояние и сопротивление усталости подкрановых балок.

Под действием подвижной крановой нагрузки в верхней зоне стенки балок возникает сложное напряжённое состояние, включающее многочисленные составляющие общих и местных напряжений (см. рис. 1.1). Для анализа нагру-женности балок в процессе эксплуатации необходимо рассмотреть результаты исследований их местного напряжённого состояния.

3"с1ор,х СПос,х °х0 - --> —> — А А А А dop,y Ofy V

Jdop,y -----1

Tfy xv.O

Tfy

->

- > A f"dop,y V V V ioc,x

-f"dop,x dop.yj ^dop,y - дополнительные нормальные и дополнительные касательные напряжения, возникающие вследствие несоответствия расчётной модели и действительных условий эксплуатации.

Рис. 1.1. Напряжения, действующие на элементарную площадку в ВЗС сварной подкрановой балки

Теоретические основы расчёта стенок на местные воздействия нагрузки были заложены в работе Броуде Б.М. [11]. Рассматривая стенку в виде упругой полуплоскости, на которую опирается верхний пояс и подкрановый рельс, автор исследовал законы распределения давлений и местных напряжений смятия в стенке (Jioc,y Однако учёт этих напряжений при проектировании новых балок оказался недостаточным, после нескольких лет интенсивной эксплуатации в них также появлялись усталостные повреждения [16, 37]. В связи с этим работы по анализу напряжённого состояния были значительно расширены. Так в исследованиях Лампси Б.Б. [59], Рывкина Э.А. [92], Федосеева В.П. [112], Куди-шина Ю.И. [54], Мааса Г. [63] и других авторов были изучены дополнительные напряжения стенки от местного давления, достигающие:

Тюс,х=(ОД5.0,50)оъс,у, г1ос,ху=(0Д5.0,32)о-]ос,у.

Разработаны методы их расчёта, которые однако, в ряде случаев дают существенно отличающиеся результаты. Это, по-видимому, связано с возможностями способов решения теоретических задач применённых авторами и требует соответствующего анализа для использования в практических расчётах. Отмечено, что рассмотренные выше работы выполнялись, как правило, при плотном и непрерывном опирании рельса на балку. В связи с этим интересны исследования Кудишина Ю.И. [55] о влиянии единичной неровности на местное сжатие стенки, при наличии которой местные напряжения могут возрасти в 1,5-2 раза. Развивая работу в этом направлении Шишов К.А. [119] выявил пятна контакта между рельсом и поясом эксплуатируемых балок, через которые нагрузка передаётся на балку. Анализом расчётных и замеренных в эксплуатации напряжений местного смятия <Tioc?y выявлено их незначительное отличие, достигающее 10.15%. Аналогичные результаты получены Сабуровым В.Ф. [93] - замеренные им напряжения были близки или меньше расчётных. На основании полученных данных сделан вывод о том, что несмотря на принципиальные отличия расчётных предпосылок и действительных условий передачи нагрузки с рельса на балку, формула Броуде Б.М. [11] даёт близкие к реальным оценки напряжений.

Исследованием местных изгибных напряжений занимались Апалько А.А. [3], Спенглер И.Е. [101], Москалёв Н.С. [72], Довженко А.С. [25], Шапиро Г.А. [116], Кочергова Е.Е. [46], Митюгов Е.А. [71]. В различной постановке было решено несколько задач об изгибе стенки из плоскости, получены зависимости для расчёта этих напряжений по величине крутящего момента [3, 71, 72, 116] дающие удовлетворительное совпадение результатов.

Экспериментальными исследованиями выявлено, что напряжения Ofy могут возникать в балках и при отсутствии смещения рельса с оси стенки. Это связано с передачей нагрузки на балки через случайно расположенные пятна контакта, т.е. местный крутящий момент М, определяемый в настоящее время по нормативному эксцентриситету, в действительности не связан с ним прямой зависимостью и является по существу параметром весьма неопределённым. Анализ исследования напряжений от местного изгиба стенки <7fx и г^ху показал, что теоретических решений по их определению в настоящее время не получено. Можно лишь отметить, что во всех работах авторы пренебрегали влиянием Ofx на нагруженность балок без каких-либо объяснений [8, 58, 88, 112]. Что касается rfXy , то ещё в работах Шапиро Г.А. [116] и Малышкиной И.Н. [64] были сделаны попытки оценить эти напряжения в условном тавре, включающем пояс и часть стенки высотой, соответствующей половине ширины пояса. Позднее Федосеев В.П. [112] вычислял эти напряжения с учётом коэффициента Трефф-ца, характеризующего влияние на г^ху концентраций напряжений во входящем угле между поясом и стенкой. Из экспериментальных данных, полученных Рыбкиным Э.А. [91], эти напряжения составляют г^ху = 0,31<7fy . Исследованиями местных крутящих воздействий установлено, что возникающие при этом напряжения существенно ухудшают условия работы стенки. В связи с этим, для обеспечения долговечности балок, предполагалось повысить крутильную жёсткость пояса и рельса, за счёт постановки ламелей различной конструкции [82]. Однако эти мероприятия ожидаемого эффекта не дали. Причина, видимо, заключается в том, что разработанные предложения лишь частично улучшают условия работы балки и не учитывают в достаточной мере, фактических характеристик сопротивления усталости.

Для поздних работ характерно расширение взглядов на проблему усталостной долговечности балок. Анализом напряжённого состояния стенки выявлено, что под действием подвижной крановой нагрузки в её верхней зоне возникает сложное напряжённое состояние, включающее, по меньшей мере, 7 составляющих, влияние которых необходимо учитывать при оценке нагруженно-сти балок. Разработан ряд гипотез о критериях напряжённого состояния [58, 65, 77, 112], для каждой из которых определены опасные сечения, наихудшее сочетание составляющих, характеристики циклов напряжений, получены кривые усталости.

Особенность выполненных исследований [58, 77, 78, 112] заключалась в том, что усталостные испытания балок проводились на действие регулярной подвижной нагрузки, существенно изменившей напряжённое состояние испытываемых балок. Трещины возникали на сжатой поверхности со стороны эксцентриситета передачи давления, в сечениях, удалённых на 0,33.0,42 длины балки от опоры. Следует однако отметить, что ограниченная база усталостных испытаний, составляющая не более N6 = 2.3 млн. циклов, не даёт достаточно точной характеристики предела выносливости aR [91], в связи с чем нормативы на проведение этих испытаний предписывают базу не менее N6 = 5 млн. циклов. Кроме того, критерии напряжённого состояния и параметры кривых усталости, полученные испытаниями на регулярную циклическую нагрузку, не учитывают существенных отличий выносливости конструкций, работающих в условиях случайной нагруженности [40]. Опыт эксплуатации подкрановых балок тому подтверждение [84, 85, 120].

Таким образом, из анализа работ по исследованию напряжённо-деформированного состояния и выносливости балок под действием регулярной подвижной нагрузки следует, что для обеспечения требуемой долговечности подкрановых балок в эксплуатации, необходимы исследования их характеристик сопротивления усталости в условиях случайной нагруженности и базой испытаний не менее N5 = 10. 15 млн. циклов.

В настоящее время состояние верхней зоны стенки оценивается следующими показателями [98]:

1. По величине приведённых напряжений д/К +О1ос*)2 -К +<WKc,y +aL,y +3(тху+ТЮсду) ^РД,

2. По величине суммарных нормативных напряжений по оси X

CTioc,x ^ Ry

3. По величине суммарных нормативных напряжений по оси У loc,y+ CTfy < Ry

4. По величине суммарных касательных напряжений тху Т[0С)Ху ~t~Tf xy ^ Rs

Для обеспечения долговечности деталей, работающих в условиях случайной нагруженности, разработаны вероятностные методы расчёта их ресурса и долговечности. Основанные на одной из гипотез суммирования линейных повреждений, наиболее простой из которых является линейная гипотеза, предложенная Пальмгреном в 1924 году, смысл их сводится к следующему:

- распределение напряжений, возникающих в конструкции под действием некоторого блока нагрузок, представляют в виде ступенчатой функции (рис. 1.2) и общее количество напряжений за период эксплуатации определяют по формуле: n, = f^-A,

- число циклов до появления усталостного повреждения N; при действии напряжений Cai — > определяют из уравнения кривой усталости.

Предполагают, что при блочном нагружении с переменными амплитудами напряжений, относительное усталостное повреждение от напряжений <jaj составляет rii /Ni. Тогда, согласно линейной гипотезе, усталостное разрушение наступает при достижении суммы относительных повреждений по всем уровням напряжений са; > а.]д величины а =Х( nj/Nj).

Ранее считалось, что повреждение наступает при а = 1. Однако, результаты последующих исследований и опыт эксплуатации свидетельствуют о том, что а изменяется в очень широких пределах (0Д.1) и следовательно может приводить к 10-кратной ошибке не в запас долговечности [41]. В связи с этим Когаевым В.П. была разработан методика [40], корректирующая линейную гипотезу суммирования усталостных повреждений путём расчёта суммы относительных долговечностей ар с учётом формы блока напряжений Ga;, и повреждающего действия амплитуд Gaj > 0,5с1Д. аГУ0,5д,д an =-—;

Р -.max л ca -0,5а1Д = t Vi5 . b Zj CTmax ' i '

Подставив вместо a, ni5 Ni приведённые выше зависимости, получают формулу для определения ресурса конструкции, выраженного в блоках нагружения: a-O^No

5>К. '

Весьма интересны исследования Тимашёва С.А. и Власова В.В. [18, 109] в результате которых разработаны алгоритмы расчёта усталостной долговечности и надёжности подкрановых балок, надёжностной оптимизации изгибаемых систем. Разработанные ими методы позволяют оценить ресурс, долговечность и надёжность конструкций в вероятностном аспекте, оптимизировать сечение балок с учётом заданного срока их использования, эксплуатационных затрат и возможного ущерба при отказе. Однако для их применения необходимо располагать статистическими характеристиками кривой усталости акд, m, NG и блоком распределения амплитуд напряжений Gaj, fi5 . Данные, в достаточной мере характеризующие параметры кривой усталости в настоящее время отсутствуют, поэтому применение рассмотренных выше методов весьма проблематично.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследование работы подкрановых балок в условиях эксплуатации даёт возможность, используя данные о появлении и развитии усталостных трещин, получить математическую модель повреждаемости верхней зоны стенки, учитывающую действительные условия работы ПБ.

Установлено, что все факторы, влияющие на эксплуатационное состояние подкрановых балок можно разбить на две группы: собственные параметры конструкции и внешние воздействия. В ходе проведённого анализа выделено 10 факторов (по 5 факторов на каждую группу), определяющих повреждаемость подкрановых балок. По результатам обследования подкрановых балок общей протяжённостью более 7000м построены гистограммы распределения усталостных трещин по длине верхней зоны стенки. Установлено, что данное распределение, как в разрезных, так и в неразрезных ПБ имеет стохастический характер. Однако при обобщении полученных гистограмм распределение усталостных трещин выравнивается, что позволяет по всей длине верхней зоны стенки выбирать единые параметры повреждаемости.

Для количественной оценки повреждаемости выбраны параметры, позволяющие контролировать общее техническое состояние ПБ и максимальную длину трещины в верхней зоне стенки по длине технологического участка пролёта.

Установлено, что для прогнозирования повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок наиболее подходящей является методика планирования эксперимента. Данная методика позволяет получить регрессионные зависимости, описывающие влияние основных факторов эксплуатации на прогнозируемые параметры.

6. Полученная математическая модель, построенная на основании статистических данных по результатам обследования подкрановых путей общей протяжённостью около 25000м, позволила впервые количественно определить влияние каждого значимого фактора эксплуатации на повреждаемость верхней зоны стенки ПБ. Установлено, что значимость времени эксплуатации сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности колеблется в пределах 38,6.41,2%, совокупный вклад внешних воздействий составляет 37,5.39,2%, а собственные параметры конструкции определяют появление соответственно 21,3.22,3% повреждений.

7. Для перехода от повреждаемости к долговечности подкрановых балок введено понятие "предельно допустимая длина усталостной трещины", для расчёта которой, выведена инженерная формула. Расчётами установлено, что размер предельно допустимой длины трещины в верхней зоне стенки исследуемых подкрановых балок колеблется от 300 до 1200 мм.

8. Разработана инженерная методика, позволяющая прогнозировать повреждаемость и долговечность верхней зоны стенки сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности. На основании разработанной методики сформированы таблицы допустимых сроков эксплуатации подкрановых балок пролётом L = 12,0 м под краны групп режима работы «7К», «8К». Рекомендуемый срок эксплуатации данных балок до проведения капитального ремонта, согласно полученным таблицам, находится в пределах от 58 до 167 месяцев.

9. В результате проведённых исследований показана возможность повышения долговечности подкрановых балок в условиях эксплуатации и реконструкции на 20.25%, а также даны рекомендации, позволяющие устанавливать сроки обследования и планировать мероприятия по ремонту и замене подкрановых балок.

1. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента.- М.: Металлургия, 1968. 155 с.

2. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.Д. Грановский М.: Наука, 1976.-280с.

3. Апалько А.А. Напряжённое состояние стенок сварных подкрановых балок под действием местных статических нагрузок: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1959, с. 12.

4. Бабкин В. И. Оценка циклической трещиностойкости сварных подкрановых балок тяжёлого режима работы: Дис.канд.техн . наук. М.: ЦНИ-ИПСК, 1986. - 163с.

5. Балдин В.А. О причинах преждевременного выхода из стоя подкрановых балок и вопросы улучшения их конструкции // Промышленное строительство. 1966. - №10. - С. 20-22.

6. Бать А.А. Режим эксплуатации подкрановых балок и расчет их на выносливость: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1958, с. 24.

7. Бебнева Г.Б. Вибрационная прочность стальных предварительно напряжённых балок//Промышленное строительство. 1965.- № 12.- С. 2933.

8. Беленя Е.И., Кикин А.И., Муханов К.К., Васильев А.А. Особенности действительной работы подкрановых конструкций // Металлич. конструк. в строит: Сб. тр. / МИСИ. М.: Профиздат, - 1979. - №152. - С. 3-28.

9. Беленя Е.И., Нежданов К.К. К вопросу выносливости сжатой зоны стенки подкрановой балки // Промышленное строительство.- 1976. № 5. - С. 40-43.

10. Ю.Бирюлёв В.В., Сильвестров А.В. О некоторых особенностях работы стальных подкрановых балок.- Изв. Вузов. Сер. «Строительство и архитектура», 1968, №2, с. 8-14.

11. П.Броуде Б.М. Распределение сосредоточенного давления в металлических балках. М.: Стройиздат, 1950. - 95с.

12. Валь В.Н. Исследование вертикальных воздействий мостовых кранов на подкрановые балки: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1970, с. 22.

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

14. Варианты типовых решений по усилению металлических каркасов одноэтажных производственных зданий при реконструкции / Альбом 8172-П. Выпуск 1. Подкрановые конструкции. ГПИ "Ленпроектстальконструкция", JL, 1984.

15. Варианты типовых решений по усилению подкрановых конструкций. Альбом И-22-83. ГПИ "Сибпроектстальконструкция", Новокузнецк, 1983.

16. Васильев А.А. Особенности работы подкрановых конструкций и повышение срока их службы // Промышленное строительство. 1965. - №7. -С. 27-28.

17. Васюта Б.Н. Некоторые особенности развития усталостных трещин в верхней зоне стенки сварных подкрановых балок // Изв. вузов. Строительство. 2003. - № 10. - С. 4-13.

18. Власов В.В. Надёжностная оптимизация изгибаемых систем в условиях накопления повреждений: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, Днепропетровск, 1983, с. 17.

19. Горпинченко В. М, Бегунов В. Н., Пышкин Н. В. Экспериментальное исследование усталостной прочности неразрезной подкрановой балки // Строительная механика и расчёт сооружений. 1982. - № 2. - С. 36-38.

20. Горпинченко В. М., Лазарян А. С. Экспериментальное исследование усталостной прочности сварной подкрановой балки // Промышленное строительство. 1975. - № 12. - С. 40-41.

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

22. Громацкий В.А. Экспериментально-теоретическое исследование работы клёпанных подкрановых балок: Дис.канд.техн.наук.-М, ЦНИИСК.-1970.-155с.

23. Довженко А.С. Вибрационная прочность стенки сплошных подкрановых балок // Строительная промышленность. 1958. - №8. - С. 27-31

24. Довженко А.С. Сравнительные испытания на усталость моделей сварных балок под воздействием местной внецентренноприложенной нагрузки // Материалы по стальным конструкциям М.: Проектстальконструкция. -1959. - №4.-С. 162-175.

25. Довженко А.С. Экспериментальное исследование прочности сплошных сварных подкрановых балок при повторных нагрузках: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1960, с. 17.

26. Евстратов А.А. О проверке местной устойчивости стенки подкрановой балки // Строительная механика и расчёт сооружений. — 1984. №3.

27. Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального эксперимента: Учеб. пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. -320 с.

28. Житянная Е.В. Несущая способность стальных неразрезных балок, подкреплённых поперечными рёбрами жёсткости и разработка практических методов их расчёта: Автореф . дис. .канд.техн.наук. Свердловск: УПИ им Кирова, 1984. 17с.

29. Заславский И.Н., Флакс В.Я., Чернявский В.Л. Долговечность зданий и сооружений предприятий чёрной металлургии.- М.: Стройиздат, 1979. -73 с.

30. ЗО.Изосимов И.В., Фигаровский А.В., Пичугин С.Ф., Валь В.Н. Исследование силовых воздействий от мостовых кранов // Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1966. - С. 164-179.

31. Камбаров В.И. Влияние технологических факторов на характеристики крановых нагрузок, ресурс и долговечность сварных подкрановых балок: Дис.канд.техн . наук. М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева , 1988. - 241с.

32. Кикин А.И. Исследование величин боковых сил, возникающих между мостовым краном и подкрановыми путями: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1947, с. 23.

33. Кикин А.И. Обобщение материалов повреждений конструкций зданий и сооружений металлургических заводов. Отчёт Гипромеза и МИСИ, 1956 г.

34. Кикин А.И. Особенности проектирования стальных конструкций зданий и сооружений заводов чёрной металлургии при учёте условий эксплуатации: Дис.докт.техн.наук, М., 1953. С. 384.

35. Кикин А.И., Васильев А.А., Валь В.Н. Резервы несущей способности металлических конструкций мартёновских цехов // Промышленное строительство. 1967. - №9. - С. 14-16.

36. Кикин А.И., Эглескалн Ю.С. Результаты обследования подкрановых конструкций, запроектированных по действующим нормам // Промышленное строительство. 1968. - №12. - С. 48.

37. Кикин.А.И., Васильев А.А, Кошутин Б.Н. Повышение долговечности стальных конструкций промышленных зданий.- М., Госстройиздат, 1969. 415с.

38. Киневский А.И. Повышение надёжности подкрановых балок в условиях эксплуатации: Автореф.дис. . канд.техн.наук.- М.: ЦНИИПСК, 1983. -15с.

39. Клыков Н.А. Расчёт характеристик сопротивления сварных соединений. -М.: Машиностроение, 1984. 156 с.

40. Когаев В.П. Расчёты на прочность при напряжениях переменных во времени. Сер. Библиотека расчётчика. - М.: Машиностроение, 1977. - 231с.

41. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчёты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. -224 с.

42. Колотов О.В. Влияние неоднородностей контактных поверхностей рельса и верхнего пояса: Автореф . дис. .канд.техн.наук. М.: МИСИ им. Куйбышева, 1993. 22с.

43. Кочергова Е. Е. Влияние глубины проплавления стенки подкрановой балки в соединении её с верхним поясом на выносливость // Промышленное строительство. 1960. - № 8. - С. 55-59.

44. Кочергова Е. Е. Дефекты в подкрановых балках и мероприятия по повышению их долговечности // Строительная промышленность. 1958. -№4.-С. 21-25.

45. Кочергова Е. Е. О способах приварки рёбер жёсткости в подкрановых балках//Промышленное строительство. 1974, - № 9. - С. 41-43.

46. Кочергова Е.Е. Пути повышения долговечности подкрановых балок // Промышленное строительство. 1966. - №9. - С.18-22.

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

48. Кошутин Б.Н. Статистическое определение коэффициентов перегрузки вертикальных крановых нагрузок // Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1966. - С. 195-211.

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

50. Крылов И. И. Пути увеличения ресурса подкрановых балок // Металлические конструкции (научная информация). Вып. 1. - Киев: Ассоциация кафедр металлических конструкций вузов СНГ. - 1993. - С. 92100.

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

52. Крылов И.И., Тарасевич В.В. Живучесть эксплуатируемых подкрановых балок с усталостными повреждениями // Изв. вузов. Строительство. -1998.-№2.-С. 17-25.

53. Кудишин Ю.И. Контактные задачи о подкреплениях и пересечениях тонких пластин (применительно к металлическим конструкциям): Автореф. Дис. . .докт.техн.наук, М., 1986, с. 25.

54. Кудишин Ю.И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1967, с. 22.

55. Кунин Ю.С. Исследование процессов нагружения стальных подкрановых балок вертикальными крановыми нагрузками в цехах металлургического производства: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1969, с. 24.

56. Кунин Ю.С., Эглескалн Ю.С. Исследование статистических свойств режимов нагружения подкрановых конструкций // Промышленное строительство. 1966. - №9. - С. 36-39.

57. Лазарян А.С. Разработка методики расчёта на выносливость верхней зоны стенки подкрановых балок: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1976, с. 17.

58. Лампси Б.Б. Напряжения в стенках призматических тонкостенных стержней при поперечных нагрузках // Известия ВУЗ. 1964. - №9. - С. 18-31.

59. Ларионов В.В. и др. Характеристики статической и циклической прочности и трещиностойкости сварных соединений конструкционных сталей при низких температурах // Проблему прочности. 1992. - №2. - С. 17-27.

60. Ларионов В.В., Бабкин В.И. Развитие усталостных трещин в подкрановых балках // Сб. научных трудов ЦНИИПСК. М, 1986. - С.23-32.

61. Лащенко М.Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооружений. Л.: Госстройиздат, 1969 г.

62. Маас Г. Новые исследования усталостной прочности подкрановых путей // Чёрные металлы. перевод с нем. - М.: Металлургия, 1971. - №19. - С.23.29.

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

64. Малышкина И.Н. Некоторые вопросы прочности сварных подкрановых балок // Металич. констр.: Сб. тр. / Под ред. Балдина. М.: ЦНИИСК, 1968.-С. 15-18.

65. Математическое моделирование при расчётах и исследованиях строительных конструкций: Учеб. пособие / В.В. Горев, В.В. Филиппов, Н.Ю.

66. Тезиков. М.: Высшая школа, 2002. - 206 е.: ил.

67. Махутов Н. А., Алымов В.Т., Бармас В.Ю. Инженерные методы оценки и продления ресурса сложных технических систем по критериям механики разрушения // Заводская лаборатория. 1997. - № 6. - С. 45-51.

68. Металлические конструкции, в 3 т. Т. 1. Общая часть (справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В. Кузнецова (ЦНИИПроектстальконструк-ция им. Н.П. Мельникова) М.; изд-во АСВ, 1998. - 576 с.

69. Металлические конструкции. В 3 т. Т.2. Конструкции зданий: Учеб. для строит. ВУЗов / В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов, Г.И. Белый и др.; Под ред. В.В. Горева. М.: Высш.шк., 1999. - 528с.

70. Щ 70.Митюгов Е.А. Исследование кручения верхнего пояса и местного изгибастенки в металлических подкрановых балках — Автореф. на соиск. учён, степени канд. техн. наук. М, 1970.

71. Митюгов Е.А. Кручение верхнего пояса подкрановых балок // Металлич. констр. М.: МИСИ, 1970. - №85. - С. 37-41.

72. Москалёв Н.С. Исследоваие работы сварных стержневых подкрановых балок под динамической нагрузкой: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1959, с. 12.

73. Муханов К. К., Шишов К. А. Исследование местного напряжённого состояния стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. -1968. № 10. - С. 44-45.

74. Мюнзе В. X. Усталостная прочность сварных стальных конструкций. М.: Машиностроение. 1968. - 311 с.

75. Наумченков Н.Е., Боград С.А. Повышение прочности и долговечности сварных крановых металлоконструкций поверхностно пластическим деформированием // Вестник машиностроения. - 1970. - № 1. - С. 30 -32.

76. Наумченков Н.Е., Боград С.А. Сопротивление усталости тавровых соединений, выполненых сваркой в углекислом газе угловыми точечными швами // Сварочное производство. 1969. - № 1. - С. 31 -33.

77. Нежданов К.К Исследование выносливости сжатой зоны стенки стальных сварных подкрановых балок: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1975, с. 18.

78. Нежданов К.К. Повышение долговечности подкрановых балок // Промышленное строительство. 1987. - №1. - С. 43-45.

79. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчёта: Автореф . дис. .доктора техн.наук. М.: МИСИ им Куйбышева, 1993. 42с.

80. Носов С.В. Планирование эксперимента: Учебное пособие,- Липецк: ЛГТУ, 2003.- 85с

81. Один И.М. К расчёту напряжений в стенках подкрановых балок от смещения рельса. Пром. строительство, 1962, №3.82,Отрешко A.M. Оптимальная форма подкрановых балок при тяжёлом режиме работы кранов // Промышленное строительство. 1965. - №11. - С. 15-16.

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

83. Патрикеев А.Б. О механизме разрушения верхних участков стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1971. - №5. - С. 3843.

84. Патрикеев А.Б. Об эксплуатационной надёжности стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1976. - №5. - С. 38-41.

85. Патрикеев А.Б., Щукин Я.А. К вопросу о горизонтальных воздействиях ходовых колёс мостовых кранов с рельсами // Вестник машиностроения. -1965.-№1.-С. 31-34.

86. Пичугин С.Ф. Статистическое исследование горизонтальных и вертикальных силовых воздействий мостовых кранов на конструкции промышленных зданий: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1968, с. 24.

87. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий / А.И. Кикин, А.А. Васильев, Б.Н. Кошутин и др.: Под ред. А.И. Кикина. М.: Стройиздат, 1984. - 302 с.

88. Пособие по проектированию усиления стальных конструкций (к СНиП II-23-81*) / Укрниипроектстальконструкция. М.: Стройиздат, 1989. - 159с.

89. Рухович И.Р. Особенности нагружения стальных подкрановых балок в условиях эксплуатации и реконструкции: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, Киев, 1983, с.22.

90. Рывкин Э.А. Напряжённое состояние элементов стальных тонкостенных стержней в зоне приложения локальных нагрузок: Дис. канд. техн. наук. -М.: МИСИ, 1978. 244 с.

91. Рывкин Э.А. Определение местных напряжений в элементах стальных подкрановых балок // Металлич. констр. в строит. М.: МИСИ, 1983. -№183. -С.35-59.

92. Сабуров В.Ф. Анализ совместной работы рельса, низкомодульной прокладки и верхнего пояса подкрановой балки и верхнего пояса подкрановой балки на местное воздействие колёс крана: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1970, с. 13.

93. Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка метода расчётной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий: Автореф. Дис. .докт.техн.наук, М., 2002, 43 с.

94. Серенсен С.В, Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность: 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. - 488с.

95. Скляднев А.И. Трещиностойкость стальных балок при действии циклических, подвижно-циклических и катучих нагрузок: Дис.докт.техн.наук, М., 1999, С. 569.

96. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. М.: 1985.

97. СНиП П-23-81* Нормы проектирования. Стальные конструкции. М.: Стройиздат, 1991. - 96с.

98. СНиП II-B.3-72 "Стальные конструкции. Нормы проектирования"

99. Спенглер И.Е. Некоторые вопросы повышения надёжности и долговечности стальных конструкций // Промышленное строительство. 1965.- №4. С. 15-17.

100. Спенглер И.Е. Некоторые вопросы проектирования, монтажа и эксплуатации стальных подкрановых балок // Промышленное строительство.- 1965.-№12.

101. Спенглер И.Е. О выносливости лёгких подкрановых балок пролётом 6 м. // Промышленное строительство. 1963. - № 4. - С. 49-52.

102. Спирин Г.М. Исследование работы стальных подкрановых балок для кранов тяжёлого и весьма тяжёлого режимов работы: Дис.канд.техн.наук. JI, Ленинградский ИСИ. - 1978. - 191 с.

103. Стрелецкий Н.С. К вопросу развития методики расчёта по предельным состояниям // Избр. тр. / Под ред. Е.И. Беленя. М.: Стройиздат, 1975.

104. Стрелецкий Н.С. К вопросу развития методики расчёта по предельным состояниям. Сб. «Развитие методики расчёта по предельным состояниям». М., Стройиздат, 1971 г.

105. Стрелецкий Н.С. К вопросу усиления экономического подхода в расчёте конструкций. Строительная механика и расчёт сооружений, 1965, №2, с. 1-4.

106. Стрелецкий Н.С. К вопросу учёта долговечности в расчёте конструкций // Промышленное строительство. 1963. - №9.

107. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учёта коэффициента запаса прочности сооружения. М., Стройиздат, 1947 г.

108. Тимашёв В.В., Власов В.В., Бареева Г.Н. Определение оптимального уровня надёжности стальных подкрановых балок // Повышение эффективности и качества металлич. констр. Тез. докл. / Всесоюзн. Совещ. -Белгород, 1979. - М.: Стройиздат, 1979. - С. 250-251.

109. Труфяков В.И. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках.- К.: Наук, думка. 1990. - 256с

110. Труфяков В.И. Усталость сварных соединений.- К.: Наук, думка.-1973.-216с.

111. Федосеев В.П. Экспериментально-теоретическое исследование усталостной прочности сжатой зоны стенки сварной подкрановой балки: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1975, с. 23.

112. Фигаровский А.В. Исследование горизонтальных поперечных воздействий мостовых кранов с гибким подвесом груза на конструкции промышленных зданий: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1969, с. 22.

113. Чумаков В.А. Увеличение ресурса эксплуатируемых подкрановых балок путём подкрепления пояса продольными рёбрами: Дис. канд. техн. наук. Новосибирск.: НИСИ, 1987.-238 с.

114. Шапиро Г.А. Действительная работа стальных конструкций промышленных цехов.- М.: 1952 г.

115. Шапиро Г.А. Местные напряжения в стенке подкрановой балки при внецентренной нагрузке // Строит, механ. и расчёт сооружений. 1959. -№5,.-С. 18-21.

116. Шапиро Г.А. Повреждения подкрановых конструкций цехов чёрной металлургии. Выпуск ПСК ОЭР-285, 1957 г.

117. Шилов Ю.Ф. Прогнозирование повреждаемости стальных подкрановых конструкций и повышение их выносливости в условиях реконструкции: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, Одесса, 1987, с. 23.

118. Шишов К.А. Исследование работы верхней части стенок стальных подкрановых балок: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1970, с. 20.

119. Эглескалн Ю.С. Исследование физического износа металлических конструкций производственных зданий: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1974, с. 22.

120. Эглескалн Ю.С., Кикин А.И. Режим работы производственных зданий // Промышленное строительство. 1980. - №12.

121. Яковенко А.Т. Изучение сочетания вертикальных крановых нагрузок от мостовых кранов в производственных зданиях: Автореф. Дис. .канд.техн.наук, М., 1974, с. 22.

122. Якушев A.M. Исследование повреждений и напряжённого состояния стальных подкрановых конструкций в цехах с кранами весьма тяжёлого и весьма тяжёлого режимов работы: Дис.канд.техн.наук. М, ЦНИ-ИПроектстальконструкция. - 1973. - 152 с.

123. Erdogan F. Bonded dissimilar materrials containing cracks parallel to the interface // Eng.Fract. Mech. -1971.- 3, N3. P. 231 - 240.

124. Erdogan F., Arin K. A half plane and a strip with an arbitralily located crack// Int. J. Fract. 1975. - 11, N2. - P. 191 - 204.

125. Erdogan F., Gupta G.D.,Cook T.S. The numerikal solutions of singular integral equations // Methods of analysis and solutions of crack problems/ -Leyden: Noordhoff Intern. Publ., 1973. P.368 - 425.

126. Ferjencik P., Kalousek V. Nosniky zeriavovych dran ICH zivotnost z hladiska napatia // Международный симпозиум " Действительная работа подкрановых балок", / Bratislava - Kocovce, 9-11 septembra, 1987. - Bratislava: 1987.-С. 30-41.

127. Fisher J. W., Hausamman H. Failure analysis of higway bridges. "US Dep. Commer. Nat. Bur. Stand. Spec. Publ.", 1982. №621.- P.95 - 109.

128. Flamant M. Sur la repartition des pressions dans un solide rectangulaire sharge transversalement. // Comptes rendus de 1 Akademie des Sciences de Paris, 1892. p. 1465.

129. Herzog M. Die Ermudungsfestigkeit gewalzter und geschweister Trager der Stahlguten St 37, St 52 St E 70 nach Versuch // Stahlbau 1975. - № 8. - S. 252 - 256.

130. Lukas J. Unava za viceose napjatosti urychlenie unavove zkousky jereabovych konstrukci. Международная конференция 19-20 kvetna, 1987, Plzen, CSSR. - s.94 -109.

131. Lukas J. Vyzkum pusobeni lerabovych dran a nove typy jerabovych dran // Международный симпозиум " Действительная работа подкрановых балок"/Bratislava Kocovce, 9-11 septembra, 1987,-Bratislava: 1987. - C.151 -162.

132. Oxfort J. K. Zur Biegebeanspruchung des Stegblechanschlusses infolge exzentricher Radlasten suf dem obergurt von Kranbahntragern. // Stahlbau. -1981. H.7. - s.215-217.

133. Reemsnyder H. S., Demo D. A. Fatique cracking in welded crane runway girders: causes and repair procedure // Iron and Steel Engineer. 1978. -v.55. -14. - P. 52 - 56.

134. Senior A. G., Gurney T. R. The desing and service life of the upper part of weided crane girders. //The Structural Engineer. 1963.-v.41. -110. - p.301-312.