БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 34 |

«65-я научно-техническая конференция ФГБОУ ВПО СибАДИ ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ И ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ...»

-- [ Страница 4 ] --

Дальнейшее решение выполним на основе, полученного таким образом, уравнения поперечных колебаний стержня при воздействии нагрузки 2. Решение уравнения (7) представим в виде разложения [5] в заданном координатном базисе j ( x), удовлетворяющем граничным условиям, с искомыми амплитудами V j (t ) ( j 1,..., n ). Подставив перемещения (8) в уравнение (7), записанное в форме L 0, полученную невязку ортогонализируем в интервале x [0, l ] к функциям Систему n полученных уравнений представим в матричной форме относительно векторной функции V (t ) [V1 (t )... Vn (t )]т.

3. Частные решения. Слагаемым вектора правой части (9) соответствуют два частных решения: от действия температуры и Vq (t ) - от нагрузки. Для нахождения последнего сформулируем модель динамической подвижной нагрузки. Примем следующие ее характеристики и обозначения: длину lq, постоянную скорость движения uq, координату начала xq в момент времени t 0, координаты начала xb (t ) xq uqt и конца xe (t ) xb lq в произвольный момент времени, заданный закон изменения интенсивности нагрузки q (, t ) в локальной системе координат x xb, выявленный предварительным расчетом колебаний подрессоренной нагрузки при движении по неровной поверхности [1].

Представим закон нагрузки, действующей на [0, lq ], в виде Наличие дельта-функции в компонентах вектора G q (t ) приводит к сужению исходной области интегрирования до подобласти, занятой нагрузкой [ xb, xe ](t ). На этапе появления нагрузки ( xb 0 ) и схода ее с моста ( xe l ) следует соответственно принять xb 0 и xe l.

Представим локальный закон нагрузки в виде произведения q (, t ) q () f (t ) координатного профиля q () и безразмерной функции времени f (t ). Тогда вектор в правой части (9) примет вид:

Влияние времени проявится в двух формах: в виде функционального коэффициента f (t ), обусловливающего изменение амплитуды нагрузки и в виде смещающегося фронта нагрузки xb (t ). Для основного интервала времени интеграл (11) может быть переписан в локальных координатах:

f (t )i ( x)q ( x xq ut ) в ряд Фурье по времени:

с функциональными коэффициентами:

где q 2 /, (l lq ) / u – частота и период воздействия нагрузки, k0 – число удерживаемых членов бесконечного ряда. Тогда При использовании формы (12) интегрирование в (14) выполняется по интервалу [0, lq ].

В соответствии с (13) искомое частное решение зададим в форме Подстановка (13), (15) в (9) для k -й гармоники ( k [0, k0 ] ) дает для числовых векторов Ck, S k систему двух матричных уравнений Суммируя решения (10), (15) с решением однородного уравнения, соответствующего (9) [5], получаем общее решение неоднородного матричного уравнения (9). Удовлетворив его начальным условиям, имеем искомые функции перемещений в начально-краевой задаче динамики поперечных колебаний модели слоисто-неоднородного пролетного строения моста при действии подвижной динамической нагрузки и температуры.

Кроме рассмотренного метода построения аналитического решения возможны и другие, основанные, например, на шаговой процедуре Ньюмарка [6], что в заданные моменты времени дает распределение ускорений V ( x, t j ), скоростей V ( x, t j ) и перемещений V ( x, t j ) ( j 0,1,... ).

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Минобрнауки РФ, номер проекта № 2.1.2/4822.

1. Барченков А.Г. Динамический расчет автодорожных мостов. – М.: Транспорт, -1976.

– 199 с.

2. Биджиев Р.Х. Расчет сталежелезобетонных балочных мостов на подвижную нагрузку с учетом реальных свойств материалов проезжей части / Вопросы надежности мостовых конструкций. – Л, 1988. – с. 41–45.

3. Немировский Ю.В., Соловьев Л.Ю., Цветков Д.Н. Оценка несущей способности сталежелезобетонных пролетных строений по результатам испытаний / Вестник СибГУПС. – Новосибирск: изд-во СибГУПС. – 2005. – вып. 12. – с. 139–144.

4. Мищенко А.В., Немировский Ю.В. Динамический расчет высотных зданий на ветровую нагрузку / Проблемы оптимального проектирования сооруж.: Доклады II всерос. конф.: Новосибирск 5 – 6 апреля 2011 г. - Новосибирск: НГАСУ, 2011. - с. 257p>

5. Мищенко А.В., Немировский Ю.В. Динамика плоского движения слоистонеоднородного стержня при использовании метода Бубнова-Галеркина / Современные проблемы машиностроения: Труды V Междунар. научно-техн. конфер 23-26 ноября 2010 г.;

Томский политех. ун-т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 90-95.

6. Мищенко А.В., Немировский Ю.В. Особенности динамического деформирования композитных рам из разномодульных материалов / Материалы XVII межд. симп.

«Динамические и технологические проблемы механики констр. и сплошных сред»

им. А.Г. Горшкова. – М, 2011. – т. 2. – 41-43.

УДК 624.522:669.

МЕТОДИКА ПОЭТАПНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО РАСЧЕТА

ВАНТОВЫХ МОСТОВ

Томский государственный архитектурно – строительный университет В мировом мостостроении все более широкое применение находят вантовые мосты. Возрастают величины их пролётов, уменьшается относительная высоты балки жёсткости, наблюдается тенденция к последовательному сокращению длин панели при увеличении числа вант, что связано со стремлением снижения изгибающего момента в балке жёсткости, непрерывно возрастает экономичность строительства мостов с большими пролётами.

В связи с высокой степенью неопределимости вантовых систем актуальность проектирования таких мостов обусловлена выбором наиболее оптимальных методов расчета и программных средств, как с точки зрения точности расчета, так и с точки зрения скорости их выполнения автоматизированными методами.

Известны теоретические исследования авторов [1, 2], которые позволяют с точностью присущей инженерным расчетам, оценить основные конструктивные элементы вантовых мостов. В тоже время наиболее точные расчеты при проектирование сложных вантовых мостов возможно выполнить с помощью специального программного обеспечения.

В качестве примера решения проектных задач в учебном процессе и инженерных проектах предлагается производить расчет в программном комплексе ЛИРА. Однако программа не позволяет выполнять расчеты задач с геометрической нелинейностью, когда жесткости элементов, входящих в конструкцию отличаются в тысячу и более раз. Кроме того, разработчики не дают в своих примерах решения задач ни одного расчета вантового и подвесного моста. В расчетных схемах вантовых мостов жесткость вант значительно меньше жесткости балки жестки. Решить эту задачу возможно с помощью метода поэтапного компьютерного расчета.

В предложенном примере рассчитываются следующие схемы загружения: 1 – собственный вес;

2 – собственный вес + временная нагрузка;

3 – собственный вес + 40 % временной нагрузки;

4 – собственный вес + нагрузка НК, установленная в центра наибольшего пролета.

Рисунок 1. Изополя продольных напряжений [МН/м2] по загружению № На первом этапе необходимо провести расчет задачи в линейном режиме, когда ванты представляют собой линейный конечный элемент – стержень. Задача при этом рассчитывается при загружение № 3.

На этом этапе линию прогиба надо регулировать с помощью подбора сил действующих вдоль местной оси Х каждого ванта, до тех пор, пока линия прогиба балки жесткости не будет близка к нулю. В результатах расчета изополя продольных напряжений не должны превышать предельно допустимых расчетных сопротивлений.

На втором этапе рассчитываются 1, 2, 4 схемы загружения, но уже с использованием найденных усилий в вантах по первому этапу. На рисунке представлены линии прогиба балки жесткости для 1 – 4 загружения.

На третьем этапе балка жесткости исключается из всех расчетных схем, концы вант фиксируются по всем степеням свободы, кроме вращения относительно оси Х. Каждый вант разбивается на конечные элементы типа нить, для учета геометрической нелинейности. Одному из элементов каждой нити присваивается тип конечного элемента – фаркопф, для создания предварительного натяжения найденного на первом этапе решения задачи. Целью этих расчетов является определение напряжения в пилоне.

Рисунок 3. Пример вертикального перемещения пилона для загружения № По результатам расчета предельные напряжения в пилоне не должны превышать нормативных значений.

Таким образом, расчет вантовых мостов с использованием программного комплекса ЛИРА путем поэтапного решения задачи позволяет получить необходимые результаты для инженерного проектирования.

1. Петропавловский А.А. Вантовые мосты: Учебник. – М.: Транспорт, 1985.

2. Бахтин С.А., Овчинников И.Г., Инамов Р.Р. Висячие и вантовые мосты.

Проектирование, расчет, особенности конструирования: Учеб. пособие. – Саратов:

Сарат. гос. техн. ун-т, 1999.

УДК 691.328.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНСТРУКЦИЙ, АРМИРОВАННЫХ

МАКРО-СИНТЕТИЧЕСКОЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФИБРОЙ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Одними из наиболее распространенных и интенсивно изучаемых в настоящее время видов дисперсно армированных бетонов являются фибробетоны (ФБ) на основе металлической и синтетической фибры.

Наибольшее распространение в транспортном строительстве получила стальная фибра. Исследования, связанные с применением стальной фибры в несущих конструкциях ведутся уже более 40 лет. За это время сталефибробетон (СФБ) применялся в качестве конструкционного материала в таких сооружениях как монолитные и сборные обделки тоннелей, мостовое полотно, монолитные и сборные плиты сталежелезобетонных пролетных строений и в других конструкциях.

Тем не менее, известны проблемы, связанные с применением стальной фибры:

- коррозия фибры в трещинах;

- снижение пластичности материала с течением времени.

Первой проблеме посвящены работы многих исследователей, таких как Edgington J., Gurusamy K., Hannant D.J., Hoff G., Kosa K., Mangat P.S., NordstrmE., Schiessl P., Weydert R.

Одной из последних работ в этой области является работа Эрика Нордстрома (Швеция) [1]. Цель работы заключалась в выявлении механизмов коррозии стальной фибры в трещинах и оценке влияния коррозии на физико-механические свойства материала. Исследовались эксплуатируемые конструкции тоннелей и электростанций. В качестве конструкционного материала использовался сталефибронабрызг-бетон. В частности, в автодорожном тоннеле на трассе E6 (Рисунок 1), расположенном примерно в 10 км к северу от г. Варберга (Швеция), применялся набрызг-бетон с металлической фиброй в своде и на портальных участках. Исследования проводились в северной части тоннеля. Чтобы оценить степень коррозии стальной фибры, производилось выбуривание кернов в местах, где были обнаружены трещины, с последующими испытаниями в лабораторных условиях.

Рисунок 1. Автодорожный тоннель Viskan, Varberg В качестве выводов отмечено, что коррозия стальной фибры в трещинах шириной раскрытия до 0,2 мм была вызвана высоким содержанием хлоридов в грунтовых водах. Кроме этого, трещинообразованию способствовало отсутствие волокон на некоторых участках и усадка набрызг-бетона.

Второй проблемой занимались такие ученые как Bernard E.S., Hanke S.A., Hara T., Hirama A., Kikuchi K., Lankard D.R., Matsuura S., Nordstrm E., Phan Q.H.D., Sakamoto J., Shoya M., Uomoto T., Walker H.J.

Интересно отметить исследования Стефана Бернарда (Австралия) [2].

Программа экспериментальных исследований предполагала испытание круглых ФБ панелей. Образцы изготавливались путем традиционной формовки и набрызг-бетонированием и испытывались в возрасте 1, 2, 3, 7, 14, 28, 56, 91 и 180 суток и далее в возрасте 1, 2, 3, 5 и 10 лет.

В результате исследований были получены зависимости энергии поглощения, которая характеризует пластичность материала, от возраста ФБ (рисунок 2).

Рисунок 2. Графики зависимости энергии поглощения (Energy) фибробетона: а – на основе стальной фибры;

б – на основе МСФ Исследования показали, что ФБ на основе стальной фибры с возрастом теряет пластичность (рисунок 2а), что негативно сказывается на способности материала сопротивляться образованию и раскрытию трещин.

Таким образом, традиционные лабораторные испытания ФБ в возрасте суток, не дают полного представления о поведении материала при длительной эксплуатации.

Указанные проблемы в определенной степени решает применение макро-синтетической фибры (МСФ) вместо стальной. Например, в описанном выше эксперименте С.Бернарда, кроме образцов со стальной фиброй также испытывались образцы с МСФ. Результаты исследований показали, что с течением времени ФБ на основе МСФ не теряет пластических свойств (рисунок 2б). Также в пользу МСФ говорит и ее стойкость к различным видам коррозии (Рисунок 3).

В качестве примеров можно привести подводные автодорожные тоннели в Норвегии: Североатлантический (North Atlantic), Финфаст (Finnfast), Халсной (Halsnoy), которые были построены с применением МСФ для армирования.

Первое внедрение фибры в Норвегии было организовано в тоннеле Вадхим (Vadheim). Для обоснования выбора материалов проводились сравнительные испытания фибронабрызг-бетона на основе МСФ и стальной фибры с использованием круглых образцов-панелей.

Результаты испытаний показали, что ФБ с 25 кг/м3 стальной фибры эквивалентен по прочностным характеристикам ФБ с 5 кг/м3 МСФ, а ФБ с 35 кг/м3 стальной фибры эквивалентен ФБ с 7 кг/м3 МСФ при рассмотренных условиях. На основании лабораторных исследований были сооружены два опытных участка – 100 метров тоннеля с обделкой из ФБ на основе стальной фибры и 100 метров тоннеля с обделкой на основе МСФ.

Рисунок 3. Образец подверженный воздействию морской воды в течение 6 месяцев Наблюдение за состоянием обделки на опытных участках осуществлялось в течение 6…8 месяцев. В результате было установлено, что принципиальных различий в работе конструкций нет, однако было отмечено, что стальная фибра на поверхности обделки и в небольших трещинах подверглась коррозии.

Таким образом, по результатам проведенного обзора литературных источников были сделаны следующие основные выводы:

1. Применение МСФ для армирования бетонов является актуальным направлением в области транспортного строительства;

2. Характер работы фибробетонов на основе МСФ аналогичен работе фибробетонов на основе стальной фибры при подборе соответствующей дозировки стальной фибры и МСФ (ориентировочно 1 кг/м3 МСФ эквивалентен 5 кг/м 3. Применение МСФ позволяет решить проблемы коррозии фибры в трещинах и снижение пластичности в позднем возрасте бетона.

1. Nordstrm E. Durability of sprayed concrete. Steel fibre corrosion in cracks. Doctoral thesis. 2005. (Долговечность набрызг-бетона. Коррозия стальной фибры в трещинах).

2. Bernard E.S. Embrittlement of fiber-reinforced shotcrete / Shotcrete. Summer 2008.

(Снижение пластичности в фибронабрызг-бетонах).

УДК 624.

О ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАСЧЕТАХ ВАНТОВЫХ МОСТОВ

В.В. Чернышов, аспирант;

Г.М. Кадисов, д-р техн. наук, профессор Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Расчету висячих и вантовых мостов посвящено достаточно большое количество публикаций. В монографии [1] приведены с применением матричного аппарата методы расчета висячих и вантовых мостов с учетом геометрической нелинейности. В работе [2] рассмотрены методы расчета таких мостов на подвижную нагрузку. В обеих работах рассматриваются плоские расчетные схемы, что объясняется малопроизводительными вычислительными машинами. К настоящему времени состояние вычислительной техники и широкий выбор программных комплексов позволяют решать более сложные задачи, возникающие при проектировании и исследовании, например в частности, вантовых и висячих мостов. Так в работах [3], [4], [5] приводятся результаты статических и динамических расчетов пространственных моделей вантовых и висячих мостов с учетов аэродинамики. Необходимо отметить, что в этих работах для достоверности расчеты выполнены по двум различным моделям с применением различных программных комплексов.

Ниже рассматривается решение возникшей при проектировании вантовых мостов пространственной задачи об оценке аварийного состояния системы от обрыва несущего элемента – ванты. Сама природа происхождения обрыва несущего элемента описана не будет, считаем, что ванта обрывается мгновенно.

Рассмотрим элементарную вантовую систему, аксонометрия которой изображена на рисунке 1, ее общие размеры даны на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2. Геометрические размеры вантовой системы (мм).

Пространственная модель вантового моста состоит из пилона, балки и вант.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 34 |
 


Похожие материалы:

«Посвящается памяти Александра Алексеевича Большакова СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ ОСВОЕНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В XXI ВЕКЕ: ПРАВОВЫЕ, СОЦИАЛЬНО- ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Сборник докладов Международной научно-практической конференции Тюмень, 2013 УДК 556 ББК Ч 48 + 109 С-83 С-83 Стратегические проекты освоения водных ресурсов в XXI веке: правовые, социально-экономические и экологические аспекты: Сборник докладов Международной научно-практической конференции. – Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2013. – 298 ...»

«Посвящается памяти Александра Алексеевича Большакова Стратегические проекты освоения водных ресурсов Сибири и Арктики в XXI веке: концептуальное мышление и идентификация личности Сборник докладов Международной научно-практической конференции Том 2 Тюмень, 2012 УДК 556 ББК Ч 48 + 109 С-83 С-83 Стратегические проекты освоения водных ресурсов Сибири и Арктики в XXI веке: концептуальное мышление и идентификация личности: Сборник докладов Международной научно-практической конференции. Т. 2. – ...»

«Вильнюс 2014 1 Сборник издан Центром европейской трансформации (Беларусь) при поддержке Международной неправительственной организа- ции EuroBelarus (Литва) и Шведского центра развития сотрудни- чества НКО Форум Сюд. Беларусизация. Можно ли завершить процесс институционального строительства независимого государства?: Сборник материалов конференции / Под ред. А. Шутова. — Вильнюс, 2014. — 108 с. Тематика книги концентрируется на проблемах завершения институционального строительства независимых ...»

« ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»