ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1Повреждения стальных строительных конструкций
1.2Особенности усиления стальных конструкций
1.3Конструктивные решения изгибаемых элементов
1.4Усиление металлических балок путём увеличения сечения
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
2.1Теоретическое обоснование работы изгибаемого двутавра
2.2Теоретическое обоснование работы изгибаемого двутавра,
усиленного полосой, прикреплённой к нижней полке на сварке
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
3.1Методика испытания
3.2Результаты испытания эталонной балки
3.3Результаты испытания балки, усиленной без нагрузки
3.4Результаты испытания балки, усиленной под нагрузкой
3.5Анализ полученных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность работы. Актуальность темы исследования заключается в том что, в настоящее время развитие строительства неразрывно связано с реконструкцией, расширением и техническим перевооружением действующих зданий и сооружений. В процессе эксплуатации зданий, сооружений нередко появляется необходимость в усилении металлических ригелей: прокатных и составных балок рабочих площадок, подвалов и т.п.
Особенности эксплуатации таких балок: они находятся под нагрузкой и нередко поражены сильной коррозией.
Для дальнейшего безопасного использования, как правило, требуется их усиление.
Усиление балок проводится различными способами: изменением расчётной схемы, введением напрягаемых элементов, увеличением сечения усиливаемых конструкций.
Вопросам усиления стальных балок методом увеличения сечения уделялось значительное внимание: исследовались эффективность схем усиления, технологические аспекты присоединения элементов усиления.
Относительно неизвестны вопросы влияния начальных нагрузок и работа усиливаемых балок непосредственно в момент усиления.
Цель исследований - получение информации о влиянии начальных нагрузок на напряжённое состояние и несущую способность усиленных балок.
Задачи:
1.Теоретическое обоснование работы балок.
2.Экспериментальное исследование работы балок без усиления и усиливаемых под нагрузкой и без неё.
3.Анализ полученных результатов.
Предметом исследования является анализ напряжённого состояния усиливаемых балок.
Объект исследования магистерской диссертации - стальная балка двутаврого сечения.
Методы исследования. В ходе проведения теоретических исследований использовались классические методы строительной механики и теории сооружений.
Научная новизна диссертационной работы заключаться в следующем:
1.Получение информации о работе балок, усиливаемых без нагрузки.
2.Получение информации о работе балок, усиливаемых под нагрузкой.
Практическая значимость состоит в получении экспериментальных данных о влиянии начальных нагрузок на напряжённое состояние и несущую способность стальных усиливаемых балок.
Степень разработанности темы. Темой усиления металлических элементов и конструкций с целью повышения несущей способности и долговечности занимался ряд ученых. Среди них Ведеников В.С., Беленя Е.И., Игнатьева В.С., Муханов К.К., Бельский М.Р., Валь В.Н., Кикин А.И., Уваров Б.Ю., Лебедев А.Н., Андрианов К.А. и другие. В работе вышеперечисленных ученых больше затронуты конструктивные решения усиления. Значительно меньше отражено влияние на выбор технологии усиления существующих дефектов и повреждений конструкций. Проведённый поиск в технической литературе не выявил подобные работы по усилению под нагрузкой. Имеются лишь отдельные рекомендации, носящие фрагментарный характер.
Постоянное развитие города является основополагающим фактором в возникновении задач относительно различных существующих зданий и сооружений по их эксплуатационному состоянию. Предпосылками активной реконструкции является отказ городов разрастаться территориально.
Реконструкция - это изменение объемно-планировочной структуры здания, а также его конструктивно-технических решений с целью устранения физического и морального износа.
Основная доля реконструкции городов связана с развитием промышленного комплекса страны, где диктующим условием является техническое перевооружение и увеличение готовой продукции. Учитывая индивидуальность подхода к решениям задач связанных с реконструкцией, возможны изменения нагрузок на существующие конструкции, возможна смена существующих конструктивных схем. Перед увеличением нагрузок или изменением конструктивных схем необходима оценка технического состояния конструкций, для возможности подбора усиления элементов конструкций. Дополнительными причинами реконструкции могут быть ошибки при проектировании, преждевременная коррозия, механический износ, накопление дефектов и повреждений во время установки или эксплуатации. На основе вышеуказанных предпосылок формируются задачи связанные с усилением строительных конструкций. Разработка методик усиления, позволит получить рациональные экономико-конструктивные решения усиления стальных конструкций как новых, так и усиливаемых в реконструируемых зданиях и сооружениях.
В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи по обеспечению дальнейшего безопасного использования зданий и сооружений. При проведении реконструкции или технического перевооружения, в процессе возникает необходимость усиления металлических ригелей (балок).
Результаты проведённого исследования позволили дать новые трактовки напряжённого состояния усиливаемых стальных балок, с начальными прогибами в плоскости сечения элементов.
Была предложена методика усиления балки путем увеличения сечения при помощи прикрепления полосы к нижней полке балки двутаврового сечения, тем самым увеличив несущую способность.
Произведенные в работе исследования позволили сделать следующие выводы:
1.При усилении балок следует стремиться к увеличению их изгибной жёсткости.
2.При усилении балки с присоединением полосы, прикрепляемой к нижней полке, наиболее слабой частью балки с позиции усиления становится верхняя зона.
3.Усиление балки путем прикрепления полосы к нижней полке является недостаточно эффективным.
4.Наиболее эффективно для работы балок - симметричное усиление, что не всегда возможно в реальных условиях.
5.Величина начальной нагрузки практически не влияет на несущую способность усиленной балки.
6.В процессе усиления нагруженной конструкции имеет место небольшое
увеличение прогиба - 0,4 мм, что абсолютно безопасно с позиции
эксплуатации балки.
7.Предложенные методики расчёта несущей способности усиленных балок позволяют получить достоверные результаты.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
