ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИЗ АКТУАЛЬНОСТИ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ДОСТИЖЕНИЙ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ 7
1.1. Область применения стеклопластиковой арматуры 7
1.2. Основные свойства и особенности расчета стеклопластбетонных
конструкций 21
1.3. Задачи диссертационного исследования
2. МЕТОДИКА НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ, ОСНОВНЫЕ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ, ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЯ 35
2.1. Постановка задачи исследования, план исследования 35
2.2. Обоснование выбора программного обеспечения 48
2.3. Методика численного эксперимента, теоретические основы 58
2.4. Модели численного эксперимента моделирования железобетона в
ANSYS
2.5. Выводы по второй главе
73
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 74
3.1. Подготовка твердотельной модели для конечно-элементного 74 анализа.
3.2. Конечно-элементный анализ модели железобетонной опоры 7^
нагруженной проектными нагрузками.
3.3. Конечно-элементный анализ модели стеклопластбетонной опоры
нагруженной проектными нагрузками. 87
3.4. Конечно-элементный анализ совместной работы опоры и грунта 94
3.5. Конечно-элементный анализ случая гидравлического удара в модуле
ANSYS LS-Dyna 100
4. ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ВЫВОДЫ О ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЕ,
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕШЕНИЙ НА ПРАКТИКЕ 107
4.1. Интерпретация полученных результатов 107
4.2. Основные научные выводы 109
4.3. Технические предложения по реализации полученных решений на практике
Купить

Сферы применения новых материалов стремительно расширяются. В первую очередь это характерно для таких отраслей как строительство, самолето- и машиностроение. Одним из таких материалов является стеклопластиковая арматура прочно занявшая нишу для конструкций с невысокой степенью ответственности или в преднапряженных конструкциях. Использование данного изделия в области нефтедобывающих строительных объектов тоже набирает обороты, однако отсутствие строительной нормативной базы на данный материал является сдерживающим фактором при ее применении.
Интерес к использованию стеклопластиковой арматуры в настоящее время поддерживается путем проведения крупных выставок с участием производителей данной продукции [1]. В случае региональных производителей данной продукции в Республике Татарстан («Армтех», г. Елабуга, «Армастек» г. Елабуга, «Татнефть-Пресскомпозит», г. Елабуга) можно отметить увеличивающуюся тенденцию к внедрению продукции данных заводов на объектах строительства Республики Татарстан.
Основные исследования стеклопластбетонных изделий были произведены группой крупнейших научных организаций в СССР, таких как НИИЖБ Госстроя СССР, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, Харьковский Промстойниипроект, СибНИИЭ Минэнерго СССР, ЦНИИС Минтрансстрой СССР, научных подразделений инженерно-строительных вузов Москвы, Харькова и Воронежа [2]. На основе данных исследований были сделаны важные особенности ее применения. Расчет стеклопластбетонных конструкций производится по методу расчета железобетонных конструкции в соответствии с СП 63.13330-2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» с учетом повышенной декоративности стеклопластиковой арматуры, некоторого снижения ее прочности при изготовлении и эксплуатации конструкций в специфических условиях. При проектировании конструкций следует учитывать снижение прочности стеклопластиковой арматуры и бетона из-за следующих воздействий: повышенных температур (выше 50°С); влияния среды бетона, из которого изготовлена конструкция; влияния внешних агрессивных сред, воздействующих на конструкцию при эксплуатации; влияния температурно-влажностного режима технологического процесса изготовления конструкций (пропаривание, сушка).
Эксплуатация стеклопластбетонных конструкций при температуре выше 60° С допускается по согласованию с научно-исследовательскими и проектными организациями. Стеклопластбетонные конструкции относятся к конструкциям IV степени огнестойкости.
Применение стеклопластиковой арматуры регламентируется в первую очередь ее основными механическими характеристиками:
- Предел прочности при растяжении, Мпа, не менее <тв = 800 — 1400 ;
- Модуль упругости при растяжении, ГПа Еу = 5 0 — 1 3 0;
- Предел прочности на сжатие, Мпа, не менее а в с = 3 0 0 ;
- Предел прочности при поперечном срезе, Мпа, не менее oS H = 1 5 0 — 3 5 0 ;
- Предел прочности сцепления с бетоном, Мпа, не менее оу = 1 2 ;
- Плотность, т/м.куб. 1.8-2.0 .
Также отметим, что согласно [2] критической температурой для стеклопластиковой арматуры в конструкциях из цементных бетонов является температура 100 C°.
ПАО «Татнефть» осуществляет крупные строительные проекты на территории Республики Татарстан - это комплекс нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов АО «ТАНЕКО» в г. Нижнекамск и разработка залежей сверхвязких нефти в районе г. Альметьевска. Основная сфера применения стеклопластиковой арматуры на объектах ПАО «Татнефть» - армирование дорожных покрытий, неответственные конструкции (склады, вспомогательные сооружения), фундаменты неответственных конструкций и сооружений (опоры трубопроводов).
Поскольку основной вид строительных сооружений при разработке нефтяных месторождений трубопроводы, то интерес использования стеклопластиковой арматуры вызван возможностью использования ее в качестве армирующего материала в опорах трубопроводов - паропроводов. Традиционно конструкции опор паропроводов строятся на типовых проектных решениях, таких, например, как ТПР-2-86 [4]. В основном это вызвано требованием быстрого монтажа трубопроводов, когда использование монолитных работ не приемлемо по сроках монтажа.
Предварительная проработка вопроса замены стальной арматуры на стеклопластиковую в конструкциях опор паропроводов с проектным институтом «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» позволила выяснить основные сложности, мешающие использованию данной арматуры:
1) Отсутствие утвержденной нормативной базы для расчета
стеклопластбетонных конструкций;
2) Экспериментальный характер таких конструкций;
3) Отсутствие лабораторной базы для испытания таких конструкций;
4) Отсутствие методик расчета стеклопластбетонных конструкций в современном ПО для расчета строительных конструкций.
5) Отсутствие опыта специалистов строительных отделов института по расчету стеклопластбетонных конструкций;
6) Отсутствие готовых технических решений, прошедших экспертизу промышленной безопасности у производителей такой арматуры и у заводов ЖБИ.
Все перечисленные проблемы подтверждают актуальность данного диссертационного исследования, направленного на раскрытие особенностей работы стеклопластбетонных конструкций опор паропроводов в проекте разработки залежей сверхвязкой нетфи. Изучение данного вопроса позволит дать обоснованные рекомендации по использованию стеклопластиковой арматуры, что позволить дать оценку новым появившимся объемам производства стеклопластиковой арматуры и загрузить заводы Республики Татарстан, производящие стеклопластиковую арматуру, выпуском данной продукции.

Купить