Выносливость металлических подкрановых конструкций при тяжелом режиме циклических нагружений
Диссертация
Конструктивная форма подкрановых конструкций является основным фактором, влияющим на их выносливость и долговечность. Полученные аналитические зависимости, позволили повысить момент сопротивления до своего максимума Wx max. На основании полученных зависимостей разработан эффективный сортамент эллиптических труб. Эллиптический трубчатый профиль при п = 3 имеет характеристики, при которых… Читать ещё >
Список литературы
- P. Fergencik, J. Schun, J. Melcher, V. Vorisek, E. Chladny, NAVRHOVAN1. OCELOVYCH KONSTRUKCII, 1. Cast, ALFA, Bratislava.
- Абаринов A.A., Петров В. П., Рожков E.E. Технология изготовления стальных конструкций. Москва: ГИ, 1963.
- Балдин В.А., Вейцман Ш. К., Горпинченко В. М. Подкрановая балка: а.с. № 861 280. СССР //Бюл. № 33. 1981.
- Бать А.А. О расчете на выносливость. Строительная механика и расчет сооружений. 1959, № 5.
- Бать А.А. Режим эксплуатации подкрановых балок и их расчёт на выносливость: Автореф. дисс. канд. техн. наук, М.: МИСИ, 1959. 18 с.
- Бать А.А., Кошутин Б. Н. Режим эксплуатации подкрановых балок и мостовых кранов. Строительное проектирование промышленных предприятий № 1. М.: Госстройиздат, 1961.
- Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1976.-600 с.
- Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1986.-560 с.
- Беленя Е.И., Нежданов К. К. К вопросу выносливости сжатой зоны стенки стальных подкрановых балок. «Промышленное строительство», 1976, № 4.
- Бирюлев В.В. и др. Проектирование металлических конструкций. Специальный курс /Под ред. В. В. Бирюлева. Л.: Стройиздат, 1990. -432 с.
- Богинский К.С. и др. Мостовые и металлургические краны. М.: Машиностроение, 1970. — 300 с.
- Валь В.Н. Исследование вертикальных воздействий мостовых кранов на подкрановые балки: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1970.- 17 с.
- Валь В.Н., Горохов Е. В., Уваров Б. Ю. Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции. М.: Стройиздат, 1987.
- Васильев А.А. Особенности работы подкрановых конструкций и повышение срока их службы. «Промышленное строительство», 1965, № 7.
- Васюта Б.Н. Подкрановая балка со сменной подрельсовой частью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Новосибирск, 1990.
- Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976.-479 с.
- Вериго М.Ф. Вертикальные силы, действующие на железнодорожный путь при прохождении подвижного состава. Тр. ВНИИЖТ, 1955, вып. 97, с. 25−288.
- Вериго М.Ф., Крепкогорский С. С. Общие предпосылки для корректировки Правил расчета железнодорожного пути на прочность и предложения по изменению Правил. Тр. ВНИИЖТ, 1972,24, № 7, с. 4−50.
- Гарагаш Б.А. Надежность пространственных регулируемых систем «сооружение основание» при неравномерных деформациях основания. -Сочи: Кубанькино, 2004.
- Гордеев В.А. Рельсовые пути тяжелых транспортных устройств. -М.: Транспорт, 1981. 159 с.
- Горпинченко В.М., Лазарян А. С. Экспериментальные исследования усталостной прочности сварной подкрановой балки //Промышленное строительство, 1975.-№ 12.
- Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин, Машиностроение, Ленинград, 1969.
- Давиденков Н.Н. Усталость металлов. Киев: Изд. АН УССР, 1949.
- Изготовление стальных конструкций /Под ред. В. М. Краснова. М., Стройиздат, 1978.
- Изосимов И.В. Исследование боковых сил мостовых кранов цехов металлургических заводов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1966.
- Камбаров В.И. Влияние технологических факторов на характеристики крановых нагрузок, ресурс и долговечность сварных подкрановых балок в цехах металлургического производства: Дисс. канд. техн. наук, М.: МИСИ, 1988.-236 с.
- Карев М.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Новая стальная подкрановая конструкция. Методы расчета прочности и выносливости».
- Кикин А.И. и др. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. -М.: Стройиздат, 1984. 301 с.
- Кикин А.И. и др. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий/ Под. ред. А. И. Кикина. М.: Стройиздат, 1969.-415 с.
- Кикин А.И. и др. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. 2-е изд. /Под ред. А. И. Кикина. М.: Стройиздат, 1984.-302 с.
- Кикин А.И. Особенности проектирования стальных конструкций зданий и сооружений заводов черной металлургии при учете условий эксф плуатации: Дисс. доктора техн. наук. М.: МИСИ, 1954.
- Кикин А.И., Сабуров А. Ф. Исследование подкранового пути на низкомодульных прокладках. «Промышленное строительство», 1975, № 8.
- Кошутин Б.Н. Определение коэффициента нагрузки вертикальной ф крановой нагрузки на основании статистического изучения работы крановв действующих цехах: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1961. -26 с.
- Кудишин Ю.И. Некоторые особенности работы сварных подкрановых балок: Дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1967.
- Кузьмишкин А.А. Подкраново-подстропильные конструкции //Сборник статей IV Международной научно-практической конференции. -Пенза, 2005.
- Кузьмишкин А.А. Применение макрорегуляторов в строительстве и при реконструкции //Сборник статей Международной научно-практической конференции: «Вопросы теории и практики в Российской правовой науке». ПГПУ, Пенза, 2005.
- Кузьмишкин А.А. Рекомендации по проектированию и повышениюработоспособности подкрановых конструкций //Сборник статей Международной научно-практической конференции: «Вопросы теории и практики в Российской правовой науке». ПГПУ, Пенза, 2005.
- Кузьмишкин А.А. Стендовые испытания коробчатых конструкций //Сборник статей V Международной научно-практической конференции: «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах». ПГУАС, Пенза, 2006.
- Кунин Ю.С. Исследование процессов нагружения стальных подкрановых балок вертикальными крановыми нагрузками в цехах металлургического производства: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1970.- 15 с.
- Математическое моделирование при расчете и исследованиях строительных конструкций: Учеб. пособие /В.В. Горев, В. В. Филиппов, Н. Ю. Тезиков. М: Высшая школа, 2002. — 206 с.
- Металлические конструкции. В 3-х томах. Т-2. Стальные конструкции зданий и сооружений /Под общей редакцией Кузнецова В. В. М.: 1998.
- Металлические конструкции. В 3-х томах. Т-3. Стальные сооружения, конструкции из алюминиевых сплавов. Реконструкция, обследование, усиление и испытания конструкций зданий и сооружений /Под общей редакцией Кузнецова В. В. М.: 1998.
- Москалев Н.С. Исследование работы сварных стержневых подкрановых балок с динамической нагрузкой: Дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1959.- 12 с.
- Муханов К.К. Металлические конструкции. -М.: Стройиздат, 1978. -512с.
- Муханов К.К., Шишов К. А. Исследование действительной работы и анализ дефектов подкрановых балок сортопрокатного цеха ЧМЗ. В кн.: Металлические конструкции. Сборник трудов МИСИ. -М., 1970, № 85.
- Мысак В.В. Особенности расчёта и технологии изготовления подкрановых балок с поясами из широкополочных тавров: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.: МИСИ, 1985.-21 с.
- Нежданов К.К. Автоматическое устройство для захвата и продольлного перемещения кранового рельса: а.с. 678 012, СССР //М. Кл. В 66 С 1/42//Б.И. 1979. -№ 29.
- Нежданов К.К. Долговечные подкрановые конструкции: Учебное пособие. Пенза: Пензенский гос. архит.-строит. ин-т, 1995. — 80 с.
- Нежданов К.К. Исследование выносливости сжатой зоны стенки сварных стальных подкрановых балок. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1974.
- Нежданов К. К. Кузьмишкин А.А. Рубликов С. Г. Новые эффективные профили. Известия вузов, «Строительство», № 10,2005.
- Нежданов К. К. Кузьмишкин А.А. Рубликов С. Г. Эффективный прокатный профиль. Известия вузов, «Строительство», № 1, 2006.
- Нежданов К.К. О повышении долговечности стальных подкрановых балок //Реф. сб. ЦИНИС Госстроя СССР. Общие вопросы строительства. Отечественный опыт. 1974. — Вып. 12.
- Нежданов К.К. О повышении долговечности стальных подкрановых балок. Реферативный сборник. Отечественный опыт. Общие вопросы строительства. ЦИНИС Госстроя СССР. М.: 1974, № 2. — С. 52−57.
- Нежданов К.К. Повышение выносливости подкрановых балок //Промышленное строительство. 1987. -№ 1. — С. 43−45.
- Нежданов К.К. Подкрановая балка высокой выносливости //Промышленное строительство. 1990. — № 5. — С. 19−20.
- Нежданов К.К. Снижение локальных напряжений в подкрановой балке гофрированием стенки /Строит, мех. и расчет сооружений. 1989.4.-С. 9−11.
- Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета: Дис. докт. техн. наук. Пенза, 1992. — 349 с.
- Нежданов К.К. Стенд для испытания балок на выносливость. Патент России. № 840 679, СССР, М. Кл.3, G01M5/0011 Б. И, 1981, № 23.
- Нежданов К.К., Васильев А. В., Калмыков В. А., Нежданов А. К. Способ и устройство для неподвижного соединения. Патент России № 2 114 328. Бюл. № 18 зарег. 27.06.1998.
- Нежданов К.К., Второв Б. М. Результаты испытаний на выносливость стальных подкрановых балок //Библиограф, указ. депонир. рукописей. Строительство и архитектура. ВНИИС. 1981. — № 2574. — Вып. 6.
- Нежданов К.К., Карев М. А., Кузьмишкин А. А., Рубликов С. Г. Решение проблемы выносливости подкрановых конструкций с использованием рельсобалочных профилей. //Сборник статей IV Международной научно практической конференции. — Пенза, 2005.
- Нежданов К.К., Кузьмишкин А. А. Сортамент эллиптических профилей. Информационный листок № 501−06. Пензенский ЦНТИ, 2006.
- Нежданов К.К., Нежданов А. К. Туманов В.А. Долговечные подкрановые конструкции. Учебное пособие. Пенза: ПГАСА, 2000. — 176 с.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Карев М. А. Подкрановые балки с трубчатым верхним поясом. М.: Госстрой России. ФГУП ВНИИНТПИ. — № 11 852. — 2002. — 120 с.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А. Грунтонасос. Информационный листок № 10−05. Пензенский ЦНТИ, 2004.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А. Подкраново-подстропильная балка. Информационный листок № 344−04. Пензенский ЦНТИ, 2004.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А. Способ рихтовки подкрановых балок //Сборник статей Международной научно-технической конференции. Пенза, 2002.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А. Узел упругого соединения трехглавого рельса с подкрановой балкой. Информационный листок № 09−05. Пензенский ЦНТИ, 2004.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А., Нежданов А. К. «Рельсобалочный блок конструкций для параллельных рельсовых путей» заявка № В 66 С 7/20.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Кузьмишкин А. А., Нежданов А. К. Подкраново-подстропильная конструкция заявка № 2003−116 199 на получения патента РФ.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К. Арочный рельс. Заявка № 2 001 118 872/20 (19 989) от 06.07.2001.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К. Долговечные подкрановые конструкции. Пенза, Пензенская ГАСА, 2000. — 176 с.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К., Карев М. А. Рельсо-балочная конструкция. Патент RU 2 192 381 С2, 10.11.2002 Бюл. № 31.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К., Кузьмишкин А. А. Грунтонасос. Патент RU 2 228 408 С2, 10.05.2004 Бюл. № и.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К., Кузьмишкин А. А. Соединение рельсов с трубчатым поясом подкраново-подстропильной балки. Патент RU 2 232 126 С2, 10.07.2004 Бюл. № 19.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К., Кузьмишкин А. А. Способ рихтовки разрезных подкрановых балок. Патент RU 2 235 675 С2, 10.09.2001 Бюл. № 25.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданов А. К., Лаштанкин А. С. Жесткое фрикционное соединение подкрановых балок с колонной. Заявка № 2 002 104 723/20 (4 868) от 21.02.2002.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Нежданова А. К., Кузьмишкин А. А. Узел упругого соединения трёхглавого рельса с подкрановой балкой. Патент России RU 2 249 557 С2,10. 04. 2005 Бюл. 10.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Попченков И. В. Арочные профилирельсов. Долговечные рельсобалочные конструкции. М.: Госстрой России. ФГУП ВНИИНТПИ. — № 11 828. — 2001. — 118 с.
- Нежданов К.К., Туманов В. А., Попченков И. В., Нежданов А. К. Непо-вреждаемые усталостными трещинами подкрановые конструкции. Промышленное и гражданское строительство, № 11/2000. М.: ПГС, 2000. -С.33−55.
- Незальзов О.Р., Савело В. М. Металлическая подкрановая балка: а.с. 1 469 059. СССР. М. Кл. Е 04 С 3/06 // Бюл. № 12. 1989.
- Обследование и испытание сооружений: Учеб. для вузов /О.В. Лужин, А. Б. Злочевский и др.- Под ред. О. В. Лужина. М.: Стройиздат, 1987. -263 с.
- Обследовать состояние металлоконструкций объектов комбината и выдать техническую документацию по его усилению. Отчёт о НИР. № Гос. per. 1 900 059 585. Руководитель Нежданов К. К. Пенза, 1990. -146 с.
- ОРД 89. Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий. Вводится в действие с 3.08.1989. М.- МИНЧЕРМЕТ, 1989 — 98 с.
- Орешкин С.В. Статистическое исследование надежности антикоррозионной защиты стальных конструкций //Пром. стр-во. 2000. — № 1. -С. 28−30.
- Писаренко Г. С. Справочник по сопротивлению материалов /Г.С. Писаренко, А. П. Яковлев, В. В. Матвеев //2-е изд., перераб. и доп. -Киев, 1988.-736 с.
- Пичугин С.Ф. Статистическое исследование горизонтальных и вертикальных силовых воздействий мостовых кранов на конструкции промышленных зданий: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1968.
- Попчёнков И.В. Новые профили крановых рельсов и прочность рельсобалочных конструкций. Канд. дисс. Пенза: 2000. — 174 с.
- Рухович И.Р. Особенности нагружения стальных подкрановых балок в условиях эксплуатации и реконструкции: Автореф. дисс. канд. техн. наук.-Киев: 1985.-22 с.
- Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка методов расчётной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий. Автореферат диссертации докт. техн. наук. Челябинск: ЮУрГУ, 2002. — 40 с.
- СНиП 2.01.07−85. Нагрузки и воздействия /Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. — 36 с.
- СНиП И-23−61. Стальные конструкции: -М.: 1982.
- СНиП 11−23−81*. Стальные конструкции. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-96 с.
- СНиП III-18−75. Часть III. Правила производства и приёмки работ. Глава 18. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1976. — 160 с.
- Справочник по кранам: 2 т. Т1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчетов кранов, их приводов и металлических конструкций //В.И. Брауде, М. М. Гохберг, И. Е. Звягин и др.- Под общ. ред. М. М. Гохберга. М.: Машиностроение, 1988. — 536 с.
- ТУ-104−53. Технические условия проектирования стальных конструкций зданий металлургических заводов с тяжелым режимом работы:-М.: Стройиздат. 1953.
- Туманов В.А. Система управления выносливостью стальных подкрановых конструкций интенсивной нагруженности. Дис. докт. техн. наук. Пенза: 2004.
- Федосеев В.П. Экспериментально-теоретическое исследование усталостной прочности сжатой зоны стенки сварной подкрановой балки: Ав-тореф. дисс. канд. техн. наук. -М.: 1975.
- Фигаровский А.В. Исследование горизонтальных поперечных воздействий мостовых кранов с гибким подвесом груза на конструкции промышленных зданий: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МИСИ, 1969.
- Хомутинников Н.И., Морозов К. Д. Металлические конструкции промышленных зданий. Ленинград-Москва: Госстойиздат, 1933. — 536 с.
- Чумаков В.А. Увеличение ресурса эксплуатируемых подкрановых балок путем подкрепления пояса продольными ребрами: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М., 1987.
- Шимановский В.Н. Основные задачи и направления исследований в области реконструкции зданий и сооружений //Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1987. -№ 4. — С. 1−5.
- Эглескалн Ю.С. Исследование физического износа металлических конструкций производственных зданий: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.: МИСИ, 1974.
- St, Sa центральный (относительно оси /) и секториальный статические моменты IS°TC, S™ — то же' отсеченной части поперечного сеченияоп ос то же пояса и стенки1. О, —, О-
- Ji, JM центральный (относительно оси /) и секториальный моменты инерции поперечного сеченияj" ^ jc моменты инерции пояса и стенки относительно оси i
- Wx, Wy моменты сопротивления сечения относительно осей соответственно х-х, у-у1. Силовые факторы и напряжения
- I. Физико-механические характеристики
- Е модуль упругости первого рода G — модуль сдвигаv коэффициент Пуассона Rn — расчетное и нормативное сопротивление материала растяжению-сжатию Rcp, i?"p — расчетное и нормативное сопротивление материала срезу1. Rv предел выносливости
- Множители и приставки для обозначения десятичных кратных и дольных единиц
- Расчет рельсобалочной конструкции для среднего ряда колонн под кран тяжелого режима работы грузоподъемностью Q = 50/10 т
- Требуемый момент сопротивления трубчатого сечения:1. М 3 839 000 10"01 з1. W= — =-= 18 281 см1. R 2101,5 Wx 1,5−18 281 1 Г. ЛА ст = = У^Г- =, при X = 90.
- Примем толщину стенки 2tст = 1,6 см (две стенки по 0,8 см).
- Необходимая площадь сечения рельсобалочной конструкции
- A = j6-Wx-tCI =л/б-1828−1,6 = 419 см². Площадь сечения двух стенок 2 • = /iCT • 2 • h".
- Момент инерции рельсобалочной конструкции2. t^-hl. (h.1. Jx = 2-J2-Ap—51—?L + 2-А3ст v 2 у2
- Тогда момент сопротивления Wx = ~~~ •
- Подставив эти значения в предыдущее уравнение, получимh. T + 489,11 -hi-48 907,23• h" -2 807 308,17 = 0. Решив кубическое уравнение, получим hCT= 119,1 см. Тогда высота всей балки Я = 165,5 см.
- Площадь ее стенки ACT=2-hCT -t" = 2−119,1−0,8 = 190,56 см². Выполнив проверку, получим Wx= 18 281 см³. То есть высота стенки h" и всего сечения Я определена правильно. Назначим стенку 119,1 ¦ 2 • 0,8 = 190,56 см².
- Площадь сечения рельсобалочной конструкции, А = 2-Ар+2-А3 + Аст, А = 2 -112,91 + 2 -17,52 + 190,56 = 451,42 см2высота сечения Н = 119,1 + 2−23,2 = 165,5 см.
- Момент сопротивления по (4.2) Wx = 18 281,0 см. Проверка прочности при изгибе в вертикальной плоскости
- М 3 839 000 ЛЛЛЛПЛЛ/1ГТ о1лл*гг, а = — =-= 209,999 МПа <210 МПа.1. Wx 18 281,01. Прочность обеспечена.
- Поперечное сечение конструкции показано на рис. П. 1.
- Рис. П. 1. Поперечное сечение рельсобалочной конструкции по среднему ряду колонн под кран грузоподъемностью 50 т
- Главный момент инерции относительно оси .у1. Jу 2-./ур + 2-АстьVг-и-К = 122.12 076,6 + 2198,08 fl6,32 «2.0,4−43,8 4−1-— = 42 451,1 см .
- Максимальная ширина рельсобалочной конструкции1. Ятах = 46,8 см, 2^ = ^245U=i 'шах 46,8
- Напряжения при изгибе в горизонтальной плоскости от сил Т изгибающий момент без изменения.
- Мт = 335 090 гН-см, Мт 3 350 901. Wv 1814,2184,7 МПа <210 МПа.1. Прочность обеспечена.
- Рис. П. 2. Эквивалентное эллиптическое сечение
- Момент инерции на кручение по сравнению с традиционным решением, представленном в учебнике Муханова К. К. 45., увеличился в 667 920/430,7 = 1550 раз!
- Момент сопротивления при кручениип.п.Кл/ 314−3 78 WKp =-(l а4) = ---(l — 0,9634)= 8730,14 см³.1. Крутящий момент
- Т Н И,) = 505 — (165,5 — 23,2) 2 2 Проверка касательных напряжений при кручении
- Мкр = —^—^ =-i—i-= 35 930,75 гНсм. т=Л^ = 3 593 075= <п1. WKp 8730,141. Напряжения очень малы.
- Прочность подкрановой балки на действие крутящего момента достаточна.
- Примечание: точки с максимальными напряжениями при изгибе в вертикальной и горизонтальной плоскости не совпадают, поэтому проверка на косой изгиб обеспечена.
- Локальные напряжения в стенке
- Эффективная длина распределенияi*s=3>25ir=3−25i^=68'39 см
- Локальные напряжения при центральном сжатии
- Р 3939 а = -^52- =-= 35,99 МПа. loc lfta 68,39−0,8−2где Рэкв = Ь ¦ У/1 • Рн = 0,6 • 1,3 • 5050 = 3939 гН. Режим работы 7К.
- Величина локальных напряжений получается незначительной, поэтому возникновение усталостных трещин исключено.
- Сравним материалоемкость конструкций (см. Табл. П.1).