Автореферат (1173115), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Согласносформулированной цели научной работы, научной новизне7Содержание работыВо введении обозначены актуальность темы, поставленная цель изадачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.Приведено краткое содержание диссертационной работы.В первой главе диссертации дан краткий исторический обзор и анализосновных направлений исследований выносливости материалов.Планомерное изучение явления выносливости материалов началось втридцатые годы XIX века.
Наиболее значимой работой того времени поисследованию выносливости металла являются опыты Августа Веллера,результаты которых были представлены широкой публике в 1870 г. Онпервым стал проводить систематические исследования выносливостисварочного железа и стали на изгиб, кручение и осевое растяжение; впервыеввел термин «предел выносливости» и дал графическое выражениезависимости амплитуды напряжения цикла σmax-σmin и числом циклов доразрушения N, названное диаграммой (кривой) Веллера.Следующимзначительнымэтапомисследованияявлениявыносливости можно считать 20-40е годы XX века, когда полным ходом шловнедрение железобетона в строительство и были проведены первыеисследования в этой области применительно к железобетоннымконструкциям.
Значительный вклад в эти исследования внесли американскиеученые Г.Ф. Мур и Дж.Б. Коммерс, В.А. Слетер, английские ученыеВ.Э. Далби, Г.Дж. Гоф и Д. Хэнсон, российско-американский ученыйС.П. Тимошенко, немецкие ученые Ван Орнум, О. Граф и Е. Бреннер,Е. Пробст и А. Мемель. Из экспериментальных исследований, проведенных вэтот период в Советском Союзе, необходимо отметить работыС.И.
Дружинина, Б.Г. Скрамтаева и работы, выполненные в ЦНИИС подруководством О.Я. Берга, И.А. Матарова и А.И. Кедрова. Основная цельзаключалась в изучении выносливости и деформативности образцов избетона низких марок и железобетонных конструкций простейших типов(кубы, призмы, балочки). Несмотря на недостаточную изученность влияниясостава и качества бетона на выносливость, малые размеры образцов,отличий условий совместной работы арматуры и бетона в образцах отреальных условий в изгибаемых элементах, эти труды выявили несомненнуюзависимость предела выносливости от размера напряжений. Результатывышеупомянутых трудов нашли свое отражение в самых ранних советскихнормативныхдокументахпопроектированиюистроительствужелезобетонных мостовых конструкций, а именно ТУиН 1934 г.
и ТУПМ-37.8Основные теоретические исследования по выносливости элементовжелезобетонных мостов проводились в нашей стране (в ЦНИИС,НИИ Мостов, МИИТ, ЦНИПСК, МАДИ, ЛИИЖТ, НИИЖТ, ВНИИЖТ,СибАДИ и др.) в 40-е-50-е годы прошлого века, когда происходил переход отрасчетов конструкций по допускаемым напряжениям к расчетам попредельным состояниям и был разработан новый нормативный документНиТУ 123-55.
К этому периоду относятся фундаментальные трудыО.Я. Берга,И.А. Матарова,А.И. Иванова-Дятлова,Н.С. Карпухина,Т.Г. Фролова, И.Л. Корчинского, А.Г. Прокоповича и других.Результаты масштабных экспериментальных исследований работыбетона, арматуры, железобетона, а также серий полноразмерных образцовбалок на выносливость во Всесоюзном научно-исследовательском институтетранспортного строительства (ЦНИИС) под руководством О.Я.
Берга иИ.А. Матарова позволили разработать методику расчета конструкций навыносливость, вошедшую во многие нормативные документы, в том числесначала в ТУПМ-56, а затем в СН 10-57 , СН 200-62 и СН 365-67. Основныеположения этой методики, изложенные в нормах, а именно вСНиП 2.05.03-84* и СП 35.13330.2011 и остаются неизменными донастоящего времени.Дальнейшие серьезные исследования выносливости железобетонныхконструкций относятся уже к семидесятым-восьмидесятым годам XX века,когда произошел переход к новым общесоюзным нормам проектированиябетонных и железобетонных конструкций, и к двухтысячным годам.
В этигоды появились новые материалы, высокопрочные бетоны, новые маркистали, новые конструкции из стали и железобетона, развивалось типовое исборное строительство. Все это требовало новых исследований идополнительных натурных испытаний. Среди большого количестваэкспериментальных и теоретических исследований стоит отметить работыН.С. Карпухина, К.В. Михайлова, В.М. Селюкова, Ф.М. Городницкого,В.М.
Бондаренко, А.Л. Цейтлина, Н.И. Карпенко, С.Н. Карпенко, Н.М.Колоколова, А.И. Васильева, Л.И.Иосилевского, В.П. Чиркова,Э.А. Балючика, П.М. Саламахина, В.В. Новака, Ю.В. Новака, Л.И. Короткова,А.С. Залесова, Г.К. Евграфова, С.А. Мадатяна, К.А. Пирадова,Ф.В. Винокура, Ю.М. Егорушкина.Из всех элементов железобетонных мостов наиболее подверженнойвоздействию циклических нагрузок является плита проезжей части.
ВЦНИИСе в 1990 г. Т.К. Гусевой и А.Л. Цейтлиным были проведены9исследования работы монолитных стыков и плиты в целом на воздействиестатической и циклической нагрузок. Это была первая в стране серьезнаяэкспериментальная работа, посвященная выносливости железобетоннойплиты проезжей части автодорожных мостов.
По результатам исследованийбыли сделаны выводы о неудовлетворительной работе плиты проезжей частина выносливость и отрицательном влиянии сварных соединений и внесеныположение о необходимости проведения расчетов плиты проезжей части навыносливость в СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы», в том числе и дляарматуры класса АIII.Согласно отечественным нормативным документам СН 200-62«Технические условия проектирования железнодорожных автодорожных игородских мостов и труб» и СН 365-67 «Указания по проектированиюжелезобетонных и бетонных конструкций железнодорожных, автодорожныхи городских мостов и труб» расчет на выносливость проводится не пометодике предельных состояний, а по теории допускаемых напряжений (позаконам упругого тела и формулам сопромата) на нормативные нагрузки и сособыми значениями расчетного сопротивления арматуры и бетона навыносливость.
Расчет по СНиП и действующему СП повторяет расчет по СН,но при этом стал учитываться динамический коэффициент при расчетедействующего момента, а к расчетному сопротивлению на прочность быливведены понижающие коэффициенты, зависящие от коэффициентаасимметрии цикла ρ, возраста бетона и наличия сварных соединений.Вопрос выносливости плиты проезжей части, рассчитываемой навыносливость, недостаточно изучен и освещен в действующих нормах.Актуальная задача уточнения нормативной методики расчета навыносливость применительно к железобетонной плите проезжей частиавтодорожных мостов с рабочей арматурой с крестообразнымисоединениями, выполненными заводской контактной сваркой, определилатему диссертационной работы.Вовторойглавепредставленыпроведенныеавторомэкспериментальные исследования выносливости арматурных стрежнейкласса А400 (АIII) из стали марки 25Г2С с крестообразными соединениямипо типу К1-Кт, выполненными заводской контактной точечной сваркой.Экспериментальные исследования проходили в два этапа: на первом этапе проведены испытания образцов стержневойарматуры с приваренными стержнями гладкой арматуры и без нее;10 на втором этапе – испытания натурных образцов плиты проезжейчасти с сетками, выполненными с использованием сварных крестообразныхсоединений, а также с вязаными сетками.Исследования включали в себя статические и динамические испытанияобразцов.
Статические испытания служили контрольными для динамическихи всегда проводились до разрушения образцов. Динамические испытаниявключали в себя испытания на выносливость образцов арматурных стержнейи полноразмерных образцов железобетонной плиты проезжей части.Задачей первого этапа экспериментальных исследований являлосьопределение степени влияния сварных крестообразных соединений навыносливость арматурных стержней, а также корректировка режима сваркипутем изменения настроечных параметров регулятора контактной сварки.На МТФ-заводе мостовых железобетонных конструкций «МОКОН»специально для испытаний были сварены арматурные сетки железобетоннойплиты проезжей части на «Станке-автомате для сварки и гибки сеток №1» смикропроцессорным регулятором контактной сварки «РВИ-801».
Затем изготовой арматурной сетки были вырезаны образцы для проведенияиспытаний таким образом, чтобы сварка оказалась в центре стержня подлине.Испытания отобранных образцов стержневой арматуры проводилисьсогласно ГОСТ 12004 «Сталь арматурная. Методы испытания нарастяжение» на универсальной испытательной машине МУП-20.
Образецстержневой арматуры, размещенный в данной испытательной машине,показан на рисунке 1.Результаты статических испытаний стержней со сварнымисоединениями и без них, прошедших 2 млн циклов изменения нагрузки, иконтрольных стержней показали, что при условии качественного иотрегулированного сварного соединения, оно не оказывает влияния настатическую работу стержня.11Рисунок 1 – Образец арматурного стержня, установленный виспытательной машине МУП-20Проведенные динамические испытания арматурных стержнейпоказали необходимость корректировки режима работы сварочногооборудования.
Совместно с МТФ-заводом мостовых железобетонныхконструкций «МОКОН» был подобран и скорректирован в ходе испытанийрежим работы сварочного агрегата, что обеспечило стабильный и надежныйрезультат при использовании данного соединения. Был проведен переход отодноимпульсной к двухимпульсной сварке с паузой и уменьшенной посравнению с первоначальной силой сварочного тока.После проведения необходимой регулировки режима работысварочного агрегата все стержни успешно прошли испытания навыносливость (2 млн циклов).Значительным этапом испытаний сварных соединений арматурныхстержней стали металлографические исследования, проведенные при участииавтора в ЦНИИПСК им. Мельникова и Воронежской лаборатории сваркифилиала ЦНИИС «НИЦ Мосты».
Цель исследований: выяснениекачественной картины изменения структуры стержневой арматуры из-за12наличия сварных соединений и включали в себя проведение микроскопии,металлографического анализа и твердометрии. Параллельно шли статическиеи динамические испытания арматурных стержней.Для проведения исследований были изготовлены микрошлифыобразцов арматуры с крестообразными сварными соединениями. Изучениеповерхности шлифов выполняли с помощью микроскопов МИМ-10 иНеофот 32 при увеличении до 1000 крат.
Измерения твердости проводили пометоду Виккерса, согласно ГОСТ на сертифицированных и поверенныхтвердомерах ИТ 5010-01 и HVS-1000. Все исследования проводились всоответствии с требованиями нормативных документов. (ГОСТ 10243«Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры», ГОСТ 5639 «Стали исплавы. Методы выявленияи определениявеличины зерна»,ГОСТ Р ИСО 6507-1 «Металлы и сплавы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
