Анотація до роботи:

Бандуріна О.В. Урахування динамічних впливів формувальних машин при реконструкції основ і фундаментів. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.02 – Основи і фундаменти. Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2008.

Дисертація присвячена вдосконаленню методики розрахунку осідання фундаментів формувальних машин при реконструкції з використанням методу скінченних елементів (МСЕ) шляхом урахування тріщин і пошкоджень, ущільнення ґрунту в процесі експлуатації фізико-механічних характеристик шару ґрунту не тільки під підошвою фундаменту формувальної машини, а також шарів, які розташовані нижче. Проведено математичне моделювання роботи формувальних машин і зіставлення величин амплітуд коливань, осідань, визначених за допомогою будівельних норм із тими, що розраховані із застосуванням чисельного методу. Доведено достовірність і ефективність використання МСЕ для розрахунку амплітуд коливань фундаментів формувальних машин. Розроблено рекомендації щодо проектування та реконструкції фундаментів формувальних машин, зокрема визначення величини амплітуди коливань і осідання основ та фундаментів формувальних машин із застосуванням цього чисельного методу.

Викладені дослідження свідчать про розв’язання в дисертаційній роботі наукової задачі з удосконалення розрахунку амплітуд коливань і осідань фундаментів формувальних машин із використанням МСЕ на базі нелінійної моделі ґрунту. Вони дозволяють зробити наступні висновки:

1. При оцінюванні впливу динамічних навантажень на основи і фундаменти формувальних машин виявлено недосконалість відомих підходів з точки зору урахування при розрахунку тріщин та пошкоджень основ та фундаментів. Проектування фундаментів формувальних машин за будівельними нормами виконують, базуючись на характеристиках шару ґрунту лише під підошвою фундаменту, що не дає змоги достатнім чином оцінити стан основи. Тому провідну роль у розв'язанні завдання оцінювання стану фундаменту при дії динамічного навантаження бажано надавати моделюванню з використанням чисельних методів.

2. Визначення динамічного стану фундаментів формувальних машин бажано проводити із застосуванням чисельного методу, де задача розрахунку амплітуд коливань і осідань основ та фундаментів вирішується в плоскій постановці. Використанням МСЕ для динамічних розрахунків можливо врахувати взаємодію

між спорудою та основою, тріщини і пошкодження, ґрунту з наведеними властивостями, що виникли у процесі їх експлуатації, фізико-механічних характеристик ґрунту несучого шару, а також підстильних шарів при розв’язанні динамічних задач. Це можна здійснити за рахунок введення пошкоджень на розрахункову схему та часткової зміни фізико-механічних характеристик основи у певній частині фундаменту.

3. Урахування тріщин і пошкоджень МСЕ та вплив пошкоджень на несучі конструкції будівлі цеху перевірено даними натурних спостережень за допомогою сучасної вимірювальної апаратури (віброметра В107) та нівелювання. Порівняння амплітуд вібропереміщень, визначених за допомогою аналітичних методів, наведених у будівельних нормах, за чисельним методом, із даними вимірювань показало можливість врахування тріщин і пошкоджень при реконструкції фундаментів та основ, що підтверджено задовільною збіжністю результатів розрахунку з використанням МСЕ і даних вимірювань амплітуд вібропереміщень фундаментів та основ, які знаходяться в незадовільному технічному стані з точки зору пошкоджень.

4. Розрахунки амплітуд коливань основ та фундаментів формувальних машин доцільно проводити за рекомендаціями до розрахунку які містять: збір вихідних даних, складання розрахункової схеми; вибір моделі залежно від фізико-механічних характеристик ґрунту; поділу розрахункової схеми на відповідну кількість елементів і часу дії динамічного навантаження, від чого залежить достовірність одержаних результатів. При цьому всі вихідні параметри та характеристики необхідно приймати з урахуванням усіх особливостей роботи системи “фундамент машини основа” при реальній чи прогнозованій ситуації. Тріщини і пошкодження враховано графічним зображенням їх на розрахунковій схемі й зміною щільності сітки елементів.

5. Удосконалено методику визначення загального осідання (статичного та динамічного) основ і фундаментів формувальних машин. Запропонована методика передбачає використання чисельного методу для розрахунку статичної й динамічної складової осідань основ і фундаментів машин при реконструкції. Зміну властивостей ґрунту в процесі експлуатації навколо фундаменту враховано введенням фізико-механічних характеристик частини основи.

6. Досліджено вплив тріщин і пошкоджень, які утворились у процесі експлуатації фундаментів формувальних машин, на зростання амплітуди коливань таких фундаментів. Виявлено лінійний зв'язок між збільшенням осідання каркаса будівлі, де розташовані машини з динамічними навантаженнями, і підвищенням величини амплітуди коливань фундаментів машин.

7. Економічно обґрунтована доцільність застосування запропонованої методики визначення амплітуд коливань та осідань для проектування фундаментів машин порівняно з використанням методики, наведеної у будівельних нормах. Застосовано прикладний методичний інструментарій для визначення доцільності капіталовкладень.

Публікації автора:

1. Бандуріна О. В. Методологічні підходи до вирішення задач динаміки основ і фундаментів / О. В. Бандуріна // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво). Полтава: ПолтНТУ, 2005. Вип. 16. С. 19 24.

2. Зоценко М. Л. Співставлення виміряних коливань фундаментів каркасу і формувальних машин ливарного цеху з даними розрахунків / М. Л. Зоценко, О. В. Борт, О. В. Бандуріна // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво). Полтава: ПолтНТУ, 2005. Вип. 16. С. 94 101.

3. Зоценко М. Л. Дослідження динамічних характеристик коливань грунту від відстані при забиванні паль / М. Л. Зоценко, О. В. Бандуріна // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні. - Львів: 2006. №40. С.127 133.

4. Динамічна стійкість хвостів у хвостосховищах залізорудних збагачувальних комбінатів / С. Ф. Власов, М. Л. Зоценко, О. В. Бандуріна, А. О. Гуржій // Національний вісник НГУ. Дніпропетровськ: 2006. – №7. – С.18 – 22.

5. Зоценко М. Л. Дослідження сейсмічної стійкості дамби хвостосховища Полтавського ГЗК / М. Л. Зоценко, О. В. Бандуріна // Будівельні конструкції: Міжвід. наук.-техн. зб. К.: НДІБК, 2006. Вип. 64. С. 458 463.

6. Зоценко М. Л. Дослідження коливань фундаментів дробарок на ГЗК / М. Л. Зоценко, О. В. Борт, О. В. Бандуріна // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво). Полтава: ПолтНТУ, 2006. Вип. 17. С.138 142.

7. Кіценко О. В. Дослідження динамічного впливу на конструкції будівель / О. В. Кіценко, О. В. Бандуріна // Матеріали Міжнародної студентської наукової конференції [“Розвиток сільського будівництва та архітектури на сучасному етапі”], 21 - 22 грудня 2006 р. Ч. ІІ – Полтава: ПолтНТУ, 2007. С. 72 75.

8. Зоценко М. Л. Вплив конструктивних особливостей формувальної машини на напружено-деформований стан основи / М. Л. Зоценко, О. В. Бандуріна // Будівельні конструкції: Міжвід. наук.-техн. зб. К.: НДІБК, 2007. Вип. 67. С. 613 619.

9. Бандуріна О. В. Визначення характеристик коливань ґрунту при динамічному зануренні призматичних паль / О. В. Бандуріна, В. В. Чернявський // Зб. наук. праць (галузеве машинобудування, будівництво). Полтава: ПолтНТУ, 2007. Вип. 19. С.9 14.

10. Бандуріна О. В. Дослідження динамічних характеристик фундаменту бетоно-формувальної машини / О. В. Бандуріна // Вібрації в техніці і технологіях. 2007. №2(47). С. 60 63.

11. Бандуріна О.В. Динамічний вплив вибухів у кар’єрі ПолтГЗК на будівлі і споруди / О. В. Бандуріна // Вісник Криворізького технічного університету. - 2006. - Вип 13. - С. 191 - 195.

12. Бандуріна О. В. Аналіз динамічного стану фундаменту формувальної машини / О. В. Бандуріна // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій. Львів: Каменяр, 2007. Вип. 7. С. 388 395