Анотація до роботи:

Полішко С.М. Вплив залишкових напружень в зварних двотаврових колонах на їх стійкість при дії моменту в площині більшої жорсткості. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будинки і споруди. Державний науково-дослідний інститут будівельних конструкцій. Київ. 2004.

Дисертація висвітлює розроблення методів розрахунку зварних двотаврових колон з урахуванням впливу залишкових напружень. Розроблено методику і проведено експериментальні дослідження щодо визначення залишкових напружень і їх впливу на стійкість при дії моменту в площині більшої жорсткості. Підготовлено практичну методику підвищення стійкості зварних двотаврових колон шляхом наплавлення валиків по крайках, в тому числі і на частині довжини колони. Наведено дані про практичне застосування результатів роботи.

1. Удосконалена методика визначення залишкового стану, що виникає у зварних двотаврових колонах під час виготовлення. Розроблена методика базується на чітких фізичних гіпотезах і допущеннях. Вона дозволяє з єдиних позицій оцінювати залишковий стан, що виникає у зварних елементах, в т.ч. і після наплавлення валиків на крайках. Рішення, отримані з використанням цієї методики, добре співпадають з експериментальними даними.

2. Удосконалено метод розрахунку зварних двотаврових колон при дії моменту в площині більшої жорсткості з урахуванням впливу залишкових напружень у частині оцінки стійкості і підбирання перерізів. Метод базується на застосуванні гіпотез і допущень, традиційно використовуваних для рішення такого роду задач. Рішення враховує можливість просторової (згинально- крутильної) форми втрати стійкості колони. У ході розрахунків конструкцій із заданими параметрами визначаються точки діаграми “навантаження - прогин”. Встановлено ефективність застосування регулювання залишкового стану шляхом наплавлення валиків на крайках поясів.

Порівняння експериментальних і отриманих розрахунковим шляхом результатів визначення несучої здатності колон свідчить про високу надійність розрахункової методики. Для n= 12 експериментальних зразків було встановлено, що величина , а середньоквадратичне відхилення .

Удосконалена методика урахування впливу залишкового стану на параметри компонування перерізів зварних двотаврових колон дозволяє виконати підбирання перерізів із використанням відомих пропозицій і додаткових передумов, що враховують наявність залишкових напружень. Використання розробленої методики дозволяє проектувати більш економичні (до 15%) перерізи за рахунок раціонального розміщення матеріалу і позитивного впливу залишкових напружень.

3. Розроблена методика і проведені комплексні експериментальні дослідження зварних двотаврових зразків із різноманітними видами розподілу залишкових напружень. Методика передбачала розрахунок, проектування та виготовлення зразків і оснащення в заводських умовах, визначення залишкового стану руйнівним методом і випробування на стійкість.

Отримані дані про розподіл залишкових напружень у перерізах зварних двотаврових колон показали, що стругання крайок поясів (видалення зон залишкових розтягувальних напружень) призводить до появи залишкових стискальних напружень на крайках більшої інтенсивності (порядку 0,2 s_т), ніж у зразках без стругання (порядку 0,1 s_т). Наплавлення валиків призводить до формування на крайках поясів зон залишкових розтягувальних напружень, що за величиною наближаються до межі текучості сталі.

У результаті досліджень зразків на стійкість отримані такі результати:

- вичерпання несучої здатності зразків усіх серій відбувалося внаслідок значного (більше 3 мм) зростання прогинів при постійному навантаженні і закінчувалось втратою стійкості стиснутого поясу по двох напівхвилях із точкою перегину в центрі зразків;

- для всіх серій зразки з наплавленими валиками показали в середньому на 10 % більшу несучу здатність, ніж зразки зі струганням крайок;

- для всіх серій зразки без стругання крайок показали несучу здатність у середньому на 5 % більше, ніж зразки зі струганням;

- вичерпання несучої здатності зразків із наплавленими валиками завершувалося втратою місцевої стійкості стиснутого поясу в місці закінчення наплавлення.

4. Розроблені пропозиції щодо технології виготовлення металевих конструкцій із таким залишковим станом, що позитивно впливає на їхню роботу під навантаженням. Пропозиції засновані на результатах проведених досліджень і дозволяють виконати регулювання залишкового стану шляхом наплавлення валиків на крайках поясів на частині довжини колони.

5. Розроблені методики розрахунку впроваджені при проектуванні колон торговельного павільйону в місті Кіровську. В порівнянні з типовим рішенням на основі широкополичних двотаврів, зварна колона на 127 кг легша. Ефект від зниження металоємності колони склав 439 гривень на 1 т конструкцій.

Публікації автора:

1. Голоднов А.И., Полишко С.Н. Повышение несущей способности внецентренно-сжатых стержней из сварных двутавров за счет оптимизации полей остаточных напряжений // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ, ПДАБтаА, 2001. - №10. – С. 17- 22. (автору належать пропозиції щодо визначення галузі застосування методики розрахунку).

2. Голоднов А.И., Полишко С.Н. Напряженно-деформированное состояние сжатого стержня с учетом влияния полей остаточных напряжений // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2002. - № 5. – С. 14- 20. (автору належить розроблення методики визначення залишкових напружень).

3. Голоднов А.И., Полишко С.Н. Методика экспериментальных исследований сжатых стальных стержней, имеющих поля остаточных напряжений // Строительство. Материаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр./ ПГАСиА. – Днепропетровск: ПГАСиА, 2002. – Вып. 18. – С. 43-48. (автору належить виконання розрахунків для визначення конструкцій зразків).

4. Голоднов А.И., Набоков И.И., Полишко С.Н. Принципы компоновки сечений сжатых стальных двутавровых стержней с учетом влияния остаточных напряжений // Теоретичні основи будівництва: Збірник наукових праць. Т. II / Придніпровська державна академія будівництва та архітектури і Варшавський технічний університет. - Варшава: Варшавський технічний університет, 2002. – Вип. 10. - С. 626- 631. (автору належить розроблення розрахункової програми та виконання порівняльних розрахунків).

5. Голоднов А.И. Полишко С.Н. Остаточное напряженно-деформированное состояние в сварных элементах, возникающее при их изготовлении // Теоретичні основи будівництва: Збірник наукових праць / Придніпровська державна академія будівництва та архітектури і Варшавський технічний університет. – Днепропетровськ: ПДАБтаА, 2003. – Вип. 11. - С. 85- 88. (автору належить розроблення методики визначення залишкових напружень).

6. Полишко С.Н. Несущая способность внецентренно сжатых стальных колонн с различными видами остаточного напряженного состояния // Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж: Матеріали міжнародної конференції. – Донецьк: УАМК, 2003. – С. 353 – 357.

7. Полишко С.Н. Учет влияния остаточного напряженно- деформированного состояния на устойчивость внецентренно сжатых стальных двутавровых стержней // Вісник Придніпровської державної академії будівництва і архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2003. - №10-11. – С. 94-99.

8. Голоднов А.И., Полишко С.Н. Экспериментальные исследования внецентренно сжатых сварных двутавровых образцов-колонн // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – Дніпропетровськ: ПДАБтаА, 2004. № 1. - С. 43-50. (автору належить участь у розробленні методики та проведенні експериментальних досліджень).

9. Полишко С.Н., Иванов А.П., Голоднов А.И. Экспериментальные исследования внецентренно сжатых стальных колонн // Металлические конструкции: взгляд в прошлое и будущее: Сборник докладов VIII Украинской научно- технической конференции. – Часть 1. – К.: Изд-во «Сталь», 2004. – С. 618 - 623. (автору належить участь у розробленні методики і проведенні випробувань).