close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Совершенствование конструкции и методики расчета пролетных строений мостов с несущими элементами из композиционных материалов

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Иванов Артём Николаевич
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ
РАСЧЕТА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С НЕСУЩИМИ
ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Специальность 05.23.11 − Проектирование и строительство дорог,
метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
(технические науки)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Новосибирск – 2015
Работа выполнена на кафедре «Мосты» в Федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального
образования «Сибирский государственный университет путей сообщения».
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент
Яшнов Андрей Николаевич
Официальные оппоненты:
Уткин Владимир Александрович
доктор технических наук, доцент,
профессор кафедры «Мосты и тоннели»
ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная
автомобильно-дорожная академия»
Логунова Мария Александровна
кандидат технических наук,
доцент кафедры «Железобетонные
конструкции» ФГБОУ ВПО «Новосибирский
государственный архитектурно-строительный
университет»
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный
университет путей сообщения»
Защита состоится «22» декабря 2015 г. в 900 на заседании объединенного
диссертационного совета ДМ218.012.01 при ФГБОУ ВПО «Сибирский
государственный университет путей сообщения» по адресу: 630049,
Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191, e-mail: lys@stu.ru, тел. (383)328 04 86.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Сибирского
государственного университета путей сообщения», www.stu.ru.
Отзывы на диссертацию и автореферат диссертации, с указанием Ф.И.О.,
почтового адреса, телефона, адреса электронной почты, наименования
организации и должности, подписанные и заверенные печатью организации, в
двух экземплярах просим направлять в адрес диссертационного совета.
Автореферат разослан «22» октября 2015 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
канд. техн. наук, доцент
Соловьев Леонид Юрьевич
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Развитие отрасли транспортного строительства, наблюдаемое в России с началом третьего тысячелетия, требует увеличения
объема и номенклатуры строительных материалов, и внедрения новых более эффективных конструктивных решений. При этом новые искусственные сооружения должны быть максимально технологичными для минимизации затрат времени и средств на
их возведение, гармонично вписываться в окружающий ландшафт и отвечать всем
требованиям надежности и безопасности движения. Зарубежный опыт показывает,
что создание таких конструкций возможно с применением полимерных композиционных материалов (ПКМ), обладающих широким спектром достоинств таких, как высокая прочность, относительно небольшой удельный вес, высокая устойчивость к
воздействию агрессивных сред, невосприимчивость к электрокоррозии, а также возможность активно управлять характеристиками этих материалов при производстве.
Однако при разработке сооружений из ПКМ необходимо учитывать специфические
особенности композитов, в частности ползучесть и анизотропию свойств наиболее
распространенных в настоящее время в мостостроении элементов, армированных
преимущественно в одном направлении. Поэтому необходим поиск конструктивных
решений пролетных строений в целом и соединений элементов в частности, максимально учитывающих особенности композиционных материалов. Немаловажным
фактором, сдерживающим широкое использование полимерных композитов в мостостроении, является практически полное отсутствие нормативных документов, регламентирующих правила и порядок расчета конструкций с применением ПКМ.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения области применения композиционных материалов в отечественном мостостроении посредством разработки и внедрения новых конструктивных решений несущих конструкций, соответствующих особенностям применяемых материалов, а так же разработки и совершенствования методик их расчета.
Степень разработанности темы исследования. Разработкой новых конструктивных решений в настоящее время занимаются научные и производственные коллективы под руководством А.Е. Ушакова, А.А. Жинкина, А.В. Мартынова, Б.В. Пыринова
и др. Конструктивный поиск в нашей стране, главным образом, направлен на цельнокомпозитные конструкции, в то время как исследования Т. Кёллера показывают, что
наиболее перспективной областью применения ПКМ в мостостроении являются гибридные по материалу конструкции.
Внедрение новых конструкций требует разработки методик их расчета с учетом
особенностей свойств, структуры и поведения материалов в различных условиях
нагружения. Наиболее полноценной на сегодняшний день является методика расчета
конструкций из полимерных композиционных материалов, разработанная научным
коллективом компании «АпАТэК». Однако эта методика ограничена цельнокомпозитными конструкциями и монтажными соединениями элементов на обычных болтах.
Вопросами учета отдельных особенностей композиционных материалов, занимались известные отечественные ученые, такие как А.Ф. Бернацкий,
С.А. Бокарев, В.В. Васильев, Г.М. Гуняев, В.С. Казарновский, В.М. Картопольцев,
С.Г. Лехницкий, Ю.В. Немировский, И.Г. Овчинников, В.П. Устинов, В.А. Уткин,
А.Е. Ушаков, Г.П. Черепанов и др. Исследованиями работы различных типов соединений элементов из ПКМ занимались, как зарубежные ученые – D. Duthinh,
A.S. Mosallam, J.T. Mottram, A. Nethercot и др., так и отечественные – В.В. Воробей,
Б.А. Догматырский, Г.В. Комаров, В.В. Кушелев, О.С. Сироткин, Е.Б. Тростянская,
4
А.И. Ярковец и др. Выполненные вышеперечисленными учеными работы позволяют
сделать следующий шаг в совершенствовании методики расчета конструкций с учетом особенностей работы полимерных композиционных материалов.
Объект исследования – разрезные балочные гибридные по материалу пролетные строения под пешеходные и автодорожные нагрузки, в качестве материала основных несущих элементов которых используется пультрузионный (однонаправленно армированный) стеклопластик.
Предмет исследования – несущая способность гибридных по материалу пролетных строений пешеходных и автодорожных мостов.
Целью работы является повышение эффективности использования композитов
в мостостроении на основе совершенствования конструкции и методики расчета пролетных строений с несущими элементами из полимерного композиционного материала
с учетом особенностей его физико-механических характеристик.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
– выполнить численное моделирование работы цельнокомпозитного пролетного строения и анализ напряженно-деформированного состояния для совершенствования конструкции;
– разработать конечно-элементную модель гибридного по материалу пролетного строения, учитывающую особенности конструкции, и обосновать ее адекватность фактической работе;
– провести экспериментальные исследования пролетного строения и стеклопластиковых элементов на воздействие длительного статического нагружения;
– усовершенствовать конструкцию соединения элементов из однонаправленно
армированного стеклопластика с учетом особенностей его физико-механических характеристик и выполнить экспериментальные исследования работы гибридного по
материалу пролетного строения с предложенной конструкцией соединений;
– разработать предложения по совершенствованию конструкции опытного
пролетного строения и дополнить существующую методику расчета конструкций из
полимерных композиционных материалов применительно к гибридным по материалу пролетным строениям мостов с учетом особенностей полимерных композитов и
результатов проведенных работ.
Научная новизна работы:
1) Теоретически обоснована и экспериментально доказана необходимость учета
узловых изгибающих моментов в расчетах стеклопластиковых ферм с жесткими соединениями при отношении высоты сечения к длине элемента более 1/25.
2) Выявлен эффект смещения положения нейтральной оси вниз в гибридном по
материалу пролетном строении при увеличении постоянных нагрузок и установлен
характер влияния длительных нагрузок на напряженно-деформированное состояние
конструкции.
3) Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность болто-фрикционного соединения однонаправленно армированных стеклопластиков.
Теоретическая и практическая значимость результатов работы.
Теоретическая значимость работы заключается в обосновании необходимости
учета узловых изгибающих моментов в расчетах стеклопластиковых ферм с жесткими
соединениями при отношении высоты сечения к длине элемента более 1/25, методе
анализа контактных напряжений по границе взаимодействия металлической шайбы
и стеклопластикового элемента в болто-фрикционном соединении, и полученных
5
экспериментальных функциях изменения вязкоупругих деформаций стеклопластика
во времени при длительном статическом нагружении.
Практическую значимость работы составляют:
1. Шайба, позволяющая соединять стеклопластиковые элементы высокопрочными болтами без возникновения ползучести в композиционном материале.
2. Усовершенствованная конструкция гибридного по материалу пролетного
строения, которая может быть использована в автодорожных и пешеходных мостах.
3. Усовершенствованная методика расчета конструкций с несущими элементами из однонаправленно армированного стеклопластика, которая может быть использована при проектировании как гибридных по материалу, так и цельнокомпозитных конструкций.
Методология и методы исследования. Основными методами, использованными
в работе, являются: метод математического моделирования, экспериментальные методы
исследования конструкций, анализ экспериментальных данных, синтез результатов теоретических и экспериментальных работ, статистические методы обработки данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Предложения по совершенствованию цельнокомпозитного решетчатого
пролетного строения.
2. Болто-фрикционное соединение однонаправленно армированных стеклопластиков.
3. Результаты экспериментальных и теоретических исследований работы гибридного по материалу пролетного строения в различных условиях статического
нагружения с разными типами соединений элементов ферм.
4. Результаты экспериментального исследования ползучести однонаправленно
армированного стеклопластика вдоль волокон армирования.
5. Усовершенствованная методика расчета гибридных по материалу конструкций и предложения по совершенствованию опытного пролетного строения.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность выводов и рекомендаций подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных работ, а так же корректным использованием теоретических и численных методов решения задач прочности, широко применяемых в науке и инженерной практике.
Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на Всероссийских научно-практических конференциях (г. Пермь, май 2011; г. Новосибирск, июль
2014), Международных научно-технических конференциях (г. Пенза, май 2011, ноябрь 2011; г. Новосибирск, ноябрь 2014); Международной научно-практической конференции (г. Пермь, апрель 2012; г. Новосибирск, ноябрь 2012); Всероссийской научной конференции (г. Саратов, сентябрь 2013); семинаре ФГБОУ ВПО «СГУПС» и
ООО «БАСФ Строительные системы» (г. Новосибирск, октябрь 2013); 13-ой Сибирской Международной конференции по железобетону (г. Новосибирск, февраль 2014);
научно-практической конференции ГБУ ТУАД (г. Новосибирск, март 2014); Научнотехническом совете ОАО «РЖД» (г. Москва, ноябрь 2014); Международном форуме
«Транспорт Сибири» (г. Новосибирск, май 2015).
Внедрение результатов. Усовершенствованная методика расчета пролетных
строений из композиционных материалов была использована при разработке проекта первого в России автодорожного моста с применением полимерных композитов в
качестве материала несущих элементов пролетного строения. Основные ее положе-
6
ния включены в Методику расчета и проектирования строительных конструкций из
композиционных материалов, разработанную сотрудниками НИЛ «Мосты» СГУПСа
при участии автора по заказу ООО «Нанотехнологический центр композитов». Результаты исследований, нашли применение в учебном процессе кафедры «Мосты» в
рамках дисциплины «Проектирование мостов и труб» и дипломного проектирования
студентов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных рецензируемых изданиях, включенных в перечень ВАК Минобрнауки России и один патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет
183 с., содержит 70 рисунков, 18 таблиц и 5 приложений. Список литературы содержит 159 источников.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе диссертации кратко изложена характеристика и особенности
ПКМ. Анализ свойств показал, что они обладают большим спектром достоинств и отличаются от традиционных строительных материалов. Номенклатура композитов
очень обширна, а потому разнообразны и конструктивные решения. Подход в проектировании эксплуатирующихся в настоящее время мостов можно разделить на 2 метода – замена и адаптация. Наиболее перспективным является метод адаптации, основанный на совершенствовании конструкции в традиционном ее исполнении с учетом
особенностей нового материала. Результатом таких совершенствований все чаще становятся гибридные по материалу конструкции, представляющие собой своеобразный
симбиоз нескольких материалов, применяемых в соответствующем качестве согласно
особенностям их свойств. Эффективность этого метода зависит от степени соответствия исходной конструктивной формы свойствам используемых материалов.
В рамках диссертационного исследования из всего разнообразия ПКМ были
приняты однонаправленно армированные стеклопластики, как наиболее часто используемые в мостостроении за счет приемлемого соотношения цены и характеристик. По
прочностным характеристикам пультрузионный стеклопластик близок к металлическим сплавам, а по внутренней структуре и характеру работы – к древесине. Поэтому
исходное конструктивное решение для его дальнейшего совершенствования было
решено искать в традиционных для стали и дерева конструктивных формах.
Широкое применение «новых» конструкций возможно только при условии разработки методики их расчета. Одним из первых нормативных документов, регламентирующих порядок и правила расчета пролетных строений из полимерных композитов, был СТО 39790001.03-2007, разработанный научным коллективом компании
«НПП «АпАТэК» в 2007 г. Анализ методики расчета пролетных строений, изложенной в Стандарте, показал, что некоторые ее аспекты требуют уточнения и проведения
более детальных исследований. В целом методика, представленная в СТО, затрагивает основные вопросы проектирования конструкций из ПКМ (но только цельнокомпозитных), достаточно подробно описывает требования к материалам и их основные
расчетные характеристики, а так же основные требования к расчету элементов. Поэтому за основу для дальнейшего совершенствования методики расчета применительно к гибридным по материалу конструкциям была принята методика СТО и основные
положения соответствующих общегосударственных нормативных документов.
7
Во второй главе представлены расчетные исследования цельнокомпозитного
пролетного строения характерного по конструктивной форме для металлических конструкций. К расчету принята сквозная решетчатая ферма с нисходящими раскосами с
ходьбой понизу длинной 33 м, шириной 3,6 м и высотой – 3,94 м (рис. 1). Монтажные
соединения на обычных болтах М12 грубой точности с металлическими фасонками.
Исследования проводились на конечно-элементной модели в программе MIDAS/Civil.
Элементы расчетной модели задавались балочными, кроме пешеходного настила, который в свою очередь был задан плитными конечными элементами. Соединения элементов в расчетах рассматривались двух типов – шарнирными и жесткими для количественной оценки величины и характера влияниям узловых изгибающих моментов
на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции. Пешеходный
настил, принятый по аналогии с эксплуатирующимися в России пролетными строениями из ПКМ, в совместную работу с нижними поясами ферм не включался, что было
обусловлено способом его прикрепления к поперечным балкам. В качестве расчетных
воздействий рассмотрены собственный вес, пешеходная и ветровая нагрузки.
3940
В0 В1 В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8 В9 В10 В11 В12 В13 В14 В15 В16 В17 В18 В19 В20 В21 В22
C1
C3
C5
C7
C9
C11
C13
C15
C17
C19
C21
Н0 Н1 Н2 Н3 Н4 Н5 Н6 Н7 Н8 Н9 Н10 Н11 Н12 Н13 Н14 Н15 Н16 Н17 Н18 Н19 Н20 Н21 Н22
1500
33000
Рисунок 1 – Схема фермы
Расчеты показали, что для стеклопластиковых ферм жесткость соединений
оказывает существенное влияние на НДС конструкции. Расхождение результатов по
двум схемам составили при расчете соединений 10…600 %, при определении нормальных напряжений 10…470 %. СТО 39790001.03-2007 рекомендует жесткие соединения в расчетах принимать шарнирными при отношении высоты поперечного
сечения соединяемых элементов к их длине менее 1/12. Однако расчеты показали,
что значительное влияние узловых моментов сохраняется до соотношения 1/25. По
результатам работ были так же выявлены недостатки цельнокомпозитного пролетного строения. К числу основных можно отнести принятую конструктивную форму,
плохо согласующуюся со свойствами стеклопластика, низкую жесткость конструкции, обусловленную малым модулем упругости композита и монтажные соединения
элементов на обычных болтах грубой точности с использованием металлических
фасонок. На основании проведенных расчетов были сформулированы рекомендации
по совершенствованию цельнокомпозитного решетчатого пролетного строения.
1) В качестве основы для дальнейшей модернизации следует рассматривать
деревянные конструкции традиционных конструктивных схем.
2) Для возможности применения пролетных строений в автодорожных мостах
целесообразно организовывать движение нагрузки поверху.
3) Конструкции прохожей (проезжей) части необходимо включать в совместную работу с фермами для увеличения общей жесткости пролетного строения.
4) Несущие элементы ферм должны быть небольшого размера (длиной до 2 м),
что позволит проектировать компактные соединения благодаря небольшим по величине усилиям.
5) Соединения должны быть надежными, технологичными и исключать подвижки элементов.
8
С целью совершенствования конструкции соединений и минимизации влияния
их недостатков на НДС конструкции проведены теоретические исследования механических соединений. Полученные результаты показали, что наряду с обычными болтами для соединения однонаправленно армированных пластиков могут использоваться
и высокопрочные. Несущая способность болто-фрикционных соединений в несколько
раз больше в сравнении с соединениями на обычных болтах и одинакова во всех
направлениях. Однако, для устройства таких соединений требуются шайбы специальной формы для распределения усилий натяжения высокопрочного болта по достаточной площади соединяемых элементов и исключения ползучести стеклопластика. На
рисунке 2 представлен разрез шайбы, параметры которой можно определить по приведенным ниже формулам:
D
d
h
√
),
(2)
d
(
) ,
(3)
(
) .
(4)
Рисунок 2 – Разрез шайбы
где
усилие натяжения высокопрочного болта;
расчетное сопротивление
композиционного материала на сжатие;
диаметр фаски.
Болто-фрикционные соединения обеспечивают высокую прочность и жесткость. В тех случаях, когда эти факторы не являются определяющими, могут быть
применены обычные болты, но повышенного класса точности.
По инициативе генерального директора ООО «Опора» А.В. Мартынова было
решено разработать опытное пролетное строение из ПКМ. По результатам анализа
расчетов цельнокомпозитного пролетного строения и мирового опыта применения
ПКМ в мостостроении за основу для конструктивного поиска Б.В. Пыриновым была
предложена конструкция деревянных пролетных строений в виде многораскосных
решетчатых ферм из досок по проекту архитектора Тауна. В данном конструктивном
решении деревянные доски были заменены на стеклопластиковые элементы, поверху ферм устроена железобетонная плита, включенная в совместную работу с фермами. Такое решение позволило обеспечить требуемую жесткость пролетного строения при высоте сопоставимой с типовыми железобетонными балками.
Для натурного исследования конструкции проектной группой ООО «Сибирские
проекты» под руководством Б.В. Пыринова был разработан проект опытного пролетного строения под пешеходную нагрузку. Параметры подбирались в тесной взаимосвязи друг с другом. Главным из них была длина пролетного строения, которая определялась возможностью его размещения в испытательном цехе НИДЦ СГУПС,
остальные назначались исходя из опыта проектирования деревянных многораскосных
конструкций. Схема опытного пролетного строения представлена на рисунке 3.
hф
(
(1)
ф
Рисунок 3 – Схема опытного пролетного строения конструкции Б.В. Пыринова
9
При расчетах опытного пролетного строения автором диссертации по рекомендациям Б.В. Пыринова использовано два разных подхода – инженерный, основанный на упрощенных расчетных схемах, и численное моделирование методом конечных элементов (МКЭ). При этом в рамках численного моделирования для оценки
влияния изгибающих моментов на НДС конструкции были разработаны две расчетные модели – с жесткими и шарнирными соединениями. Выполненные расчеты показали, что инженерная методика, более удобна в практическом использовании, но
не позволяет учитывать особенности материала и сложный характер работы элементов. Этих недостатков лишены детальные расчетные модели. Сравнение результатов
расчета по двум КЭ моделям показало, что на итоговый уровень нормальных напряжений в элементах стеклопластиковых ферм оказывают влияние узловые изгибающие моменты. Анализ результатов расчета стеклопластиковых ферм показал, что
влияние изгибающих моментов на НДС конструкции проявляется в диапазоне отношения высоты сечения к длине элемента 1/2…1/25. Поэтому в расчетах стеклопластиковых ферм следует рассматривать фактический тип соединений, допускается
жесткие соединения заменять шарнирными при отношении высоты поперечного сечения соединяемых элементов к их длине менее 1/25. Таким образом, корректность
расчетов зависит от соответствия расчетного и фактического типов соединений. Так
как в опытной конструкции соединения выполнены на четырех болтах, а отношение
высоты поперечного сечения элементов к их длине более 1/25, для планирования
экспериментов была принята модель с жесткими соединениями.
В третьей главе представлены экспериментальные исследования опытного
пролетного строения и однонаправленно армированного стеклопластика.
С целью установления соответствия фактической работы гибридной по материалу конструкции принятым расчетным предпосылкам и уточнения особенностей
ее работы проведены испытания опытного пролетного строения. На основании расчетов были определены наиболее нагруженные элементы пролетного строения в
каждом типоразмере поперечного сечения, контролируемые параметры и подобрана
испытательная нагрузка. В ходе испытаний измерялись относительные продольные
деформации элементов, прогиб и динамические параметры конструкции. Некоторые
результаты контроля НДС пролетного строения представлены на рисунках 4 – 6.
Испытания показали, что фактическая работа конструкции удовлетворительно
согласуется с расчетной моделью, о чем свидетельствуют значения конструктивных
коэффициентов при максимальном уровне нагружения по относительным продольным деформациям осредненным по элементам ферм – 0,85 и по сечениям в плите –
0,85, по прогибам – 0,7. Таким образом, экспериментально подтверждено, что для
стеклопластиковых ферм с жесткими соединениями учет изгибающих моментов
обязателен при отношении высоты сечения к длине элемента более 1/25. Анализ изменения динамических параметров пролетного строения показал, что жесткость
конструкции уменьшается после ее статического нагружения. Это проявляется в
снижении величины декремента затухания собственных колебаний после разгрузки
пролетного строения, которое составило для колебаний в вертикальной плоскости
34 % и 23 % - в горизонтальной. Данный эффект связан с подвижками элементов в
узловых соединениях ферм на обычных болтах и пластическими деформациями бетона плиты в зоне упоров, обеспечивающих совместную работу плиты с фермами,
обусловленными неудачной конструкцией принятых упоров.
10
a) продольная сила
25,51
0
51,02
б) изгибающий момент
M Н* м
76,52 Нагрузка,
кН
4
- 0,5
расчет
3,5
-1
3
- 1,5
испытание
2,5
-2
2
- 2,5
испытание
1,5
-3
1
- 3,5
0,5
-4
Нагрузка,
кН
расчет
0
- 0,5
N, кН
25,51
51,02
76,52
Рисунок 4 – Графики изменения внутренних усилий в восходящих раскосах
 , МПа
 , МПа
- 2,5
расчет
- 2,5
- 2,0
испытание
- 2,0
расчет
- 1,5
- 1,5
испытание
- 1,0
- 1,0
- 0,5
- 0,5
0
25,51
51,02
76,52
Нагрузка,
кН
Рисунок 5 – Графики изменения
напряжений в плите по оси пролетного
строения в середине пролета
Рисунок 6 – Графики распределения
напряжений по ширине плиты
в середине пролета
С целью выявления характера и скорости изменения вязкоупругих деформаций элементов и конструкции в целом проведено экспериментальное исследование
работы опытного пролетного строения на воздействие длительного статического
нагружения. В качестве контролируемых параметров приняты относительные продольные деформации наиболее нагруженных элементов и общие вертикальные деформации конструкции. Наблюдения за длительными деформациями разделены на 2
этапа: первый – выдержка конструкции под полной нагрузкой (испытательная и собственный вес); второй этап – выдержка конструкции под собственным весом. Характер изменения деформаций на различных этапах проиллюстрирован рисунком 7.
Наблюдения за деформациями на каждом этапе велись до момента их стабилизации.
Полная деформация ( ) на первом этапе определялась как сумма начальной
деформации ( ) и вязкоупругой деформации ( ):
(5)
Величина остаточных деформаций
(либо
) в зависимости от характера
изменения деформаций после разгрузки конструкции определяется по формуле:
в случае релаксации деформаций:
;
(6)
в случае нарастания деформаций:
(7)
0,II
0,I
I
й
ормаци
ние деф
а
т
с
а
р
на
I эт ап наблюдений
ост . П,II
ост .
П,I

П,II
11
релаксац
ия дефор
маций
II эт ап наблюдений
t
Рисунок 7 – График изменения вязкоупругих деформаций во времени
Скорость ползучести определялась по формуле:
( )⁄ ,
(8)
где ( ) функциональная зависимость деформаций ползучести материала от времени ;
интервал времени рассматриваемого участка наблюдений.
По зафиксированным фактическим деформациям для каждого типа элементов
пролетного строения с помощью регрессионного анализа были подобраны функциональные зависимости их изменения во времени. Установлено, что скорость нарастания вязкоупругих деформаций в конструкции при частичной ее загруженности незначительная и плавно затухающая. При полной загруженности ползучесть проявляется практически во всех элементах конструкции, характер изменения деформаций
линейный или плавно затухающий, эффекта ускоренной ползучести не возникает.
Величина показателя работы пролетного строения по данным наблюдений за прогибами составила 0,33, что свидетельствует об удовлетворительной работе опытной
конструкции под длительной статической нагрузкой.
По результатам анализа изменения деформаций выявлен эффект смещения
положения нейтральной оси, обусловленный разной скоростью изменения модулей
деформации стеклопластика и бетона под длительной нагрузкой. Данное смещение
за 45 суток воздействия полной нагрузки составило 15 % от высоты конструкции.
Из-за высоких местных напряжений в зоне болтовых соединений длительная жесткость стеклопластиковых ферм изменялась быстрее жесткости плиты, что привело к
частичному ее включению в работу на собственный вес. В результате этого после
разгрузки остаточные деформации, обусловленные ползучестью бетона и дополнительным нагружением плиты, составили 77 % относительно максимальных деформаций. Таким образом, вследствие разной скорости изменения модулей деформации
в гибридной по материалу конструкции при длительном статическом воздействии
возникает смещение нейтральной оси и изменение исходного НДС.
Результаты исследования работы опытного пролетного строения на длительное
нагружение показали, что конструкция склонна к нарастанию неупругих деформаций.
Вопросы упругопластического деформирования бетонов изучаются уже давно, а потому в литературе широко представлены результаты этих работ, которые могут использоваться для прогнозирования поведения бетонов в условиях длительного нагружения. Что касается ПКМ, то информации по ним значительно меньше, а для исследуемой марки стеклопластиков в открытой печати такие данные не представлены. С
целью установления фактической зависимости между деформациями, напряжением и
временем для однонаправленно армированного стеклопластика при воздействии длительно приложенной нагрузки и определения величин модулей деформации были
проведены его испытания на ползучесть.
12
Испытания проводились на образцах однонаправленно армированного стеклопластика марки СППС-240 (рис. 8). Испытательная нагрузка была подобрана из
условия обеспечения в контролируемом сечении нормальных напряжений в размере
50 % от расчетного сопротивления материала.
Рисунок 8 – Схема испытываемого образца
Для испытаний были подготовлены три образца, два из которых подвергались
длительному воздействию испытательной нагрузки, а оставшийся образец (контрольный) деформировался исключительно от воздействия температуры, для исключения
температурных деформаций испытываемых образцов. Наблюдения за деформациями
выполнялись до момента их стабилизации.
Фактические вязкоупругие деформации стеклопластика при растяжении показали хорошую качественную и количественную согласованность с результатами, полученными с помощью линейной теории Максвелла, отклонения между теорией и
фактом не превысили 10 %.
По результатам испытаний для каждого стеклопластикового элемента при
фактическом уровне напряжений () были определены следующие относительные
продольные деформации: расчетные (р), упругие (0), вязкоупругие (П), полные ()
и остаточные (ост), а так же величина (), вычисленная как процентное соотношение ост и . Данные величины представлены в таблице 1 по каждому элементу.
Таблица 1 – Основные показатели деформирования образцов
№ образца
, МПа
р, 10-6 0, 10-6 П, 10-6 , 10-6 ост, 10-6

1
48.47
1731
1619
302
1921
104
5.43
2
62.32
2226
2172
364
2537
446
17.60

Длительный модуль деформаций при постоянном напряжении можно вычислить по
п
0
формуле (9). Графическая интерпретация формулы представлена на рисунке 9.
Eп
E0
( )
( )
(9)
где
– модуль деформации материала и от0
0п
 носительные продольные деформации при краткоРисунок 9 – Зависимость модуля временном нагружении;
– постоянная величина
упругости от изменения относи- напряжений в сечении; ( ) – функциональная зательных продольных деформаций висимость изменения деформаций во времени.
Фактические значения модулей деформаций материала 1-го и 2-го образцов при
кратковременном загружении (E) составили соответственно 29950 МПа и 28690 МПа,
при нормируемом значении 28000 МПа. После стабилизации вязкоупругих деформаций фактические модули при длительном загружении (Eд) составили 25240 МПа и
13
24570 МПа. Таким образом, экспериментально было установлено, что в стеклопластиках проявляется ползучесть, которую необходимо учитывать при проектировании и
эксплуатации конструкций.
С целью экспериментального обоснования возможности жесткого соединения
однонаправленно армированных стеклопластиковых элементов с помощью высокопрочных болтов и увеличения жесткости конструкции относительно соединений на
обычных болтах были выполнены испытания пролетного строения с болтофрикционными соединениями.
На основании расчетных исследований в испытываемом пролетном строении
обычные болты во всех соединениях были заменены на высокопрочные с уменьшением их количества в 2 раза. Проверка натяжения высокопрочных болтов после длительной выдержки падения усилий в них не выявила. Контролируемые в ходе испытаний (испытание 2) пролетного строения элементы и параметры приняты по аналогии с испытаниями (испытание 1) конструкции на обычных болтах. В качестве дополнительных параметров контролировались подвижки элементов в узлах.
Сравнение результатов испытаний пролетного строения с соединениями на
обычных и высокопрочных болтах показало, что замена болтов незначительно повлияла на уровень внутренних усилий в элементах главных ферм и картину их изменения.
Хотя абсолютно во всех контролируемых элементах деформации оказались меньше в
сравнении с первыми испытаниями. На рисунках 10 – 12 представлены сравнительные
результаты контроля напряженно-деформированного состояния конструкции.
а) восходящие раскосы
б) нижний пояс
25,51
0
N, кН
76,52 Нагрузка,
кН
51,02
расчет
50
испытание 2
-1
-2
40
испытание 1
30
-3
испытание 1
испытание 2
20
расчет
-4
10
0
N, кН
25,51
Нагрузка,
кН
51,02
76,52
Рисунок 10 – Графики изменения продольных сил в элементах главных ферм
 , МПа
 , МПа
расчет
- 2,5
- 3,0
расчет
- 2,0
- 2,25
- 1,5
испытание 1
испытание 1
испытание 2
- 1,5
испытание 2
- 1,0
- 0,75
- 0,5
0
25,51
51,02
76,52
Нагрузка,
кН
Рисунок 11 – Графики изменения
напряжений в плите по оси пролетного
строения в середине пролета
Рисунок 12 – Графики распределения
напряжений по ширине плиты в
середине пролета
14
В результате выполненных работ была экспериментально обоснована возможность соединения стеклопластиковых элементов многораскосных ферм высокопрочными болтами. По результатам наблюдения за узловыми соединениями установлено,
что проскальзывания элементов не возникает. При этом использование специальных
шайб позволило обеспечить стабильное усилие натяжения болтов без возникновения
ползучести в стеклопластике. По результатам контроля местных деформаций элементов, общих деформаций пролетного строения и динамических параметров выявлено
общее увеличение жесткости конструкции с болто-фрикционными соединениями в
сравнении с конструкцией на обычных болтах за счет увеличения жесткости соединений. Благодаря изменению типа соединения, деформации стеклопластиковых элементов уменьшились в среднем на 14 %, падение жесткости пролетного строения, характеризуемое величиной логарифмического декремента затухания, уменьшилось на 15 %.
Результаты статических испытаний конструкции с разными типами соединений
показали хорошую согласованность, положение нейтральной оси не изменилось. На
основании этого можно сделать вывод, что эффект смещения нейтральной оси в гибридной по материалу конструкции возникает только при длительном нагружении,
обусловлен разной скоростью изменения модулей длительных деформаций стеклопластика и бетона и при повторных кратковременных загружениях не проявляется.
В четвертой главе изложены основные положения методики расчета гибридных по материалу пролетных строений в виде многораскосных ферм из ПКМ с
устроенной поверху железобетонной плитой, включенной с ними в совместную работу. Методика построена на обобщении накопленных результатов проведенных автором экспериментально-теоретических исследований и результатов работ Б.В. Пыринова и других ученых, работавших над аналогичными проблемами в области проектирования и расчета конструкций из полимерных композитов. За основу была принята методика, изложенная в СТО 39790001.03-2007, и модернизирована с учетом
выявленных в ней неточностей и особенностей «новой» конструкции. Положения
методики полностью согласуются с требованиями и указаниями СП 35.13330.2011.
Рекомендуемый диапазон расчетных длин пролетных строений 15…33 м. Общую высоту пролетного строения на стадии эскизного проектирования можно принимать в диапазоне 1/15 … 1/20 расчетного пролета.
Назначение основных размеров пролетного строения в первом приближении
допускается выполнять по эскизным расчетам, основанным на приближенных методах. После определения основных параметров конструкции необходимо выполнять
уточняющие расчеты, на моделях конструкции, позволяющих максимально учитывать особенности характера ее работы. Так как конструкция склонна к нарастанию
неупругих деформаций, модули упругости материалов в расчетах на постоянные
нагрузки следует назначать из условия длительного нагружения, на воздействие
временной нагрузки – из условия кратковременного нагружения.
На стадии эскизного проектирования целесообразно рассматривать отдельные
части конструкции, выполняя их расчеты на упрощенных моделях. Расчеты элементов ферм наиболее целесообразно выполнять по алгоритмам, ранее применяемым
для проектирования и расчета деревянных ферм Тауна.
Усилие в одном раскосе панели может быть определено по формуле:
,
(10)
где
угол наклона раскоса к поясу;
количество раскосов в рассматриваемой
панели;
поперечная сила, возникающая в панели.
15
Максимальное продольное усилие в опорной стойке определяется по формуле:
,
(11)
где
опорная реакция;
продольное усилие в опорном раскосе.
Усилия в поясах можно определить по формуле:
⁄ ,
(12)
где – изгибающий момент в сечении пролетного строения; – высота фермы.
Подбор сечений элементов выполняется согласно условиям прочности и
устойчивости элементов:
⁄
(13)
( ),
⁄
(14)
где
продольная сила;
площадь поперечного сечения элемента с учетом
ослаблений (нетто); ( ) расчетное сопротивление материала растяжению ( ) или
сжатию ( );
площадь поперечного сечения элемента без учета ослаблений (брутто);
коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки.
По итогам подбора сечений элементов необходимо проверить величину прогиба пролетного строения и подобрать конструкцию и шаг упоров.
Модель конструкции в детальных расчетах должна быть достаточной для отражения необходимых параметров НДС, учитывать пространственный характер работы
и особенности применяемых материалов. Элементы ферм в общем случае испытывают сложное напряженное состояние, поэтому в расчетах следует учитывать сочетания
внутренних усилий. Условие прочности при сложной форме изгиба согласно
СТО 39790001.03-2007 имеет вид:
,
(15)
где
расчетное сопротивление материала изгибу;
площадь сечения нетто;
момент инерции сечения нетто относительно оси ;
расстояние от центра
тяжести до рассматриваемой фибры сечения в направлении оси ;
момент инерции сечения нетто относительно оси ;
расстояние от центра тяжести до рассматриваемой фибры сечения в направлении оси ;
коэффициенты, учитывающие
возникновение дополнительных моментов от продольной сжимающей силы.
Схема ориентации осей и направления
z
внутренних усилий относительно рассчитываQ
емого элемента представлена рисунке 13.
Mz
Значения коэффициентов
опредеx
ляются по формуле:
y
,
(16)
N
My
( )
( )
где
критическая сила при потере
( )
Рисунок 13 – Направление действия устойчивости в обеих плоскостях фермы для
усилий в элементах конструкции
рассчитываемого сечения.
Критическую силу для однородного ортотропного материала на основании исследований А. Кноелла и Е. Робинсона можно определить по формуле:
( )
(
)
(
( )
( )
) ,
(17)
где
модуль упругости в направлении действия сжимающего усилия;
площадь поперечного сечения брутто;
коэффициент Пуассона в продольно-
16
поперечном направлении;
коэффициент Пуассона в поперечном направлении;
радиус инерции поперечного сечения в плоскости изгиба;
расчетная
( )
( )
длина элемента в плоскости изгиба.
Условие прочности сечений элементов по касательным напряжениям:
⁄
,
(18)
где
расчетное сопротивление материала сдвигу;
поперечная сила;
статический момент отсеченной части сечения брутто;
момент инерции сечения
брутто;
толщина стенки.
Расчет соединений на обычных болтах.
Несущая способность обычного болта согласно СТО 39790001.03-2007, определяется как наименьшее значение из двух, по формулам:
на смятие стеклопластика:
( )
(19)
( )
на сдвиг стеклопластика между болтовыми отверстиями:
(20)
(
)
( )
( )
где
диаметр болта;
наименьшая суммарная толщина элементов, снимаемых
в одном направлении;
продольный шаг болтов;
и
коэффициенты усло( )
вий работы;
число расчетных срезов одного болта;
расчетное сопротив( )
ление стеклопластика сжатию вдоль волокон ( ) и поперек ( );
расчетное
сопротивление стеклопластика скалыванию вдоль волокон ( ) и поперек ( ).
Так как несущая способность соединения зависит от направления приложения
усилия, все действующие на болт нагрузки приводятся к продольной и поперечной
составляющей и ограничиваются соответствующей несущей способностью:
,
(21)
При одновременном действии нагрузок по двум
направлениям для обеспечения прочности соединения должно выполняться следующее условие:
√(
)
(
)
(22)
Рисунок 14 – Схема к расСхема к расчету болтового соединения предчету болтового соединения ставлена на рисунке 14.
Усилия от продольной и поперечной нагрузки распределяются равномерно
между болтами:
⁄
,
(23)
⁄
где
соответственно продольная и поперечная силы в элементе;
количество болтов в соединении; индексы и соответствуют направлению продольной и
поперечной осей.
Составляющие усилия, приходящиеся на один болт, от изгибающего момента
могут быть определены по формуле:
∑
∑
(
(
)
)
,
(24)
17
где
отношение модуля упругости материала профиля в продольном (x) и поперечном направлениях (y);
изгибающий момент в элементе;
угол между
осью y и радиус-вектором i-го болта относительно центра тяжести соединения;
расстояние от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта;
расстояние от центра тяжести соединения до i-го болта.
Расчет соединений на высокопрочных болтах.
Предельное усилие, воспринимаемое одним высокопрочным болтом болтофрикционного соединения, согласно СП 35.13330.2011 определяется по формуле:
,
(25)
где
коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 8.15
СП 35.13330.2011;
расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой
поверхностью трения одного болтоконтакта.
Численное значение
можно определить по формуле:
,
(26)
где
усилие натяжения болта;
коэффициент трения по контакту соединяемых
элементов;
коэффициент надежности.
На основании выполненных автором экспериментов, значения коэффициентов
трения рекомендуется принимать следующими:
по контакту «стеклопластик – стеклопластик»:
;
по контакту «стеклопластик – сталь»:
.
Усилие натяжения высокопрочного болта определяется по формуле:
,
(27)
где
расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению;
площадь поперечного сечения высокопрочного болта нетто;
коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, принимаемый равным 0,95.
Так как несущая способность болто-фрикционного соединения не зависит от
направления приложения усилия, условие прочности имеет вид:
√(
,
(28)
)
(
)
Распределение усилий от продольной и поперечной нагрузки допускается принимать равномерным между всеми болтами и определять по формуле (23).
Составляющие усилия, приходящиеся на один болт, от изгибающего момента
могут быть определены по формуле:
⁄∑
.
(29)
⁄∑
По результатам проведенных автором исследований были разработаны рекомендации по совершенствованию опытного гибридного по материалу пролетного
строения, которые коснулись расстановки раскосов в стеклопластиковых фермах,
формы сечения нижних поясов, конструкции упоров и соединений. Отдельные рекомендации и результаты выполненных автором исследований нашли практическое
использование при проектировании пролетного строения первого в России автодорожного моста с несущими элементами из ПКМ. Проект разрабатывался в рамках
реконструкции моста через реку Пашенка в Новосибирской области на участке автомобильной дороги V категории с. Красный Яр – с. Сосновка компанией ООО «Сибирские проекты» при участии автора под руководством Б.В. Пыринова. Пролетное
строение состоит из шести стеклопластиковых многораскосных ферм, объединен-
18
ных системой поперечных связей и уложенной поверху железобетонной плитой.
Полная длина конструкции составила 18 м, высота – 1,2 м, ширина – 7 м. Монтажные соединения выполнены на обычных болтах повышенного класса точности.
Включение плиты в совместную работу с фермами осуществляется посредством
гибких упоров арматурно-стержневой конструкции. Поперечное сечение пролетного
строения представлено на рисунке 15.
Рисунок 15 – Поперечное сечение пролетного строения
После окончания строительно-монтажных работ, выполненных компанией
ООО «Опора», в июле 2014 г. сотрудниками НИЛ «Мосты» под руководством автора
были выполнены предсдаточные испытания моста. В качестве нагрузки были использованы 2 груженых 4-хосных автомобиля-самосвала марки HOWO весом 51 тс и 55 тс
соответственно. В рамках статических испытаний контролировались относительные
продольные деформации стеклопластиковых элементов ферм, железобетонной плиты
и общие вертикальные деформации пролетного строения по осям всех ферм. Осредненные значения конструктивных коэффициентов в нижнем поясе составили 0,87, по
верхним фибрам плиты – 0,96, по стойкам – 0,69, по прогибам 0,74. Максимальная величина показателя работы конструкции, определяемая как осредненное по всем фермам отношение остаточных деформаций к упругим прогибам под нагрузкой, составила 0,19 , что свидетельствует об удовлетворительной работе пролетного строения. В
рамках динамических испытаний определялись частоты собственных колебаний пролетного строения и величина динамического коэффициента. Частота собственных колебаний до испытаний составила 5,76 Гц во всех направлениях, а ее уменьшение после испытаний не превысило 2 %, что свидетельствует о стабильной жесткости конструкции. Среднее по шести фермам значение динамического коэффициента при проезде одного автомобиля составило (1+μ) = 1,11. Предсдаточные испытания в целом
показали удовлетворительное соответствие фактической работы пролетного строения
расчетной схеме, заложенной при проектировании конструкции.
Конструктивное решение пролетного строения через р. Пашенку было реализовано впервые в мировом мостостроении. Поэтому сотрудниками НИЛ «Мосты»
при участии автора ведутся работы по мониторингу технического состояния моста в
процессе эксплуатации. По данным последних наблюдений за июль 2015 г состояние моста оценивается как хорошее, пропуск проектных нагрузок А14 и Н14 обеспечивается без ограничений.
Технико-экономическая эффективность от применения гибридных по материалу пролетных строений складывается, главным образом, из экономии средств при
транспортировке и монтаже, а так же за счет меньших эксплуатационных затрат в
сравнении с конструкциями из традиционных строительных материалов.
19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На основании анализа конструкций мостов с несущими элементами из полимерных композитов, свойств этих материалов и детальных расчетов цельнокомпозитного пролетного строения сформулированы предложения по совершенствованию решетчатых ферм из однонаправленно армированного стеклопластика, которые легли в
основу нового адаптированного к свойствам материала конструктивного решения в
виде гибридного по материалу пролетного строения. Гибридная конструкция представляет собой многораскосные стеклопластиковые фермы, объединенные поверху
железобетонной плитой, включенной с фермами в совместную работу. Данное решение позволяет увеличить жесткость стеклопластиковых ферм при пролете 9 м в 2 раза
и соединять элементы без металлических фасонок. Рекомендуемый диапазон длин
пролетных строений составляет 15 – 33 м, а высота 1/15…1/20 расчетного пролета.
2. По результатам расчетов цельнокомпозитного и гибридного по материалу
пролетных строений установлено, что в стеклопластиковых фермах с жесткими соединениями значительное влияние на напряженно-деформированное состояние конструкции оказывают узловые изгибающие моменты. Для цельнокомпозитного пролетного строения отличия результатов по схемам с шарнирными и жесткими соединениями составили по расчету соединений 10…600 %, по нормальными напряжениям – 10…470 %; для гибридного пролетного строения расхождения изменялись в
диапазоне 5 – 75 %. Жесткие соединения в расчетах допускается заменять шарнирными при отношении высоты поперечного сечения соединяемых элементов к их
длине менее 1/25.
3. Экспериментально установлено, что фактическая работа гибридного по материалу пролетного строения хорошо согласуется с разработанной конечноэлементной моделью, особенностью которой является учет узловых изгибающих
моментов. Конструктивные коэффициенты по результатам статических испытаний
опытного пролетного строения составили в среднем: с соединениями на обычных
болтах 0,72…0,94, с соединениями на высокопрочных болтах 0,73…0,85. Под воздействием кратковременных статических нагрузок конструкция работает упруго, величина показателя ее работы составила в среднем с соединениями на обычных болтах 0,08, на высокопрочных – 0,05 при допустимом значении 0,3.
4. Экспериментально установлено, что под воздействием длительных статических нагрузок в гибридной по материалу конструкции возникает эффект смещения
нейтральной оси, обусловленный неупругими деформациями и разной скоростью
изменения модулей упругости примененных материалов от первоначального значения при кратковременном приложении нагрузки до конечного значения для постоянной нагрузки. За 45 суток воздействия полной расчетной нагрузкой смещение составило 165 мм или 15 % от высоты пролетного строения. Данный эффект приводит
к изменению исходного НДС пролетного строения, но проявляется только при длительном воздействии нагрузки и на работу конструкции при кратковременном
нагружении влияния не оказывает.
5. Разработана специальная шайба позволяющая соединять элементы из полимерных композиционных материалов высокопрочными болтами. Экспериментально
установлено, что при использовании данных шайб усилия натяжения высокопрочных болтов с течением времени не изменяются. Теоретически обосновано, что болто-фрикционные соединения обладают большей жесткостью и несущей способно-
20
стью в сравнении с соединениями на обычных болтах, а так же их несущая способность не зависит от направления волокон армирования элементов и одинакова во
всех направлениях. По результатам испытаний в пролетном строении с соединениями на высокопрочных болтах установлено общее увеличение жесткости, в сравнении с конструкцией на обычных болтах, за счет меньшей деформативности элементов и более стабильных динамических параметров. Благодаря изменению типа соединения, деформации стеклопластиковых элементов уменьшились в среднем на
14 %, изменение логарифмического декремента затухания собственных колебаний
пролетного строения в вертикальной плоскости снизилось на 15 %.
6. По результатам проведенных работ расширена существующая методика
расчета мостовых конструкций с несущими элементами из полимерных композиционных материалов применительно к гибридным по материалу пролетным строениям
с учетом особенностей работы материала и сформулированы рекомендации по совершенствованию опытного гибридного по материалу пролетного строения, нашедшие применение в автодорожном мосту из ПКМ. Расчет технико-экономической эффективности гибридного по материалу пролетного строения, запроектированного по
уточненной методике под современную автодорожную нагрузку, и результаты испытаний показали целесообразность применения этих конструкций в мостостроении.
Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:
Публикации в ведущих научных рецензируемых периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:
1. Иванов, А.Н. Перспективы применения болто-фрикционных соединений
элементов из полимерных фиброармированных композитов / А.Н. Иванов // Известия вузов. Строительство. – 2013.- №10. – С. 104-109. (0,53 п.л.)
2. Иванов, А.Н. Экспериментальное исследование работы гибридного по материалу пролетного строения на длительное воздействие нагрузки. / А.Н. Иванов,
А.Н. Яшнов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2014. №1-2. – С. 142-146. (0,47 п.л. / 0,24 п.л.)
3. Иванов, А.Н. Экспериментальные исследования пролетного строения из полимерного композиционного материала / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Вестник ТОГУ. – 2014. – №4 (35). – С. 61-69. (0,56 п.л. / 0,28 п.л.)
Публикации в журналах, научных сборниках и других научных изданиях:
4. Иванов, А.Н. Испытание автодорожного моста с пролетным строением из
полимерного композиционного материала // Стеклопластик в пролетном строении
автодорожного моста: сборник статей. – Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT
Academic Publishing, 2014. – С. 44-53. (0,63 п.л.)
5. Иванов, А.Н. К вопросу применения современных композиционных материалов в мостостроении / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научнотехнической конференции. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. – С. 43-45.
(0,15 п.л. / 0,08 п.л.)
6. Иванов, А.Н. Мостовые конструкции из полимерных композиционных материалов / А.Н. Иванов // Актуальные проблемы разработки и применения новых материалов и технологий: сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции – Саратов: ООО «Издательский центр «Наука», 2013. – С. 460 – 467. (0,41 п.л.)
21
7. Иванов, А.Н. О проблемах развития отрасли композитов в России /
А.Н. Иванов // Проектирование и строительство в Сибири. – 2014. – №4 (81). – С. 2732. (0,75 п.л.)
8. Иванов, А.Н. Опыт применения композиционных материалов в мостостроении / А.Н. Иванов, А.В. Мартынов // Символ науки. – 2015. – №6. – С. 43-46.
(0,38 п.л. / 0,19 п.л.)
9. Иванов, А.Н. Особенности применения полимерных композиционных материалов в мостовых конструкциях / А.Н. Иванов // Инновационные факторы развития
Транссиба на современном этапе: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. Ч. 1. – Новосибирск: СГУПС, 2013. – С. 196 – 204. (0,53 п.л.)
10. Иванов, А.Н. Проектирование гибридного пролетного строения автодорожного моста // Стеклопластик в пролетном строении автодорожного моста: сборник
статей. – Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. – С. 2536. (0,75 п.л.)
11. Иванов А.Н. Полимерные композиты в мостостроении / А.Н. Иванов, А.Н.
Яшнов // Политранспортные системы: материалы VIII Международной научнотехнической конференции в рамках года науки Россия – ЕС «Научные проблемы реализации транспортных проектов в Сибири и на Дальнем Востоке». – Новосибирск:
Изд-во СГУПСа, 2015. – С. 115-120. (0,69 п.л. / 0,35 п.л.)
12. Иванов, А.Н. Применение полимерных композитных материалов в конструкциях пролетных строений пешеходных мостов / А.Н. Иванов // Современные
научные исследования в дорожном и строительном производстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Том 2.
– Пермь: ПГТУ, 2011. – С. 48-53. (0,44 п.л.)
13. Иванов, А.Н. Узловые соединения пролетных строений из композиционных материалов / А.Н. Иванов, А.Н. Яшнов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: сборник статей XI Международной научно-технической
конференции. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. – С. 51-54. (0,22 п.л. /
0,11 п.л.)
14. Пат. 141108 Российская федерация, МПК E 04 F 13/02 Опорная шайба / Б.В.
Пыринов, А.Н Иванов, А.Н. Яшнов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО
«СГУПС». – №2013132793/03; заявл. 15.07.2013; опубл. 27.05.2014. – 4 с. (4 с / 2 с)
15. Пыринов, Б.В. Испытания опытного пролетного строения пешеходного
моста из композитных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Иванов, М.К. Гаврилов //
Проектирование и строительство в Сибири. – 2013. – №6 (77). – С. 29-33. (0,63 п.л. /
0,21 п.л.)
16. Пыринов, Б.В. Совершенствование конструктивных решений узловых соединений для конструкций из полимерных композиционных материалов / Б.В. Пыринов, А.Н. Яшнов, А.Н. Иванов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – Новосибирск: СГУПС, 2012. – Вып. 28. – С. 69-75. (0,88 п.л.
/ 0,29 п.л.)
17. Яшнов, А.Н. Перспективы применения современных композиционных материалов в мостостроении / А.Н. Яшнов, А.Н. Иванов, А.П. Суляев, А.В. Диль // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: материалы Международной научно-практической конференции. Т.3. – Пермь: ПНИПУ, 2012. – С. 339-345.
(0,57 п.л. / 0,14 п.л.)
22
ИВАНОВ АРТЁМ НИКОЛАЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ
РАСЧЕТА ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ МОСТОВ С НЕСУЩИМИ
ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Специальность 05.23.11 − Проектирование и строительство дорог,
метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
(технические науки)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 19.10.2015 г.
1,0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2960
Издательство ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения»
630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191. Тел. (383) 328-03-81. e-mail: bvu@mail.ru
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа