Короткочасна міцність та напружено-деформований стан клейових сталебетонних з’єднань на акрилових модифікованих клеях

Abstract

UA: Дисертація присвячена улаштуванню клейових з’єднань сталі з бетоном, без застосування анкерування, шляхом склеювання вузлів кріплення та опорних частин виробничого устаткування з бетонними поверхнями конструкцій. Розроблено методику дослідження міцності клейових сталебетонних з’єднань при впливі різних видів навантажень. Визначено, що на короткочасну міцність клейових сталебетонних з’єднань на акрилових модифікованих клеях суттєвий вплив має вид докладених навантажень, геометрія та умовна жорсткість сталевих опорних пластин, клас бетону, віддалення зони склеювання від грані будівельної конструкції та окремі технологічні параметри, при цьому руйнування клейових кріплень відбувається по бетону. Доведено, що при багаторазово повторюваних навантаженнях границя витривалості клейових з’єднань сталі з бетоном визначається границею витривалості бетону та не залежить від коефіцієнту асиметрії циклу повторюваних напружень. Розроблено метод інженерного розрахунку безанкерних клейових сталебетонних конструкцій, а також приведено рекомендації щодо проектування досліджуваних кріплень. Результати досліджень впроваджено на базі промислових підприємств м. Харкова, а також в навчальний процесХНУМГ ім.О.М. Бекетова. RU: Диссертация посвящена устройству клеевых соединений стали с бетоном, без применения анкеровки, путем склеивания узлов крепления и опорных частей производственного оборудования сбетоннымиповерхностямиконструкций. Во введении представлена общая характеристика работы, приведены актуальность, связь с научными темами, сформулированы цель и задачи исследований, описаны практическая значимость и научная новизна. В первом разделе приводится обзор научных работ в области исследований по разработке, усилению, реконструкции бетонных и железобетонных конструкций с помощью применения различных клеевых полимерных растворов. Проведен анализ существующих конструкций крепления производственного оборудования и коммуникаций к бетонным конструкциям. Определены основные показатели прочности и деформативности безанкерных клеевых сталебетонных соединений. Во втором разделе приведено теоретическое обоснование и методика исследований прочности клеевых сталебетонных соединений при воздействии различных видов нагрузок. Разработана постановка и решение осесимметричной плоской задачи теории упругости в цилиндрической системе координат с учетом трехслойной модели, слои которой связаны между собой условиями непрерывности напряжений и деформаций при осесимметричной произвольной нагрузке. На базе принципов энергетической рационализации предложена энергетическая оценка критерия напряженно-деформированного состояния клеевого материала под безанкерное соединение стали с бетоном. В третьем разделе приведены результаты многочисленных экспериментальных исследований прочности клеевых сталебетонных соединений при воздействии различных видов нагрузок. Определено, что на кратковременную прочность клеевых сталебетонных соединений на акриловых модифицированных клеях существенное влияние имеет вид прилагаемых нагрузок, геометрия и условная жесткость стальных опорных пластин, класс бетона, отдаление зоны склеивания от грани строительной конструкции и отдельные технологические параметры, при этом разрушение клеевых креплений происходит по бетону. Доказано, что при многократно повторяющихся нагрузках предел выносливости клеевых соединений стали с бетоном определяется границей выносливости бетона и не зависит от коэффициента асимметрии цикла повторяющихся напряжений. В четвертом разделе результаты экспериментальных исследований верифицированы с помощью численного моделирования в ПК “ЛИРА” и ПК “ANSYS”. Анализ напряженно- деформированного состояния соединения проведен методом конечных элементов с учетом физической нелинейности деформирования. Применен шагово-итерационный метод линеаризации. Получено удовлетворительное сопоставление экспериментальных результатов и расчетов с помощью МКЭ, что позволяет сделать вывод о надежной работе клеевого безанкерного соединения стали с бетоном при воздействии различных видов нагрузок (отрыв, сдвиг, изгиб). В пятом разделе разработан метод инженерного расчета безанкерных клеевых сталебетонных конструкций, а также приведены рекомендации по проектированию исследуемых креплений. Сформулированы выводы, что применение безанкерного метода крепления, в сравнении со стандартной и химической анкеровкой, позволяет существенно снизить трудоемкость, а также общую стоимость строительно-монтажныхработ (в среднем на 65-70 %). Основные результаты диссертационной работы внедрены на базе промышленных предприятий в г. Харьков, а также в учебный процесс ХНУГХ им. А.Н. Бекетова. EN: The thesis is devoted to the arrangement of glued steel-concrete joints, without anchoring, by the gluing technological equipment and communications fastening units or bearing parts to the concrete structures surfaces. The method of glued steel-concrete joints strength research, under the influence of different loads types, is developed. It has been determined that a significant impact on the glued steelconcrete joints short-term strength on acrylic modified adhesives have applied loads, geometry and conditional stiffness of steel bearing plates, concrete class, removal of steel bearing elements from the construction structure edging and certain technological parameters, with the destruction of adhesive joints occurs on concrete.It has been proved that, with repeated dynamic loads, the glued steel-concrete joints endurance limit is determined by the concrete endurance boundary and does not depend on the repetitive stresses asymmetry cycle coefficient. The method of without-anchor glued steel-concrete structures engineering calculation has been developed, as well as recommendations for the arrangement technology of these fastenings on acrylic modified compositions. The thesis main provisions are introduced on a number of industrial enterprises,with appropriately calculated economic effect, and into the educational process of O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv.