Визначення несучої здатності та розробка заходів з підсилення конструкцій залізобетонних балок картонноробної машини із застосуванням методів нелінійного розрахунку
DOI:
https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2025-14(24)-20Ключові слова:
Ключові слова: несуча здатність, залізобетонна балка, нелінійний розрахунок, підсилення, ПК ЛІРА-САПР, метод скінченних елементів.Анотація
У статті наведено результати аналізу ситуації, що склалася у зв'язку з необхідністю обстеження залізобетонних фундаментних конструкцій картоноробної машини на Луцькій картонно-паперовій фабриці. Ця необхідність зумовлена модернізацією виробництва та плановим технічним переоснащенням виробничої лінії зі збільшенням навантаження на конструкції, що вимагає ретельного аналізу несучої здатності існуючих конструкцій та розробки заходів із підсилення.
У рамках дослідження, у програмному комплексі ЛІРА-САПР було детально змодельовано роботу основної несучої залізобетонної балки за допомогою методу скінченних елементів із застосуванням нелінійного розрахунку. Дана модель виконувалась просторовою, із врахуванням реальних характеристик деформування матеріалів, що були визначені в результаті попереднього обстеження конструкцій. Цей розрахунок дозволив визначити максимально точні значення зусиль і переміщень в елементах балки. Результати підтвердили попередні припущення про вичерпання несучої здатності опорних балок картонноробної машини при проведенні технічного переоснащення. Це відповідно підтвердило необхідність розробки та перевірки ефективних заходів для підсилення несучої здатності конструкції.
Такі рішення були запропоновані в цій роботі у вигляді сталевої опорної рамної конструкції з підкосами, що спирається на фундаменти. Основною задачею рами підсилення було зменшення довжини чистого прольоту конструкції та величини поперечних зусиль у балці. Цю схему було додано до просторової розрахункової моделі балки та перевірено нелінійним розрахунком. Результати розрахунку підтвердили ефективність цієї схеми, оскільки продемонстрували значне зменшення дотичних і нормальних напружень в елементах балки (на 52-54%), а також зменшення прогинів на 70%.
Завантажити
Посилання
1. ДСТУ 9273:2024. Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінювання їхнього технічного стану. Механічний опір та стійкість.
2. ДБН В.1.2-14:2018. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель і споруд.
3. ДБН В.2.6-98:2009 Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення. Зі Зміною № 1
4. ДСТУ Б В.2.6.-156:2010. Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону. Правила проектування. [Чинний від 2011-06-01]. Київ, 2011. – с. 123. (Державний стандарт України).
5. Бабич Є. М., Бабич В. Є., Савицький В. В. Розрахунок нерозрізних залізобетонних балок із використанням деформаційної моделі: рекомендації. Рівне : НУВГП, 2018. 34 с.
6. Babych Y. M., Andriichuk O. V., Kysliuk D. Y., Ninichuk M.V. Experimental Research of Strength Characteristics of Continuous Reinforced Concrete Beams with Combined Reinforcement, and Modelling Their Work by the Finite Element Method. Proceedings of EcoComfort 2020. Lecture Notes in Civil Engineering. 2020. Vol. 100. P. 18–25. DOI: 10.1007/978-3-030-57340-9_3 (Scopus).
7. Krantovska O, et al. (2023). Modeling of the stress-strain state of a continuous reinforced concrete beam in ANSYS mechanical. TRANSBUD - 2021. AIP Conf. Proc., 2684(1), 030021. https://doi.org/10.1063/5.0142710 .
8. ДСТУ Б В.3.1-2:2016 Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд.
9. Барабаш М.С. Комп’ютерні технології проектування металевих конструкцій: Навчальний посібник /М.С. Барабаш, С.В. Козлов, Д.В. Медведенко.. – К.: НАУ, 2012. – 572 с.
10. Програмний комплекс для автоматизованого проектування і розрахунку будівельних конструкцій ЛІРА-САПР. https://www.liraland.ua/
