Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Курганский Михаил Николаевич

Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок
<
Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Курганский Михаил Николаевич. Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.22 / Курганский Михаил Николаевич; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т].- Москва, 2010.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2100

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ состояния, расчетных положений и надежности строительных конструкций коллекторов 9

1.1. Конструкции коллекторов для инженерных коммуникаций 9

1.2. Износ строительных конструкций коллекторов, испытывающих динамические нагрузки 16

1.3. Основные положения по расчету перекрытий коллекторов 27

1.4. Надежность строительных конструкций коллекторов 40

1.5. Выводы и постановка задачи исследования 46

2. Натурные исследования перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки 49

2.1. Цели, задачи и объект исследований 49

2.2. Методика натурных исследований 50

2.3 Результаты натурных исследований 60

2.4 Выводы 74

3. Прогнозирование и расчет надежности перекрытий коллекторов с учетом динамических нагрузок 76

3.1. Усталостное разрушение перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки 76

3.2. Метод расчета надежности перекрытий коллекторов с учетом динамических нагрузок 80

3.3 Выводы 96

4. Разработка методов повышения надежности перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки 98

4.1 Динамические коэффициенты. Обоснование схемы расчета временных подвижных нагрузок от транспорта на конструкции коллекторов 98

4.2 Использование эластичных материалов при строительстве и ремонте коллекторов для повышения надежности конструкций перекрытий, испытывающих динамические нагрузки 111

4.3 Экономическая эффективность разработанных методов повышения надежности перекрытий коллекторов 119

4.4 Выводы 123

Заключение 125

Список литературы 127

Введение к работе

Сегодня многочисленные подземные объекты различного назначения полностью или частично размещены под транспортными магистралями.

В хозяйственном ведении одного только ГУЛ «Москоллектор» находится более 360 км коллекторов для инженерных коммуникаций г. Москвы, расположенных на глубине 0,5-4 м, существенная доля которых (80%) попадает в зону динамического воздействия от транспорта.

Построенные в разные годы двадцатого века тоннели нуждаются в ремонте и усилении несущих конструкций.

Известно, что свыше 90% коллекторов для инженерных коммуникаций выходят из строя ранее проектных сроков, то есть не соответствуют проектному уровню долговечности. Более 70% тоннелей, расположенных в г. Москве, хотя бы один раз подвергались ремонту после введения в эксплуатацию. Железобетонные конструкции коллекторов и особенно плиты перекрытия подвергаются ускоренному износу, что приводит к необходимости их ремонта.

Причины снижения надежности тоннелей самые разные, не последнее место занимают динамические воздействия. Проведенные с 1990 по 2009 г. обследования показали, что конструкции коллекторов, расположенных под дорогами, значительно раньше выходят из строя в сравнении с аналогичными вне дорог. Затраты на ремонт конструкций коллекторов, испытывающих динамические нагрузки, превышают существующие нормативы.

Динамическая составляющая воздействия от движущихся на поверхности земли автотранспортных средств на конструкции обделок является существенным дополнением статической нагрузки. В отечественных нормах по проектированию динамические воздействия на конструкции обделок коллекторов учитываются введением динамического коэффициента (1+//) к временным подвижным нагрузкам. Опыт обследования и эксплуатации тоннелей показывает, что учет динамических нагрузок от транспорта при проектировании, согласно действующим нормативам, не обеспечивает конструкции перекрытий необходимым запасом надежности.

В связи с вышеизложенным задача обоснования и разработки методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок является актуальной.

Целью диссертации является установление закономерностей воздействия динамических нагрузок на строительные конструкции коллекторов для обоснования и разработки методов их расчета и повышения надежности, обеспечивающих увеличение долговечности подземных сооружений.

Идея работы заключается в математическом описании влияния динамических нагрузок на перекрытия коллекторов для разработки методов их расчета и повышения надежности.

Научные положения, выносимые на защиту:

Установлена взаимосвязь несущей способности как показателя надежности перекрытий коллекторов с количеством и коэффициентом асимметрии циклов напряжений, состоящая в том, что с уменьшением количества и увеличением коэффициента асимметрии циклов напряжений надежность строительных конструкций увеличивается.

Впервые экспериментально установлен значительный рост амплитуд колебаний перекрытий коллекторов при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний строительных конструкций, вследствие чего максимальные напряжения в них могут превышать расчетные величины.

Теоретически и экспериментально доказана неизменность и независимость значений динамических коэффициентов при расчете динамических нагрузок на конструкции коллекторов от величин заглублений и геометрических параметров конструкций, позволяющая повысить надежность сооружений на стадии проектирования.

4. Надежность перекрытий коллекторов повышается при увеличении отношения рассеянной за цикл колебаний конструкций энергии к удвоенному значению потенциальной энергии, запасенной в положении максимального отклонения от положения равновесия.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: корректной постановкой задач исследований закономерностей воздействия динамических нагрузок на перекрытия коллекторов; использованием современных экспериментальных методов исследования напряженно-деформированного состояния строительных конструкций с применением высокочастотных оптико-волоконных датчиков для измерения деформаций; - качественной и количественной согласованностью теоретических положений о независимости и неизменности значений динамических коэффициентов с экспериментальными данными.

Новизна работы заключается в исследовании влияния динамики на интенсивность воздействий нагрузок на перекрытия коллекторов, по результатам которого сформулирована схема расчета динамических нагрузок, а также получены данные о надежности строительных конструкций.

Научное значение работы: - установленные закономерности воздействия динамических нагрузок на перекрытия коллекторов позволяют проектировать тоннели с необходимым уровнем надежности; - при использовании разработанных методов повышения надежности строительных конструкций коллекторов существенно (до 25%) снизятся затраты на эксплуатацию сооружений и увеличится их долговечность. Практическое значение работы состоит: - в разработке метода расчета надежности строительных конструкций коллекторов, испытывающих динамические нагрузки, позволяющего прогнозировать их долговечность; в обосновании методов повышения надежности перекрытий коллекторов как при проектировании, строительстве, так и при ремонте, реконструкции; в обосновании схемы расчета динамических нагрузок на строительные конструкции коллекторов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Схемы использования демпферных устройств и прокладок при строительстве, реконструкции и ремонте коллекторов, разработанные для повышения надежности строительных конструкций, испытывающих динамические нагрузки, приняты к использованию в ГУП "Москоллектор" и вошли в "Дополнение №1 к регламенту по ремонту железобетонных конструкций подземных коллекторов для инженерных коммуникаций (альбом конструктивных решений по ремонту, усилению и реконструкции сборных железобетонных обделок коллекторных тоннелей инженерных коммуникаций)" [135], утвержденное Правительством г. Москвы в 2009 г.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и получили одобрение на техническом совещании в ГУП "Москоллектор" (г.Москва, 2009 г.), на научных семинарах кафедры СПСиШ МГГУ (Москва 2008-2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы три печатные работы, из которых две - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:

1. Курганский М.Н. Определение влияния динамических воздействий на перекрытия коммуникационных тоннелей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - № 9 - С.71-74.

Курганский М.Н. Исследование влияния динамических воздействий на конструкции тоннелей инженерных коммуникаций // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - № 9 - С. 388-394.

Шилин А.А., Наумов И.Г., Курганский М.Н. Дополнение №1 к регламенту по ремонту железобетонных конструкций подземных коллекторов для инженерных коммуникаций (альбом конструктивных решений по ремонту, усилению и реконструкции сборных железобетонных обделок коллекторных тоннелей инженерных коммуникаций) - М.: Изд. МГТУ, 2009 - 87с.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, включает список литературы из 158 наименований, 8 таблиц и 45 рисунков.

Износ строительных конструкций коллекторов, испытывающих динамические нагрузки

На протяжении всего периода эксплуатации коллектора, наблюдается последовательно нарастающая утрата его первоначальных потребительских технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия агрессивных природно-климатических факторов окружающей среды и деятельности человека. Наиболее общей характеристикой процесса изменений, происходящих с конструкциями коллектора в течение жизненного цикла, является износ. Срок службы строительных конструкций определяет фактический срок службы коллекторного тоннеля. Срок службы элементов строительных конструкций коллекторов определяется сроком службы плит перекрытий. Конструкции перекрытий коллекторов подвержены наибольшему износу [40]. По характеру внешних воздействий износ перекрытий коллекторов, расположенных в зоне воздействия динамических нагрузок от транспорта, можно классифицировать, как синергетический, т.е. обусловленный совокупностью силовых и природно-климатичеких нагрузок. Совокупность силовых нагрузок обусловлена переменными нагружениями, вызванными, как циклическим изменением температурно-влажностных условий, так и многократно повторяющимися динамическими нагрузками от транспорта, статической нагрузкой от грунта, напряжениями в отремонтированных конструкциях по причине различия в качестве и структуре бетона и ремонтного состава. Природно-климатические факторы окружающей среды проявляются в виде процессов воздействия хлоридов и карбонизации. Агрессивное воздействие окружающей среды на конструкции коллекторов схематично представлено на рис. 1.5. Коллекторные тоннели, как правило, расположены выше уровня грунтовых вод, но попадают в зону их переменного уровня в весенний и осенний периоды и, кроме того, могут испытывать воздействие техногенных вод. Грунтовые воды по показанию агрессивности отнесены к слабо-, средне-и сильноагрессивным (содержание хлоридов в пересчете на С1 от 500 до 3500 мг/л). Режим эксплуатации сооружений характеризуется повышенной и переменной влажностью воздуха от 50 до 100% и температурой до 50 С. [П9]. При воздействии хлоридов нарушается защитная пленка арматуры, причем процесс коррозии определяется концентрацией хлоридов в порах бетона, окружающего сталь. Через многочисленные протечки по стыкам между плитами перекрытий, активизирующиеся после выхода из строя гидроизоляции сооружений, обычно, через 10-15 лет эксплуатации коллектора для инженерных коммуникаций, из грунтовой влаги в бетон проникают агрессивные анионы, в частности CI- [40, 26]. Допустимое содержание хлоридов в бетоне принято равным 0.4% от массы цемента [2,39,97].

Многие авторы отмечают, что воздействие хлоридов является основной причиной преждевременного износа плит перекрытий [12,14,40,42,139,144]. Карбонизацией называется нейтрализация наружного бетона и возникновение коррозии арматуры, в результате химической реакции углекислого газа, содержащегося во внутренней атмосфере коллектора, с гидрооксидом кальция в бетоне [3,40]. Плотные ремонтные составы более чем в 2 раза имеют более низкую проницаемость, чем обычные бетоны и более чем в 5 раз - чем пористые. Кроме того трещинообразование на одном из участков конструкции, смежном с отремонтированным, приводит к неизбежному трещинообразованию по всей длине конструкции, что обусловлено жесткой связью ремонтного состава с бетоном [100]. При попеременном охлаждении и последующем нагревании-оттаивании процессы, происходящие в системе «бетон - ремонтный состав», обуславливают постепенное накопление в ней повреждений за счет изменения объема составляющих ее материалов. Одновременно, содержащиеся в порах жидкости, меняют объем не только из-за температурных расширений, но и при фазовых переходах "жидкость - лед", когда их объем увеличивается примерно на 9%. Кроме того, при переменных температурах, наблюдается процесс ускоренного переноса воды и растворенных в ней агрессивных веществ в поровой системе под влиянием капиллярных сил, температурного градиента (тепломас-сопереноса) и гидравлического давления [6,26,99]. Характерными признаками износа перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, являются наличие трещин в ребрах конструкций плит, разрушение защитного слоя бетона, коррозия арматуры, фильтрация воды через швы [29-38, 70-74, 123]. Подобные дефекты и повреждения также наблюдаются в перекрытиях коллекторов, расположенных вне зоны воздействия нагрузок от транспорта. Коррозия арматуры является основной причиной износа плит перекрытий коллекторных тоннелей. Разрушение перекрытий начинается, когда напряжения в сечении с наибольшим значением момента в растянутой арматуре достигают физического или условного предела текучести, в растянутой зоне трещины развиваются на значительную высоту, прогибы резко нарастают, и только после этого раздавливается бетон сжатой зоны. Согласно нормативным документам [106,111], имеет место случай, когда % %R, при котором одновременно происходит исчерпание несущей способности бетона сжатой зоны и растянутой арматуры, когда в сжатом бетоне и растянутой арматуре достигнуты предельные значения напряжений, т.е. расчетные сопротивления Rb и Rs . Вопрос коррозионного состояния обделок коллекторов освещен в работе [40]. Процесс коррозии стали в бетоне подробно описан в [2,3,4,87-89,97]. Срок службы плиты перекрытия определяется, как сумма инкубационного периода (0), в течении которого арматурная сталь пассивна, и периода повреждения (а), т.е. времени от начала коррозии до наступления отказа.

Метод расчета надежности перекрытий коллекторов с учетом динамических нагрузок

В последние годы в теорию расчета строительных конструкций все чаще внедряются вероятностные методы. Одновременно с корректировкой существующих методов расчета они предлагают новое содержание критерия качества - вероятность безотказной работы или надежность строительных конструкций. При исследовании надежности строительных конструкций коллекторов вероятностные методы использовали КириленкоА.М. [40] и Сапронов О.В.[100].

В качестве исходных данных в вероятностных методах расчета надежности используются дополнительные сведения, характеризующие возможное рассеяние натурных значений параметров. Поэтому для осуществления вероятностных методов расчета необходимо иметь соответствующую базу опытных данных, которая, к сожалению, на сегодняшний день отсутствует. Вопросы выбора законов статистических распределений, основы теории планирования эксперимента, сведения о распределении параметров, определяющих надежность строительных конструкций, оценка достоверности полученных результатов подробно рассмотрены Лычевым А.С. в работе [62]. Работы многих ученых: Гордона С.С, Дронова Ю.П., Костюкова В.Д., Кудзиса А.П., Лужина О.В., Павлова Ю.А., Райзера В.Д., Сапожникова Н.Я., Тимашева С.А., Долганова А.И. и др. [14,23,24,44,46,60,77,84,98,124] внесли существенное значение в развитие теории надежности строительных конструкций. Механике подземных сооружений, теории расчета строительных конструкций посвящены работы Картозия Б.А., Баклашова И.В., Борисова, Максимова А.П., Булычева Н.С. и др. [7,8,9,13]. Используя в расчетах среднестатистические характеристики свойств материалов, нагрузок и других параметров, вероятностные методы расчета основываются на разделах математики и смежных с ней наук (теория вероятностей, математическая статистика, теория планирования эксперимента, комбинаторика, теория надежности, теория случайных функций, теория массового обслуживания, теория графов и др.) Функцию надежности плит перекрытий коллекторов представляется рациональным определить используя вероятностный метод расчета, т.е. в качестве исходных данных принять вероятностные характеристики свойств материалов и нагрузок, а сам расчет построить на зависимостях, описывающих несущую способность плит перекрытий, согласно положениям строительных норм и правил.

В настоящее время отсутствует достаточная база опытных данных о поведении и состоянии, свойствах материалов конструкций перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, в различные периоды их жизни, учитывающая всевозможные варианты изменений условий их эксплуатации. Интерес к исследованиям прочности бетона и стали, усталостного и хрупкого разрушения материалов в условиях циклического нагружения занимает очень важное место в материаловедении. Конструкции сооружений самого различного назначения, детали всевозможных машин и механизмов в процессе эксплуатации испытывают многократное повторно-механическое и циклическое действие нагрузок и вызываемых ими напряжений и деформаций. Поскольку плиты перекрытий коллекторов эксплуатируются в различных условиях (различные значения и интенсивность динамических нагрузок), то при определении надежности по критерию прочности, необходимо установить влияние конкретных параметров динамических нагрузок на изменение прочностных характеристик материалов конструкций перекрытий. В качестве параметров динамических нагрузок принимаем следующие характеристики: значения (наибольшее (рах) и наименьшее (р 2"n)), а также количество циклов их приложения (N). Таким образом функция несущей способности плит перекрытий коллекторов с учетом динамических нагрузок в общем виде примет следующий вид: Несущая способность плит перекрытий типа ДП коллекторов, без учета динамических нагрузок, согласно [106], определяется по формуле (1) в зависимости от геометрических параметров рассматриваемого сечения и прочностных характеристик арматуры и бетона. Уравнение несущей способности (1) плит перекрытий типа ДП с учетом формулы (3) можно записать в виде : коэффициентами условий работы к значениям сопротивления арматурной стали и бетона соответственно при воздействии многократно прикладываемых нагрузок, учитываемых значениями Ра р 1П и количеством циклов их приложения N. Таким образом для определения функции несущей способности плит перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, необходимо выяснить закон изменения прочностных характеристик арматуры (/?,) и бетона (Яь) в зависимости от параметров

Использование эластичных материалов при строительстве и ремонте коллекторов для повышения надежности конструкций перекрытий, испытывающих динамические нагрузки

Плиты перекрытий коллекторов для инженерных коммуникаций, испытывающие многократно повторяющиеся, динамические нагрузки от транспорта, регулярно совершают вынужденные колебания. Основной причиной износа конструкций плит перекрытий коллекторов, расположенных под дорогами, является развитие процессов усталостного разрушения стали и бетона. Темпы снижения несущей способности, а следовательно, и надежности плит перекрытий коллекторов, увеличивающиеся с развитием процессов накопления усталости материалов конструкций, зависят от коэффициента асимметрии цикла напряжений, а также от количества циклов напряжений. Следовательно, для снижения скорости накопления дефектов и повреждений в конструкциях перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, с целью повышения уровня их надежности, необходимо выполнить специальные мероприятия, снижающие количество циклов напряжений и увеличивающие коэффициент асимметрии цикла напряжений. Выполним анализ поведения перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки. Если тело плиты перекрытия коллекторного тоннеля рассматривать как упругую среду, когда, подразумевается, что оно состоит из бесконечного числа частиц, то, для того, чтобы указать положение каждой точки тела плиты перекрытия, требуется ввести бесконечное число координат перемещений, в этом случае система обладает бесконечным числом степеней свободы [125,27]. Координаты необходимо рассматривать, как непрерывные функции, первая и вторая производные по времени от которых представляют соответственно скорость и ускорение характерной точки. Поскольку, масса распределена по плите перекрытия коллектора, то ее упругое тело имеет бесконечное число собственных форм колебаний. Динамические перемещения плиты перекрытия коллектора можно рассматривать, как сумму перемещений по каждой из нормальных форм колебаний.

Гармоникой называется простейшая периодическая функция, характеризующая гармоническое колебание, являющееся составляющей сложного колебания. Условием резонанса в случае колебаний плит перекрытий коллекторов является совпадение частоты любой из гармоник нагрузки от транспорта с любой из динамических собственных частот. Демпфирование (от немецкого dampfen - уменьшать, заглушать) колебаний плит перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, происходит за счет потерь механической энергии (превращений ее в тепло). Рассмотрим закономерности проявления процесса демпфирования в плитах перекрытий коллекторов. Демпфирование колебаний плит перекрытий коллекторов проявляется в снижении амплитуды и последующем затухании колебаний плит перекрытий коллектора. Рассмотрим произвольно выбранную точку А с координатами х, у, z типичной плиты перекрытия коллектора для инженерных коммуникаций. Системы, движение которых описывается одним параметром — обобщенным перемещением, в механике называют системами с одной степенью свободы. В качестве классического примера такой системы рассматривают груз, закрепленный в некоторой точке на невесомом стержне, обладающий сосредоточенной массой т.

В этом случае движение системы полностью определяется вертикальным перемещением груза у. Если статически нагруженную плиту перекрытия коллектора, рассматривая ее как упругую систему, вывести каким-либо способом из состояния равновесия, то внутренние силы и изгибающие моменты в деформированном состоянии уже не будут более находится в равновесии с внешними нагрузками, и возникнут колебания. Изменение во времени перемещения т.А плиты перекрытия коллектора, совершающей свободные затухающие колебания с одной из собственных частот р, происходит по закону затухающей синусоиды, как для одномассовои системы (рис. 4.4): р = д/с т., где с - коэффициент жесткости плиты перекрытия 5 - логарифмический декремент, характеризующий степень демпфирования колебаний; где At, Ai+1 и Ai+k - амплитуды колебаний в двух соседних циклах и через к циклов; Логарифмический декремент с энергетической точки зрения представляет собой отношение рассеянной за цикл колебаний энергии к удвоенному значению потенциальной энергии, запасенной в положении максимального отклонения от равновесия: Чем больше значение 8, тем больше потеряно энергии, тем быстрее затухают свободные колебания. График изменения во времени перемещений т. А плиты перекрытия коллектора при отсутствии демпфирования представлен на рис. 4.5.

Экономическая эффективность разработанных методов повышения надежности перекрытий коллекторов

Ремонт можно рассматривать как способ повышения надежности на стадии эксплуатации сооружения [67]. Интервалы времени, через которые необходимо выполнять мероприятия по ремонту определяют путем диагностики и мониторинга характеристик "старения" конструкций перекрытий коллекторов. Экономическую эффективность предложенных способов повышения надежности плит перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки, выразим через увеличение межремонтных сроков при использовании предложенных способов относительно базовых сроков. В качестве базового срока проведения ремонта принимаем период времени, необходимый плите перекрытия коллектора, для достижения Ш-ей к.т.с, т.е. ограниченно работоспособного технического состояния. Кривая "1+2" (рис. 4.9.), выполненная пунктирной линией, отражает снижение уровня надежности плит перекрытий коллекторов в период нормативного срока эксплуатации, учитывает агрессивные факторы воздействия окружающей среды, в т.ч. динамические нагрузки. По данным проведенных исследований конструкции перекрытий коллекторов, эксплуатирующихся в агрессивной среде при наличии динамических нагрузок от транспорта, переходят Ш-ю к.т.с. уже через 21 год эксплуатации (рис. 3.7., 4.9.). Использование в качестве способа повышения надежности на стадии строительства коллектора специальных демпферных устройств (РОЧей), выполненных из эластичных материалов, позволит снизить скорость накопления усталости плит перекрытий. Кривая "1+2" (рис. 4.9), выполненная сплошной линией, отражает заметно более низкие темпы снижения уровня надежности плит перекрытий коллекторов в период нормативного срока эксплуатации.

Она построена при использовании РОЧей в качестве способа повышения надежности плит перекрытий коллекторов. Прогнозируемый расчетный срок перехода плит перекрытий в Ш-ю к.т.с. при использовании РОЧей, составит 26 лет. Экономический эффект при использовании специальных демпферных устройств, выполненных из эластичных материалов, для повышения надежности плит перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта составит: Э = ДГ = 26-21 = 5лет Разработанные методы повышения надежности строительных конструкций перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта, внедрены ГУП "Москоллектор". Увеличение межремонтных сроков на пять лет позволит сократить на 25% затраты на ремонт перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки от транспорта. Схема применения эластичных полиуретановых составов при ремонте коллекторов, расположенных в зоне влияния динамических нагрузок от транспорта, с целью демпфирования колебаний плит перекрытий, впервые была применена в 2009г в коллекторе "Гарибальди". Всего было усилено 42 плиты перекрытия. 1. Разработана схема учета динамических коэффициентов для расчета подвижных нагрузок от транспорта на перекрытия коллекторов; 2. Доказана независимость и неизменность значений динамических коэффициентов при расчете динамических нагрузок на перекрытия коллекторов от величин заглублений и геометрических параметров конструкций; 3. Величины динамических нагрузок от транспорта на конструкции перекрытий коллекторов, вычисленные с использованием динамических коэффициентов, согласно разработанной схеме, значительно (до 30%) превосходят аналогичные, рассчитанные в соответствии с существующими нормативами [95,122]; 4. Не верные схемы определения и учета динамических коэффициентов при расчете подвижных нагрузок от транспорта, представленные в [95,122], значительно снижают реальные значения величин транспортных нагрузок, что влечет снижение запаса несущей способности перекрытий коллекторов, вследствие чего снижается требуемый уровень надежности сооружений; 5. Учет величин динамических нагрузок от транспорта, действующих на перекрытия коллекторов, согласно разработанной схеме, позволит заложить необходимый запас несущей способности в конструкции перекрытий на стадии проектирования и повысит уровень их надежности; 6.

Предложен и обоснован метод повышения надежности перекрытий коллекторов, испытывающих динамические нагрузки, заключающийся в снижении количества циклов напряжений и увеличении коэффициента асимметрии цикла напряжений плит перекрытий; 7. Предложено впервые устанавливать в конструкциях коллекторов, испытывающих динамические нагрузки, специальные устройства из эластичных материалов для демпфирования энергии колебаний перекрытий и повышения их надежности;

Похожие диссертации на Обоснование и разработка методов расчета и повышения надежности строительных конструкций коллекторов с учетом динамических нагрузок