Введение к работе
-.Актуальность темы. В проблеме повышение технико-экономической эффективности стальных строительных конструкций важное место отводится разработке и внедрению прогрессив-' ных конструктивных решений, новых технологий монтажа и новых материалов. В связи с этим на современном этапе развития строительных металлических конструкций возросла тенденция к применению принципиально новых форм сооружений, конструктивных решений узлов и соединений, а также эффективных видов проката.
Все вышеуказанное справедливо при возведении стальных каркасов крупных уникальных инженерных сооружений, эксплуатация которых происходит при больших скоплениях людей в течение продолжительного периода времени - пятидесяти лет и более.
Наиболее ярким примером подобных сооружений является покрытие Большой спортивной арены (БСА) стадиона в "Лужниках" г. Москвы.
Стальные конструкции стационарной части покрытия состоят из внешнего и внутреннего контуров, соединенных радиальными балками массой около 14 тыс. тонн. Конструкция, эксплуатирующаяся на открытом воздухе, изготовлена из толстолнс-товон атмосферостойкой стали 10ХСНД в толщинах до 40 мм включительно и смонтирована на монтажных фрикционных болтовых соединениях с массовым применением впервые в практике строительства крупных высокопрочных болтов диаметром М27.
Собственно актуальность работы связана с необходимостью применения при создании уникальных стальных конструкций проката и метизов больших толщин и высокой прочности, а также фрикционных соединений в металлических конструкциях с использованием упомянутых материалов. При этом условия эксплуатации уникальных конструкций (длительный период на открытом воздухе при скоплениях большого количества людей) и размеры сооружений приводят к необходимости разработки новых требований к этим материалам и соединениям для обеспечения эксплуатационной надежности конструкции и возведения сооружения в кратчайшие сроки. Необходимо было создать фактически новое поколение высокопрочного проката, метизов и сое-
динений из них для использования в практике строительства уникальных объектов,
Целью диссертационной работы является разработка требований к прокату, метизам и болтовым фрикционным соединениям, обеспечивающих эксплуатационную надежность уникальных стальных конструкций, а также оценка прочности металла и соединений, отвечающих новым требованиям.
Научную новизну работы составят следующие результаты, которые будут вынесены на защиту;
разработка новых требований к прокату высокой прочности для уникальных стальных конструкций, которые должны обеспечить создание соответствующих материалов нового поколения, отличающихся высоким сопротивлением хрупким разрушениям и хорошей свариваемостью;
разработка новых требований к высокопрочным болтам М27 с целью обеспечения надежной работы фрикционных соединений уникальных сооружений;
разработка новых принципов обработки соприкасающихся поверхностен во фрикционном соединении, обеспечивающих коэффициент трения 0,5;
результаты исследований прочности и свариваемости проката с от> 400 Н/мм^ нового поколения;
результаты исследований свойств высокопрочных метизов М27 для уникальных строительных конструкций;
. - результаты исследований прочности фрикционных и фрик-ционно-срезных болтовых соединений с различной обработкой соприкасающихся поверхностей, предназначенных для уникальных стальных конструкций.
Практическое значение работы состоит в обосновании применения сталей высокой прочности нового поколения в уникальных стальных конструкциях, а также применения новых высокопрочных метизов М27 и нового вида обработки соприкасающихся поверхностей при создании фрикционных соединений в уникальных инженерных сооружениях, что обеспечивает эксплуатационную надежность последних и позволит провести монтаж конструкций в сжатые сроки.
Внедрение результатов. Материалы исследования использованы при возведении покрытия Большой спортивной арены в "Лужниках".
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на научно-технических конференциях (г. Санкт-Петербург, 1997;г. Ижевск, 1998).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных статей.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и при-ложений, изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка и 34 таблицы. Список литературы включает ПО наименований,