.RU

Оценка жесткости составных деревянных и деревометаллических балок вибрационным методом 05. 23. 01 Строительные конструкции, здания и сооружения




На правах рукописи
Гвозков Павел Александрович


ОЦЕНКА ЖЕСТКОСТИ СОСТАВНЫХ
ДЕРЕВЯННЫХ И ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК
ВИБРАЦИОННЫМ МЕТОДОМ


05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения


Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук


Орел - 2008
Работа выполнена на кафедре «Строительные конструкции и материалы» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»



Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент
^ Турков Андрей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент
Лабудин Борис Васильевич




кандидат технических наук, доцент
^ Парфенов Сергей Григорьевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Курский государственный технический университет»



Защита состоится 14 марта 2008 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.182.05 при Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, Наугорское шоссе, 29, главный корпус Орел ГТУ,
ауд. 212.


С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Орловского государственного технического университета.


Автореферат разослан « 12 » февраля 2008 года.

Ученый секретарь
диссертационного совета,
к.т.н., доцент А.И. Никулин


^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность темы. В настоящее время значительно возросли объемы работ по реконструкции зданий и сооружений. Как правило, это постройки 50…60-х годов, в которых в качестве несущих часто использовались деревянные конструкции. Разработке методов расчета таких конструкций, оценке их несущей способности и совершенствованию конструктивных решений посвящено большое количество работ советских и российских ученых: Г.Г. Карлсена, В.Ф. Иванова, А.Б. Губенко, Ю.М. Иванова, В.В. Большакова, Г.И. Свенцицкого, Б.А. Освенского, Ю.В. Слицкоухова и др. Исследования различных видов соединений элементов деревянных конструкций рассматривались в работах В.М. Коченова, А.П. Отрешко, Е.М. Знаменского, П.А. Дмитриева и др.

Составные балки из древесины представляют особый тип конструкций, которые качественно отличаются от балок, изготовленных из других строительных материалов. Их особенность заключается в том, что механические связи, соединяющие отдельные слои, являются податливыми, что вносит существенные сложности при расчете таких конструкций.

Оценке несущей способности и жесткости составных деревянных балок, а также устойчивости составных стержней на податливых связях посвящены работы как отечественных, так и зарубежных авторов: С.П. Тимошенко,
А.В. Дятлова, П.Ф. Плешкова, А.Р. Ржаницына, В.З. Власова, Д. Носсбаума,
Р. Мизеса. В этих работах рассматривается напряженно-деформированное состояние балок и стержней при воздействии статических нагрузок. Вместе с тем практически отсутствуют работы, посвященные особенностям поведения составных деревянных балок при воздействии динамических нагрузок.

В последние десятилетия интенсивно развиваются динамические методы диагностики и оценки качества строительных конструкций, в основе которых лежат фундаментальные закономерности строительной механики, которые функционально связывают интегральные физические статические и динамические параметры строительных конструкций. Именно совместное рассмотрение двух видов деформации конструкций – поперечного изгиба и свободных колебаний – с учетом выявленных закономерностей позволили творческому коллективу, возглавляемому профессором В.И. Коробко, разработать десятки способов диагностики и контроля качества как вновь изготавливаемых конструкций, так и стоящих в сооружении, причем в условиях ограниченной информации о свойствах материала конструкций, сведений об их реальных граничных условиях, интенсивности действующей нагрузки и других факторов.

Однако указанные выше способы относятся к изотропным конструкциям в виде отдельных стержней и пластинок постоянного сечения. На составные стержни, балки и пластинки переменной жесткости, конструкции из анизотропных материалов, составные конструкции сложного вида полученные результаты пока не могут быть распространены. Для этого требуется проведение комплекса дополнительных теоретических и экспериментальных исследований для выявления специфических особенностей работы таких конструкций в условиях их статического и динамического нагружений.

^ Объект и предмет исследования. Объектами исследования являются составные деревянные и деревометаллические однопролетные балки, а предметом исследования – методы диагностики и неразрушающего вибрационного контроля отдельных физических параметров указанных конструкций.

^ Целью диссертационной работы является разработка экспериментально-теоретических методов исследования оценки жесткости составных деревянных и деревометаллических конструкций балочного типа с использованием вибрационных технологий.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– обосновать и разработать методику теоретического расчета составных балок с различными материалами и количеством слоев, количеством и жесткостью податливых связей;

– установить теоретически и экспериментально приделы применимости функциональной зависимости между максимальным прогибом и основной частотой собственных поперечных колебаний составных деревянных и деревометаллических балок;

– разработать методы определения коэффициента жесткости и коэффициента совместности работы однопролетных двухслойных балок с различными граничными условиями ее отдельных слоев по динамическим и статическим параметрам этих слоев, а также по соотношению изгибных жесткостей отдельных слоев составной балки с балкой цельного сечения;

– разработать способы оценки степени податливости укрупнительных стыков однопролетной составной балки на упругоподатливых связях и способ определения коэффициента жесткости соединительного шва с помощью вибрационного метода;

– провести серию экспериментальных исследований составных деревянных и деревометаллических балок с изменяющимся числом податливых связей (нагелей) и различными граничными условиями.

^ Методы исследования. В ходе проведения теоретических исследований использовались классические (аналитические и численные) методы строительной механики и теории сооружений. При проведении экспериментальных исследований и обработке полученных результатов использовались методы математической статистики. При использовании численных методов расчета применялся программные комплексы «SСAD» и «Mathcad».

Достоверность научных положений и результатов подтверждается использованием фундаментальных принципов и методов строительной механики и теории сооружений, сопоставлением экспериментальных результатов с теоретическими, а также результатами многократных статических и динамических испытаний конструкций.

^ Научная новизна полученных результатов.

При проведении исследований были получены следующие результаты:

– теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что в однопролетных составных деревянных и деревометаллических балках с горизонтальными и вертикальными связями постоянной и переменной жесткости независимо от материала слоев и их количества, жесткости поперечных связей и связей сдвига между слоями и условий опирания отдельных слоев существует функциональная зависимость между максимальным прогибом и основной частотой колебаний;

– разработаны вибрационные методы определения коэффициента жесткости и коэффициента совместности работы двухслойных балок с различными граничными условиями ее отдельных слоев;

– разработаны способы определения изгибной жесткости укрупнительного стыка деревянных балок, приведенной изгибной жесткости составной балки и жесткости горизонтального шва с использованием вибрационного метода;

– доказано, что с ростом числа нагелей коэффициент совместности работы двухслойных балок возрастает экспоненциально, стремясь к соотношению nнаг/nmax ≥ 0,8…0,9 (nнаг – число нагелей, nmax – максимальное количество нагелей, при котором статические и динамические характеристики балок остаются практически неизменными).

^ Практическая ценность и реализация работы. Разработанные в диссертации вибрационные методы и способы определения коэффициента жесткости составных балок, коэффициента совместности их работы, изгибной жесткости вертикальных и горизонтальных укрупнительных стыков могут найти широкое применение при конструировании и расчете составных балок, а также при обследовании конструкций зданий и сооружений.

Результаты работы рекомендуется использовать в учебном процессе при изучении курсов дисциплин «Строительная механика», «Конструкции из дерева и пластмасс», «Обследование и испытание зданий и сооружений», а также при реальном проектировании составных конструкций, обследовании зданий и сооружений и усилении деревянных и деревометаллических конструкций.

^ На защиту выносятся следующие положения и результаты:

– доказательство закономерности о функциональной зависимости максимального прогиба от основной частоты колебаний однопролетных составных деревянных и деревометаллических балок с горизонтальными и вертикальными упругоподатливыми связями независимо от материала слоев, их количества, жесткости поперечных связей и связей сдвига между слоями, а также условий опирания;

– вибрационный метод и способы определения коэффициента жесткости и коэффициента совместности работы двухслойных балок с различными граничными условиями ее отдельных слоев по динамическим и статическим характеристикам каждого слоя, а также по соотношению изгибных жесткостей отдельных слоев составной балки и балки цельного сечения;

– вибрационные способы определения изгибной жесткости укрупнительных вертикальных стыков деревянных балок, приведенной изгибной жесткости составной балки и жесткости горизонтального шва по основным частотам их собственных поперечных колебаний;

– результаты экспериментальных исследований двухслойных деревянных и деревометаллических балок на упругоподатливых связях.

^ Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на: III-х Международных академических чтениях «Проблемы обеспечения безопасности строительного фонда России» (Курск, 2004); Международной научно-технической конференции «Приборостроение – 2004» (Винница-Ялта, 2004); Международных академических чтениях «Безопасность строительного фонда России» (Курск, 2005); 4-й Международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (Москва, 2005).

Некоторые результаты диссертационной работы были применены Центром экспертизы промбезопасности при обследовании несущих и ограждающих конструкций производственного корпуса ОАО «Курская птицефабрика», а также введены в учебный процесс вуза при чтении лекций по дисциплине «Обследование и испытание зданий и сооружений».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК в перечень для кандидатских диссертаций, получено 3 патента на изобретение.

^ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов, библиографии и четырех приложений. Список использованной литературы содержит 119 наименований, в том числе 14 зарубежных. Работа изложена на 155 страницах, включая 79 рисунков, 25 таблиц.


^ Содержание работы


Во введении рассматривается актуальность темы, формулируются цель и задачи исследования, научная новизна работы, достоверность результатов исследований, практическая ценность и апробация результатов, изложено краткое содержание работы.

В первой главе рассматриваются виды составных конструкций. Дается краткая характеристика составных балок из различных строительных материалов, обсуждается область их применения.

Наиболее часто составные стержни встречаются в деревянных конструкциях, сплачивание которых выполняется на врубках, на механических связях (болтах, гвоздях, нагелях, шпонках и т.д.), а также на клею. В 30-х годах ХХ в. широкое применение нашли деревянные составные балки на врубках, на цилиндрических и пластинчатых нагелях, шпонках и колодках. Дальнейшим развитием стало создание дощато-гвоздевых и комбинированных балок с соединениями на гвоздях и болтах, позволяющих перекрывать пролеты до 12 м, а затем и клеефанерных балок с плоской и волнистой стенками.

Большой вклад в развитие методов расчета составных стержней внесли зарубежные ученые Ф. Энгессер, Д. Носсбаум. Среди отечественных ученых расчетом составных стержней занимались С.П. Тимошенко, А.В. Дятлов,
П.Ф. Плешков, А.Р. Ржаницын, В.З. Власов и др.

Среди важных проблем конструирования и расчета составных балок, требующих решения, необходимо отметить следующие: уточнение расчетных схем, определение жесткости шва и стыкового соединения, приведенной изгибной жесткости составных конструкций, разработка экспериментально-теоретических способов исследования таких конструкций с использованием вибрационных технологий.

На основе проведенного анализа состояние вопроса были сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке и развитию теоретических основ вибрационного метода для исследования составных балок, базирующегося на функциональной связи интегральных параметров конструкций при их статическом изгибе и поперечных свободных колебаниях.

В работах профессора В.И. Коробко была установлена закономерность, связывающая величину максимального прогиба W0 упругой изотропной балки постоянной изгибной жесткости, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой q, с ее основной частотой колебаний в ненагруженном состоянии ω:

W0ω2 ≈ 4/π∙q/m = С∙q/m, (1)

где m – погонная масса балки. Эта закономерность не зависит от изгибной жесткости балок, условий их закрепления, пролета и позволяет функционально связать прогибы и частоты колебаний балок.





Рисунок 1 – Составная балка
с поперечными связями
При реконструкции зданий и сооружений одним из наиболее распространенных способов усиления конструкций балочного типа является наращивание (или подращивание) второго несущего слоя с обеспечением мер их совместной работы. Наиболее перспективным является способ усиления, когда наращиваемый слой имеет более жесткие граничные условия, чем усиливаемая конструкция (рис. 1), при этом слои имеют возможность свободного сдвига. Для рассматриваемой схемы составной балки с использованием классических методов строительной механике получена расчетная формула для определения ее максимального прогиба W0:

(2)

где (ЕI)1 и (ЕI)2 – изгибные жесткости соответственно усиливающего и усиливаемого слоев. Получены также решения аналогичных задач при различных граничных условиях усиливаемого и усиливающего слоя. С использованием зависимости (2) решена задача по определению дополнительной нагрузки qдоп, при которой прогиб двухслойной балки не будет превышать прогиба существующей балки от действия заданной нагрузки q0, если параметры усиливающего слоя (EI)1 известны. Например для схемы, изображенной на рисунке 1,

(3)

На основе закономерности (1) разработан метод определения коэффициента жесткости kж составной конструкции с использованием частот собственных колебаний. Анализ вариантов показывает, что для различных условий закрепления усиливаемого и усиливающего слоев все возможные значения коэффициента kж лежат в интервале

(4)

где – коэффициент увеличения жесткости двухслойной балки.

При разработке вибрационного способа определения совместности работы многослойных балок со связями сдвига рассматривалось 5 типов балок: балка в виде только 1-го слоя; балка в виде только 2-го слоя; балка, состоящая из двух слоев, не связанных между собой; двухслойная балка, слои которой связаны при помощи связей; балка цельного сечения, равного сечению двухслойной балки. По результатам теоретического исследования определен параметр К, характеризующий степень совместности работы двухслойной конструкции. В общем виде эта зависимость имеет вид:

(5)

где ω5 и ωi – основные частоты колебаний балки цельного сечения и двухслойной; (ЕI)1 и (EI)2– изгибные жесткости слоев балки; (ЕI)5 – изгибная жесткость балки цельного сечения; m1 и m2 – погонные массы слоев составной балки. С помощью этой зависимости по геометрическим и физико-механическим характеристикам материала отдельных слоев можно определить коэффициент совместной работы двухслойной балки.

С целью подтверждения справедливости закономерности (1) для составных балок были проведены теоретические исследования работы составных балок при равномерном распределении поперечных связей и связей сдвига. Расчетная схема балки приведена на рисунке 2. Теоретически определялись частоты основного тона собственных поперечных колебаний балок и их максимальные прогибы от равномерно распределенной нагрузки в зависимости от жесткости связей сдвига ЕАСС. Жесткость связей сдвига изменялась от 0 до 108 кН. При ЕАСС = 0 слои работают без сопротивления сдвигу по контактной поверхности, а при ЕАСС = 108 кН можно считать, что составная балка работает как балка сплошного сечения.



Рисунок 2 – Расчетная схема двухслойной составной балки
с шарнирным опиранием по концам

Результаты исследований балки с сечением 50×100 + 50×50 мм приведены на рисунке 3, где по оси абсцисс для удобства представления результатов расчета откладывается логарифм отношения приведенной жесткости связей сдвига к сумме приведенных жесткостей слоев составной балки.




Рисунок 3 – Изменение частот собственных колебаний и максимальных

прогибов составных балок в зависимости от жесткости связей сдвига


Сопоставление максимальных прогибов и основных частот колебаний балок при жесткости связей сдвига 108 кН (что практически означает отсутствие шва между слоями и момент инерции конструкции определяется как момент инерции цельного сечения), показывает, что разница по максимальным прогибам не превышает 4 %, а по основным частотам – 2 %.




Рисунок 4 – Изменение коэффициента С
в зависимости от жесткости связей сдвига

По результатам исследований вычислялся также коэффициент в зависимости от жесткости связей сдвига (рис. 4). Как видно из графиков на рисунке 4, значение коэффициента С при любых граничных условиях балок близки к значению, приведенному в формуле (1), что подтверждает ее применимость к составным балкам. Однако при небольшом значении жесткости связей на графиках появляются «провалы», что объясняется в этом случае нарушением закономерности (1). Следует отметить, что с ростом жесткости связей, характер поведения коэффициента С стабилизируется и приближается к постоянной величине С = 1,272.





Рисунок 5 – Схема к расчету балки
с упругоподатливым стыком

При укрупнительной сборке деревянных элементов стыки выполняются также на податливых связях. Расчетная схема таких конструкций приведена на рисунке 5. В работе проведены теоретические исследования балок с переменной жесткостью элемента, имитирующего стык. По результатам исследований определены максимальные прогибы и основные частоты составной конструкции при различной изгибной жесткости укрупнительного стыка. По результатам расчета построена зависимость W0 – ω (рис. 6), которая аппроксимируется функцией

. (6)



Рисунок 6 – График W0 – ω для балки с изменяемой изгибной жесткости стыка


По теоретическим данным были построены также функциональные зависимости W0 – (EI)c/(EI)б и ω0 – (EI)c/(EI)б, по которым найдены соотношения изгибной жесткости стыка к жесткости балки в зависимости от максимальных прогибов и основных частот колебаний:

(7)

, (8)

где W0 – подставляется в мм, а ω0 – в с-1. С помощью этих формул можно по экспериментальным данным определить фактическую изгибную жесткость стыка. При сопоставлении экспериментальных данных, полученных в главе 3, и результатов, полученных по формулам (7) и (8), выявлено, что расхождение между ними составляет не более 6%.

С использованием теории составных стержней А.Р. Ржаницына была разработана методика определения коэффициента жесткости шва ξ при помощи вибрационного метода. В основу этой методики положена закономерность (1). Она позволила по основным частотам колебаний определять жесткость шва составных балок, когда количество связей в них не менее 5 на 3 м длины балки. По данным расчета была построена аппроксимирующая зависимость

, Н/м2. (9)

которая позволяет интегрально оценить жесткость шва по частоте колебаний составных балок с точностью до 5…9%.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям составных деревянных и деревометаллических балок на динамические и статические нагрузки. Испытания балок проводились на специально изготовленном стенде, который представляет собой спаренные швеллеры №30, соединенные полками наружу и заанкеренные в бетонный пол. На спаренные швеллеры при помощи болтов прикреплялись две конструкции из парных швеллеров №14 полками вовнутрь, на которые установлены опорные устройства.

При статических испытаниях нагружение конструкций производилось стальными тарированными грузами по 4 кГ в шести точках, что с достаточной степенью точности имитировало равномерно распределенную нагрузку
(рис. 7). Всего нагружение выполнялось тремя ступенями, величина каждой ступени составляла 82,76 Н/м, при этом все балки работали в упругой стадии. Прогибы измерялись на каждой ступени загружения индикатором часового типа И-001 и дублировались прогибомером системы Аистова ПАО-6. Цена деления обоих приборов составляет 0,01 мм.










Рисунок 7 – Приборы для динамических (вибрационных)
и статических испытаний балок

Динамические испытания балок проводились в резонансном режиме. Частоты поперечных колебаний балок определялась с помощью электронного частотомера марки ЧЗ-63/1, который снимал показания с индукционного вибродатчика (рис. 7). Колебания возбуждались двигателем постоянного тока с дисбалансом массой примерно 15 г, жестко закрепленного на балке в середине пролета. Частота вращения двигателя с дисбалансом регулировалась с помощью блока питания с плавным изменением силы тока. Момент наступления резонанса контролировался электронно-лучевым осциллографом марки
С1-65А по максимальной амплитуде выходного сигнала с индукционного вибродатчика. Для контроля основная частота собственных колебаний также определялись при помощи пьезоэлектрического вибродатчика KD-39 в комплекте с двухканальным перьевым самописцем Н338-2П.

На первом этапе проводились экспериментальные исследования совместности работы двухслойных составных балок. Экспериментальные конструкции длиной 3100 мм изготавливались двух типоразмеров: bh1 + bh2 = 5050+5045 и bh1 + bh2 = 5045+50100 мм. Для сплачивания слоев использовались стальные цилиндрические нагели диаметром 4 мм, установленные с шагом 150 мм. Для каждой балки были определены основные частоты собственных колебаний и прогибы от статической нагрузки. В процессе исследований двухслойных балок изменялось количество нагелей. Результаты экспериментального определения коэффициента совместности работы приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Коэффициент совместности работы составных балок

Схема

опирания
балки

Количество
нагелей
(шт)

Коэффициент
совместности работы Кi
балки сечением
50×50+50×45 мм

Коэффициент
совместности работы Кi
балки сечением
50×40+50×100 мм



2 шарнира

1

К1 = 0,437

К1 = 0,680

3

К3 = 0,442

К3 = 0,797

5

К5 = 0,455

К5 = 0,841

7

К7 = 0,498

К7 = 0,854

9

К9 = 0,537

К8 = 0,862

21

К21 = 0,544

К21 = 0,870



1 шарнир,

1 заделка

1

К1 = 0,477

К1 = 0,761

3

К3 = 0,489

К3 = 0,825

5

К5 = 0,501

К5 = 0,853

7

К7 = 0,502

К7 = 0,858

9

К9 = 0,511

К9 = 0,867

21

К21 = 0,565

К21 = 0,872



2 заделки

1

К1 = 0,478

К1 = 0,754

3

К3 = 0,516

К3 = 0,791

5

К5 = 0,536

К5 = 0,818

7

К7 = 0,551

К7 = 0,848

9

К9 = 0,571

К9 = 0,866

21

К21 = 0,571

К21 = 0,883

Сопоставление полученных результатов показывает, что К1 < K3< K5 < K7 < K9 < K21 (индекс обозначает количество нагелей в балке), и все эти значения меньше единицы, что соответствует физическому смыслу коэффициента. Можно также отметить, что при увеличении сечений отдельных слоев составной балки коэффициент совместности работы также увеличивается, что объясняется большей степенью защемления нагелей в более мощных слоях и увеличенной площадью смятия древесины в нагельном гнезде.

В качестве экспериментальных деревометаллических конструкций были приняты два типа деревометаллических балок пролетом 2,9 м (рис. 8). В балках первого типа (рис. 8, а) слои соединялись стальными цилиндрическими нагелями Ø4 мм. В балке второго типа гнутая стальная обойма крепилась к поясам при помощи гвоздей Ø1,4 мм длиной 25 мм (рис. 8, б).


а)

б)

Рисунок 8 – Сечения экспериментальных
деревометаллических балок:
а – балки с металлической квадратной трубой и деревянными слоями; б – двутавровая деревометаллическая балка со стальной обоймой


Методика испытаний деревометаллических балок аналогична методике испытания двухслойных деревянных балок. В процессе испытаний на вибрационные и статические нагрузки изменялось количество нагелей и условия закрепления концов балок.

По результатам испытаний построены графики изменения максимальных прогибов и основных (резонансных) частот колебаний балок в зависимости от отношения nнаг/nmax
(рис. 9…11).


а)

б)





Рисунок 9 – Графики W0 – nнагелей/nmax и ω – nнагелей/nmax составных
деревянных балок сечением: а – 45×50+50×50 мм, б – 100×50+50×50 мм




а)

б)





Рисунок 10 – Графики W0 – nнагелей/nmax и ω – nнагелей/nmax составных
деревометаллических балок сечением: а – 45×50+М50×50 мм,
б – 100×50+М50×50 мм




Рисунок 11 – W0 – nнагелей/nmax и ω – nнагелей/nmax составной
деревометаллической балки двутаврового сечения


Как видно из графиков, характер изменения основных частот поперечных колебаний и максимальных прогибов, одинаков. Наблюдается устойчивый рост частот колебаний и снижение прогибов под статической нагрузкой с увеличением количества нагелей при всех схемах опирания испытуемых балок.

При сопоставлении теоретических и экспериментальных данных выявлено, что характер изменения экспериментальных частот колебаний и прогибов балок повторяет характер изменения этих параметров, полученных численными методами, при этом экспериментальные частоты ниже теоретических не более 5,7%.

Экспериментальные прогибы балок также сопоставимы со значениями, полученными численными методами, при этом они примерно на 6…9% выше теоретических. Причины расхождения данных заключаются в том, что при действии динамических нагрузок модуль упругости древесины выше статического примерно на 10 %, что не учитывалось при проведении численных исследований.

При испытании балок с укрупнительными стыками в качестве объекта исследований принята деревянная балка пролетом 2,9 м сечением
b×h = 50×150 мм. Количество укрупнительных стыков принималось 1, 3 и 5, расположенных симметрично относительно середины пролета. Анализ экспериментальных данных показывает что они хорошо согласуются с теоретическими – по прогибам расхождение не превышает 4%, а по частотам – 2%.

^ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически и экспериментально доказано, что для однопролетных составных деревянных и деревометаллических балок постоянного сечения, слои которых соединены большим числом упругоподатливых связей, вне зависимости от граничных условий произведение максимального прогиба от действия равномерно распределенной нагрузки на квадрат основной частоты колебаний балки в ненагруженном состоянии с точностью до размерного множителя q/m есть величина постоянная и соответствует закономерности (1), соответствующей упругим изотропным балкам постоянного сечения.

2. С учетом закономерности (1) разработаны вибрационные способы определения коэффициента жесткости составных балок с возможностью свободного сдвига по контактной поверхности слоев, коэффициента совместности работы двухслойных балок.

3. Для деревянных однопролетных балок с вертикальным стыком, изгибная жесткость которого значительно отличается от изгибной жесткости основной балки, закономерность (1) нарушается, однако функциональная связь между параметрами W0 и ω сохраняется.

4. Учитывая функциональную связь между параметрами W0 и ω, разработаны вибрационные способы определения изгибной жесткости укрупнительного стыка деревянной балки и жесткости (максимального прогиба) составной балки при неизвестной изгибной жесткости укрупнительного стыка.

5. Предложен экспериментально-теоретический вибрационный способ определения жесткости горизонтального шва в двухслойной балке с помощью закономерности (1) путем экспериментального определения основной частоты колебаний такой балки и использования точного аналитического решения, полученного А.Р. Ржаницыным.

6. Проведен большой объем статических и динамических экспериментальных испытаний деревянных и деревометаллических составных балок. Результаты экспериментов показали, что закономерность (1) в таких конструкциях соблюдается с точностью до 3…8%.


Основное содержание работы опубликовано в следующих публикациях:

  1. Коробко, В.И. Коэффициент жесткости составных балок, имеющих возможность свободного сдвига по контактной поверхности [Текст]/ В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков // Проблемы обеспечения безопасности строительного фонда России: Материалы III международных академических чтений. – Курск: КГТУ, 2004. – С. 116-120.

  2. Коробко, В.И. Определение коэффициента совместности работы составных стержней вибрационным методом [Текст] / В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Приборостроение 2004». – Часть 2. – Винница-Ялта, 2004. –
    С. 403-406.

  3. Коробко, В.И. Анализ работы дерево-металлической составной балки при статических и динамических нагрузках [Текст]/ В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения: Материалы Международных академических чтений. – Курск: КГТУ, 2005.– С. 84-88.

  4. Пат. № 2255317 Российская Федерация, МПК7 G 01 М 5/000. Способ учета совместности работы двухслойных деревянных конструкций балочного типа [Текст] / В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков, С.В. Тиняков; заявитель и патентообладатель Орловский государственный технический университет. – № 2004104916/28 ; заявлен 17.02.2004 ; опубл. 27.06.2005, Бюл. №18. –
    6 с.

  5. Коробко, В.И. Вибрационный контроль деревометаллических составных балок [Текст] / В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности: Тезисы 4-ой Международной выставки и конференции. – Москва, 2005. – С. 52

  6. Кожаринова, Л.В. Анализ работы деревянной составной балки при статических и динамических нагрузках [Текст]/ Л.В. Кожаринова, А.В. Турков, П.А. Гвозков // Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство. Траспорт». – Орел: ОрелГТУ, 2006. – № 1-2 – С. 8 – 11.

  7. Турков, А.В. Анализ работы составной балки при усилении строительных конструкций [Текст]/ А.В. Турков, П.А. Гвозков // Известия
    ОрелГТУ. Серия «Строительство. Траспорт». – Орел: ОрелГТУ, 2007. – №1. – С. 26-28.

  8. Пат. № 2306547. Российская Федерация. МПК G01/N 3/20 G01/N 3/32. Способ определения изгибной жесткости укрупнительного стыка однопролетных составных балок постоянного сечения (варианты) [Текст] / В.И. Коробко, А.В. Турков, П.А. Гвозков, О.В. Бояркина; заявитель и патентообладатель
    ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет». –
    № 2006109979/28 ; заявл. 28.03.2006 ; опубл. 20.09.2007, Бюл. №26. – 8 с.

  9. Турков, А.В. Экспериментальная оценка степени податливости укрупнительных стыков балок по результатам динамических испытаний конструкций [Текст] / А.В. Турков, П.А. Гвозков, О.В. Бояркина // Известия вузов. Строительство. – 2007. – № 7. – С. 122-124.

  10. Пат. № 2308699. Российская Федерация, МПК G01/N 3/32. Способ определения максимального прогиба однопролетных составных деревянных балок с укрупнительными стыками [Текст] / В.И. Коробко, А.В. Турков,
    П.А. Гвозков, О.В. Бояркина; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет». – № 2006110024/28 ; заявл. 28.03.2006 ; опубл. 20.10.2007, Бюл. №29. – 6 с.



ochen-primitivnaya-tupaya-mashina-probuzhdenie-preodolenie-prepyatstvij-k-realizacii-vozmozhnostej-cheloveka.html
ochen-vazhna-potomu-chto-finansovij-mehanizm-igraet-glavnuyu-rol-v-raspredelenii-finansovih-resursov-azadacha-racionalnogo-raspredeleniya-finansovih-resursov-yavlyaetsya-odnoj-iz-osnovnih-v-ekonomike.html
ochen-zhestkaya-posadka-gazeta-rossijskaya-gazeta-06072011-rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-6-iyulya-2011-g.html
ocherednaya-pobeda-nauki-po-moemu-mne-udalos-najti-otvet-na-interesuyushie-menya-voprosi-ieto-ne-te-trivialnie.html
ocherednoj-uzhe-tretij-po-schetu-ezhegodnij-vserossijskij-forum-delovih-sredstv-massovoj-informacii-proshel-v-kongress-centre-tpp-rf-organizatori-torgovo-promish.html
ocherednost-realizacii-generalnogo-plana-polozheniya-o-territorialnom-planirovanii-galichinskogo-selskogo-poseleniya.html
  • control.bystrickaya.ru/elektronnoe-pravitelstvo.html
  • shpora.bystrickaya.ru/z-n-kozenko-a-f-rogachyov-a-l-nahshunov-i-a-karapuzov-podderzhka-prinyatiya-upravlencheskih-reshenij-informacionnoe-i-instrumentalnoe-obespechenie-volgograd-2001.html
  • holiday.bystrickaya.ru/normativnie-pravovie-akti-materiali-dlya-podgotovki-k-sessii-slushatelej-2-go-kursa-zaochnogo-obucheniya.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prodolzhenie-tablici-2-metodicheskie-ukazaniya-k-kontrolnoj-rabote-dlya-studentov-vseh-form-obucheniya-kazan.html
  • crib.bystrickaya.ru/iskusstvo-ne-zerkalo-a-molotok-.html
  • shkola.bystrickaya.ru/osobennosti-kulturi-zhizneobespecheniya-nemcev-v-usloviyah-inoetnichnogo-okruzheniya-verhnee-priobe-pervaya-tret-xx-v.html
  • crib.bystrickaya.ru/istoriko-arhivnij-voenno-memorialnij-centr-stranica-15.html
  • occupation.bystrickaya.ru/mou-sosh-8-g-o-zheleznodorozhnij-moskovskoj-oblasti-stranica-2.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-gosudarstvennij-standart-obshego-obrazovaniya-i-ego-naznachenie-1-mesto-uchebnogo-predmeta-informatika-i-ikt-v-fbup-2.html
  • esse.bystrickaya.ru/rasshifrovka-130-pesen-vvisockogo-stranica-13.html
  • literatura.bystrickaya.ru/sobrat-narodnie-primeti-soedinit-nachalo-i-konec-fraz-zatem-sdelat-vivod.html
  • institut.bystrickaya.ru/teoreticheskie-osnovi-upravleniya-stranica-5.html
  • student.bystrickaya.ru/-po-harakteru-chrezvichajnih-situacij-prednamerennie-i-neprednamerennie.html
  • student.bystrickaya.ru/3-sstoyanie-i-tendencii-v-razvitieto-na-republika-makedoniya-sonya-hinkova-yugoslavskiyat-sluchaj-etnicheski.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/programma-i-kontrolnie-zadaniya-po-uchebnoj-discipline-sociologiya-i-psihologiya-upravleniya-dlya-studentov-zaochnoj-formi-obucheniya-spec-gostinichnij-i-turisticheskij-biznes.html
  • turn.bystrickaya.ru/optimizaciya-okruzhayushej-sredi.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/n-a-dobrolyubov-otrivki-iz-stati-chto-takoe-oblomovshina.html
  • crib.bystrickaya.ru/kartochka-pasport-8-baranovichi-1-brest-4-pinsk-2-stolin-1.html
  • bukva.bystrickaya.ru/perechen-uchebnih-izdanij-instruktivno-metodicheskoe-pismo-ministerstva-obrazovaniya-respubliki-belarus-o-prepodavanii.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vneshneekonomicheskaya-deyatelnost-predpriyatiya-postupivshie-v-biblioteku-pvgus-v-2011-g.html
  • doklad.bystrickaya.ru/upravlencheskogo-obsheniya-shepel-viktor-maksimovich-chelovekovedcheskaya-kompetentnost-menedzhera-upravlencheskaya-antropologiya.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-vtoraya-gestalt-therapy.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-semejnaya-psihoterapiya-dlya-napravleniya-030300-68-psihologiya-podgotovki-magistra-avtor-g-l-budinajte-e-mail.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-k-umk-way-ahead.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/primernaya-programma-naimenovanie-disciplini-medicina-katastrof-bezopasnost-zhiznedeyatelnosti-rekomenduetsya-po-specialnosti-060201-stomatologiya.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/programma-uchebnoj-disciplini-burenie-skvazhin-na-zhidkie-i-gazoobraznie-poleznie-iskopaemie.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-realizacii-strategii-regionalnogo-razvitiya-avtonomnoj-respubliki-krim-stranica-31.html
  • notebook.bystrickaya.ru/ien-makyuen-iskuplenie-stranica-12.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/spbgetu-centr-po-rabote-s-odarennoj-molodezhyu-informacionnoe-pismo-sankt-peterburgskij-gosudarstvennij-elektrotehnicheskij-universitet-leti-provodit-mnogopredmetnij-konkurs-nauchno-obrazovatelnih-rabot-shkolnikov.html
  • nauka.bystrickaya.ru/v-p-ruzhickij-glava-lyubereckogo-municipalnogo-rajona.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tema-bud-prirode-drugom.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/t-t-uchebnoe-posobie-mozhet-bit-ispolzovano-dlya-podgotovki-aspirantov-l-f-gerasimova-2002.html
  • abstract.bystrickaya.ru/-glava-1-kriminalistika-kak-oblast-nauchnogo-znaniya-stranica-12.html
  • education.bystrickaya.ru/-finansirovaniya-innovacionno-investicionnih-proektov-subektov-malogo-i-srednego-predprinimatelstva-na-vozvratnoj-osnove-finansovij-lizing.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-diplomnomu-proektirovaniyu-i-vipolneniyu-vipusknih-kvalifikacionnih-rabot-dlya-studentov-specialnosti-080504-gosudarstvennoe-i-municipalnoe-upravlenie.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.