Вплив змінного поперечного перерізу попередньо напружених балок на несучу здатність конструкції.
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.66.2022.02Ключові слова:
прольотні балки, попереднє напруження, прогин моста, деформаційний стан, статична жорсткістьАнотація
В даній роботі розглядаються питання, які пов’язані з підвищенням несучої здатності прольотних балок кранів мостового типу методом попереднього напруження. Розроблена нова математична модель мостового крана із заздалегідь напруженими балками, яка базується на загальній теорії стійкості пружних систем та дозволяє враховувати реальні умови конструктивного виконання прольотної будов. В даній роботі були отримані рівняння кривої прогинів цієї балки, які дозволяють розглянути та проаналізувати вплив ексцентрично подовжніх сил на напружено-деформований стан прольотної балки з урахуванням змінного моменту інерції її поперечного перерізу по довжині прольоту при небезпечної комбінації навантаження. В роботі наведено уточнюючий розрахунковий коефіцієнт для критичної поздовжньої сили, який залежить від відношень моментів інерції поперечних перерізів прольотної головної балки, а також довжин опорних дільниць балки до довжини самої балки. За результатами отриманих рівнянь було проведено дослідження статичної жорсткості головної балки в залежності від відношення повздовжніх та поперечних сил, що діють на балку. Аналіз отриманих результатів виявив рекомендовані співвідношення довжин опорної та середньої частин моста з врахуванням їх геометричних характеристик перерізу. Отримані у даній роботі результати можуть бути у подальшому використані для модернізації кранів з метою підвищення їх вантажопідйомності, поширення терміна їх служби без демонтажу, а також для вдосконалення існуючих конструкцій та інженерних методів розрахунку як на стадіях їх проектування, так і в умовах реальної експлуатації.
Завантаження
Посилання
Chebrovsky A., Savva Yu. Review of the state of prestressed metal beams and the results of the study of operating crane beams when operating on a moving load. PNU Bulletin. 2013. 4 (31). 383–402.
Flexural behavior of ungrouted post-tensioned concrete masonry beams with unbonded bars / J.M. Garcia, R.L. Bonett, A.E. Schultz, J. Carrillo, C. Ledezma. Constr. Build. Mater. 2019. 203. 210–221.
Martovytsky L., Glushko V. Design of metal structures. Krugozir, Ukraine, 2016. 418.
Flexural Behavior of a 30-Meter Full-Scale Simply Supported Prestressed Concrete Box Girder / W. Jianqun, T. Shenghua, H Zheng, C. Zhou, M. Zhu. Appl. Sci. 2020. 10(9). 30–76.
Bonopera M., Chang K., Lee, Zheng-Kuan. State-of-the-Art Review on Determining Prestress Losses in Prestressed Concrete Girders. Appl. Sci. 2020. 10. 72–57.
Tkachev A., Tkachev О. The influence of the nature of the action of the external load on the stiffness of the main beams of bridge cranes. Lifting and transport equipment. 2020. № 1 (62). 51–60.
Zhegulsky V., Mironov I., Lukashuk O. Design and calculation of crane metal structures. Ural Publishing House University. 2019.
Tkachov А., Tkachov О., Sydorenko I. Improvement of the deformed state of flight beams of bridge cranes. Faculty of Architecture, Civil Engineering and Applied Arts. 2020. 2. 4. 118–125.
Naidenko E., Bondar O., Boiko A., Fomin O., Turmanidze R. Control Optimization of the Swing Mechanism. In: Tonkonogyi V., Ivanov V., Trojanowska J., Oborskyi G., Pavlenko I. (eds) Advanced Manufacturing Processes III. InterPartner 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, 2022.
Iodchik A. Deflections of a steel beam, pre-stressed by bending of the I-beam. Bulletin of VSSTU. 2013. 5(44). 45–52.
Zou J., Huang Y., Feng W., Chen Y., Huang Y. Experimental study on flexural behavior of concrete Tbeams strengthened with externally prestressed tendons / J. Zou, Y. Huang, W. Feng, Y. Chen, Y.Huang Mathematical Biosciences and Engineering. 2019. Vol. 16, Issue 6. 6962–6974.
Tkachev A., Tkachev О., Fomin O., Bondar O., Naidenko E. Influence of Horizontal Inertial Loads on the Operation of Overhead Crane Girders. Advances in Design, Simulation and Manufacturing V Proceedings of the 5th International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSVIE-2022, June 7-10, Poznan, Poland, Volume 2: Mechanical and Chemical Engineering, Odessa, Ukraine, pp. 47–54, 2022.
Lou T.J., Lopes S.M. R., Lopes A.V. Numerical modeling of externally prestressed steel 436 – concrete composite beams. J. Constr. Steel Res. 2016. 121. 229–236.
Qu X., Xu G., Fan X., Bi X. Intelligent optimization methods for the design of an overhead traveling crane. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015. 28(1). 187–196.
Liu J., Wang T. Deflection Calculation on Reinforced Concrete Beams Strengthened by Externally Prestressing Transverse Tensioning Method. Advanced Materials Research. 2013. 71, 430–436.
Nie J., Tao M., Cai C., Li S. Deformation Analysis of Prestressed Continuous Steel-Concrete Composite Beams. Journal of Structural Engineering. 2009. 135 (11). 94–102.
Overhead Crane Camber Deformation Assessment and Energy Analysis / T. Yifei, L. Lijin, S. Guomin, L. Dongbo, L. Xiangdong. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers. 2014. Part B (6). 52–55.
Tkachev A., Tkachev A.l., Predrag Dasic, Prokipovych I., Kostina M. Static Stiffness of the Crane Bridges under Moving Lood Distributoin. InterPartner-2021, 3rd Grabchenko`s International Conference on Advanced Manufacturing Process, September 7–10, Odessa, Ukraine, p. 42, 2021.
