WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ПРОЧНОСТЬ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И КОНСТРУКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ НА БАЗЕ РАЗВИТИЯ ЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ВОСТРОВ ВЛАДИМИР КУЗЬМИЧ

ПРОЧНОСТЬ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И

КОНСТРУКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ НА БАЗЕ РАЗВИТИЯ

ЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ

Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва – 2009 2

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Красного знамени научно-исследовательском и проектном институте строительных металлоконструкций им. Н.П. Мельникова (ЦНИИПСК им. Мельникова)

Официальные оппоненты: чл.-корр. РАН, доктор технических наук, профессор Махутов Николай Андреевич доктор технических наук, профессор Кудишин Юрий Иванович доктор технических наук, профессор Зверев Виталий Валентинович

Ведущая организация: ФГУП НИЦ «Строительство», филиал, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко

Защита состоится «_» 2009 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 303.015.01 при ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»

по адресу: 117997, г. Москва, ул. Архитектора Власова, 49, комн. 204.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО «ЦНИИПСК им.

Мельникова».

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, в секретариат совета по указанному адресу. Факс: (495) 960-22-77.

Автореферат разослан «_» _ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 303.015.01, кандидат технических наук Н.Ю. Симон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В строительных нормах на проектирование СНиП II-23-81*, СП 53-102-2004 и стандартах организаций для проверки прочности листовых и оболочечных металлоконструкций, находящихся в безмоментном плосконапряженном состоянии, используется условие упругости для номинальных напряжений (условие недостижения пластичности по Мизесу или Сен-Венану) и критерий прочности, ограничивающий абсолютные значения главных напряжений пределом текучести. Помимо отсутствия в строительных нормах критериев прочности для моментного напряженного состояния оболочечных конструкций, а также плоскодеформированного и пространственного напряженного состояния, влияние дефектов и концентраторов напряжений на прочность и долговечность конструкций не рассматривается, не учитывается снижение несущей способности за счет развития макротрещин от дефектов. Т.е.





в строительных нормах, как отмечено А.Б. Злочевским, в неявном виде заложена концепция «эксплуатация без повреждений», в соответствии с которой на протяжении всего срока службы сооружения в его расчетных сечениях не должно быть трещин, в том числе усталостных. Но требование полной бездефектности металла и сварных соединений строительных металлоконструкций (м/к) не обеспечивается современными средствами неразрушающего контроля, м/к (подкрановые балки, кожухи доменных печей, воздухонагревателей и др.) эксплуатируются с усталостными и хрупкими макротрещинами и, кроме того, существуют дефекты и трещины с предельными размерами, определяемыми критериями прочности, не снижающими прочности элементов м/к как в вязких, так и в хрупких состояниях.

В основополагающем документе – ГОСТ 27751-88* принципы определения критериев прочности в общем случае плоского и пространственного напряженного состояния основаны на недостижении предельных состояний, которые классифицируются на две группы. Состояния первой группы отвечают невозможности дальнейшей эксплуатации конструкций, а предельные состояния второй группы – затруднением в эксплуатации конструкций. В частности, группа предельных состояний 1а связана с разрушением любого характера, а группы предельных состояний 1f и 2с связаны с образованием и развитием трещин.

В работах д.т.н., проф. Н.С. Стрелецкого предложено улучшить классификацию предельных состояний; развить методику расчета по третьему предельному состоянию на расчет конструкций из всех материалов, объединив в нем учет опасности от появления хрупких повреждений и повреждений от усталости материалов; выделить аварийное состояние конструкций особым состоянием, требующим специального подхода, выходящим за пределы обычного расчета; ввести учет фактора времени (продолжительности эксплуатации) в качестве основного параметра в расчет конструкций по предельных состояниям;

учет опасности от появления хрупких повреждений основывать на комплексном рассмотрении параметров третьего предельного состояния, а именно, марки стали (структуры), концентрации напряжений, силовых воздействий, температуры и масштабного фактора; считать, что критические параметры третьего предельного состояния, обуславливающие переход конструкции в опасное состояние, соответствует появлению непрерывно развивающихся трещин или крайнему моменту затухания трещин. Сам процесс хрупкого повреждения состоит из двух частей – зарождения трещин и их развития; в зависимости от количества накопленной сооружением энергии зародившаяся трещина может развиваться непрерывно или остановиться, пройдя определенный участок конструкции. При этом крайние значения параметров затухания трещины, при нарушении которых она развивается непрерывно (неустойчиво) определяет границу между безопасным и опасным (аварийным) состоянием, т.е. критическую область третьего предельного состояния.





Как следствие, в работах Н.С. Стрелецкого третье предельное и аварийное состояния служат предельными состояниями, связанными с трещинообразованием, но различаются последствиями их достижения. В первом случае (третье предельное состояние) стержневая, листовая или оболочечная м/к может временно эксплуатироваться с возникшими устойчивыми хрупкими или усталостными трещинами – первичными отказами, не приводящими к потере несущей способности элементов или конструкции, что и наблюдается в подкрановых балках, кожухах доменных печей, резервуарных и других м/к.

Во втором случае (аварийное состояние) возникающая хрупкая или усталостная трещина (первичный отказ), возникнув, распространяется на все сечение элемента (стержневая конструкция), полностью выключая его из работы, или распространяется на все или значительную часть сечения, приводя к полной или частичной потере несущей способности листовой или оболочечной м/к (лавинообразное разрушение) с невозможностью дальнейшей эксплуатации сооружения.

Предложения Н.С. Стрелецкого позволяют развить методику расчета по третьему предельному и аварийному состояниям на основе комплексного рассмотрения их параметров с учетом фактора времени на базе развития линейной механики разрушения (ЛМР), так как расчет самих предельных состояний основывается на критериях трещинообразования и анализе устойчивости (неустойчивости) возникающих трещин, а критерии прочности, долговечности и конструктивной безопасности отражают условия недостижения предельных состояний с соответствующими коэффициентами запаса.

Фактор времени возникает в расчетах в связи с развитием усталостных повреждений и образованием усталостных трещин, а также в связи с деградацией механических свойств и характеристик трещиностойкости металла вследствие сварки, механической обработки, теплового, водородного и др. видов охрупчивания. Кроме того, работы Н.С. Стрелецкого и применение методов механики разрушения позволяет уточнить аварийное и третье предельное состояния, разработать критерии и методы расчета прочности, долговечности, конструктивной безопасности и живучести строительных м/к, активно развиваемые в последнее время в работах Н.И. Карпенко, В.И. Колчунова, Ю.И. Кудишина, П.Д. Одесского, И.И. Ведякова, П.Г. Еремеева, А.В. Перельмутера и др. авторов.

Критерии прочности строительных м/к и соответствующие им нормы дефектности металла и сварных соединений могут определяться методами нелинейной механики разрушения, а также методами линейной механики разрушения, если размеры дефектов оправдывают ее применение, хотя сама классическая ЛМР требует развития так как «не работает» в случае микротрещин, не учитывает многоосность внешнего напряженного состояния и не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования в элементах м/к с концентраторами напряжений, но без исходных трещин. Кроме того, как отмечено П.Д.

Одесским, применение расчетов прочности конструкций при аварийных предельных состояниях методами механики разрушения, отсутствующими в СНиП II-23-81* и СП 53-102-2004, в принципе разрешается действующим ГОСТ 27751-88*.

На различия в последствиях достижения предельных состояний, связанных с трещинообразованием, указывает также основоположник нелинейной механики разрушения М.Я. Леонов. Понимая под прочностью реального сплошного твердого тела сохранение устойчивости непрерывной формы деформации, а под нарушением прочности – образование неустойчивых трещин, приводящих к глобальному разрушению, М.Я. Леонов считает, что расчет конструкций на хрупкую прочность должен состоять сначала из определения прочности, а затем – возможности появления устойчивых трещин (появление новых устойчивых форм равновесия).

Из предложений Н.С. Стрелецкого и М.Я. Леонова к формулировке и анализу предельных состояний и критериев прочности, а также из ГОСТ 27751следует, что в развитии метода расчета строительных конструкций и оснований по предельным состояниям сложилась парадоксальная ситуация, когда метод предельных состояний включает в себя образование трещин и разрушение, а классическая линейная механика разрушения не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования и допускает, также как и нелинейная механика разрушения, неограниченную прочность элементов конструкций и оснований с трещинами в сложнонапряженном состоянии и, что особенно существенно, ЛМР требует для своего применения наличия исходных макротрещин.

Кроме необходимости развития ЛМР для строительных металлоконструкций требование развития ЛМР возникает, также, при расчете несущей способности оснований и устойчивости положения строительных конструкций (высотных сооружений, плотин, морских гравитационных платформ для нефтегазодобычи на шельфах морей), а также при обследовании и техническом диагностировании массивных бетонных, железобетонных, каменных конструкций и, кроме того, при расчете снеговых и ледовых нагрузок на сооружения.

Необходимость развития ЛМР для применения ее в расчетах несущей способности оснований связана с тем, что с ростом нагрузки на фундаменты наблюдается отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и осадкой фундамента, вызванное тем, что при повышенных давлениях касательные напряжения в основании превышают сопротивление грунта сдвигу и часть грунта переходит в пластическое состояние (глинистые грунты) или возникают трещины поперечного сдвига (скальные основания). Величина предельной нагрузки, когда еще сохраняется закон линейных деформаций, могут определяться на основе нарушения условия внутреннего трения (критерия прочности Кулона – Мора) записанного через макронапряжения в основании, так как упругие напряжения под краями фундамента либо неограниченны (жесткие штампы), либо неоднозначны (гибкие штампы). Решение смешанной упруго-пластической задачи или смешанной задачи со сдвиговыми трещинами в основании, определяющее существование уплотненного упругого ядра, повышает оценку несущей способности грунтовых оснований и позволяет рассчитывать устойчивость положения сооружений с учетом модели деформирования основания с трещинами.

Применение и развитие ЛМР требуется при обследовании и технической диагностике массивных бетонных, железобетонных, каменных конструкций, а также при расчете снеговых и ледовых нагрузок на сооружения. В первом случае требование развития ЛМР возникает вследствие необходимости отбора образцов разрушающими методами (например, бурением) для исследования степени деградации механических свойств и свойств трещиностойкости. При выбуривании образцов или глубинном бурении напряжения в конструкции или нетронутом массиве сжимающие и хрупкое разрушение происходит по причине возникновения растягивающих напряжений у тупика цилиндрической щели или цилиндрического отверстия. Помимо образования кернов, бурение (проходка) может играть отрицательную роль, приводя к нежелательному разрушению материала вокруг горизонтального отверстия в массивной железобетонной конструкции или горизонтального отверстия в массиве, образованного при выбуривании (проходке).

Возможность применения ЛМР и необходимость ее развития возникает при расчете экстремальных снеговых нагрузок на купольные покрытия сооружений. Здесь необходимость развития ЛМР вызвана тем, что в последней редакции СНиП 2.01.07-85* отсутствуют способы определения коэффициента перехода от веса снегового покрова горизонтальной поверхности грунта к снеговой нагрузке на купольные сферические покрытия, а также тем, что в ряде районов (где в зимний период возможны положительные температуры наружного воздуха и снег с дождем) снеговой покров затвердевает и приобретает свойство сопротивляться растягивающим напряжениям и хрупко разрушаться.

Образование трещин отрыва возможно при уменьшении сцепления между покрытием и затвердевшим снегом при оттаивании тонкого слоя на металлическом покрытии.

Применение ЛМР и необходимость ее развития вызвана также несовершенством методов определения ледовых нагрузок на морские нефтегазопромысловые сооружения, как в случае отдельных ледовых образований (айсбергов), так и в случае ледовых полей. В теоретических исследованиях игнорируется механизм разрушения льда, а в СНиП 2.06.04-82* допущено противоречие между горизонтальной составляющей нагрузки для откосного профиля и нагрузкой на протяженное сооружение с вертикальной гранью. Механизм разрушения льда с учетом его механических свойств, при воздействии его на вертикальные, откосные, конические и другие преграды позволяет, кроме определения максимальной ледовой нагрузки на сооружение, учесть циклический многопериодический характер ледовой нагрузки, возникающей вследствие разгрузки при трещинообразовании и разрушении ледовых образований. Разгрузка вызывает колебания платформы, а ускорения, возникающие при колебаниях, могут привести к смещению гравитационной платформы с места установки (потеря устойчивости положения) и требуют расчетного определения и нормирования ледовых нагрузок на основе механизма трещинообразования и разрушения ледовых образований при статическом и динамическом воздействии их с опорными блоками сооружений.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является расчетное обоснование процессов хрупкого трещинообразования и разрушения в элементах металлоконструкций и сжимаемых массивах и развитие на этой основе критериев и методов расчета прочности, долговечности, конструктивной безопасности и живучести строительных металлоконструкций, а также несущей способности оснований и устойчивости сооружений по третьему предельному и аварийному состояниям, сформулированным д.т.н., проф.

Н.С, Стрелецким, связанных с трещинообразованием и учетом последствий достижения предельных состояний Основной задачей диссертационной работы является развитие ЛМР для применения ее в расчетах прочности, конструктивной безопасности и живучести строительных конструкций и оснований по методу предельных состояний, а также расчетное обоснование процессов трещинообразования в элементах (металло)конструкций с концентраторами напряжений и сжимаемых грунтовых, ледовых и снеговых массивах.

Научная новизна. В связи с тем, что классическая линейная механика разрушения в полной мере не удовлетворяет потребности расчета строительных конструкций по методу предельных состояний, научная новизна работы заключается в развитии ЛМР, с устранением ее существенных недостатков и неясных мест, до уровня применения в расчетах прочности, конструктивной безопасности и живучести строительных металлоконструкций и оснований по методу предельных состояний, включающему в структуру предельных состояний трещинообразование и разрушение. Существенным элементом научной новизны является разработка критериев и методов расчета перехода локальных зон элементов м/к с произвольными концентраторами напряжений и трещинами в хрупкие состояния и расчет соответствующих предельных и критических нагрузок, составляющих основу критериев прочности и конструктивной безопасности металлоконструкций в хрупких состояниях.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты исследований, основанные на развитии линейной механики разрушения, служат научной базой разработки расчетных методов перехода элементов стальных конструкций в хрупкие состояния, основой разработки методов расчета прочности, конструктивной безопасности и живучести строительных конструкций. Кроме того, практическая ценность работы состоит в применении развитой ЛМР к расчетам экстремальных снеговых и ледовых нагрузок на сооружения, а также в применении предлагаемых моделей деформирования оснований с трещинами или пластическими деформациями к определению несущей способности оснований и критических нагрузок при расчете общей устойчивости сооружений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Расчетное обоснование процессов хрупкого трещинообразования и разрушения в элементах металлоконструкций и сжимаемых массивах, основанное как на применении силовых критериев хрупкого разрушения материала (металла) к локальной области вблизи контура трещины или концентратора напряжений с неограниченными или неоднозначными упругими напряжениями, так и на комплексном рассмотрении параметров предельных состояний (структура металла (материала), концентрация напряжений, силовые воздействия, температура, масштабный фактор).

2. Развитие классической линейной механики разрушения путем введения макронапряжений, структурного параметра и силового критерия хрупкого разрушения для локальных зон материала (металла) с концентраторами напряжений и трещинами, являющихся основой разработки методов расчета перехода элементов м/к в хрупкие состояния и основой расчета предельных и критических нагрузок хрупкого трещинообразования и разрушения. Указанные критерии хрупкого трещинообразования и разрушения составляют основу критериев прочности, конструктивной безопасности и живучести металлоконструкций по третьему предельному и аварийному состояниям.

3. Нетрадиционная постановка и решение задачи о начальной стадии упруго-пластических деформаций у концов трещин нормального отрыва при плоской деформации и сложном нагружении, основанное на разрывных решениях теории упругости, в результате решения которой выяснено, что при достижении температуры нулевой пластичности у конца макротрещины происходит квазихрупкое разрушение с малой пластической зоной и распространение макротрещины происходит за счет устойчивого возникновения микротрещин впереди ее фронта с последующим слиянием с макротрещиной.

4. Решение ряда практических задач для уникальных строительных металлоконструкций в рамках развиваемой линейной механики разрушения составляющих основу нормирования дефектов (несплошностей) листового проката и нормирования дефектов сварных соединений, а также безопасности и живучести строительных м/к. Решение ряда нетрадиционных задач трещинообразования при отборе образцов разрушающими методами при обследовании массивных строительных железобетонных конструкций и бурении скальных оснований с целью определения характеристик трещиностойкости и деградации механических свойств слагающих пород массива основания или бетона в конструкции.

5. Решение смешанных задач перехода грунта основания в пластическое состояние (глинистые грунты) или возникновения трещин поперечного сдвига (скальные основания), когда при повышенных давлениях на фундамент касательные напряжения в основании превышают сопротивление грунта сдвигу. На основе нарушения условия внутреннего трения, записанного через макронапряжения по краям фундамента (жесткого или мягкого штампа), определена величина предельной нагрузки (критерий прочности основания), когда еще сохраняется линейная зависимость между нагрузкой и осадкой фундамента, составляющая основу расчета несущей способности оснований и расчета общей устойчивости сооружений.

6. Разработка и уточнение методик расчета трещиностойкости, прочности, долговечности и живучести кожухов футерованных конструкций, подверженных тепловому нагреву, стальных защитных оболочек атомных ЭС, резервуарных металлоконструкций.

Внедрение результатов. Результаты исследований нашли применение при расчете предельных размеров трещин и долговечности стальных защитных оболочек атомных электростанций (программа Минэнерго СССР 0.55.09.01.02.

С1); при расчете трещиностойкости кожухов доменных печей и разработке эффективных рекомендаций по повышению надежности их эксплуатации, не требующих дополнительных затрат металла. С привлечением результатов проведенных исследований в составе авторских коллективов разработаны рекомендации по расчету усталостной долговечности вертикальных цилиндрических резервуаров, методика расчета долговечности глубоководной платформы, руководство по расчету на прочность резервуаров с учетом исходной дефектности (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1985), методика расчета допустимых нарушений сплошности толстолистового металлопроката в сварных металлоконструкциях, рекомендации по расчету на хрупкую прочность резервуаров, кожухов доменных печей (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1989), предложения по изменению главы СНиП II-23-81 раздела 10 «Расчет элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения», способ диагностики металлоконструкций сосудов и аппаратов давления и определения их остаточного ресурса, а также «Правила технического диагностирования ремонта и реконструкции» в составе СТО 0030-2004 Стандарт организации. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Кроме того, разработан способ диагностики металлоконструкций сосудов и аппаратов давления и определения их остаточного ресурса, проведена расчетная оценка ресурса безопасной эксплуатации подкрановых балок ККЦ Карагандинского металлургического комбината (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1992), разработана методика и программа расчета НДС плоских элементов металлоконструкций с внутренними трещинами и угловыми концентраторами напряжений (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1989).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на I Всесоюзной конференции по механике разрушения материалов (Львов, 1987), второй Всесоюзной конференции «Прочность материалов и конструкций при низких температурах» (Житомир, 1986), Всесоюзном симпозиуме «Метод дискретных особенностей в задачах математической физики» (Харьков,1985), VI Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Ташкент, 1986), научно-техническом семинаре (Ленинград, 1986), заседании семинара по механике твердого деформируемого тела под руководством чл. корр. АН СССР Э.И.

Григолюка (Москва, 1984), в МГУ на семинарах по механике твердого деформируемого тела под руководством акад. АН СССР Ю.Н. Работнова и чл. корр.

АН СССР А.А. Ильюшина, на семинаре ИМП АН СССР под руководством д.т.н. Р.В. Гольдштейна, на годичном собрании АН СССР под председательством чл. корр. АН СССР А.А. Ильюшина, IABSE SIMPOSIUM “Structures and Extreme Events” (Lisbon, 2005), Fifth international conference on behavior of steel structures in seismic areas (Yokohama, Japan, 2006), RAO/CIS OFFSHORE (Санкт-Петербург, 2007), восьмом Петербургском международном форуме ТЭК (Санкт-Петербург, 2008), международной научно-практической конференции (Москва, 2008), международном конгрессе “Наука и инновации в строительстве” (Воронеж, 2008).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 42 работах и использованы в двух изобретениях. Из них 24 работы и два изобретения опубликованы в соавторстве.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов и библиографического списка из 215 наименований. Работа изложена на 291 странице основного текста, включая 29 рисунков и библиографический список на 19 страницах. Таблицы и приложения отсутствуют.

Основное содержание диссертации.

Во введении дано обоснование необходимости развития линейной механики разрушения для целей разработки и уточнения критериев и методов расчета прочности, конструктивной безопасности и живучести строительных металлоконструкций. Показано, что необходимость развития и обобщения линейной механики разрушения вызвана потребностями развития и совершенствования теории предельных состояний, в частности, ГОСТ 27751-88*, где метод предельных состояний включает в себя разрушение любого характера (группа предельных состояний 1а) или образование трещин (группа предельных состояний 1f, 2с), а классическая линейная механика разрушения не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования для элементов конструкций и оснований в сложнонапряженном состоянии и требует для своего применения наличия исходных макротрещин и простых схем нагружений. Сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая ценность и апробация результатов научных исследований.

Первая глава посвящена применению уравнений теории упругости к вопросам деформации и разрушения твердых тел и элементов конструкций. В твердом теле, в том числе в металлах и сварных соединениях, всегда имеется множество неопределенно расположенных дефектов (вакансий, дислокаций, микротрещин, границ зерен) поэтому нельзя найти реальную деформацию в достаточно малой окрестности любой точки тела. Напряжения, вызванные структурными несовершенствами, могут быть значительными, но они быстро убывают с удалением от этих несовершенств. Так как характер распределения структурных несовершенств неизвестен, то невозможно учитывать вызванные ими напряжения. В рамках идеально однородной модели упругих твердых тел существуют решения, приводящие к ограниченным, но разрывным напряжениям в особых точках тела, а также к неограниченным напряжениям, как в случае тела с трещинами. В классической ЛМР прочность тела с трещиной определяется коэффициентами интенсивности напряжений (КИН) у концов трещины.

Но, при таком подходе невозможно определить нагрузки трещинообразования, и допускается неограниченная прочность тела с трещиной вследствие независимости КИН от ряда действующих на тело внешних нагрузок. Введение структурного параметра и макронапряжений устраняет указанные недостатки классической ЛМР и позволяет оценить как нагрузки трещинообразования, так и влияние всех действующих нагрузок на прочность тела с трещиной или нетрещиновидными концентраторами (регулярными и сингулярными) напряжений.

Предполагается (М.Я. Леонов, К.Н. Русинко), что суммарное влияние микронеоднородностей реального твердого тела, заключенных внутри любой сферы диаметром на механические свойства является одинаковым (принцип эквивалентности). По этой причине вводятся усредненные деформации сферы диаметром и к ним применяются зависимости, установленные при обычных испытаниях материалов. Под основными макродеформациями 1, 3 понимаются наибольшее и наименьшее относительные удлинения диаметров макросферы, а под основным макросдвигом – их разность 1 3. Основные макронапряжения 1,2,3 вычисляются через основные макродеформации 1,3 и объемное расширение по закону Гука. В случае однородного напряженного состояния макронапряжения не зависят от структурного параметра и совпадают с общепринятым понятием напряжений в точке.

Относительное удлинение n сферы диаметром в произвольном направлении n определяется следующим образом:

где u x,y,z – компоненты вектора перемещений в точках А1 и диаметрально противоположной точке А2, лежащих на сфере,, – локальные сферические координаты с началом в центре макросферы. В случае плоской деформации z 0, 0 и формула для относительного удлинения n существенно упрощается.

Макропрочность (техническая прочность материалов) определяется условиями (критериями) разрушения или возникновения пластичности при макрооднородной деформации стандартных образцов. Считается, что разрушение материала в конструкции или основании начинается в результате образования трещин при исчерпании макропрочности в наиболее напряженных макрообъемах тела. Дальнейшее распространение возникшей трещины определяется нарушением макропрочности в концевой зоне трещины.

Под хрупким состоянием материала в конструкции (фундаменте или основании) понимается материал, деформации которого подчиняются закону Гука до тех пор, пока максимальное растягивающее макронапряжение 1 не превосходит сопротивления отрыву S 0, или критического напряжения SK, определяемого нормами дефектоскопического контроля т.е.

и выполнено условие упругости в форме ограничения интенсивности напряжений i пределом текучести RT (недостижение условия пластичности Мизеса), или в форме ограничения максимальных касательных напряжений m пределом текучести Т на сдвиг, Т RT / 2 (недостижение условия пластичности Сен-Венана). Трещины нормального отрыва возникают, если нарушается условие прочности (1) при отсутствии пластических деформаций, т.е. при соблюдении условия упругости (2). В хрупком теле возникают трещины поперечного сдвига, если нарушается условие внутреннего трения и выполняется условие прочности (1). Здесь п, п – компоненты нормального и касательного макронапряжения в произвольном направлении п, – коэффициент внутреннего трения, s – коэффициент сцепления. Пластические деформации (поверхности скольжения) возникают, если нарушается условие упругости (2) прежде чем будет нарушено условие прочности (1) или (3).

Температура нулевой пластичности Т НП, определяет разрушение микрообъемов материала при достижении предела текучести и находится как решение уравнения непосредственно следующего из критерия возникновения трещины при возникновении первичных пластических деформаций. Здесь RТ ( Т ) – предел текучести при растяжении стандартных гладких образцов в температурном интервале, К g – коэффициент жесткости напряженного состояния у вершины концентратора напряжений, включая трещины.

Для металлов сопротивление хрупкому разрушению оценивается величиной ТНП и напряжением микроскола RМС (Л.А. Копельман, Ю.Я. Мешков, Л.И.

Гладштейн) составляющим сопротивление отрыву по Г.В. Ужику. Для гладких образцов RМС при Т = ТНП равно пределу текучести.

Для сварных соединений строительных м/к, а также для несплошностей листового проката, нагружаемого в направлении толщины, в уравнении (4) и в условии прочности (1) вместо сопротивления отрыву S 0 стоит величина S K, определяемая как критическое напряжение при разрыве хрупкого тела с предельными размерами трещин соответствующими нормам дефектоскопического контроля для плоскостных дефектов, или для расслоений. Величина S K может быть существенно меньшей сопротивления отрыву и для круговых в плане трещин при одноосном растяжении находится по формуле М.Я. Леонова, полученной методами нелинейной механики разрушения Здесь d – диаметр круговой трещины, d K – предельный диаметр круговой трещины не снижающей прочности хрупкого тела на разрыв, существование которой впервые теоретически показано Леоновым М.Я. в 1961 г., В литературе величина d K, где – поверхностная энергия, интерпретируется как размер микротрещин, порядка размера зерна, не успевших получить распространения в процессе разрушения сталей вблизи температуры хрупковязкого перехода (А.Х. Коттрелл, М. Хольцман, Дж. Т. Хан, Дж. Нотт, Ю.Я.

Мешков, А.Я. Красовский, В.М. Горицкий, Л.И. Гладштейн и др.). Для макротрещин ( d d K ) формула (5) переходит в формулу Зака S K К IC / 2d, независимо полученную методами ЛМР, K IC 2 E 1 2. Для некруговых в плане макротрещин критическое напряжение S К в диссертации получено в виде формулы где g( q ) – эллиптический интеграл второго рода, a,c – полуоси эллипса, которым аппроксимируется форма трещины. В предельных случаях q 1 и q ( с ) из (7) следует формула Зака и формула S K K IC / а для критического напряжения при плоской деформации. Кроме того, показано, что минимальное значение критического напряжения (7) при фиксированной площади дефекта (трещины) равно S K 1,44 K IC /(S t )1 / 4 и соответствует золотому соотношению полуосей q 0,618. Эта формула принимается, если средствами дефектоскопического контроля определяется площадь дефекта (радиографический контроль), а не его размеры. Приведенные формулы для критического напряжения S К, определяющего критерий прочности строительных м/к в хрупких состояниях, справедливы для внутренних трещин при одноосном растяжении. В случае двух или трехосного напряженного состояния, имеющего место в листовых и оболочечных металлоконструкциях, приведенные значения S К могут быть завышенными. Соответствующие поправки к критерию прочности вычисляются на основе результатов гл.4.

Классическое определение коэффициента жесткости напряженного состояния К g max / i для трещин и сингулярных (неограниченных) концентраторов напряжений, приведенное в монографии Л.А. Копельмана и используемое в литературе, существенно завышает температуру нулевой пластичности, так как использует отношение max / i в одной точке (макрообъеме материала) у вершины концентратора, в то время как max и i достигают своих максимумов в различных макрообъемах и, при этом, не учитываются многоосность внешнего напряженного состояния. Например, если использовать асимптотические выражения для главных напряжений у конца трещины нормального отрыва при плоской деформации то для коэффициента K g вместо величины 2,5 получается существенно меньшее значение K g 1,43. При этом максимальное значение наибольшего главного напряжения 1 достигается при 60 о, а интенсивности напряжений i при 86,9 о. В диссертации коэффициент К g по Сен-Венану или Мизесу определен как отношение max у вершины трещины (или концентратора напряжений) к удвоенной величине максимального касательного макронапряжения или интенсивности напряжений, т.е. К g max 2 max или К g max i с учетом многоосности внешнего напряженного состояния.

К характеристикам трещиностойкости при статическом нагружении для хрупких строительных материалов (скальные основания, горные породы, бетоны и др.), наделенным свойствами прочности (слежалый снег, лед) и металлам, относятся: сопротивление отрыву S 0, структурный параметр, и предельный размер d K трещины, не снижающий прочности хрупкого тела на разрыв, а также критические величины коэффициентов интенсивности напряжений. Методы и результаты определения сопротивления отрыву для металлов, в том числе ускоренного его определения, представлены в работах Л.А. Копельмана, Л.И. Гладштейна, Ю.Я. Мешкова, В.М. Горицкого, Е.М. Баско и др. Для хрупких материалов сопротивление отрыву определяется путем сжатия круглого диска (бразильская проба).

Величина структурного параметра определяется таким образом, чтобы разрушение испытуемого тела с трещиной происходило при тех же макронапряжениях, что и при макрооднородной деформации. Использование этого принципа приводит к формулам Используя формулу (6) для предельного диаметра d K дискообразной трещины получаем, что 0,81d K независимо от коэффициента Пуассона, т.е. они различаются несколько неожиданным образом: масштаб осреднения составляет 81% от размера дефекта структуры – круговой трещины не снижающей прочности тела на разрыв, или, по терминологии А.Я. Красовского – длины свободного пробега хрупкой микротрещины включающей ее пробег как по телу, так и по границам зерен. Полученное соотношение между и d K служит основой прямого экспериментального метода определения структурного параметра средствами электронной микроскопии по следам разрушения.

Во второй главе рассматриваются основные положения расчета на прочность листовых металлоконструкций находящихся в моментном и безмоментном напряженном состоянии, а также вопросы расчета на прочность оснований строительных конструкций. Обсуждаются математические модели прочности, трещинообразования и разрушения элементов конструкций и оснований, и уточняются третье предельное и аварийное состояния, связанные с образованием макротрещин и глобальным разрушением при расчете на прочность.

Используя термины и понятия механики разрушения, третье предельное и аварийное состояния строительных конструкций можно формулировать следующим образом:

третье предельное состояние определяется возникновением в конструкции устойчивых хрупких или усталостных трещин и коррозионных повреждений при повторно-статическом приложении нагрузок и циклическом их характере, не приводящих как к глобальному разрушению элементов конструкции, так и к потере устойчивости конструкции при наличии в ней трещин и коррозионных повреждений.

аварийное состояние, помимо потери устойчивости конструкции без трещин вследствие коррозионных повреждений, характеризуется возникновением неустойчивых трещин, приводящих к разрушению отдельных элементов или глобальному разрушению конструкции, либо к возникновению устойчивых трещин, приводящих к глобальной потере устойчивости конструкции, в том числе, при возникновении коррозионных повреждений.

Аварийное состояние, определяемое критическими нагрузками, при достижении которых конструкция теряет устойчивость, а также когда в конструкции возникают неустойчивые трещины или устойчивые трещины, приводящие к потере устойчивости формы или положения конструкции, должно быть проанализировано на предмет конструктивного обеспечения живучести или локализации разрушения без глобального разрушения конструкции, а также требованиями повышения качества материала и возведения сооружения.

В рамках такого подхода к уточнению предельных состояний можно естественным образом ввести понятия и методы расчета долговечности, конструктивной безопасности и живучести как элементов м/к, так и сооружения в целом.

Понимая под первичным отказом элемента стержневой, листовой или оболочечной м/к образование хрупкой или усталостной трещины, определим долговечность элемента как время до образования первичного отказа или до потери устойчивости элементом вследствие коррозионных повреждений, а время живучести элемента – как время от образования первичного отказа до достижения образовавшейся трещиной (трещинами) критических размеров (время до наступления аварийного состояния). Если в элементе стержневой конструкции в результате первичного отказа сразу возникает аварийное состояние, то время живучести этого элемента близко к нулю, а в элементе листовой или оболочечной м/к возникает неустойчивая трещина (растущая при падающей нагрузке), приводящая к лавинообразному разрушению этого элемента или всей конструкции, если только движущаяся трещина не разгружает конструкцию настолько, что динамическая трещина может остановиться. В качестве примера здесь можно привести разрушение магистральных газопроводов на многие километры ввиду того, что скорость возникающей и динамически распространяющейся трещины опережает декомпрессию газа в трубопроводе (Г.И. Макаров), т.е.

трещина развивается под действием постоянного давления, соответствующего моменту ее появления. В качестве конструктивного способа борьбы с таким лавинообразным разрушением служит остановка трещины вставками, либо закольцовывание направления распространения динамической трещины в трубопроводах путем усиления спиралевидными элементами (И.Д. Грудев, В.А. Мазур).

В качестве другого примера можно указать на разрушение вертикальных цилиндрических стальных резервуаров объемом 20000 м 3 при проведении гидравлических испытаний. Обследование на одном из разрушившихся резервуаров 20000 м3 показало наличие хрупкого трещинообразования на вертикальной линии разрыва стенки с начальной хрупкой трещиной длиной 8 мм. После образования хрупкой трещины (замедленное трещинообразование, запущенное внедрением водорода в наиболее напряженные объемы шва и околошовной зоны) она распространилась вязко, не останавливаясь, т.е. произошло лавинообразное разрушение стенки резервуара *. В данном примере время живучести составляет порядка суток, как время от начала образования хрупкой трещины до достижения ею критического размера, вызвавшего неустойчивое вязкое распространение трещины под действием давления на момент начала лавинообразного разрушения.

Эти и другие примеры показывают, что фактор времени, предложенный Н.С. Стрелецким в качестве основного параметра в расчетах по предельным состояниям, возникает не только в связи с развитием усталостных и коррозионных повреждений, а также в связи с деградацией механических свойств и характеристик трещиностойкости материала вследствие сварки, механической обработки, теплового, водородного и др. видов охрупчивания. Наличие усталостных и коррозионных повреждений и деградации свойств металла сварных соединений находит подтверждение при эксплуатации таких ответственных м/к с трещинами как подкрановые балки, металлоконструкции доменного комплекса (кожухи доменных печей и воздухонагревателей), резервуарные м/к, стальные опорные блоки и верхние строения морских нефтегазопромысловых сооружений и др.

В случае стержневой конструкции отказ (выключение из работы) одного элемента в узловом соединении, порожденный достижением аварийного состояния, может вызвать цепную реакцию отказов других элементов приводя, также, к полной или частичной потере несущей способности сооружения с невозможностью его дальнейшей эксплуатации. В другом крайнем случае процесс возникновения отказов может остановиться на отказе одного или нескольких элементов, приведя конструкцию к частичной потере несущей способности с ограничением возможности дальнейшей эксплуатации. В этом случае стержневая конструкция считается живучей, защищенной от лавинообразного процесса отказов элементов (разрушения) своей структурой, основанной, как правило, на избыточности (резервировании) элементов.

Формулировка понятия конструктивной безопасности зданий и сооружений как характеристики «неразрушимости» в течение расчетного эксплутационного периода с учетом эксплутационного износа и повреждений, данная акад.

Н.И. Карпенко и В.И. Колчуновым, применима, если под неразрушимостью понимать сохранение несущей способности конструкции, а под расчетным эксплутационным периодом – долговечность конструкции. Здесь следует отметить, что понятие конструктивной безопасности не включает в себя запредельные нагрузки и воздействия, включенные в п.1.10 ГОСТ 27751-88* как, например, ситуации, возникающие в связи с взрывом, пожаром, столкновением, аварией оборудования, террористическими мероприятиями. Конструктивная безопасность базируется на проектных нагрузках и воздействиях, для определения Пример приведен д.т.н. Л.И. Гладштейном.

долговечности и живучести м/к изучается развернутый во времени процесс возникновения отказов в элементах, устанавливается какие элементы следует исключить при расчетах, в каком количестве и в какой последовательности.

В нормах проектирования строительных металлоконструкций СНиП II-23СП 53-102-2004 для проверки прочности листовых м/к и оболочек вращения находящихся в плосконапряженном безмоментном состоянии при однократном или повторном нагружениях используется двумерное условие упругости в котором предел текучести RТ заменен на величину c Ry / n где с – коэффициент условий работы, п – коэффициент надежности по ответственности сооружения, R у – расчетное сопротивление по пределу текучести. Кроме ограничения (8) дополнительно налагается ограничение на главные напряжения в то время как при выполнении условия упругости (8) главные напряжения не могут превышать несколько большей величины равной 2 RТ / 3 1,155 RT.

На первый взгляд критерий упругости (8) и критерий прочности (9) не обнаруживают связи с методом предельных состояний, связанных с разрушением или трещинообразованием. Но эта связь обнаруживается, если учесть, что в процессе монтажа и эксплуатации м/к может иметь место циклическое нагружение и (или) деградация свойств основного металла и сварных соединений.

Деградация приводит к снижению характеристик трещиностойкости металла и сварных соединений, в частности, к снижению критического напряжения S K t, зависящего от времени t, величина которого для сварных соединений определяется структурой металла и нормами дефектности, заложенными в конструкции.

На момент времени t g, когда величина критического напряжения S K в сварном соединении или элементе конструкции достигает предела текучести, т.е.

S K t g R y, для концентраторов напряжений возможно образование трещины отрыва. Характер образовавшейся трещины и ее устойчивость (неустойчивость) определяются свойствами конструкции, способом ее нагружения и видом напряженного состояния. Момент образования усталостной или статической трещины при циклических или повторно-статических нагружениях в зонах концентраторов напряжений, наряду с потерей устойчивости формы вследствие коррозии, представляет собой долговечность конструкции, а предельное напряжение в правой части критерия (9) и величина максимального растягивающего макронапряжения в левой части определяют (регулируют) величину долговечности элементов конструкции с мембранными (безмоментными) номинальными напряжениями по критерию образования трещины. При этом в соответствии с критерием прочности (9) и нормами дефектности должно быть S K 0 R y. Если в правой части критерия прочности (9) вместо предела текучести RT стоит критическое напряжение Sy, отличное от Ry, то из условия упругости (8) следует ограничение S y 2 RT 3, и, кроме того, величина Sy должна быть не более критического напряжения SK, определяемого нормами дефектности металла и сварных соединений, т.е. S y min S K,2RT 3. Для внутренних плоских дефектов круговой и эллиптической формы хрупкое критическое напряжение SK при одноосном растяжении определяется формулами (5), (7), причем формула (5) применима в случае, как микро, так и макротрещины, а формула (7) только в случае макротрещины. В частном случае плоского микро или макродефекта круговой формы при заданном Sy из формулы (5) следует квадратное уравнение для определения предельных диаметров d=ydK, и площадей Q, которые могут допускаться в элементе м/к в хрупком состоянии при применении критерия прочности max S y. При выполнении условия S y S 0 A 1 это уравнение определяет два диаметра d y d K, где y 1 1 A A 2, один из которых d d K, другой d d K не представляет интереса. При A 1 существует единственное решение d d K, при A 1 решение отсутствует. Для стали Ст3сп5 (Ry = МПа, S0=790 МПа) при Sy = Ry: A = 323, d+ = 18,72 dK, Q+ = 350,4 QK, а при Sy = 1,155Ry: A = 0,373, d+ = 13,87 dK, Q+ = 192,4 QK, т.е. возрастание правой части критерия прочности на 15,5% приводит к уменьшению на 26% диаметров круговых дефектов и почти в два раза (на 45%) площадей этих дефектов.

Из анализа критерия прочности (9) и рассмотренного примера следует вывод о том, что расчет на прочность по третьему предельному состоянию (расчет на сопротивление хрупкому разрушению) элементов строительных м/к правомерно проводить по формуле СНиП II-23-81* в которой критическое напряжение S y выбирается в соответствии с применяемой маркой (классом прочности) стали и действующими нормами дефектоскопического контроля, а коэффициент условий работы зависит как от концентрации макронапряжений, так и от коэффициента Kg жесткости напряженного состояния у вершины концентратора. При этом критическое напряжение S y не должно превышать максимальной величины 2 R y 3 1,155R y, а критерий хрупкой прочности (10) применяется, если минимальная температура эксплуатации Т Э элемента конструкции будет не более температуры нулевой пластичности Т НП (с запасом Т НП ), определяемой уравнением (4) при S y S K, т.е. если Если возникшая при нарушении условия (1) трещина устойчива и не приводит к потере устойчивости элемента конструкции и конструкции в целом (третье предельное состояние), то условие упругости (8) сохраняется, а критерием прочности, по-прежнему, будет условие (1) в концевой зоне образовавшейся устойчивой трещины. В этом случае долговечность конструкции определяется критерием образования трещин, а живучесть листовой или оболочечной конструкции определяется критическими нагрузками соответствующими переходу трещины в неустойчивое состояние. Указанные критические нагрузки вызывают лавинообразное разрушение и могут существенно превышать нагрузки трещинообразования.

В случае аварийного предельного состояния специфичность подхода, выходящего по Н.С. Стрелецкому за рамки обычного расчета, состоит в том, что переход в хрупкое состояние элемента с концентратором напряжения не допускается, а вместо критерия хрупкой прочности (10) элемент должен рассчитываться по критерию вязкого разрушения. В этом случае должно выполняться условие Т Э Т НП Т НП, и в качестве запаса по температуре можно принять величину Т НП Т К1 Т НП, где Т К1 – первая критическая температура хрупкости, когда 50% поверхности разрушения содержит вязкую составляющую. Критерий вязкого разрушения формально совпадает с критерием (10) где С, а критическое напряжение S y определяется деформационным критерием разрушения, примененным к произвольному концентратору напряжений, и величиной С критического раскрытия трещины в вязких состояниях. В частности, в случае сквозной трещины где c – полудлина трещины, c 0. При растяжении пластины с поверхностной трещиной величина S K находится по формуле в которой q a c, a t, a – максимальная глубина трещины, с – максимальная полудлина.

В общем случае пространственного напряженного состояния при использовании условия упругости по Мизесу, экстремальные значения главных напряжений 1,2 равны и характеризуются наложением произвольного главного напряжения 3 на экстремальные напряжения при плосконапряженном состоянии. Эти формулы показывают, что в случае пространственного напряженного состояния (и плоской деформации) максимальное главное растягивающее напряжение 1, в отличие от плосконапряженного состояния, может достигать величины критического напряжения S K при выполнении условия упругости i RT. Следовательно, для снижения риска эксплуатации конструкций и определения ее конструктивной безопасности при проектировании необходима формулировка критериев прочности на основе критериев (1) – (2), где предельными состояниями являются уточненные выше третье предельное и аварийное состояния. В частности, по стальным конструкциям требуется формулировка критериев прочности для листовых и оболочечных конструкций находящихся в моментном напряженном состоянии и содержащих различные концентраторы напряжений. При отсутствии концентраторов и зон контакта для расчета на прочность листовых и оболочечных металлоконструкций находящихся в моментном плосконапряженном состоянии, в частности, в зонах сопряжения оболочек, должны использоваться напряжения на трех поверхностях – средней и двух граничных. Для расчета на граничных поверхностях достаточно условия упругости (8) и критерия прочности (9), вследствие того, что третье главное напряжение 3 0, а напряжения от действия поверхностных нагрузок малы по сравнению с другими главными напряжениями. В зонах краевых эффектов, кроме изгибающих моментов, возникают перерезывающие усилия, приводящие к касательным напряжениям в ортогональных сечениях, т.е. к наличию в срединной поверхности третьего главного напряжения, ориентированного под углом к ней. Это означает, что на срединной поверхности критерий прочности (9) утрачивает силу, и для расчета прочности необходимо пользоваться критерием недопущения трещинообразования max c S K / n с дополнительным ограничением на интенсивность напряжений i c Ry / n (условие упругости Мизеса), либо ограничением max c Ry / n (условие упругости Сен-Венана). При наличии регулярных либо сингулярных концентраторов напряжений, требуется, кроме условий упругости, критерий недопущения трещинообразования в концевой зоне концентратора или трещины, сформулированный в макронапряжениях. В случае расчета напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов или методом граничных интегральных уравнений (с помощью современных программных комплексов) критерий прочности и условия упругости необходимо проверять для всех наиболее напряженных конечных элементов, определяя их характерный размер посредством структурного параметра. В случае пространственного напряженного состояния для формулировки критерия прочности и условий упругости требуются главные напряжения 1,2,3, которые являются корнями кубического уравнения где коэффициенты I 1,2,3 не зависят от выбора координатной системы и представляют собой линейный, квадратичный и кубический инварианты тензора напряжений.

Для конструкций, подверженных однократному или повторно статическому нагружению, условия упругости могут нарушаться, т.е. для определения прочности элемента конструкции можно рассматривать деформации за пределом упругости и вместо закона Гука (линейной упругости) пользоваться соотношениями неупругого деформирования. Для металла в начальной стадии неупругого деформирования возможно пользоваться деформационной теорией пластичности или теорией идеальной пластичности. В этом случае для определения напряженно-деформированного состояния может применяться метод последовательных приближений (метод упругих решений А.А. Ильюшина), или метод разрывных решений теории упругости предложенный и развитый в работах М.Я. Леонова, Д.С. Даглейла, Г.П. Черепанова, Е.И. Шемякина, А.Ф. Ревуженко и др. В частности, для грунтовых оснований сложенных скальными грунтами и для оснований сложенных нескальными грунтами в стабилизированном состоянии допущение трещин поперечного сдвига или пластических деформаций локализованных в полосах скольжений, приводит к критерию прочности основания, основанному на образовании в нем трещин отрыва, что существенно повышает расчетную критическую нагрузку на основание по сравнению с предельной нагрузкой, вычисленной по критерию образования в нем трещин сдвига или пластических деформаций.

Третья глава посвящена вопросу определения начальных пластических деформаций у конца макротрещины нормального отрыва в условиях плоской деформации. При достижении касательным макронапряжением предела текучести и выполнении условия max S 0 в зоне концентратора напряжений возникают пластические деформации, приводящие к изменению жесткости напряженного состояния и механизма разрушения микрообъемов металла.

Вопросу определения пластических деформаций у конца трещины нормального отрыва в условиях плоской деформации посвящен ряд исследований.

В части из них предполагалось, что пластические деформации охватывают некоторую симметричную область у конца трещины (В.З. Партон, Г.П. Черепанов, М.В. Греков и др.), в другой их части, начиная с работ Г.П. Черепанова, предполагалось, что пластические деформации сосредотачиваются вдоль узких полос скольжений (пластичности) наклоненных под углом 90 или 72 к линии трещины. С ростом нагрузки от предельной, когда возникают первые скольжения, у конца трещины формируются вытянутые области пластичности образованные следующими друг за другом скольжениями прослоек материала в направлении действия максимальных касательных напряжений. В случае плоской деформации пластические деформации концентрируются вдоль узких полос пластичности, ортогональных линии трещины в ее конце и образуются путем скольжений прослоек материала в направлении действия максимальных касательных напряжений, предшествующих образованию сдвигов, т.е. под углом 67,5. Пренебрежение толщиной пластически деформированного материала, как и в случае пластины со сквозной трещиной (модель Леонова-Дагдейла), и замена его действия соответствующими усилиями приводит к задаче теории упругости с разрывными компонентами нормальных и касательных перемещений вдоль полос скольжения. Разрыв [ u x ], [ u y ] нормальных и касательных перемещений u x, u y и длина пластических отрезков определяются из условий возникновения пластических деформаций. Разрывные деформации понимаются не в физическом смысле (не разрыв атомных связей), а в геометрическом. На расстояниях от конца трещины, больших по сравнению с малой пластической зоной, но все еще малых по сравнению с характерными размерами тела и трещин, напряжения определяются сингулярным решением ik теории упe ругости, описывающим поле напряжений в окрестности любой точки гладкого контура трещины с точностью до множителя K I (коэффициента интенсивности напряжений).

Для определения разрывов перемещений имеются два условия: относительное удлинение на линиях разрыва перемещений экстремально в направлениях 67,5; в процессе пластической деформации по поверхностям скольжений действуют касательные напряжения, равные пределу текучести на сдвиг Т (условие пластичности Сен-Венана).

Условия возникновения пластических деформаций приводят к равенству разрывов перемещений [ u x ] [ u y ] на отрезках пластичности и соотношению ( у х ) / 2 ху 2 Т, записанному на отрицательной стороне линий пластичности. Введение плотности разрывов перемещений v y ( y ) g ( y ), где g( y ) [ u x ] i [ u y ] приводит к сингулярному интегральному уравнению типа свертки и условию накладываемому на плотность разрывов перемещений. Здесь а плотность v y ( y ) выражается через разрыв компоненты у ( 0, у ) формулой 8Dvy ( y ) [ y ], 0 y 1. Использование преобразования Меллина приводит интегральное уравнение (12) к функциональному уравнению Винера-Хопфа где коэффициент G( p ) равен а изображение ( р ) определяется преобразованием Меллина разрыва напряжений [ y ] на линии скольжений.

Решение уравнения Винера-Хопфа (14) с учетом факторизации коэффициG( p ) G ( p ) / G ( p ) p ctgp К ( р )К ( р ) строится в виде Из условия ( 1 / 2 ) 2 K I / a следует уравнение для определения полудлины а полосы скольжения, а q( K I / T ). Численные расчеты с помощью полученных несобственных интегралов, через которые выражаются величины G ( 1 ), G ( 1 / 2 ), показывают, что q 0,164. Это означает, что полудлина а линии разрыва перемещений примерно в 3,5 раза больше, чем длина пластических отрезков касательного к ним скольжения, приведенная в монографии Г.П. Черепанова, в 2,5 раза больше, чем полудлина пластической области в направлении оси у, приведенная в монографии В.З. Партона и Е.М. Морозова, и в 3 раза больше, чем в более поздней статье Г.П. Черепанова.

Из формул для структурного параметра и полудлины пластических отрезков у конца трещины нормального отрыва, следует формула а / 0,418 K g2 K I / K IC, выражающая отношение а / через коэффициент жесткости напряженного состояния и коэффициенты интенсивности напряжений при Т Т НП. При одноосном растяжении K g 1,12 и из последней формулы при К I K IC и Т Т НП следует, что суммарная длина пластических отрезков одного порядка с величиной структурного параметра, 2а. Это, в свою очередь, означает, что при достижении ТНП и критической длине трещины реализуется квазихрупкое разрушение, отмеченное в монографии П.Д. Одесского, И.И. Ведякова, В.М. Горпинченко, где указывается, что обычно Т НП определяют по величине пластической деформации, которая при концентраторах напряжений различной остроты изменяется в пределах = 1-7%. Возникающие пластические деформации у конца трещины приводят к смене механизма разрушения; распространение происходит за счет устойчивого возникновения микротрещин впереди фронта макротрещины с последующим слиянием с макротрещиной. Этот механизм распространения макротрещины описан в монографиях В.М. Горицкого по результатам электроннографических исследований следов разрушения.

В главе 4 определяются условия, при достижении которых микрообъемы металла у вершин трещин переходят в хрупкое состояние и возникающая или имеющаяся трещина развивается по хрупкому механизму. В частности, предz Рис.1. Схема нагружения тела с луночным отверстием или трещиной ставляет интерес температура нулевой пластичности ТНП и условия разрушения этих микрообъемов при многоосном напряженном состоянии. В п.4.1 рассматривается элемент конструкции, моделируемый неограниченным плоскодеформируемым телом, содержащим плоскую трещину берега которой не взаимодействуют между собой. Трещина находится в поле двухосного нагружения (растяжения) со сдвигом (рис.1 при ) и может иметь длину порядка структурного параметра (микротрещина), либо намного превосходить его (макротрещина).

Для трещины отрыва функции Г.В. Колосова, определяющие напряженнодеформированное состояние, имеют вид:

где первые слагаемые дают ограниченные члены упругой асимптотики у концов трещины, z – комплексная координата. Вводя полярные координаты с началом в вершине трещины ( z с r exp( i )) и полагая r с получаем асимптотические выражения для перемещений в малой окрестности конца трещины, приведенные в работе М.Я. Леонова и В.К. Вострова, и отличающиеся от известных наличием ограниченных слагаемых.

Численные расчты по указанным формулам с учетом объемной деформации при 0,3 показывают, что нормальное макронапряжение при одноосном растяжении будет наибольшим в сфере касающейся конца трещины; центр сферы составляет угол 80 о с продолжением трещины и для него справедлива формула Касательные макронапряжения будут наибольшими в сфере прилегающей к трещине, центр которой составляет угол 90 с продолжением трещины При этом как касательные так и нормальные макронапряжения почти постоянны при изменении углов, примерно на 15.

В соответствии с данным выше определением коэффициента жесткости напряженного состояния и формулами (16)-(17) для макротрещин нормального отрыва при одноосном растяжении K g 1,12. Следовательно, хрупкое разрушение возможно, если max S 0, т.е. вблизи температуры нулевой пластичности, определяемый уравнением (4). Это дает для разрушающего напряжения величину z0 t0, где При двухосном нагружении рис.1, хz 0, х0 0 наибольшее значение коэффициента жесткости при двухосном растяжении не превышает величины 1,5 и получается, когда растягивающее в направлении трещины напряжение х0 примерно в 3,5 раза превышает напряжение ортогональное трещине.

Приведенные данные показывают, что эффект охрупчивания металла у вершины трещины в случае плоской деформации при двухосном нагружении относительно невелик. Хрупкое разрушение возможно, при низких температурах, когда коэффициент вязкости не превосходит величины К В 1,5 ; для малоуглеродистой СтЗкп и низколегированной 16Г2АФ сталей максимальная температура хрупкого разрушения, составляет примерно 145 К и 90 К (-128С и С) соответственно, что существенно ниже минимальных температур ТЭ эксплуатации строительных м/к. Это означает, что в листовых и оболочечных м/к при наличии двухосных мембранных напряжений сквозные трещины не вызывают хрупкого разрушения, если ТНП, определяемая уравнением (4), не достигает температуры ТЭ. Расчет элементов м/к и нормирование дефектов металла и сварных соединений можно проводить по критериям квазихрупкого и вязкого разрушения, как это принято в работах автора, а также в работах В.В. Евдокимова и Е.М. Баско по определению допустимых размеров внутренних дефектов в сварных соединениях стенки эксплуатируемых вертикальных цилиндрических резервуаров.

Величины нагрузок трещинообразования при одноосном растяжении со сдвигом неограниченного тела с трещиной по традиционным представлениям ( 0,25 ) приведены на рис.2 сплошными линиями. Здесь кривая 1 соответствует критерию максимальных растягивающих напряжений, кривая 2 – критерию минимума плотности энергии деформации, х0 / z0.

Из рис.2 видно, что нагрузки трещинообразования при одноосном растяжении со сдвигом, определенные по применяемому критерию нарушения хрупкой прочности при x0 0, лежат примерно посередине между нагрузками определенными по указанным выше критериям.

Недостатком, как известных (классических) способов расчета трещиностойкости, так и предлагаемых, является то, что нагрузки трещинообразования не зависят от напряжений в направлении трещины ( х ) и допускают неограниченную прочность тел с трещинами. Использование понятия макронапряжений и условий хрупкой прочности устраняет указанные недостатки и позволяет Рис.2. Нагрузки трещинообразования при двухосном растяжении со сдвигом.

оценить влияние составляющей напряжений х0 на величину разрушающей нагрузки. В частности, из расчетов следует, что двухосность растяжения при отсутствии сдвигов не оказывает влияния на нагрузку трещинообразования ( z0 ) если растягивающее напряжение х0 не превосходит напряжения ортогонального трещине. При этом наличие растяжения в направлении трещины всегда уменьшает нагрузку трещинообразования ( 0 1 / 2 ).

В предыдущем рассмотрении предполагалось, что с. В случае малых трещин использование асимптотических формул неправомерно, так как величина структурного параметра сравнима с длиной трещины.

Пользуясь критерием хрупкой прочности и формулами Г.В. Колосова получаем нагрузку распространения трещин ( z0 ) для случая малых длин трещин.

Численный расчет зависимости этой нагрузки от показателя двухосности и безразмерной длины 2с / при двухосном растяжении в направлении координатных осей показывает, что трещину можно считать макроскопической, если ее длина примерно на порядок превосходит величину структурного параметра. При этом влияние растягивающего напряжения х на нагрузку трещинообразования ( z0 ) более существенно для малых трещин, чем для макроскопических и при стремлении длины трещины к нулю ( с 0 ), в отличие от критериев ЛМР, нагрузка трещинообразования определяется прочностью бездефектного тела.

В п.4.2 для определения температуры нулевой пластичности Т НП элементов металлоконструкций с трещинами и соответствующих предельных (критических) нагрузок в случае пространственного напряженного состояния рассматривается неограниченное тело, содержащее плоскую трещину эллиптической формы, с полуосями a, с с a, расположенную в плоскости x, y. Начало пространственной декартовой системы координат x, y, z находится в центре трещины, а ось x ориентирована вдоль большой полуоси эллипса; ось z ортогональна плоскости трещины. Тело подвержено растяжению на бесконечности напряжением z, ориентированным ортогонально плоскости трещины, и кроме того, в направлении координатных осей х, у действуют напряжения хо, уо параллельные плоскости трещины.

Напряжения, перемещения и объемная деформация в рассматриваемой задаче с эллиптической трещиной хорошо известны (например М.Я. Леонов и К.Н. Русинко), но в виду их громоздкости здесь не приводятся.

Численные расчеты показывают, что для одноосного растяжения неограниченного тела с круговой в плане трещиной коэффициент К g равен единице, а максимальные нормальные и касательные макронапряжения меньше, чем при плоской деформации и определяются, также, формулами (16), (17), где, теперь, A 0,3, A 0,6. Двухосное осесимметричное в плоскости трещины растяжение существенно снижает максимальное макронапряжение, приводя к значительному росту коэффициента жесткости напряженного состояния у вершины дисковидной трещины (рис.3). Наибольшее значение этого коэффициента равно 2,3 и достигается, когда растяжение в плоскости трещины в 3,5 – 4 раза превышает напряжение, ортогональное трещине. Зависимость безразмерного разрушающего напряжения z t от параметра двухосности y, соответствующая хрупкому разрушению, приведена на рис.3 (кривая l). Для сравнения здесь же показана аналогичная зависимость (кривая 2) в случае плоской деформации.

При неосесимметричном нагружении тела с дисковидной трещиной наибольшие значения нормальных и касательных макронапряжений различны для разных точек контура трещины. Численный расчет показывает, что коэффициент жесткости не превосходит максимального значения K g 2,3 при осесимметричном нагружении.

При одноосном растяжении эллиптической в плане трещины с соотношеРис.3. Зависимость коэффициента жесткости и разрушающих напряжений при охрупчивании от параметра двухосности для дисковидной трещины нием полуосей q 1 2 максимальные касательные и нормальные макронапряжения достигаются вблизи концов малой оси эллипса A 0,37, A 0,78. При обходе контура трещины эти макронапряжения монотонно убывают вплоть до наименьших своих значений A 0,2, A 0,53, соответствующих концам большой полуоси эллипса. Коэффициент жесткости K g, при этом, возрастает от значения 1,05 до величины K g 1,33. При двухосном растяжении с учетом растяжения в плоскости трещины в направлении осей эллипса коэффициент жесткости не превосходит величин 1,27 и 1,55 соответственно. В общем случае трехосного растяжения наибольшее значение коэффициента К g меньше, чем для круговой в плане трещины и равно 2,16. Это значение достигается при равномерном растяжении с параметрами растяжения, превышающими соответствующие значения для дисковидной трещины. Таким образом, отклонение от круговой формы трещины снижает коэффициент Kg, и, следовательно, хрупкое разрушение возможно при более низкой ТНП.

Полученные в п. 4.1–4.2 значения критических напряжений z0 и коэффициентов К g при разрыве хрупкого тела с трещиной в поле двух или трехосного растяжения служит основой для определения коэффициента условий работы в критерии хрупкой прочности (10), а также основой для определения температуры нулевой пластичности ТНП из уравнения (4).

В п.4.3 рассматриваются вопросы трещиностойкости неограниченных плоскодеформированных хрупких массивов с внутренними трещинами поперечного сдвига (рис. 1,, х0 0 ) при действии сжимающих напряжений z0.

Расчеты макронапряжений с использованием асимптотических формул для перемещений у концов трещины показывают, что максимальное значение max касательного макронапряжения у конца сдвиговой макротрещины достигается на направлении, составляющем некоторый угол с продолжением трещины.

Величина max касательного макронапряжения у конца трещины мало меняется при изменении параметра х0 / хz (примерно 5%) достигая максимума при 0. Величина max при 0 приближенно определяется формулой Максимальная величина max нормальных растягивающих макронапряжений у конца макротрещины поперечного сдвига при z0 x0 0 достигается на направлении, составляющем угол 60 о с продолжением трещины, и приближенно равна Эта величина в 1,8 раза больше, чем максимальная величина касательных макронапряжений. Полагая, 1 S 0 получим величину касательного напряжения при достижении которого у конца трещины поперечного сдвига возникает трещина отрыва. При 0 0 эта величина составляет xz 0,87 S 0 / 2c. Коэффициент K g жесткости напряженного состояния у конца трещины поперечного сдвига по Сен-Венану равен K g 0,9, в то время как для чистого сдвига без трещины K g 1 / 3 0,577.

В п.4.3 произведено также сопоставление полученных нагрузок распространения трещины при различных значениях параметра двухосности. Недостатком известных способов расчета здесь, как и в случае растяжения, является то, что нагрузки трещинообразования могут быть неограниченными и не зависят от растягивающего (сжимающего) напряжения ( х0 ) в направлении трещины, т.е. также допускают неограниченную прочность тела со сдвиговой трещиной.

По достижении внешними нагрузками значений, определяемых нарушением условия прочности max S 0 происходит распространение трещины. При этом, разрушающие нагрузки, приводящие к разделению тела на части, могут отличаться от нагрузок, вызывающих рост исходной трещины, а сама трещина может распространяться, как это отмечено у Г.П. Черепанова, либо по механизму отрыва, либо по механизму поперечного сдвига. Более того, в процессе распространения трещины механизм отрыва может сменяться механизмом сдвига и наоборот. Вместе с тем, возникающая у конца трещины поперечного сдвига, трещина отрыва может быть блокирована сжимающими напряжениями, что обуславливает зигзагообразную траекторию распространения или растрескивание тонкого слоя в окрестности траектории ее распространения.

В главе 5 рассмотрена задача об образовании трещин в упругом слое конечной толщины при двухосном нагружении, когда на его границах приложены неравномерные осесимметричные нормальные и касательные напряжения.

Данная задача обобщает и развивает задачу о равномерном растяжении неограниченного упругого тела с дисковидной трещиной, опубликованную М.Я. Леоновым в 1961 г., где впервые теоретически обосновано наличие трещин, не снижающих прочности хрупкого тела при растяжении, и получена формула для величины сопротивления отрыву. Задача трещинообразования в упругом слое конечной толщины решается в рамках нелинейной механики разрушения (модель Леонова-Панасюка) путем введения, в общем случае, немалой зоны ослабленных связей на продолжении дисковидной трещины и обобщенного критерия трещинообразования max S 0 выраженного через макронапряжения. Показано, что при достижении нагрузок трещинообразования в слое, кроме трещин не снижающих прочности, могут образоваться две предельно-равновесные трещины, одна из которых (большего диаметра) устойчива, другая (меньшего диаметра) неустойчива. Образование двух предельно-равновесных трещин, одна из которых устойчива, другая неустойчива, означает, что нагрузки трещинообразования могут быть разрушающими, т.е. определяют предел прочности хрупкого слоя, в отличие от соответствующей задачи для плоскодеформированного слоя. Рассмотренная задача важна в связи с расчетом прочности и нормированием дефектов сплошности (расслоений) металлопроката в z -направлении.

В п.5.2 на основе критерия прочности Г.В. Ужика рассмотрена неклассическая задача определения нагрузок трещинообразования и определения прочности элемента конструкции, который моделируется неограниченным упругим плоскодеформированным телом, содержащим луночное отверстие с острыми углами и подверженным двухосному нагружению (рис.1 при ). Эта задача имеет прямое отношение к нормированию неплоскостных дефектов сварных соединений и испытанию материалов с острыми V-образными надрезами. Решение задачи использовано, также, для сопоставления с экспериментальными данными, полученными И.И. Бугаковым и И.И. Демидовой, при определении разрушающей нагрузки на образцах из стеклообразного эпоксидного полимера с луночным вырезом и определении на их основе структурного параметра.

Показано, что, как и при растяжении тела с трещиной, здесь также имеют место примерно одинаковые макронапряжения в окрестности угловых точек луночного отверстия для различных микрообъемов в некоторой области. Коэффициент жесткости меняется от К g 1 для кругового отверстия до К g 1, для трещины при всестороннем растяжении. Из полученных данных также следует, что для материалов в хрупких состояниях замена трещины на трещиноподобный дефект с углом раствора до / 3 мало влияет на нагрузку трещинообразования, как при одноосном, так и всестороннем растяжении. Например, это имеет место для цилиндрических образцов с V-образным надрезом, или образцов на внецентренное растяжение типа Манджонга в хрупких состояниях, предложенных П.Д. Одесским для оценки прочности и трещиностойкости металлопроката в направлении толщины ( z -направлении).

В шестой главе рассмотрены вопросы применения развитой в диссертации линейной механики разрушения к расчетам прочности, долговечности и конструктивной безопасности таких строительных м/к как кожухи доменных печей, стальных защитных оболочек атомных электростанций, резервуарных м/к. Рассмотрены вопросы нормирования нарушений сплошности толстолистового проката конструкционной стали при применении его в элементах строительных м/к и нагружаемых в направлении толщины (z-направлении), а также “неклассические” задачи применения ЛМР в расчетах экстремальных снеговых нагрузок на сферические купольные покрытия.

В п.6.1 рассматриваются вопросы трещиностойкости, прочности, долговечности и конструктивной безопасности кожухов доменных печей (ДП). Исследования их работы показывает, что в процессе эксплуатации кожухи подвергаются повторно-статическим нагружениям и локальным температурным воздействиям, не предусмотренным проектными решениями. Перегрев кожуха доменной печи оказывает влияние на повышение растягивающих напряжений и на процессы охрупчивания металла, вследствие чего, при наличии сложнонапряженного состояния, повышается риск хрупкого разрушения сварных соединений кожухов (рис.4). Эта разновидность теплового охрупчивания (В.М. Горицкий, Г.Р. Шнейдеров) возникает вследствие снижения когезивной прочности границ кристаллов (зерен) с постепенным возрастанием доли межзеренного разрушения и сопровождается снижением характеристик трещиностойкости, в том числе, критической величины K Ic, сопротивления отрыву S 0 и предельного напряжения S K. Как следствие, происходит повышение ТНП, как решение уравнения (4) со сниженной величиной S 0 (или S K ) и неизменной зависимости предела текучести от температуры в условиях сложнонапряженного состояния кожуха.

Показано, что использование одних только мембранных напряжений в расчетах на прочность кожухов доменных печей недостаточно, необходим учет изгибных напряжений и перерезывающих усилий. Для расчета на прочность зон кожуха находящихся в моментном напряженном состоянии, должны использоРис.4. Повреждения кожуха доменной печи ваться напряжения на трех поверхностях – срединной и двух граничных. Для расчета на граничных поверхностях достаточно условия упругости (9) и критерия прочности (10); для расчета на срединной поверхности требуется условие упругости (2) с критерием прочности max S K, где в левой части критерия стоит максимальное растягивающее макронапряжение, определяемое уравнением (11), а правой части – величины RT, S K с соответствующими коэффициентами Под долговечностью кожухов ДП, как футерованных конструкций эксплуатирующихся при повторно-статических нагружениях, следует понимать отрезок времени t g t x t 0, от начала эксплуатации, в течение которого температура нулевой пластичности Т НП, рассчитанная с учетом концентраторов напряжений и трехосности напряженного состояния достигает минимальной расчетной температуры Т Э эксплуатации кожуха t x плюс время t 0, в течение которого в кожухе в локальной окрестности пятна нагрева или другого концентратора напряжений образуются хрупкие устойчивые макротрещины, не приводящих к лавинному разрушению.

Устойчивость возникающих в кожухе макротрещин объясняется разгружающим эффектом, возникающим от расширения футеровки. Живучесть кожухов ДП определяется переходом возникших растущих хрупких трещин в критическое состояние (лавинообразное разрушение), а период живучести кожуха представляет собой время от появления трещин до достижения ими критических размеров. Сформулированное условие недопущения образования хрупких трещин в металле сварных соединений кожуха ДП определяет долговечность и конструктивную безопасность кожуха и, в случае его нарушения, требуется выбрать металл нечувствительный к тепловому охрупчиванию (Г.П. Кандаков, В.М. Горицкий, Г.Р. Шнейдеров) или снизить жесткость напряженного состояния за счет снижения концентрации напряжений, либо, наконец, повысить минимальную температуру эксплуатации Т э как это предложено в ряде работ и патентов с участием автора на способ эксплуатации сварного кожуха доменной печи.

В п. 6.2. рассмотрены вопросы трещиностойкости, прочности, долговечности, конструктивной безопасности и живучести стальных защитных оболочек атомных электростанций (АЭС), предназначенных для локализации возможных аварий и удержания радиоактивных продуктов под оболочкой.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«Воронцова Дарья Сергеевна КОММУНИКАЦИОННО-РЕКРЕАЦИОННЫЕ ПРОСТРАНСТВА В АРХИТЕКТУРЕ ОБЩЕСТВЕННО-ТОРГОВЫХ ЦЕНТРОВ 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2011 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ГОУ ВПО УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ Научный руководитель кандидат архитектуры, профессор Меренков Алексей Васильевич...»

«Яковлев Андрей Андреевич АРХИТЕКТУРНАЯ АДАПТАЦИЯ ИНДУСТРИАЛЬНОГО НАСЛЕДИЯ К НОВОЙ ФУНКЦИИ 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2014 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ФГБОУ ВПО НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Научный руководитель Гельфонд Анна Лазаревна доктор архитектуры, профессор Официальные оппоненты :...»

«Гыбина Майя Михайловна ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ИТАЛЬЯНСКОГО ФУТУРИЗМА Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва, 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский архитектурный институт (государственная академия) на кафедре Советская и современная зарубежная...»

«Акатьева Анна Олеговна АРХИТЕКТУРНАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ КАК СРЕДСТВО КОММУНИКАЦИИ В АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция архитектурного наследия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2012 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ФГОУ ВПО КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Научный руководитель кандидат архитектуры Новиков Николай Михайлович Официальные оппоненты :...»

«ХАМЗИН САБИТ КУРАШ-УЛЫ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (УЧЕБНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО) 05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства Автореферат диссертации в виде учебника на соискание ученой степени доктора технических наук Омск-2001 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Постоянное совершенствование организационно-технологических решений в строительстве, определяемое...»

«Экономов Илья Сергеевич ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ОБЪЕКТОВ НА ВОДЕ Специальность 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва 2010 1 Диссертация выполнена в Московском архитектурном институте (государственной академии) на кафедре Основы архитектурного проектирования Научный...»

«Гридюшко Анна Дмитриевна БИОМИМЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ В АРХИТЕКТУРНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ 05.23.21 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский архитектурный институт (государственная академия) на кафедре Архитектура промышленных зданий Научный руководитель :...»

«Никульшина Лия Леонидовна ГРАДОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ Специальность: 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ростовский государственный строительный университет доктор...»

«ПЕТРАШКЕВИЧ Валерий Вильгельмович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ РЫБОЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ МЕЛИОРАТИВНЫХ ВОДОЗАБОРОВ Специальность 05.23.07 Гидротехническое строительство Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт – Петербург 2009 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Работа выполнена в ЗАО Производственное объединение по изысканиям, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов Актуальность проблемы. При...»

«Ефименко Сергей Владимирович ОБОСНОВАНИЕ РАСЧЁТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ (на примере районов Западной Сибири) 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск-2006 2 Работа выполнена в Томском государственном архитектурностроительном университете Научный...»

«Кокодеева Наталия Евсегнеевна МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В СИСТЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА Специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего...»

«Исмаил Халед Д. Альдин ФРАКТАЛЬНЫЕ ПОСТРОЕНИЯ В КОМПОЗИЦИИ АРХИТЕКТУРНЫХ ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ ПАМЯТНИКОВ ИСЛАМСКОЙ АРХИТЕКТУРЫ) Специальность 05.23.20 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Барнаул - 2013 1 Работа выполнена в институте архитектуры и дизайна ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова на кафедре...»

«ПЕРУНОВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО МЕТОДА ИСПЫТАНИЙ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ РЕСТАВРАЦИИ КИРПИЧНЫХ ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ Специальность: 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ Актуальность работы. В практике современного строительства работы, связанные с реконструкцией и реставрацией зданий, приобретают...»

«Григоршев Сергей Михайлович ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ К ПРОГРЕССИРУЮЩЕМУ ОБРУШЕНИЮ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ РАМНО-СВЯЗЕВОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ В ПРОЦЕССЕ ВОЗВЕДЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ 05.23.17 – Строительная механика Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 2 Работа выполнена в Областном государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования Астраханский инженерно-строительный институт Научный руководитель –...»

«Волынсков Владимир Эдуардович ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2012 г.   Диссертация выполнена в Московском архитектурном институте (государственной академии) на...»

«МАТАШОВА Марина Александровна ЭКОЛОГО-ГРАДОСТРОИТЕЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИРЕЧНЫХ ТЕРРИТОРИЙ КРУПНОГО ГОРОДА (на примере г. Хабаровска) Специальность 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2011 Работа выполнена на кафедре урбанистики и дизайна городской среды ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель :...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.