Работа стального арочного профилированного листа в составе пространственных конструкций Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

1ЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК W 7 (901 2010

Библиографический список

1. Иванов, В. И. Обоснование требований к числу измерений диагностического параметра при ресурсном диагностировании ДВС дорожно-строительных машин |Текст| / В. И. Иванов, А. Н. Чебоксаров // Материалы 62-й научно-технической конференции СибАДИ. — 2008. Кн. I. — С. 144 — 152.

2. Вельских, В. И. Справочпик по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов [Текст| / В. И. Вельских. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Россельхозиздат, 1986.-399 с.

3. Технологическое руководство по контролю и регулировке дымности отработавших газов дизелей тракторов, комбайнов, дирожно-сгроителыюй и автотранспортной техники в условиях эксплуатации (Текст). — М.: ГОСНИТИ.1998. — 99 с.

4 Устройство измерительное ИМД-ЦМ (Текст]: 2.781.802 ТО. - М.: ГОСМИТИ, 1990. - 85 с.

5. Ветцель, Е.С. Теория вероятностей (Текст) / Е.С. Векгцель. — М.:Наука. 1969. - 576с.

6. Пат. 2347195 Российская федерация, МПК7С 0 F 1 /336, G 01 М 15/02/ Дроссельный расходомер (Текст] / В. И. Иванов, Р, Ф. Салихов ; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)». — № 2006145798 ;заямл. 21.12.06; опубл. 20.02.09, Бюл. №5. — 9 с. : ил.

ИВАНОВ Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация дорожных машин».

Адрес для переписки: e-mail: kaf_edm@sibadi.org ЧЕБОКСАРОВ Алексей Николаевич, аспирант, преподаватель кафедры «Эксплуатация дорожных машин».

Адрес для переписки:е-та11: chan23@inbox.ru

Статья поступила в редакцию 29.01.2010 г.

© В. И. Иванов, А. Н. Чебоксаров

УДК *21.983 *2 408.64 624.012.« Ю. В. КРАСНОЩЁКОВ

А. А. КОМЛЕВ

Сибирская автомобильно-дорожная академия, г. Омск

РАБОТА СТАЛЬНОГО АРОЧНОГО ПРОФИЛИРОВАННОГО ЛИСТА В СОСТАВЕ

ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

На основе анализа конструкций перекрытий многоэтажных зданий определены направления повышения их эффективности. Одно из направлений — совершенствование конструктивных форм перекрытий путём учёта пространственной работы. Рассматриваются конструктивные системы и расчётные схемы перекрытий с нижней цилиндрической (сводчатой) поверхностью, которые по расходу бетона эффективнее, чем традиционные плоские конструкции.

Ключевые слова: пространственное перекрытие, арочная расчётная схема, распор.

В Омске выполняется большой объём строительства, основным объектом которого являются многоэтажные здания.

В качестве перекрытий многоэтажных зданий применяются сборные, сборно-монолитные и монолитные плитно-балочные конструктивные системы из железобетона. В таких системах все элементы работают на поперечный изгиб, при котором до трети объёма растянутого бетона практически не учитывают в расчёте на прочность. Основная функция бетона в зонах растяжения балочных элементов -защита стальной арматуры от коррозии. Если необходимость защиты арматуры отсутствует, то излишки бетона из зон растяжения можно улдлить, что обеспечивает повышение эффективности конструкции. Эффективны, например, пространственные пе-| рекрытия вспарушенноготипа, в которых расход бе-

з тона меньше, чем в пли тно-балочных конструкциях. ш—т _ В отличие от других пространственных систем (обо-■1а!1 лочек и складок) верхняя грань вспарушенных

конструкций плоская, удобная для устройства иола на перекрытии. Известны, в частности, сборные вспа-рушенные панели, имеющие переменную толщину и нижнюю поверхность двоякой кривизны, описанную на плоском контуре [ 1 ]. Минимальная толщина панелей принята из условия прочности на продавливание и составляет 30 — 40 мм. Контурные ребра высотой 220 мм обеспечивают восприятие распорных усилий и способность панели работа ть в двух направлениях. Для повышения пространственной жёсткости перекрытия с такими панелями и восприятия сооружением горизонтальных нагрузок предусматривают дополнительные элементы (межпанельные пояса жёсткости), что значительно усложняет конструкцию и ведёт к удорожанию строительства (рис. 1). При применении предвари тельно-напряжённых монолитных поясов жёсткости перекрытия превращаются из сборных в сборно-монолитные. В таких системах требуется обеспечение надёжного взаимодействия всех элементов.

—

1 ^

г

I Т "

I г 1 -¡г - ^ 1 \ к ' : 1 1

н I : 1 |-

Рис.1. Вспарушейные намели и конструкция перекрытия сих применением:

1- колонны каркаса, 2 - вспарушенная панель,

3 - железобетонные монолитные шны

Рис. 2. Конструкция перекрытия с нижней сводчатой поверхностью:

1 - колонны, 2 - сборные (монолитные) балки,

3 - распорные балки, 4 - монолитный настил

В сборно-монолитных и монолитных перекрытиях возможны более простые и не менее эффективные решения пространственных несущих конструкций. Более технологичны, по сравнению со вспару-шенными, монолитные конструкции с нижней цилиндрической (сводчатой) поверхностью (рис. 2). Такая поверхность может быть образована инвентарной опалубкой переставного типа. Эс}>фективно также применение опалубки, в том числе и несъёмной, из предварительно гнутого арочного профнастила |2|. В настоящее время существуют высокотехнологичные методы изготовления таких изделий и расширение области их применения весьма актуально.

Арочный профнастил в сводчатых перекрытиях даже при отсутствии специальных связей с бетоном выполняет две основные функции: во-первых, в качестве опалубки обеспечивает восприятие монтажных нагрузок и веса свежеуложенного бетона при минимальных затратах на возведение, и во-вторых, повышает надёжность перекрытий в аварийных ситуациях в процессе эксплуатации здания, выполняя функцию резервирующего элемента. Кроме этого, при проектировании таких перекрытий можно значительно снизить требования по раскрытию трещин на потолочной поверхности, защищённой проф-настилом, и, тем самым, допустить применение высокопрочной арматуры без предварительного напряжения. Имеются данные о значительном влиянии профнастила на прочность балочных конструкций при отсутствии анкеров |3].

Арочный профнастил в процессе изготовления и эксплуатации перекрытия испытывает три стадии нанряжённо-деформированного состояния. Под действием монтажных нагрузок и веса свежеуложенного бетона он находится в состоянии сжатия, и при этом важно обеспечить его устойчивость. Состояние предварительного сжатия профнастила сохраняется и на второй стадии эксплуатационного загружения после набора прочности бетона. На этой

стадии монолитный бетон работает в основном на действие эксплуатационных нагрузок без учёта собственного веса, что позволяет значительно уменьшить его армирование. Можно допустить, что, вследствие отсутствия специальных связей между бетоном и профнасгилом, сжимающие напряжения в проф-настиле мало изменяются вплоть до разрушения пере-кры гия. В стадии разрушения профнастил активно включается в рабочу, обеспечивая необходимую живучесть конструктивной системы.

Особенно эффективно применение арочной опалубки в сборно-монолитных перекрытиях каркасных зданий в сочетании со сборными железобетонными ригелями таврового сечения и полками понизу. Установленная на полки ригелей арка из профнастила способна воспринимать монтажные нагрузки без специальных креплений. Однако при этом необходимо принимать меры для восприятия арочных распоров и усилий от горизонтальных нагрузок. Эту фун-кцию могут выполнять, например, продольные ригели или рёбра монолитного настила на участках между колоннами.

Предварительные расчёты показывают, что новое конс труктивное решение при пролётах до 6 м сопоставимо по расходу материалов со сборными конструкциями, а при больших пролётах эффективнее их.

Монолитные сводча тые перекрытия эффективнее плоских конструкций практически при любых пролётах. В них проще обеспечитьнеразрезностьсмежных ячеек и в определённой степени решить проблему распорности конструктивной системы.

Анализ результатов численного моделирования показывает, что возможны три расчётные схемы сводчатых перекрытий: арочная, балочная и комбинированная (рис. 3).

Арочная схема перекрытия применима при наличии конструктивных элементов, воспринимающих распорные усилия. В пространственной системе зда! I ия восприятие арочного распора достаточно

*

шва

1Й НАУЧНЫЙ «С1НИК № 2 (90) 2010 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК * 2 (90) ЗОЮ

Рис. 3. Расчетные схемы перекрытий с нижней сводчатой поверхностью: а) балочная схема, б) арочная схема,

1 - шарнир, 2 - подпнжная опора, 3 - неподвижная опора. 4 - конструктивный элемент, воспринимающий распорные усилия

Рис. 4. Деформированные схемы опорных сечений: о) с раскрепленным верхним поясом, б) без раскрепления верхнего пояса

просто решается с помощью специальных элементов: межколониых балок, диафрагм жёсгкости, затяжек в уровне опор и т.п.

При отсутствии распорных элементов (в том числе, затяжек) прочность и жёсткость сводчатого перекрытия может быть обеспечена армированием при-опорных участков и созданием неразрезной системы. В этом случае применяется расчётная схема в виде многопролётной балки переменного сечения (в каркасных зданиях шириной, равной шагу колонн). Небольшая высота сечения балок в середине каждого пролёта исключает восприятие этими сечениями больших изгибающих моментов, поэтому в расчётной схеме в этих местах предусматривается линейный (вдоль ширины) шарнир. Для обеспечения геометрической неизменяемости схемы в крайних укороченных пролётах шарниры не предусматриваются.

Эффективность распорных систем без затяжек в уровне опор подтверждае тся широким применением и исследованиями сборных железобетонных перекрытий каркасных зданий со связевыми (межколон-ными) плитами |4]. Смежные межколонные плиты в таких перекрытиях образуют неразрезную систему по всей длине здания (температурного блока) с помощью соединительных элементов, приваренных в верхней части плит. Расчётную схему межколонных плит можно отнести к разряду комбинированных.

Комбинированная (распорно-балочная) расчётная схема возможна и в нашем случае при обеспечении неразрезности многопролсшогоарочного перекрытия.

Эффективность расчётной схемы определяется степенью приближения её к действительной работе конструкции. Для уто»шения действительной работы сводчатых перекрытий выполнен анализ перемещений опорных сечений в загруженном состоянии. Зависимость несущей способности от деформаций опорных сечений характерна для статически неопределимых (втом числе распорных) систем и оценка её необходима при выборе расчётной схемы.

При отсутствии надоиорной арматуры нижние

_____волокна опорных участков перекрытия испытывают

ЖРЯ распирающее воздействие и стремятся раздвинуть

Рис. 5. Расчетная схема по определению распора

конструкцию. Опорные сечения смещаются в горизонтальном направлении и поворачиваются в сторону пролёта (рис. 4). Колонны или стоны, на которые опираются арки, в определённой степени препятствуют раздвижке, уменьшая поворот и способствуя возникновению распорных усилий. Однако из-за малой изгибной жёсткости опорных конструкций величина этих усилий, особенно в крайних пролётах, незначительна.

Покажем, что, если имеется надопорная арматура, рассчитанная на действие силы /V, опорные сечения перекрытия, и, соответственно, опорные конструкции будут испытывать действие изгибающего момента М=Ы; '/. (/ - плечо внутренней пары сил опорного сечения) и сосредоточенной распорной силы Т (рис. 5).

Из условия равенства нулю перемещения узла опорного сечения, через который проходит арматура, получена формула, для определения распора 7* в зависимости от силы /V, и относительного размера сь=г/Н (И - высота этажа)

Г = [2/(1-<и)г(2 + £и)-|]^, (11

Из формулы (1) видно, что величина распорного усилия Т, казалось бы, определяется не жёсткостью (податливостью) опорных конструкций, а только их относительными размерами. Однако эти размеры связаны с опорными моментами и соответственное усилием Ыв. Поэтому можно утверждать, что эффективность перекры тия определяется способностью опорных конструкций воспринимать изгибающий момент, действие которого характеризует конструктивную систему как неразрезную.

В процессе дальнейшего исследования требуется оптимизировать конструктивные решения перекрытий д\я различных конструктивных систем зданий, разработать инженерные методы расчёта перекрытий на прочность, жёсткость и надёжность, выполнить экспериментальную проверку результа тов расчёта и подготовить рекомендации по проектированию монолитных и сборно-монолитных перекрытий, в том числе изготовленных на несъёмной опалубке из арочного профнастила.

Библиографический список

1. Руководство по проектированию железобетонных конструкций покрытий и перекрытий / ПИИ бетона и железобетона Госстроя СССР. — М.: Стройиэдат, 1979. — 421 с.

2. Комлев, А. А.Монолигные перекрытия, нзготовлепиые на несъемной опалубке из арочного профнастила / А. А. Комлев // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученных, 10-21 мая 2009 г. - Омск : Изд-во СибАДИ, 2009. - Кн. 3. - С.114-117.

3. Мальганов, АИ. Экспериментальные исследования керамзитобетонных плит перекрытий и покрытий с комбинированным армированием стальным профилированным листом и гиб-

кой арматурой / А. И. Мальганов, В. С. Плевков, О. АI !ежувака // Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. — Новосибирск. 1999. — . Вып. 5. — С. 18—21.

4. Фролов, П. Г. Расчет связевой панели, работающей в составе диска перекрытия / П. Г\ Фролов // Сб. науч. тр. — Омск: ОмПИ, 1986. - С. 8-14.

КРАСНОЩЁКОВ Юрий Васильевич, доктор техни-УДК ¿$8.5

Аудит качества процессов серийного производства является важным звеном в системе задач по поддержанию системы менеджмента качества в актуальном состоянии и повышении ее результативности! 1). На современном этапе существует ряд проблем при проведении аудита качества процессов. При проведении сертификационного аудита эксперты сталкиваются с необходимостью классификации несоответствий по степени тяжести их влияния на функционирование процессов системы менеджмента [2). В настоящее время проблема классификации несоответствий не имеет научно обоснованного практического решения. В результате критерием классификации является частота появления данного несоответствия за период времени и тяжесть последствий определяется на основании опыта эксперта в данной области. Результаты принятия таких решений не всегда являются обоснованными. При проведении внутреннего аудита аудиторы также сталкиваются с проблемой оценки влияния несоответствий на результаты функционирования процессов (3). Соответственно, оценить состояние системы на фоне существующих несоответствий и уровень принятия решений по устранению несоответствий и улучшению системы не удается в полной мере.

Для установления степени влияния тех или иных несоответствий при реализации требований ГОСТ Р ИСО 9001 проведено исследование структуры управления и эффективности функционирования процессов серийного производства в организациях Омского региона. При изучении технологического процесса серийного производства были сделаны важные допущения. Они основаны на том, что технологический процесс серийного производства продукции представляет собой систему, элементами которой являются оборудование, средства измерения, продукция, производственная среда, человек. Технологический процесс функционирует согласно методам его организации в рамках системы пла-

ческих наук, доцент кафедры «Строительные конструкции».

КОМАЕВ Андрей Александрович, аспирант кафедры «Строительные конструкции».

Адрес для переписки:е-таИ: komlev-12@yandex.ru

Статья поступила в редакцию 20.01.2010 г.

© Ю. В. Краснощеков, Л. А. Комлев

Л. H. АХТУЛОВА О. В. ДЕЖУРОВА

Сибирская автомобильно-дорожная академия, г. Омск

нирования производства продукции. Соответствешю, эффективность серийного производства определяется уровнем затрат на качество продукции, количеством несоответствующей продукции, выявляемой в .рамках производственного процесса и в процессе ее эксплуатации потребителем, эффективнос тью ис-пользования производственного оборудования, системой планирования прохождения заказов в производстве. В данной работе для модели технологического процесса серийного производства продукции приняты следующие допущения: не учитываются простои оборудования, прохождение заказа в производстве не ограничено во времени.

Исследование проведено на основании материалов 24-х организаций Омского региона в течение 2004 — 2008 гг. В числе указанных организаций 10 работают в пищевой отрасли народного хозяйства, 14 организаций относятся к отрасли машиностроения. В соответствии с принадлежностью к отрасли экономики 18 организаций получили сертификат соответствия системы менеджмента требованиям стандарта. Из числа организаций пищевой отрасли 5 получили сертификат соответствия системы менеджмента безопасности пищевой продукции требованиям стандарта (далее система ХАССП) и 13 организаций отрасли машиностроения имеют сертифицированную СМК.

В основу анализа структуры управления серийными процессами положена оценка степени практической реализации требований стандарта ГОСТ Р ИСО 9001. В результате проведенного анализа выявлено 32 тина дефектов в реализации модели управления качеством технологического процесса серийного производства, предложенной в стандарте.

Для выявления дефектов, исход реализации которых влияет па эффективность системы управления технологическим процессом серийного производства, определены группы организаций с эффективным управлением процессами и неэффективным. Для

УЛУЧШЕНИЕ МЕТОДИКИ АУДИТА

КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ

СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА__________________________

В статье рассматривается методика проведения аудита качества серийного производства в рамках функционирующей системы менеджмента качества, основанная на результатах исследования эффективности управления процессами серийного производства в организациях Омского региона.

Ключевые слова: система менеджмента качества, несоответствия, аудит, управление несоответствиями.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК М* 2 (90) 2010 * МАШИНОСТРОСИИ! И МАШИНОІІДЇНИІ