CC BY
39
Исследовались задачи об определении формы срединной поверхности и толщины оболочки минимального объема при ограничении на критическую нагрузку и величину напряжений
• p(£,t)-pcr<Q,ZeG,teG,. a(£,t)-R<0,4eG,teG.
Экономия объема (веса) составила 6,56%,
Небольшие проценты экономии объема (веса) объясняются тем, что за начальное приближение выбиралось значение параметра формы £, -1 (сферическая оболочка), близкое к оптимальному.
Разработанный алгоритм оптимизации формы оболочек и представление переменных в безразмерном виде позволяют использовать их при проектировании облегченных конструкций типа пологих оболочек, находить форму оболочек, напряжения в которых наименьшие и оболочек, воспринимающих максимальную критическую нагрузку.
Исследования проводились в рамках гранта КурскГТУ №1.77.09П/32.
Литература
1. Ступишин, Л.Ю. Приближенный способ определения оптимальной формы пологих геометрически нелинейных оболочек вращения при условии устойчивости. [Текст]: Л.Ю. Ступишин // Известие высших учебных заведений. Строительство и архитектура.-1989,-№9.-С. 28-32
2. Власов, В.В. Общая теория оболочек и ее приложения в технике. [Текст]/ В.В. Власов.- М.:Гостехиздат, 1949. - 812с.
3. Скоков В.А. Некоторый вычислительный опыт решения задач нелинейного программирования, [Текст]/ В.А.Скоков // Математические методы исследования экономических задач. - М, 1977. - Вып.7. - С. 51-48.
OPTIMUM FORMS OF RECTANGULAR SHALLOW GEOMETRIC NONLINEAR SHELLS EXAMINATION
Stupishin L. Yu., Kolesnikov A. G.
The actual equations of optimum designing of shape of rectangular shallow nonlinear shells are examining. Optimum shapes of shells with the minimum weight with the critical loading volume limit and pressure meaning limit are finding. Parameters of a middle surface, a rise and a thickness are changing.
The change of the critical force coefficient and the pressure in the boundary condition shell attained with the help of Bubnov - Galerkin method are examined. The calculation method is done in the Maple program complex.
Безопасность сложных технических систем
ТЕХНОЛОГИЯ РЕКОНСТРУКЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЮБЕТОННЫХ СИЛОСОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ТРЕЩИНАМИ
А.П. СВИНЦОВ, д.т.н., проф\. А.Н. ЗАДИРАНОВ, д.т.н. проф., А.Н. МАЛОВ, к.т. н„ проф., Ю.В. НИКОЛЕНКО, к.т.н., доцент Российский университет дружбы народов, Москва
Железобетонные силосы относятся к основным производственным зданиям складов сыпучих материалов: зерна, зерновой муки, цемента, гипса, строительных смесей, известковой муки др. Силосы обеспечивают непрерывность техно-
логических процессов переработки хранящихся в них материалов. В процессе эксплуатации железобетонных силосов из-за значительных температурных напряжений, а также статических и динамических нагрузок в теле железобетона образуются трещины, преимущественно вертикальной ориентации, что приводит к снижению несущей способности и сокращению срока службы конструкции. Кроме того, сквозь щели в окружающую среду поступает цемент или известковая мука, запыляя прилегающий воздушный бассейн, земельные угодья и водные объекты и нанося существенный ущерб здоровью населения.
Разгрузка (опорожнение) силосов производится через отверстия в днищах: материал под действием гравитационных сил или наддува перемещается по наклонным поверхностям днища к выпускам. При этом в полости силосов возможно образование зависаний отбираемого материала, а в ее нижней части пустот.
Многие сыпучие материалы, хранящиеся в силосных банках, обладают повышенной гигроскопичностью и адсорбируют влагу из воздуха, поступающего через трещины или в результате выпадения конденсата на поверхности стен. Это способствует формированию оболочки из корки затвердевшего материала. В условиях длительного хранения цемент или известковая мука слеживаются и образуют сплошную массу и во время отбора не равномерно оседают по всему объему, а с обрушениями целыми массивами. Чем гигроскопичнее материал, тем выше вероятность его зависания при отборе.
Зависание материала в силосе можно подразделить на следующие типы [1]:
• сводчатое (рис. 1, а) - материал представляет собой компактную массу в верхней части загрузки, а при его отборе в нижней части массива образуется свод;
• конусное зависание (рис. 1, б) - во время выгрузки материала его остатки образуют воронку, угол конусности которой соответствует углу естественного откоса сыпучего материала;
• цилиндрическое зависание (рис. 1, в) - под действием влажности воздуха (особенно его состояния в точке росы и ниже) гигроскопический материал образует отложения на стенах силоса с формированием цилиндрической (для круглых силосов) оболочки.
Зависший материал под действием гравитационных сил или под влиянием мероприятий по очистке и разгрузке обрушается. В результате обрушения массы и под воздействием воздушного удара стены не выдерживают и банки получают значительные повреждения или полностью разрушаются. По данным наших исследований, которые вполне согласуются с результатами, полученными другими авторами [2], «как правило, разрушение силосных сооружений происходило не в начале их эксплуатации, а после некоторого периода работы, в течение которого они многократно загружались полностью». При этом повреждения стен силосов заключаются не только в появлении трещин и брешей, но и вывалов значительных размеров. Например, в результате обрушения массива известковой муки полностью разрушена силосная банка диаметром 12 м в г. Горнозаводске Пермской обл. [3]. Под действием воздушного удара от падающей массы известковой муки образовался вывал части стены в нижней области железобетонной силосной банки диаметром 6 м, расположенной в пос. Поречье Тульской обл. [4]. Вывал имел вид сегмента на 1/4 высоты банки, что полностью исключило возможность ее дальнейшей эксплуатации.
В Российском Университете дружбы народов разработана технология восстановления поврежденных железобетонных силосных банок, имеющих сквоз-
ные трещины. Сущность разработанной технологии заключается в том, что в полости существующей банки возводят железобетонную гильзу, наружная поверхность которой непосредственно соприкасается с внутренней поверхностью существующей банки. Возведение гильзы производят с использованием скользящей опалубки, которая разработана с учетом особенностей ее перемещения вдоль внутренней поверхности поврежденной банки. Применение подвижной опалубки обусловлено тем, что для восстановления силоса есть возможность поддерживать одинаковую толщину на всю высоту возводимой железобетонной
Рис. 1. Схемы зависания сыпучего материала в железобетонном силосе а) сводчатое; б) конусное; в) цилиндрическое
Кроме того, существующая конструкция силоса характеризуется определенной вертикальностью стен, что позволяет перемещать щиты опалубки при помощи гидравлических домкратов. При этом в отличие от традиционного возведения силосов, когда домкраты «опираются» на домкратные стержни и перемещают домкратные рамы с кружалами, щитами опалубки, рабочим полом и подвесными подмостями, домкраты установлены так, что они пропускают сквозь себя домкратные стержни, поднимая их. К домкратным стержням закреплены домкратные рамы, поднимающиеся под действием гидравлических домкратов. Для обеспечения такого движения опалубки домкраты установлены опорной платформой вверх.
1 - стена силоса; 2 - гильза;
3 - надсилосная плита;
4 - забутка;
5 - щиты опалубки;
6 - рабочая платформа;
7 - стойка-рама;
8 - домкратная тумба;
9 - домкрат;
10 - домкратный стержень
Рис. 2. Схема возведения гильзы
Схема возведения гильзы представлена на рис. 2. Щиты опалубки и рабочая платформа крепят к кружалам, опирающимся на типовые домкратные рамы. Сборку щитов опалубки, стоек-рам и рабочей платформы осуществляют внутри силосной банки, а домкратные тумбы с гидравлическими домкратами, насосную станцию и разводящую гидравлическую сеть монтируют на надсилос-ной плите. Для пропуска домкратных стержней в надсилосной плите необходимо пробурить отверстия. Для предотвращения падения рабочей платформы в случае отрыва домкратных стержней предусмотрено ее страховочное закрепление на лебедках, установленных на надсилосной плите.
Армирование и бетонирование гильзы осуществляют в процессе подъема опалубки. Арматуру и бетон подают через имеющиеся проемы в надсилосной плите.
Для спуска и подъема рабочих с платформы предусмотрены люльки. После проходки железобетонной гильзы опалубка демонтируется. Сначала осуществляются натяжка тросов лебедок и разъединение платформы со стойками-рамами. Для разъединения выворачиваются крепежные шпильки, верхний конец которых выступает над рабочим настилом платформы. Затем стойки-рамы со щитами опалубки выводятся из зацепления со стенами, при этом рабочая платформа остается на месте, подвешенная на тросах лебедок.
Щиты опалубки отсоединяются от стоек-рам и краном через проем в надсилосной плите удаляются из банки. Стойки-рамы отсоединяются от домкратных стержней и тоже удаляются через проем. Щиты настила платформы отодвигаются от поверхности возведенной внутренней обоймы силоса, после чего сама платформа с помощью лебедок опускается вниз, где ее разбирают и удаляют из полости банки.
Технология восстановления железобетонных силосных банок реализована в Горнозаводске. На восстановленном объекте гигроскопичная известковая мука адсорбировала влагу из воздуха, поступающего через трещины.
В результате обрушения известковой массы была полностью разрушена силосная банка диаметром 12 м, а наличие значительных по ширине трещин на 2/3 высоты стен другой банки сделало проблематичной возможность ее дальнейшей эксплуатации.
Внутренняя гильза возведена методом скользящей опалубки с отметки 14,45 м (отметка верха забутки) до отметки 39,00 м (на 2,2 м ниже надсилосной плиты). Таким образом, возведение внутренней железобетонной гильзы в силосной банке с использованием скользящей опалубки позволяет производить ее ремонт и восстановление.
Бетонирование гильзы в скользящей опалубке требует соблюдения жесткого технологического регламента, обеспечивающего получение конструкции без дефектов: срывов бетона, дыр, раковин, значительных неровностей поверхности и др. Отсутствие дефектов или возведение с минимальным их количеством возможно при использовании антиадгезионного покрытия металлических щитов опалубки.
Литература
1. http://www.promsp.ru/catalog/silos/ 04.03.2009
2. Ковалев А.О., Панкратова Г.Е., Радугина Н.Б., Поздняков И.В. От практики эксплуатации - к новой технологии проектирования инженерных силосных сооружений // Промышленное и гражданское строительство. - 2004. - №3. - С.32-34.
3. Боровский Л.И., Свинцов А.П. Восстановление эксплуатационных характеристик железобетонных силосных банок с вертикальными трещинами // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 1996. -№7. - С. 33-34.
4. Писаренко C.B. Применение метода скользящей опалубки при восстановлении рабочих характеристик монолитных силосных банок для хранения известковой муки / Повышение качества и эффективности возведения жилых и производственных зданий в сельской местности. — М.: Изд-во РУДК, 1985.
RECONSTRUCTION AND RESTORATION TECHNOLOGY OF REINFORCED CONCRETE SILOS WITH VERTICAL CRACKS
A. Svintsov, A. Zaairanov, A. Malov, Yu. Nikulenko
crete silos with vital damages is presented. Showing that restoration of silos could be done by internal reinforced concrete cases which erects with the use of sliding form.
Экспериментальные исследования
ETUDE DE LA POSSIBILITE D'UTILISATION DU RONIER COMME ARMATURE VEGETALE DANS LES ELEMENTS DE STRUC-
(1)Dr Gérard GBAGUIDI AISSE, (1)Dr Victor S. GBAGUIDI,
(1)Dr Mohamed GIBIGAYE,
(2)Prof. Brice A. SINSIN, (1)Ing. T. Armel AMADJI, (,)Ing. Latifath ADJIBOLA, (,)Ing. Parfait SOCLO
Le bois de rônier (Borassus aethiopum Mart.) est une espèce végétale dont le bois est assez utilisé depuis l'époque coloniale jusqu'à nos jours, au Bénin. Ses performances mécaniques et sa durabilité dans les nombreuses constructions traditionnelles, nous ont amené à envisager son utilisation comme armature dans le béton.
A l'occasion, des essais de flexion quatre points ont été effectués sur dix huit (18) poutres dont :
- six (6) témoins en béton non armé et armé d'acier
- douze en béton armé de bois de rônier traité, avec ou sans crénelures et enduites ou non de bitume chaud. Ces traitements sont faits dans l'optique d'assurer une bonne étanchéité du bois et maintenir sa teneur en eau constante et par conséquent garantir une bonne adhérence entre les deux matériaux.
Les résultats obtenus permettent de confirmer que le rônier peut être utilisé comme armature dans les éléments de structure en béton armé que sont les poutres les poteaux etc.
Cette expérimentation ouvre ainsi des perspectives d'un nouveau champ de recherches pour l'étude du comportement de ce matériau dans le béton. Et si l'on sait de nos jours l'incidence de la flambée du prix des aciers sur le coût des constructions, l'intérêt d'une telle étude n'est plus à démontrer.
TURE DES OUVRAGES EN BETON ARME: CAS DES POUTRES
"JEcole Polytechnique Universitaire d'Abomey-Calavi/ Université d'Abomey-Calavi 'Faculté des Sciences Agronomique / Université d'Abomey-Calavi
Résumé
