Швед Я. Л. Міцність і деформівність зварної прямокутної ферми при дії силових і температурних впливів

Дисертація присвячена актуальній проблемі визначення допустимих навантажень на зварні прямокутні ферми з урахуванням дії експлуатаційних температур як кліматичного, так і технологічного діапазонів. Вирішення цієї проблеми сприятиме максимальному використанню несучої здатності конструкцій та запобіганню їх аварійного руйнування протягом експлуатації. Зварні ферми зазвичай застосовуються при спорудженні виробничих, торгових та спортивних об’єктів як проміжні опори для кроквяних дахових конструкцій, а також для підтримки технологічного устаткування. Довжина ферм зазвичай 12…36 метрів. Навіть за умови впливу лише кліматичних температурних коливань при таких розмірах в елементах конструкції і місцях їх зварних з’єднань формуються внутрішні напруження, які накладаються на напруження від силового впливу і знижують розрахункову тримкість конструкції в цілому. Метою дослідження є виявлення параметрів деформування і умов руйнування зварних прямокутних ферм при сумісній дії силових і температурних чинників. Обрано конструкцію ферми та схему її навантажування, розроблено методики комплексних експериментальних досліджень, сформульовано рекомендації для визначення міцності ферм як на етапі проектування, так і під час експлуатації. Дослідження проводилися для прямокутної зварної ферми з паралельними поясами, яку базували по двох краях знизу і навантажували зосередженою силою в двох точках на верхньому поясі. Розглянуто декілька конструктивних варіантів ферм з різними розмірами і типами профілів. Виконано дослідження для повномасштабної ферми та її фізичної моделі за умов статичних навантажень і температурного впливу. Результати досліджень показали, що ферми втрачають стійкість і руйнуються через пластичне деформування. Комп’ютерне моделювання виконувалося з використанням пакету Ansys, що дозволило оцінити поведінку конструкції при сумісній дії силових і температурних впливів. Натурні дослідження механічних властивостей сталі ВСт3пс в діапазоні температур від 20 до 450°C дозволили виявити показники деформування і руйнування конструкцій з високою точністю. На основі результатів досліджень побудовано аналітичну залежність для врахування впливу температури на несучу здатність зварних прямокутних ферм та сформульовано рекомендації для їх практичного застосування при проектуванні і експлуатації.