Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Строительная механика

Диссертационная работа:

Нгуен Динь Хоа. Применение теории риска для вероятностной оценки работоспособности балочных систем из железобетона, используемых в мостостроении : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.17 / Нгуен Динь Хоа; [Место защиты: Воронеж. гос. архитектур.-строит. ун-т].- Воронеж, 2010.- 161 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2276

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Транспортные сооружения, которые строятся и эксплуатируются на федеральных, региональных и городских автодорогах, а также на внутризаводских и прилегающих к ним территориях промышленных предприятий, относятся к элементам инфраструктуры повышенной ответственности, так как при снижении эксплуатационной надсисности ниже минимального уровня в них могут происходить аварии с человеческими жертвами.

На территории Вьетнама с плотной застройкой и густой транспортной системой с многочисленными мостовыми сооружениями через реки, овраги, автомобильные и железные дороги, также как и во многих субъектах Российской Федерации эксплуатируется большое количество мостовых сооружений с пролетными строениями из железобетона, построенных много лет назад для пропуска регламентируемых действующими тогда нормативными документами временных нагрузок. При существующей в настоящее время тенденции роста интенсивности и масс автомобилей происходит моральное старение мостов и увеличивается риск разрушения несущих конструкций при эксплуатации.

Дополнительным неблагоприятным фактором является возникновение дефектов и повреждений в недостаточно защищенных от атмосферных воздействий несущих элементах из железобетона при длительной эксплуатации, которые приводят к снижению их несущей способности и повышению риска разрушения при возникновении экстремальных усилий при высоких уровнях загру-жений. В России железобетонные конструкции наряду с используемыми в зимнее время агрессивными смесями подвергаются воздействию попеременного замораживания и оттаивания, во Вьетнаме деструктивное влияние на железобетонные конструкции оказывает повышенная влажность.

Определение риска возникновения аварийной ситуации в несущих элементах мостового сооружения связано с учетом разброса прочностных характеристик материалов и флуктуации действующих нагрузок на основе достижений теории риска и теории надежности строительных конструкций. Поэтому актуальной становится задача оценки вероятности появления катастрофических состояний несущих конструкций мостов с учетом флуктуации прочностных характеристик материалов и действующих постоянных и временных нагрузок.

В инженерной практике вопрос об оценке вероятности (риска) возникновения катастрофических состояний несущих элементов транспортных сооружений может возникать при эксплуатации мостовых сооружений с ослабленными несущими элементами или установлении безопасных режимов проезда сверхпроектных нагрузок.

Основную сложность при определении рисков представляет вероятностный нелинейный пространственный расчет усилий в конструкции при близких к предельным воздействиям, который для железобетонных балочных конструкций с дефектами и повреждениями является трудоёмкой задачей. В связи с этим актуальной является задача разработки методики применения распространен-

ных в инженерной практике вычислительных комплексов типа SCAD, LIRA, MicroFE, SERIAL, ETAP и др. применительно к используемым в мостостроении балочным пролётным строениям из железобетона.

В настоящей работе на основе положений теории риска разрабатывается методика количественной оценки вероятности возникновения катастрофических состояний в нормальных и наклонных сечениях применяемых в мостостроении балочных систем из железобетона при совместном действии постоянных и временных нагрузок с учетом разброса прочностных характеристик материалов, действующих нагрузок и наличия дефектов и повреждений. При этом существенным является как величина, так и расположение дефектов и повреждений на конструкции.

Целью диссертационной работы является разработка методик, алгоритмов и программ количественной оценки вероятности возникновения предельных и катастрофических состояний в применяемых в мостостроении балочных системах из железобетона при совместном действии постоянных и временных нагрузок с учетом снижения несущей способности отдельных балок системы при наличии дефектов и повреждений.

Научная новизна работы состоит в следующем:

разработаны новая методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения предельных и катастрофических состояний применяемых в мостостроении систем железобетонных балок в эксплуатационном режиме при наличии в них дефектов и повреждений;

разработаны методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в нормальных сечениях железобетонных балок при произвольных законах распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

впервые получены данные о влиянии разброса прочностных характеристик материалов расчета на риски возникновения катастрофических состояний в нормальных сечениях железобетонных балок;

разработаны новая методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в наклонных сечениях железобетонных балок для нормального распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

впервые получены данные о влиянии разброса прочностных характеристик материалов на риски возникновения катастрофических состояний в наклонных сечениях железобетонных балок;

в оригинальной постановке решена с позиций теории риска задача оптимизации размеров и армирования изгибаемой железобетонной балки;

разработаны новая методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения предельного состояния по трещнностойкости в нормальных сечениях железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой для нормального распределения прочностных характеристик материалов и разброса потерь предварительного напряжения;

- получены количественные показатели риска возникновения катастро
фических и предельных состояний в несущих элементах разрезных железобе
тонных балочных пролётных строений автодорожных мостов при совместном
действии постоянных и сверхпроектных временных нагрузок с учетом и без
учета дефектов и повреждений.

Основными задачами диссертационной работы являются:

разработка методики, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения предельных и катастрофических состояний применяемых в мостостроении систем железобетонных балок в эксплуатационном режиме с учетом снижения несущей способности во время эксплуатации при возникновении дефектов и повреждений;

разработка методики, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в нормальных сечениях железобетонных балок при произвольных законах распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

численные исследования влияния разброса прочностных характеристик материалов на риски возникновения катастрофических состояний в нормальных сечениях железобетонных балок;

разработка методики, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в наклонных сечениях железобетонных балок для нормального распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

численные исследования влияния разброса прочностных характеристик материалов на риски возникновения катастрофических состояний в наклонных сечениях железобетонных балок;

формулировка и решение с позиций теории риска задача оптимизации размеров и армирования изгибаемой железобетонной балки с использованием в качестве целевой функции полной стоимости балки с учетом затрат на восстановление при приближении к предельному состоянию;

разработка методики, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения предельного состояния по трещиностойкости в нормальных сечениях железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой для нормального распределения прочностных характеристик материалов и разброса потерь предварительного напряжения;

численные исследования количественных показателей риска возникновения катастрофических и предельных состояний в несущих элементах железобетонных балочных пролётных строений автодорожных мостов при совместном действии постоянных и сверхпроектных временных нагрузок с учетом и без учета дефектов и повреждений.

Достоверность научных положений и результатов, сформулированных в диссертации. Основные принципы разработанных методик основаны на непротиворечивых положениях строительной механики и теории риска. Сходи-

мость предлагаемых алгоритмов проверена сопоставлением результатов на ряде расчетных примеров с данными других авторов.

Практическая ценность работы заключается в создании на базе разработанных алгоритмов программ расчёта балочных пролётных строений автодорожных мостов с учетом разброса прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок, а также с учётом различных дефектов и повреждений. Программы апробированы и могут быть рекомендованы для практического внедрения.

На защиту выносятся:

методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения предельных и катастрофических состояний применяемых в мостостроении систем железобетонных балок в эксплуатационном режиме с учетом снижения несущей способности во время эксплуатации при возникновении дефектов и повреждений;

методика, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в нормальных сечениях железобетонных балок при произвольных законах распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

разработка методики, алгоритма и программы количественной оценки риска возникновения катастрофического состояния в наклонных сечениях железобетонных балок для нормального распределения прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок;

новое решение с позиций теории риска задачи оптимизации размеров и армирования изгибаемой железобетонной балки с использованием в качестве целевой функции полной стоимости балки с учетом затрат на восстановление при приближении к предельному состоянию;

методика, алгоритм и программа количественной оценки риска возникновения предельного состояния по трещиностойкости в нормальных сечениях железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой для нормального распределения прочностных характеристик материалов и разброса потерь предварительного напряжения.

Апробация работы проведена путём представления и обсуждения докладов на 63-65 научных конференциях ВГАСУ (Воронеж, 2008-2010 гг.), а также на научно-практических конференциях по проблемам прочности, живучести и надежности строящихся, эксплуатируемых и реконструируемых зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения и мостов, проводимых в ВГАСУ (Воронеж, 2008-2010 гг.). Материалы диссертации представлены на международном конгрессе «Наука и инновации в строительстве SIB - 2008» в ВГАСУ (Воронеж, 2008 г.), IX международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» в Тульском техническом университете (Тула, 2008 г.), на международной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики» в Воронежском государственном университете (Воронеж, 2009 г.).

Публикации: основное содержание диссертационной работы изложено в 5 публикациях, в том числе одна статья опубликована в издании, входящем в перечень, определенный ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Диссертация содержит 161 страницу, в том числе 106 страниц машинописного текста, список литературы из 130 наименований использованных источников, 80 рисунков, 23 таблицы и 1 приложение с двумя актами внедрения разработанных методик и программ.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net