ОЦЕНКА СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОДНОВЕТВЕВЫХ СТАЛЬНЫХ КОЛОНН ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ ДВУТАВРОВОГО СЕЧЕНИЯ, ПОЛУЧИВШИХ ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Целью работы является выявление резервов несущей способности эксплуатируемых одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения, с механическими и коррозионными повреждениями на различных этапах существования объекта на основе совершенствования существующих методик оценки силового сопротивления. Подобная оценка позволяет в дальнейшем более точно выявить конкретные межремонтные сроки конструкции с учетом степени агрессивности среды конкретного предприятия, а также установить возможность ограниченной эксплуатации конструкций до плановых ремонтно-восстановительных работ. Достижение цели работы осуществлено постановкой и решением взаимосвязанных задач: 1. Изучить существующие методики расчета одноветвевых стальных внецентренно-сжатых колонн двутаврового сечения с повреждениями, оценить их точность и, при необходимости, предложить корректировку расчетных формул. 2. Выполнить по единой методике комплексные экспериментально-теоретические исследования стальных внецентренно-сжатых колонн двутаврового сечения, получивших повреждения при эксплуатации. 3. Создать численные модели внецентренно-сжатых колонн двутаврового сечения с ослабленными за счет механических и коррозионных повреждений сечениями, адекватно учитывающие особенности действительной работы конструкций. 4. Исследовать влияние механических и коррозионных повреждений, зафиксированных при обследовании, на техническое состояние и возможность дальнейшей эксплуатации одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения. 5. Изучить возможность эффективного использования одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения с большим сроком эксплуатации при обеспечении их надежности. 6. Дать рекомендации по оценке силового сопротивления одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения, получивших механические и коррозионные повреждения при эксплуатации. Объект исследования: одноветвевые стальные колонны двутаврового сечения производственных зданий и сооружений, получившие механические и коррозионные повреждения при эксплуатации. Предметом исследования является оценка силового сопротивления несущих стальных одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения с повреждениями, основанная на методах компьютерного и экспериментального моделирования поведения внецентренно-сжатых стоек с ослабленными сечениями при силовом воздействии. Область исследования. В соответствии с формулой специальности 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения в диссертационной работе представлены исследования конструкционной безопасности одноветвевых стальных колонн производственных зданий двутаврового сечения, основанные на использовании современных экспериментальных методах и методах компьютерного моделирования. В соответствии с поставленными целями и решенными задачами выполненное исследование соответствует следующим пунктам паспорта специальности: 1. Создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций наиболее полно учитывающих специфику воздействий на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности; 2. Развитие методов оценки надежности строительных конструкций, зданий и сооружений, прогнозирование сроков их службы, безопасности при чрезвычайных ситуациях и за проектных воздействиях. Научная новизна исследования: разработаны научные основы оценки силового сопротивления одноветвевых металлических колонн двутаврового сечения, получивших механические и коррозионные повреждения при эксплуатации; на основании предложенной модели определены пороговые значения для оценки технического состояния и безопасного остаточного ресурса; разработана методика по оценке конструкционной безопасности эксплуатируемых колонн с повреждениями. Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в совершенствовании методики определения силового сопротивления стальных металлических колонн двутаврового сечения с повреждениями при помощи современных вычислительных комплексов. Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке методики по определения силового сопротивления одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения, получивших повреждения разного рода при эксплуатации. Рекомендации к оценке силового сопротивления одноветвевых стальных колонн двутаврового сечения с повреждениями применены ООО «ПГ «Энергия» и ООО «Спецстрой» на объектах энергетики при расчете остаточной несущей способности, что подтверждается актами внедрения. Методология и методы исследования. Методология исследования заключается в анализе ранее полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных авторов по вопросам образования и развития коррозионных и механических повреждений конструктивных элементов зданий и сооружений. Методы исследования базируются на использовании математического аппарата метода конечных элементов (МКЭ) и системного анализа. Основная научно-техническая гипотеза - выполнить по единой методике комплексные экспериментально-теоретические исследования стальных строительных конструкций, получивших повреждения при эксплуатации, на основе которых откорректировать известные и создать новые расчетные методики с применением современных программно-вычислительных комплексов.