1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 192 — будівництво та цивільна інженерія
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31755
Назва: Дослідження впливу параметрів зварного шва на тріщиностійкість вузлів зварних ферм при дії циклічних навантажень
Інші назви: Analysis of the influence of weld parameters on the crack resistance of welded trusses under the action of cyclic loads
Автори: Ворончак, Василь Іванович
Voronchak, Vasyl
Приналежність: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Бібліографічний опис: Ворончак В.І. Дослідження впливу параметрів зварного шва на тріщиностійкість вузлів зварних ферм при дії циклічних навантажень: кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю „192 — будівництво та цивільна інженерія“ / В.І. Ворончак. — Тернопіль: ТНТУ, 2020. — 78 с.
Дата публікації: 28-тра-2020
Дата внесення: 2-чер-2020
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Науковий керівник: Ковальчук, Ярослав Олексійович
УДК: 624.078.45
Теми: 192
будівництво та цивільна інженерія
вузол зварної ферми
циклічні навантаження
тріщиностійкість
зварні шви
welded truss assembly
cyclic loads
crack resistance
welds
Короткий огляд (реферат): В даній роботі розроблено та досліджено поведінку типової зварної ферми на тріщиностійкість вузлів з найвищим параметром НДС, з різною довжиною зварного шва на дію циклічних навантажень Змінюючи параметри довжини зварних швів для вузла ферми, де формуються найвищі параметри НДС, досліджено їх вплив на тріщиностійкість досліджуваної конструкції. За результатами досліджень не можна зробити однозначного висновку про вплив довжини зварного шва на період експлуатації до зародження тріщини. Довговічність зварної ферми, яка експлуатується при циклічних навантаженнях, знаходиться в прямій залежності від довжини зварного шва. Отримані в роботі результати доцільно використовувати при проектуванні зварних ферм, які експлуатуватимуться при дії циклічних навантажень, для визначення проектної довговічності їх роботи і попередження руйнування конструкцій через поширення тріщин втоми за межі допустимих розмірів.
In this work is developed and analyzed the behavior of a typical welded truss on crack resistance of knots with the highest parameter of stress deformed state, with different length of a weld on action of cyclic loads. By changing the parameters of the length of welds for the truss assembly, where the highest stress deformed state parameters are formed, their influence on the crack resistance of the investigated structure is analyzed. According to the results of analysis, it is impossible to draw an unambiguous conclusion about the influence of the length of the weld on the period of operation before the crack. The durability of a welded truss, which is operated under cyclic loads, is directly dependent on the length of the weld. The results obtained in this work should be used in the design of welded trusses, which will be operated under cyclic loads, to determine the design durability of their work and prevent the destruction of structures due to the spread of fatigue cracks beyond the allowable size.
Зміст: ВСТУП 5 Розділ 1 ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ДОВГОВІЧНІСТЬ ЗВАРНИХ ФЕРМ…8 1.1 Нормативні вимоги до надійності і довговічності зварних ферм... 8 1.2 Розрахунок конструктивних елементів ферм і їх дослідження…10 1.3 Особливості забезпечення безаварійної експлуатації зварних ферм за умов циклічних навантажень…14 1.4 Напружено-деформівний стан у вузлах зварних ферм… 16 1.5 Узагальнення результатів відомих робіт та постановка задач для власних досліджень…20 1.6 Висновки за розділом 1…21 Розділ 2 МЕТОДИЧНІ ПІДХОДИ ДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІЦНОСТІ І ДОВГОВІЧНОСТІ ЗВАРНИХ ФЕРМ…23 2.1 Технологічні особливості формування вузлів зварних ферм…23 2.2 Зварювання як визначальний чинник тримкості і довговічносі ферми…24 2.3 Алгоритм проектування зварних ферм за класичними підходами… 26 2.4 Методика визначення розподілу сил у вузлах зварних ферм за класичними підходами…28 2.5 Методика визначення довжини зварних вузлових швів… 34 2.6 Програмні пакети для визначення параметрів зварних швів… 36 2.7 Висновки за розділом 2… 38 Розділ 3 ПАРАМЕТРИ ЗВАРНИХ ШВІВ ЯК ВИЗНАЧАЛЬНИЙ ЧИННИК ДОВГОВІЧНОСТІ ЗВАРНИХ ФЕРМ...39 3.1 Формування напружень в околі зварного шва при виготовленні і експлуатації ферм…39 3.2 Вибір типової зварної ферми для досліджень, схеми її базування і навантажування…42 3.3 Вибір сталі та матеріалів для з’єднання…44 3.4 Проектування ферми методом комп’ютерного моделювання…46 3.5 Виявлення місць локалізації пікових показників НДС і визначення їх значень…47 3.6 Дослідження довговічності запроектованої конструкції при циклічних навантаженнях…49 3.7 Зміна довговічності ферми при зміні параметрів зварних швів….. 55 3.8 Висновок за розділом 3…. 60 Розділ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯ…62 4.1 Охорона праці при монтажі крокв’яних ферм …62 4.2 Протидія руйнуванню фермових конструкцій при аварійних ситуаціях…63 4.2.1 Основні причини аварій будівель і споруд…63 4.2.2 Небезпека руйнування несучих конструкцій …64 4.2.3 Поведінка дослідження ферми при перевантаженні… 65 4.2.4 Попередження руйнуванню досліджуваних ферм…66 ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31755
Власник авторського права: © Ворончак Василь Іванович, 2020
Перелік літератури: 1. ДБН В.1.2-14-2009. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд , будівельних конструкцій та основ: – К.: Укрархбудінформ, 2009. – 37 с.
2. ДБН В-2.6-163:2010 Конструкції будівель і споруд. Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу : – К.: Укрархбудінформ, 2009. – 206 с.
3. ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми проектування, : К., Мінрегіон України, – 2014, 128 с
4. Металеві конструкції: підруч. [для студ. вищ. навч. закл.] / [Нілов О. О., Пермяков В. О., Шимановський О. В. та ін.]. – К.: Вид-во “Cталь”, 2010. – 869 с.
5. Шингера Н. Фізичне моделювання для оцінки залишкового ресурсу зварних фермових конструкцій. / Н. Шингера, Я. Ковальчук // Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті : наук. конф. мех.-технолог. фак. ТНТУ ім. І. Пулюя, 16 трав. 2011р. : тези доп. – Тернопіль, 2011. – С. 10.
6. Ковальчук Я. О. Фізичне моделювання втомного пошкодження зварної ферми / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера // Матеріали ХІХ наукової конференції ТНТУ ім. Ів. Пулюя, 18-19 травня 2016 року – Т. : ТНТУ, 2016 – С. 143. – (Матеріалознавство, міцність матеріалів і конструкцій, будівництво).
7. Шингера Н. Я. Моделювання пошкодження зварних будівельних ферм / Н. Я. Шингера, Я. О. Ковальчук, І. Б. Окіпний // Вісник Тернопільського нац. техн. унту ім. І. Пулюя. – 2011. – Спецвип., част. 2 – С. 112–117.
8. Ковальчук Я.О. Тримка здатність будівельної підкроквяної зварної ферми при дії статичних навантажень / Я.О.Ковальчук, Н.Я. Шингера // XVІ наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 5–6 груд. 2012р. : тези доп. – Т. ІІ, Тернопіль, 2012. – С. 88
9. Ковальчук Я. О. Деформування зварної будівельної ферми при статичних навантаженнях / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера, О.І.Рибачок // Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2014. – №1. – С. 28 – 34.
10. Ковальчук Я. О. Моделювання напружено-деформованого стану нижнього пояса будівельної зварної ферми / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера, О.І.Рибачок // Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2014. № 2– С. 34 – 39.
11. Ковальчук Я. О. Моделювання напружено-деформівного стану кроквяної ферми / Я. Ковальчук, Н. Шингера, О. Качка // Збірник тез доповідей Ⅲ наукової конференції „Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті“, 21 травня 2015 року — Т. : ТНТУ, 2015 — С. 10. — (Секція: Матеріалознавство, міцність конструкцій та будівництво).
12. Ковальчук Я.О. Моделювання НДС зварної кроквяної ферми при експлуатаційних навантаженнях / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І. Качка // Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування і прогнозування: матеріали IV міжнар. наук.-практ. конф., 21–24 верес. 2015 р. – Тернопіль, 2015. – С. 244–247
13. Ковальчук Я. О. Моделювання поведінки зварної кроквяної ферми при розподілених навантаженнях / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера, О.І.Качка // Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2015. № 3(79)– С. 46 – 51 — (Механіка та матеріалознавство).
14. Кіндрат Ю. І. Тримкість зварних підкроквяних ферм із трубчастих елементів / Ю. І. Кіндрат, Я. О. Ковальчук // Збірник тез доповідей ⅦМіжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 28-29 листопада 2018 року. — Т. : ТНТУ, 2018. – Том 1. – С. 31–32
15. Kovalchuk Y. Stress-strain state of a bottom chord of a welded roof truss / Yaroslav Kovalchuk, Natalya Shynhera, Natalya Chornomaz // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2019. — Vol 93. — No 1. — P. 41–46. — (Mechanics and materials science).
16. Kovalchuk Y. O. Computer modeling of the stresses in welded truss / Yaroslav Kovalchuk, Natalya Shynhera // Вісник ТНТУ, – Т. : ТНТУ, 2016 – Том 82. – № 2. – С. 44-48. – (Механіка та матеріалознавство).
17. Пат. №86798 Україна, МПК G01N 25/16. Пристосування для визначення температурних деформацій плоских ферм / Ковальчук Я.О., Шингера Н.Я., Бойчук А.В., Рибачок Н.І., Бобик М.П.).; заявник і патентовласник Тернопіль. нац. техніч. ун-т. – №86798 ; заявл.15.07.2014 ; опубл. 10.01.2014, Бюл. №1.
18. Ковальчук Я.О. Особливості напружено-деформованого стану зварної ферми з урахуванням температурних впливів / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, Рибачок О.І., Бойчук А.В., Бобик М.П. // Науково-технічний збірник «Сучасні технології, матеріали і конструкції у будівництві»: – Вінниця: УНІВЕРСУМВінниця. –2012. – №2 (13) – С. 16–19.
19. Ковальчук Я.О. Характер деформування будівельної підкроквяної зварної ферми при зміні температури / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, Рибачок О.І., Бойчук А.В., Бобик М.П. // XVІ наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 5–6 груд. 2012р. : тези доп. – Т. ІІ, Тернопіль, 2012. – С. 89.
20. Ковальчук Я.О. Деформування зварної будівельної ферми при дії теплових впливів / Я.О. Ковальчук, М.П.Бобик, О.І.Рибачок, А.В.Бойчук // ІІ наук.- техн. конф. мех.-техн. ф-ту Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 24–25 квіт. 2013р. : тези доп. – , Тернопіль, 2013. – С. 12.
21. Ковальчук Я. О. Моделювання напружень в елементах зварної ферми при нагріванні / Я. Ковальчук, Н. Шингера // Матеріали ХХІ наукової конференції ТНТУ ім. І. Пулюя, 16-17 травня 2019 року. — Т. : ТНТУ, 2019. — С. 107. — (Матеріалознавство, міцність матеріалів і конструкцій, будівництво).
22. Шингера Н.Я. Статистична модель для визначення залишкового ресурсу типової зварної ферми при циклічних навантаженнях : дис. канд. техн. наук : 01.05.02 / Н. Я. Шингера; Терноп. нац. техн. ун-т ім. І. Пулюя. - Т., 2012. - 157 c. - укp.
23. Ясній П. В. Верифікація результатів моделювання напруженодеформованого стану зварної ферми / Ясній П. В., Ковальчук Я. О., Шингера Н. Я., Рибачок О. І. // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій [Текст]: Зб. наук. статей / За заг. ред. Лучка Й.Й. – Львів: Каменяр, 2014. – Вип. 10. – С. 461 – 471.
24. Ковальчук Я. О. Особливості статистичного дослідження зварних навантажених ферм / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера // Вісник ТДТУ ім. Івана Пулюя. – 2009. – №1. – С. 23 – 27.
25. Шингера Н. Статистична оцінка властивостей сталі ВСт3пс на ділянці термічного впливу від зварного шва / Н. Шингера, Я. Ковальчук // XIV наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 27–28 жовт. 2010р. : тези доп. – Тернопіль, 2010. – С. 59.
26. Ковальчук Я. Статистичні особливості втомного пошкодження зварних будівельних ферм / Я. Ковальчук, Н. Шингера // XV наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 14–15 груд. 2011р. : тези доп. – Тернопіль, 2011. – С. 127.
27. Ковальчук Я.О. Статистичне моделювання втомного пошкодження зварної ферми / Я.О. Ковальчук, Ю.І. Пиндус, Н.Я. Шингера // Науково-технічний збірник «Сучасні технології, матеріали і конструкції у будівництві»: – Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця. –2012. – №2 (13) – С. 91–94.
28. Пат. №40196 Україна, МПК G01N 3/00. Пристрій для базування зварних ферм при випробуваннях на статичну та циклічну міцність / Шингера Н. Я., Ковальчук Я. О.; заявник і патентовласник Тернопіль. держ. техніч. ун-т. – №40196 ; заявл.13.11.08 ; опубл. 25.03.2009, Бюл. №6.
29. Ковальчук Я.О. Особливості втомного пошкодження вузлів зварної ферми / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І. Качка // Міжнародна науково-технічна конференція «Інноваційні технології в будівництві» – ВНТУ, 18-20 листоп. 2014 р.: тези доп. – , Вінниця, 2014, с. 37.
30. Ковальчук Я.О Моделювання втомної пошкоджуваності вузлів підкроквяних ферм / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І. Качка // XVІІІ наук. конф. Тернопільського нац. тех. ун-ту ім. І. Пулюя, 29–30 жовт. 2014р. : тези доп. – Тернопіль, 2014. – С. 87.
31. Ковальчук Я.О. Вплив циклічних навантажень на пошкодження вузлів зварної ферми / Я.О Ковальчук, Н.Я. Шингера // Всеукр. наук.-практ. конф. «Обладнання і технології сучасного машинобудування», 11–12 трав. 2017 р.: тези доп. – Тернопіль, 2017. – С. 90.
32. Ковальчук Я.О. Втомна пошкоджуваність вузлів зварних фермових мостів / Я.О. Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І. Качка // Міжнар. наук.-практ. конф. ім. д.т.н. Сокола Е.М. «Безпека руху і наукові засади експертних досліджень транспортних пригод та інженерних споруд», 9–11 верес. 2015 р.: тези. доп. – Львів, 2015. – С. 66.
33. Миронов А.Н. Методологические основы для проведения экспериментальных испытаний на выносливость узлов решетчатых конструкций с применением ГСП и ШПД // Вiсник ДонДАБА. – Вип. 2002 – 2(33). “Будiвельнi конструкцii, будiвлi та споруди”. – С. 92-96
34. Ковальчук Я.О. Вплив конструктивних та технологічних особливостей вузлів на тримкість зварної ферми / Я.О Ковальчук, Н.Я. Шингера, О.І.Качка // Міжнар. наук.-техн. конф. «Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій», ТНТУ, 19–20 трав. 2015 р.: тези доп. – Тернопіль, 2015. – С. 48 — (Нові матеріали, міцність і довговічність елементів конструкцій).
35. Ковальчук Я. О. Комп’ютерне моделювання деформації зварної ферми з косинками у вузлах / Я. О. Ковальчук, Н. Я. Шингера // Вісник ТНТУ, – Т. : ТНТУ, 2016 – Том 83. – № 3. – С. 73-78. – (Механіка та матеріалознавство).
36. Ковальчук Я.О. Вплив експлуатаційних пошкоджень у вузлах зварних ферм на їх тримкість / Я.О Ковальчук, Н.Я. Шингера, В.В.Лазар // ХХ наук.-техн. конф. ТНТУ, 17–18 трав. 2017 р.: тези доп. – Тернопіль, 2017. – С. 146 — (Матеріалознавство, міцність матеріалів і конструкцій, будівництво).
37. Ковальчук Я.О. Конструювання вузлів зварних ферм з використанням ПК ANSYS / Я. О.Ковальчук, Н.Я. Шингера, М.А.Басара //Вісник ТНТУ ім. Івана Пулюя. – 2017. № 1(85) – С. 47 –52.
38. Kovalchuk Y. The influence of height of angular profile of rods on rectangular welded truss deformation / Yaroslav Kovalchuk, Natalya Shynhera // Scientific Journal of TNTU. – Tern. : TNTU, 2017. – Vol 88. – No 4. – P. 82–87. – (Mechanics and materials science).
39. Басара М. А. Довговічність к-подібних вузлів зварних ферм / М. А. Басара, Я. О. Ковальчук // Праці VI Міжнародної науково-технічної конференції „Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування і прогнозування“, 24-27 вересня 2019 р. — Т. : ТНТУ, 2019. — С. 143–144. — (Оцінювання залишкового ресурсу елементів конструкцій).
40. Пат. №124552 Україна, МПК Е04С 3/2(2006.01), Е04С 1/22(2006.01) . Кподібний вузол зварної ферми / Ковальчук Я.О., Басара М.А., Шингера Н.Я. ; заявник і патентовласник Тернопіль. нац. техніч. ун-т. – № u 2017 11594 ; заявл.27.11.2017 ; опубл. 10.04.2018, Бюл. №7.
41. Пат. №131723 Україна, МПК (2018.01) Е04B 1/24(2006.01), F16S 3|00, Е04С 3/02(2006.01) . К-подібний вузол зварної ферми / Ковальчук Я.О., Басара М.А., Шингера Н.Я. ; заявник і патентовласник Тернопіль. нац. техніч. ун-т. – № u 2018 08345; заявл.30.07.2018 ; опубл. 25.01.2019, Бюл. №2.
42. Пічугін С.Ф. Визначення напружено-деформованого стану вузла сталевої рамної конструкції / С.Ф. Пічугін, О.О. Корх // Современные строительные конструкции из металла и древесины: сб. науч. тр.— Одесса, 2006.— Ч.1.— С. 147– 152.
43. Урахування дійсної роботи при оцінюванні надійності жорстких вузлів рамних каркасів / С.Ф. Пічугін, О.О. Корх, П.О. Хоружий, В.П. Чичулін // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво).— ПолтНТУ, 2005.— Вип.17.— С. 133–137.
44. Корх О.О. Використання методу граничних інтегральних рівнянь для знаходження напружено-деформованого стану вузла сталевої конструкції / О.О. Корх // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: зб. наук. пр.— Рівне, 2005.— Вип.12.— С. 175–180.
45. Розрахунок вузлiв плоских решiтчастих конструкцiй з використанням круглих труб i гнутозварених замкнутих профілiв на мiцнiсть i витривалiсть за сучасними нормами / Є.В. Горохов, С.В. Колеснiченко, А.М. Миронов, С.С. Аноприєнко. // Металевi конструкцii. – Том 3. - №1. - 2000. – С. 67-77.
46. Колесниченко С.В., Миронов А.Н. Влияние геометрических параметров на напряженно–деформированное состояние и концентрацию напряжений Т– образных узлов с поясом из широкополочного двутавра и решеткой из гнутосварных замкнутых профилей // Металевi конструкцii. – Том 4. - №1. - 2001. – С. 55-59.
47. Колесниченко С.В., Миронов А.Н. Определение теоретического коэффициента концентрации напряжений в сварных бесфасоночных узлах плоских стержневых конструкций с использованием широкополочных двутавров и гнутосварных замкнутых профилей // Вiсник Приднiпровської державної академiї будiвництва та архiтектури. – № 10-11, 2003 (70-71) - С. 62-69
48. Зинькова В.А. Методика экспериментальных исследований узловых соединений трубчатых элементов фермы // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2012. - № 1. - С. 50-52.
49. Bruno, R. J. Identification of Nonlinear Joints in a Truss Structure [Текст] / R. J. Bruno // Proceedings of the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA) / American Society of Mechanical Engineers (ASME) Adaptive Structures Forum, Hilton Head, SC. – Washington, 1994. – Р. 402–410.
50. Khdeir A. A. Thermal effects on the response of crossply laminated shallow shalls. Int. J. Solids and Struct. –1992. – 29, No5. – P. 653-667.
51. Lin T.J, Huang C.W, and Yang, Y.B . ”Inelastic Thermal Analysis of Preloaded Steel Trusses Undergoing Heating and Cooling Stages.” J. Eng. Mech. – 2012. – 138(5). – P468–477.
52. Chen L.-W. ,Chen L.-Y. .Thermal deformation and stress analysis of composite laminated plates by finite element method. .Comput. and Struct. – 1990. – 35, No 1. – p.41.
53. Rand O., Givoli D. «Thermal anakysis of space trusses including threedimensional», International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, Vol. 2 Iss: 2. – P.115 – 125..
54. Проблеми протидії конструкцій прогресуючому обваленню будівель та споруд : монографія / В. М. Першаков, М. С. Барабаш, А. О. Бєлятинський, К. М. Лисницька. – К. : НАУ, 2015. – 456с
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:192 — будівництво та цивільна інженерія

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
ad_Voronchak.pdfАвторська довідка654,65 kBAdobe PDFПереглянути/відкрити
krm_Voronchak.pdfКваліфікаційна робота магістра3,58 MBAdobe PDFПереглянути/відкрити
Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора