Визначення несучої здатності та розробка заходів з підсилення конструкцій залізобетонних балок картонноробної машини із застосуванням методів нелінійного розрахунку

Abstract

У статті наведено результати аналізу ситуації, що склалася у зв'язку з необхідністю обстеження залізобетонних фундаментних конструкцій картоноробної машини на Луцькій картонно-паперовій фабриці. Ця необхідність зумовлена модернізацією виробництва та плановим технічним переоснащенням виробничої лінії зі збільшенням навантаження на конструкції, що вимагає ретельного аналізу несучої здатності існуючих конструкцій та розробки заходів із підсилення. У рамках дослідження, у програмному комплексі ЛІРА-САПР було детально змодельовано роботу основної несучої залізобетонної балки за допомогою методу скінченних елементів із застосуванням нелінійного розрахунку. Дана модель виконувалась просторовою, із врахуванням реальних характеристик деформування матеріалів, що були визначені в результаті попереднього обстеження конструкцій. Цей розрахунок дозволив визначити максимально точні значення зусиль і переміщень в елементах балки. Результати підтвердили попередні припущення про вичерпання несучої здатності опорних балок картонноробної машини при проведенні технічного переоснащення. Це відповідно підтвердило необхідність розробки та перевірки ефективних заходів для підсилення несучої здатності конструкції. Такі рішення були запропоновані в цій роботі у вигляді сталевої опорної рамної конструкції з підкосами, що спирається на фундаменти. Основною задачею рами підсилення було зменшення довжини чистого прольоту конструкції та величини поперечних зусиль у балці. Цю схему було додано до просторової розрахункової моделі балки та перевірено нелінійним розрахунком. Результати розрахунку підтвердили ефективність цієї схеми, оскільки продемонстрували значне зменшення дотичних і нормальних напружень в елементах балки (на 52- 54%), а також зменшення прогинів на 70%.