Русский
English 35-46 стр.
В работе проведена оценка прочностных и усталостных характеристик усиливаемых поврежденных стальных балок с использованием композитных материалов – фиброармированных полимеров (ФАП) при помощи аналитической модели с использованием программы ANSYS. Рассмотрен подход к проектированию, основанный на методологии постоянного графика усталости; построены в программе ANSYS модели пяти стальных балок, армированных углепластиком. Модель нагружалась симметрично расположенной сосредоточенной нагрузкой до разрушения. Кривые распространения усталостной трещины показали, что пластины углепластика сдерживают рост трещины и увеличивают долговечность. Результаты показали, что усиление углепластиком стальных балок увеличивает предельную нагрузку и увеличивает пла-стичность балки.
[1] Романив О.Н. Эффект закрытия трещин и оценка циклической трещиностойкости кон-струкционных сплавов // Физ. хим. механика материалов. 2012. № 3. С. 47 – 61.
[2] Сабуров В.Ф. Действительная нагруженность и расчётная оценка ресурса подкрано-вых балок промышленных зданий // Металлические конструкции. Работы школы про-фессора Н.С. Стрелецкого. М.: МГСУ, 2008. С. 187 – 193.
[3] Трощенко В.Т. Метод ускоренного определения предела усталости металлов // Прикл. механика. 2013. № 3. Вып. 5. С. 50 – 54.
[4] Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения М.: Физматлит, 2006. 328 с.
[5] Kim Y.J. Fatigue behavior of damaged steel beams repaired with CFRP strips // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. № 5. P. 1491 – 1502.
[6] Ghafoori E.M., Motavalli J. Botsis A. Herwig, and M. Galli, Fatigue strengthening of dam-aged metallic beams using prestressed unbonded and bonded CFRP plates // International Journal of Fatigue. 2012. Vol. 44. P. 303 – 315.
[7] Kondo Y., Okuya K. The effect of seismic loading on the fatigue strength of welded joints // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 468-470. P. 223 – 229.
[8] Wu G., Wang H., Wu Z., Liu H., Ren Y. Experimental study on the fatigue behavior of steel beams strengthened with different fiber-reinforced composite plates // Journal of Composites for Construction. 2012. Vol. 16. № 2. P. 127 – 137.
[9] Loher U.B., Mueller R., Leutwiler, Esslinger V. CFRP strengthened aluminum structures // in Proceedings of the 17th International SAMPE Europe Conference on Success of Materials by Combination, Switzerland. Basel, 1996. P. 37 – 54.
[10] Tavakkolizadeh M., Saadatmanesh H. Fatigue strength of steel girders strengthened with carbon fiber reinforced polymer patch // J. Struct. Eng. 2003. № 129. P. 186 – 196.
[11] Rizkalla S., Dawood M., Schnerch D. Development of a carbon fiber reinforced polymer system for strengthening steel structures // Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 2008. № 39. P. 88 – 397.
[12] Klubberg F., Klopfer I., Broeckmann C., Berchtold R., Beiss P. Fatigue testing of materials and components under mean load conditions // An. Mec. Fract. 2011. № 1. P. 419 – 424.
[13] Туснин А.Р., Щуров Е.О. Экспериментальные исследования клеевого соединения эле-ментов из стали и углепластиковых композиционных материалов // Промышленное и гражданское строительство. М., 2017. № 7. С. 69 – 73.
[14] Туснин А.Р., Щуров Е.О. Теоретическая оценка несущей способности стальной балки, усиленной углепластиком // Промышленное и гражданское строительство. М., 2020. № 2. С. 18 – 22.
[15] Емельянов О.В., Зимонин Е.А. Закономерности формирования остаточных сжимаю-щих напряжений в окрестности вершины трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. М., 2010. № 3. С. 25 – 27.
[16] Белый Г.И., Кубасевич А.Е. Несущая способность подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2022. № 2. С. 24 – 29.
[17] Белый Г.И., Кубасевич А.Е. Влияние геометрических несовершенств сжатого пояса на несущую способность подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2022. № 3. С. 14 – 20.
[18] Кубасевич А.Е. Работа подкрановых балок с усталостными трещинами в зоне сжатого пояса // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2021. № 3. С. 64 – 70.
[19] Кубасевич А.Е. Устойчивость стенок подкрановых балок с усталостными трещинами в зоне сжатого пояса // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2020. № 4. С. 47 – 53.
[20] Горицкий В.М. Установление причины ускоренного роста трещины в стенке верти-кального стального резервуара РВСП-20000 // Промышленное и гражданское строи-тельство. М., 2010. № 5. С. 25 – 28.
[2] Сабуров В.Ф. Действительная нагруженность и расчётная оценка ресурса подкрано-вых балок промышленных зданий // Металлические конструкции. Работы школы про-фессора Н.С. Стрелецкого. М.: МГСУ, 2008. С. 187 – 193.
[3] Трощенко В.Т. Метод ускоренного определения предела усталости металлов // Прикл. механика. 2013. № 3. Вып. 5. С. 50 – 54.
[4] Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения М.: Физматлит, 2006. 328 с.
[5] Kim Y.J. Fatigue behavior of damaged steel beams repaired with CFRP strips // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. № 5. P. 1491 – 1502.
[6] Ghafoori E.M., Motavalli J. Botsis A. Herwig, and M. Galli, Fatigue strengthening of dam-aged metallic beams using prestressed unbonded and bonded CFRP plates // International Journal of Fatigue. 2012. Vol. 44. P. 303 – 315.
[7] Kondo Y., Okuya K. The effect of seismic loading on the fatigue strength of welded joints // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 468-470. P. 223 – 229.
[8] Wu G., Wang H., Wu Z., Liu H., Ren Y. Experimental study on the fatigue behavior of steel beams strengthened with different fiber-reinforced composite plates // Journal of Composites for Construction. 2012. Vol. 16. № 2. P. 127 – 137.
[9] Loher U.B., Mueller R., Leutwiler, Esslinger V. CFRP strengthened aluminum structures // in Proceedings of the 17th International SAMPE Europe Conference on Success of Materials by Combination, Switzerland. Basel, 1996. P. 37 – 54.
[10] Tavakkolizadeh M., Saadatmanesh H. Fatigue strength of steel girders strengthened with carbon fiber reinforced polymer patch // J. Struct. Eng. 2003. № 129. P. 186 – 196.
[11] Rizkalla S., Dawood M., Schnerch D. Development of a carbon fiber reinforced polymer system for strengthening steel structures // Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 2008. № 39. P. 88 – 397.
[12] Klubberg F., Klopfer I., Broeckmann C., Berchtold R., Beiss P. Fatigue testing of materials and components under mean load conditions // An. Mec. Fract. 2011. № 1. P. 419 – 424.
[13] Туснин А.Р., Щуров Е.О. Экспериментальные исследования клеевого соединения эле-ментов из стали и углепластиковых композиционных материалов // Промышленное и гражданское строительство. М., 2017. № 7. С. 69 – 73.
[14] Туснин А.Р., Щуров Е.О. Теоретическая оценка несущей способности стальной балки, усиленной углепластиком // Промышленное и гражданское строительство. М., 2020. № 2. С. 18 – 22.
[15] Емельянов О.В., Зимонин Е.А. Закономерности формирования остаточных сжимаю-щих напряжений в окрестности вершины трещины при знакопеременном циклическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. М., 2010. № 3. С. 25 – 27.
[16] Белый Г.И., Кубасевич А.Е. Несущая способность подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2022. № 2. С. 24 – 29.
[17] Белый Г.И., Кубасевич А.Е. Влияние геометрических несовершенств сжатого пояса на несущую способность подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2022. № 3. С. 14 – 20.
[18] Кубасевич А.Е. Работа подкрановых балок с усталостными трещинами в зоне сжатого пояса // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2021. № 3. С. 64 – 70.
[19] Кубасевич А.Е. Устойчивость стенок подкрановых балок с усталостными трещинами в зоне сжатого пояса // Вестник гражданских инженеров. СПб, 2020. № 4. С. 47 – 53.
[20] Горицкий В.М. Установление причины ускоренного роста трещины в стенке верти-кального стального резервуара РВСП-20000 // Промышленное и гражданское строи-тельство. М., 2010. № 5. С. 25 – 28.
Михаськин В.В. Влияние динамических нагрузок на усталостную прочность стальных балок, усиленных углепластиком // Строительные материалы и изделия. 2023. Том 6. № 2. С. 35 – 46. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-35-46