Напружено-деформований стан цегляної кладки стовбурів димових труб за спільної дії навантажень від власної ваги, вітру і впливу температури

Yu. M. Yarovoj, O. Ye. Lukashenko, E. O. Perepelica

Анотація


Постановка проблеми. В Україні наразі перебувають в експлуатації понад 3000 цегляних димових труб. Термін експлуатації більшості труб перевищує 20 років, близько 20 % димових труб експлуатуються понад 50 років. Обстеження технічного стану димових труб, оцінювання їх несної здатності, а також розроблення рекомендацій щодо забезпечення подальшої експлуатації, – актуальне дослідницьке завдання. Чинних нормативних документів, що регламентують розрахунок і проектування стовбурів цегляних і залізобетонних димових труб, в Україні немає. У довідковій літературі та відомчих будівельних нормах розрахункова схема стовбура димової труби прийнята у вигляді консольного стержня із жорстким закріпленням. У розрахунках рекомендується враховувати поздовжньо-поперечний згин від дії вітрового навантаження і власної ваги, а також крен фундаменту. Перевірка міцності кладки стовбура труби виконується окремо для горизонтальних і вертикальних перетинів. Для горизонтальних перетинів ‑ на поздовжню силу і згинальний момент (власна вага і вітрове навантаження), для вертикальних перетинів ‑ на температурні зусилля внаслідок перепаду температури по товщині стінки стовбура. Такий підхід не відображає повною мірою реальної роботи кладки стовбурів димових труб, яка перебуває в складному напруженому стані. Мета. Виконати порівняльний розрахунок стовбурів цегляних димових труб різних висот, проаналізувати чинники, що впливають на напружено-деформований стан кладки стовбурів. Висновок. Запропоновано виконувати розрахунок кладки для плоского напруженого стану на температурні впливи в пружній стадії з урахуванням спільної роботи кладки і стяжних кілець, при цьому враховувати тангенціальні і поздовжні температурні напруження. Запропонований розрахунок дозволяє визначати момент утворення тріщин силового і температурного характеру. Застосування запропонованого підходу вимагає уточнення НДС кладки стовбурів труб у плоскому напруженому стані за допомогою числових та експериментальних моделей, а також вибору й обґрунтування критерію міцності.


Ключові слова


стовбур цегляної димової труби; поздовжньо-поперечний згин; стяжні кільця; температурні напруження; попередній натяг; плоский напружений стан; критерії міцності

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Vinogradov V.V. and Perepelica E.A. Modelirovanie raboty bashennyx sooruzhenij dymovyx trub v sisteme «stvol-fundament-osnovanie» [Modelling behaviour of tower structures of chimneys in the system "shaft-foundation-base"]. Vestnik Xar'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta [Bulletin of the Kharkiv National Automobile and Highway University]. 2015, iss. 68, pp. 99–107. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vhad_2015_68_20. (in Russian).

Ukazaniya po raschetu zhelezobetonnyx dymovyx trub: VSN 286-72 [Departmental Building Codes 286-72. Guidelines for the calculation of reinforced concrete chimneys]. Ministerstvo montazhnyx i special'nyx stroitel'nyx rabot SSSR [Ministry of installation and special construction works of the USSR]. Moskva, 1972, 27 p. (in Russian).

Ukazaniya po raschetu zhelezobetonnyx dymovyx trub: VSN 286-90 [Departmental Building Codes 286-90. Guidelines for the calculation of reinforced concrete chimneys]. Ministerstvo montazhnyx i special'nyx stroitel'nyx rabot SSSR [Ministry of installation and special construction works of the USSR]. Moskva, 1990, 73 p. (in Russian).

Milonov V.M. Armokipichnye dymovye truby (Issledovanie raboty kladki i metod rascheta trub) [Reinforced brick chimneys (Study of masonry work and method of chimneys calculating)]. Moskva: Gosstrojizdat, 1960, 112 p. (in Russian).

Milonov V.M., Semenov A.I. Issledovanie temperaturnyx usilij v kirpichnyx dymovyx trubax [Research of temperature forces in brick chimneys]. Issledovaniya po zharoupornomu zhelezobetonu i armokirpichnym konstrukciyam [Researches on heat-resistant reinforced concrete and reinforced-brick structures]. Moskva, 1959, pp. 307–340. (in Russian).

Orlovich R.B. and Derkach V.N. Kriterii prochnosti, primenyaemye v zarubezhnoj praktike rascheta i proektirovaniya kamennyx konstrukcij [Strength criteria used in foreign practice of calculation and design of stone structures]. Izvestija vuzov. Stroitel'stvo [News of universities. Building]. 2011, no. 6. pp. 101–106. (in Russian).

Semencov S.A. and Kamejko V.A , eds. Spravochnik proektirovshhika promyshlennyx, zhilyx i obshhestvennyx zdanij i sooruzhenij. Kamennye i armokamennye konstrukcii [Handbook of the designer of industrial, residential and public buildings and structures. Stone and reinforced structures]. Moskva: Strojizdat, 1968, 176 p. (in Russian).

Sat'yanov V. G., Xaponen N.A., Pilipenko P.B., Francuzov V.A. and Sat'yanov S.V. Metodika rascheta nagruzok, prochnosti i resursa stvolov dymovyx i ventilyacionnyx promyshlennyx trub [Method for loads, strength and resource calculating of the trunks of smoke and ventilation industrial chimneys]. Moskva: Universum, 2005, 264 p. (in Russian).

Yarovoj Yu. N. and Perepelica E.A. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie kirpichnoj kladki stvolov dymovyx trub v zonax ustanovki styazhnyx kolec [Stress-strain state of masonry of chimney trunks in zones of clamping rings installation]. Stroitel'naya mexanika i raschet sooruzhenij [Structural mechanics and design of structures]. 2016, no. 1, pp. 7–13. (in Russian).

Hegemier G.A., Nunn R.O., Arga S.K. Behaviour of concrete masonry under biaxial stresses. Proceedings of the North American Masonry Conference, August 14-16, 1978, University of Colorado, Boulder, Colorado, 1978, pp. 76–84.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Виноградов В. В. Моделирование работы башенных сооружений дымовых труб в системе "ствол–фундамент–основание" / В. В. Виноградов, Е. А. Перепелица // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. – 2015. – Вып. 68. – С. 99–107. – Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vhad_2015_68_20.

 

Указания по расчету железобетонных дымовых труб : ВСН 286-72 / М-во монтаж. и спец. строит. работ СССР. – Изд. офиц. – Москва, 1972. – 27 с.

 

Указания по расчету железобетонных дымовых труб : ВСН 286-90 / М-во монтаж. и спец. строит. работ СССР. – Изд. офиц. – Москва, 1990. – 73 с.

 

Милонов В. М. Армокипичные дымовые трубы (Исследование работы кладки и метод расчета труб) / В. М. Милонов ; под ред. В. И. Мурашева. – Москва : Госстройиздат, 1960. – 112 с.

 

Милонов В. М. Исследование температурных усилий в кирпичных дымовых трубах / В. М. Милонов, А. И. Семенов // Исследования по жароупорному железобетону и армокирпичным конструкциям / под ред. В. И. Мурашева. – Москва, 1959. – С. 307–340.

 

Орлович Р. Б. Критерии прочности, применяемые в зарубежной практике расчета и проектирования каменных конструкций / Р. Б. Орлович, В. Н. Деркач // Известия вузов. Строительство. – 2011. – № 6. – С. 101–106.

 

Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Каменные и армокаменные конструкции / под общ. ред. С. А. Семенцова, В. А. Камейко. – Москва : Стройиздат, 1968. – 176 с.

 

Методика расчета нагрузок, прочности и ресурса стволов дымовых и вентиляционных промышленных труб / В. Г. Сатьянов, Н. А. Хапонен, П. Б. Пилипенко, В. А. Французов, С. В. Сатьянов. – Москва : Универсум, 2005. – 264 с.

 

Яровой Ю. Н. Напряженно-деформированное состояние кирпичной кладки стволов дымовых труб в зонах установки стяжных колец / Ю. Н. Яровой, Е. А. Перепелица // Строительная механика и расчет сооружений. – 2016. – № 1. – С. 7–13.

 

Hegemier G. A. Behavior of concrete masonry under biaxial stresses / G. A. Hegemier, R. O. Nunn, S. K. Arga // Proceedings of the North American Masonry Conference, August 14-16, 1978, University of Colorado, Boulder, Colo / National Science Foundation (U.S.), Masonry Society ; editors and conference co-chairmen : James L. Noland, James E. Amrhein. – Boulder, Colorado, 1978. – P. 76–84.