РОЗРАХУНОК ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ МЕТАЛЕВИХ ГОФРОВАНИХ КОНСТРУКЦІЙ ТРАНСПОРТНИХ СПОРУД ІЗ ВРАХУВАННЯМ ДІЇ ТЕПЛОВИХ ПОТОКІВ
Ключові слова:
металева гофрована конструкція, теплові потоки, температурне поле, метод скінченних елементівАнотація
Сформульовано проблему та наголошено на її актуальності. Проаналізовано літературні джерела, в яких вказано недоліки проєктування споруд із металевих гофрованих конструкцій на дію температурних впливів, що дало змогу сформулювати мету дослідження. Об’єктом досліджень температурних полів послугувала типова транспортна споруда – малий міст із металевих гофрованих конструкцій. Для визначення теплових потоків, що діють на збірні металеві гофровані конструкції в умовах експлуатації, виконано багатоваріантні вимірювання розподілу температур на поверхнях гофрованих листів транспортних споруд у різні пори року і часу доби. Температуру вимірювали тепловізором на транспортній споруді, яка експлуатується на об’їзній дорозі м. Олеська у Львівській області. Наведено результати експериментальних досліджень розподілу температури на поверхні металевого гофрованого листа при додатних та від’ємних температурах навколишнього середовища. Отримано значення теплових потоків, які діють на транспортну споруду із металевих гофрованих конструкцій залежно від температури навколишнього середовища. Встановлено, що тепловий потік, який поглинає металева гофрована конструкція, розподіляється нерівномірно за її поверхнею, а на контакті «сталь-покриття» виникає перепад теплового потоку, що може призводити до утворення пошкоджень цинкового покриття. Виявлено, що при заданні цинкового покриття товщиною 80 мкм спостерігаються відмінності розподілу температурного поля порівняно без покриття. Максимальний температурний потік без завдання покриття становить 495,8 Вт/м2, а за завдання покриття – 538,1 Вт/м2. Практичне значення проведених досліджень полягає у можливості використання отриманих значень теплових потоків інженерними працівниками, при проєктуванні транспортних споруд із металевих гофрованих конструкцій та врахуванні дії теплових навантажень.
Посилання
AASHTO Guide specifications: Thermal effects in concrete bridge superstructures. Washington. DC: American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO, 1989. 99 p.
Buriak Ya. Y., Hachkevych O. R., Terletskyi R. F. Thermomechanics of bodies of low thermal conductivity under the action of electromagnetic radiation of the infrared frequency range. In. Proceedings of the Academy of Sciences of Ukraine. Ser. A. 1990. No 6. P. 39–43.
Demchyna B. H., Fitsyk V. S. Methods for obtaining thermophysical parameters when testing them by a standard temperature curve. Mechanics and Physics of Fracture of Building Materials and Structures. 2005. Issue 6. Lviv: Kameniar, 2005. P. 321–326.
EN 1991-1-5-2009. Eurocode 1: Effects on structures – Part 1–5. General effects. Temperature effects. Minsk, 2009. 38 p.
Gera B., Kovalchuk V. A study of the effects of climatic temperature changes on the corrugated structure of a culvert of a transportation facility. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. No 3/7 (99). Kharkiv, 2019. Р. 26–35. doi: 10.15587/1729-4061.2019.168260.
Karkhut I. I. Methods for studying the physical and mechanical characteristics of concrete under the action of local pulsed temperature load. Mechanics and physics of fracture of building materials and structures. Lviv, 1998. P. 279.
Kovalchuk V., Luchko Y., Bondarenko I., Markul R., Parneta B. Research and analysis of the stressed-strained state of metal corrugated structures of railroad tracks. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2016. Vol. 6. Issue 7 (84). Kharkov, 2016. Р. 4–9. doi: http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2016.84236.
Luchko Y. Y., Kovalchuk V. V., Kravets I. B., Dzhus V. S. Experimental studies of temperature distribution on the surfaces of transport structures made of metal corrugated structures. Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture. 2019. Issue No 76. P. 52–62.
Luchko Y., Kovalchuk V. Algorithm for determining boundary conditions for studying temperature stresses and deformations of beam structures of railway bridges from climatic influences. Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture. 2012. No 46. P. 233–243.
Luchko Y., Kovalchuk V. Measurement of the stress-strain state of bridge structures at variable temperatures and loads. Lviv: Kameniar, 2012. 235 p.
Luchko Y., Kovalchuk V. Temperature fields and stress state of reinforced concrete beam structures of bridges. Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture. 2013. Issue 49. P. 221–236.
Rudakov K. M. Introduction to UGS Femap 9.3 (for Windows). Geometric and finite element modeling of structures: manual. Kyiv: NTUU "KPI", 2009. 282 p.
