Оптимізація понтона композитного доку при зміні відношення довжини сторін залізобетонної плити
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217193Ключові слова:
плавучий композитний док, залізобетонні секції, понтон, міцність, залізобетонна плита, скінченно-елементне моделюванняАнотація
В статті розглядається місцева міцність плит залізобетонного понтону композитного плавучого доку при рівномірному гідростатичному навантаженні.
Застосовано уточнений підхід до розрахунку залізобетонних плит, враховуючий різницю механічних характеристик бетону при роботі на розтягання і на стискання.
Встановлено протяжність зони впливу закріплення на стискання і розтягання бетону, яка складає 0,22 довжини короткої сторони прямокутної плити. Для цього проведено попередні розрахунки напружень в плитах, виготовлених з некомпозитного однорідного матеріалу при різних величинах товщини і відношень довжин сторін пластин.
Розроблено скінченно-елементну модель залізобетонної плити з армуючими елементами в поздовжньому і поперечному напрямках. В моделі враховані відмінності механічних характеристик, що задаються окремо для стиснутих і розтягнутих областей бетону.
Виконано розрахунки напружено-деформованого стану прямокутних залізобетонних плит для випадку повного занурення понтону на тихій воді під дією рівномірного гідростатичного тиску, без урахування можливих динамічних навантажень. При моделюванні пластин днища довжина більшої сторони опорного контуру прийнята рівною відстані між поздовжніми стінками, виходячи з конструктивних розмірів доку. Довжина короткої сторони варіювалася кратно до поздовжньої шпації, що дозволили отримати дані для широкого діапазону відношень довжин сторін від 3,3 до 1, найбільш характерного для суднових конструкцій. Стиснені і розтягнуті ділянки бетону моделювались окремо з механічними характеристиками міцності і жорсткості відповідними до матеріалів, що застосовуються при побудові плавучих доків.
Побудовані графіки залежності максимальних напружень в бетоні та армуванні плити від довжини короткої сторони опорного контуру. Це дозволило визначити оптимальну ширину плити, яка дорівнює 3м для розгляданої конструкції при заданих навантаженнях.
Застосований підхід дозволяє оптимізувати розміри подібних конструкцій з точки зору ваги та матеріалоємностіПосилання
- Ohl, C., Arnold, A., Uys, H., Andrade, M. (2020). Floating Shipyard Design: Concept and Application. Lecture Notes in Civil Engineering, 67–80. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8743-2_4
- Rashkovskyi, O. S., Shchedrolosiev, O. V., Yermakov, D. V., Uzlov, O. M. (2015). Proektuvannia, tekhnolohiia i orhanizatsiia pobudovy kompozytnykh plavuchykh dokiv. Mykolaiv, 254.
- Shedrolosev, A. V., Kirichenko, K. V. (2018). Analysis of the condition of floating dock building. Proceedings of Azerbaijan State Marine Academy, 1, 48–58. Available at: http://adda.edu.az/uploads/Proceedings%20of%20ASMA.pdf
- Kyrychenko, K., Yahlytskyi, Yu., Shchedrolosiev, O. (2018). Methods of improvement of the design and construction technology of composite docks. Shipbuilding and Marine Infrastructure, 2 (10), 36–47. Available at: http://smi.nuos.mk.ua/archive/2018/2/6.pdf
- Wang, C. M., Utsunomiya, T. (2007). Pontoon-type very large floating structures. Structural Engineer, 85 (16), 15–17. Available at: https://www.researchgate.net/publication/290247629_Pontoon-type_very_large_floating_structures
- Firat, Y., Easley, R., Zinserling, M. (2016). Design and Construction of Two Concrete Pontoons to Serve as Berths at the Port of Juneau Cruise Ship Terminal. Ports 2016. doi: https://doi.org/10.1061/9780784479919.020
- Chen, X., Miao, Y., Tang, X., Liu, J. (2016). Numerical and experimental analysis of a moored pontoon under regular wave in water of finite depth. Ships and Offshore Structures, 12 (3), 412–423. doi: https://doi.org/10.1080/17445302.2016.1172831
- Hung, C.-C., Chueh, C.-Y. (2016). Cyclic behavior of UHPFRC flexural members reinforced with high-strength steel rebar. Engineering Structures, 122, 108–120. doi: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.05.008
- Wang, D. H., Ju, Y. Z., Zheng, W. Z. (2017). Strength of Reactive Powder Concrete Beam-Column Joints Reinforced with High-Strength (HRB600) Bars Under Seismic Loading. Strength of Materials, 49 (1), 139–151. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-017-9852-x
- Korostylev, L. I., Klimenkov, S. Yu., Slutskiy, N. G. (2009). Raschet prochnosti zhelezobetonnyh konstruktsiy pontona kompozitnogo plavuchego doka metodom konechnyh elementov. Zbirnyk naukovykh prats NUK, 5, 19–25.
- Postnov, V. A., Harhurim, I. Ya. (1974). Metod konechnyh elementov v raschetah sudovyh konstruktsiy. Leningrad: Sudostroenie, 344.
- Shchedrolosiev, O., Korostylov, L., Klymenkov, S., Uzlov, O., Kyrychenko, K. (2018). Improvement of the structure of floating docks based on the study into the stresseddeformed state of pontoon. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (96)), 26–31. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150346
- Pravila postroyki korpusov sudov i plavuchih sooruzheniy s primeneniem zhelezobetona (2007). Rehistr sudnoplavstva Ukrainy. Kyiv: RSU, 128.
- Papkovich, P. F. (1920). K voprosu o vypuchivanii ploskih plastin, szhimaemyh usiliyami, prevoshodyashchimi ih Eylerovu nagruzku. Morskoy sbornik, 3, 8–9.
- Sokolov, P. A. (1932). O napryazheniyah v szhatoy plastinke posle poteri ustoychivosti. Sbornik «Trudy NIIS», 7, 11–56.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Oleksandr Shchedrolosiev, Leontiy Korostylov, Serhii Klymenkov, Kostiantyn Kyrychenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
