Study of the temperature field and the thermo-elastic state of the multilayer soil-steel structure

Vitalii Kovalchuk; Yuriy Hnativ; Joseph Luchko; Mykola Sysyn

doi:10.7409/rabdim.020.004

Opublikowane: 2020-03-31

Tom 19 Nr 1 (2020)

Badanie pola temperatury oraz odkształceń i naprężeń termicznych wielowarstwowej konstrukcji gruntowo-stalowej

Vitalii Kovalchuk , Yuriy Hnativ , Joseph Luchko , Mykola Sysyn

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.020.004

Abstrakt

Technologia wzmacniania istniejących żelbetowych obiektów inżynierskich elementami z blachy falistej umożliwia ich sprawną i ekonomiczną naprawę. Niemniej jednak, takie konstrukcje mogą być narażone na niekorzystne oddziaływanie temperatury, co w połączeniu z obciążeniem ruchem może wpływać na ich niezawodność. W artykule przedstawiono metodę wyznaczenia stanu naprężeń i odkształceń w trzywarstwowej konstrukcji o przekroju kołowym. Przedstawiona metodologia jest oparta na teorii termosprężystości. Praca została podzielona na dwa etapy: określenie pola temperatury w obrębie konstrukcji, a następnie obliczenie naprężeń termicznych i odkształceń. W wyniku obliczeń ustalono, że wartości pola temperatury oraz naprężeń wywołane w konstrukcji przez wpływ maksymalnych i minimialnych temperatur otoczenia mogą okazać się istotne.

Słowa kluczowe:

pole temperatury, stan naprężeń i odkształceń, temperatura otoczenia, trzywarstwowa konstrukcja o przekroju kołowym, uszkodzone obiekty inżynierskie.

Podobne artykuły

Renata Żochowska, Marcin Jacek Kłos, Piotr Soczówka, Analiza bezpieczeństwa ruchu na skrzyżowaniach tras tramwajowych z ruchem kołowym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 1 (2021)
Leszek Korusiewicz, Badania w czasie zasypywania gruntowo-powłokowej konstrukcji o dużej rozpiętości wykonanej bez dodatkowych elementów usztywniających , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 3 (2015)
Valeriy Baranenko, Denys Volchok, Ocena maksymalnej siły osiowej działającej na powłokę cylindryczną w aspekcie wytrzymałości
i stateczności przy rozmytych wartościach jej charakterystyk geometrycznych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 1 (2016)
Seoyoung Cho, Éva Lakatos, Analiza MES i zmęczeniowa nawierzchni podatnych na podstawie modelowania rozkładu temperatury , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 2 (2022)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Leszek Rafalski, Adam Zofka, Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 1 (2014)
Dmitry Yuryevich Nebratenko, Marianna Yuryevna Boksha, Alexander Mikhailovich Isakov, Wpływ polimerów SBS o zróżnicowanej strukturze na właściwości asfaltów o niskim stopniu utlenienia , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 21 Nr 1 (2022)
Piotr Radziszewski, Jerzy Piłat, Michał Sarnowski, Karol J. Kowalski, Jan B. Król, Wpływ wysokiej temperatury na właściwości materiałów stosowanych w konstrukcjach asfaltowych nawierzchni mostowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 3 (2015)
Szymon Imiełowski, Deformacje smukłych elementów konstrukcji mostowej w zakresie dokrytycznym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 1 (2021)
Jacek Chróścielewski, Marian Klasztorny, Daniel Nycz, Bartosz Sobczyk, Warunki nośności i użytkowalności w odniesieniu do kładek z laminatów polimerowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 3 (2014)
Aleksandr Ganyukov, Adil Kadyrov, Kyrmyzy Balabekova, Bakyt Kurmasheva, Badania i obliczenia elementów konstrukcyjnych mostów tymczasowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 3 (2018)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Kovalchuk, V., Hnativ, Y., Luchko, J., & Sysyn, M. (2020). Badanie pola temperatury oraz odkształceń i naprężeń termicznych wielowarstwowej konstrukcji gruntowo-stalowej. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 19(1), 65–78. https://doi.org/10.7409/rabdim.020.004

Cited by / Share

Bibliografia

Machelski C.: Steel plate curvatures of soil-steel structure during construction and exploatition. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 15, 3, 2016, 207-220, DOI: 10.7409/rabdim.016.013
Google Scholar

Machelski C., Janusz L., Czerepak A.: Estimation of stress level in the corrugated soil-steel structure based on deformations in the crown. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 4, 2016, 186-193, DOI: 10.17265/2328-2142/2016.04.002
Google Scholar

Machelski C., Mumot M.: Corrugated shell displacements during the passage of a vehicle along a soil-steel structure. Studia Geotechnika et Mechanica, 38, 4, 2016, 29-36, DOI: 10.1515/sgem-2016-0028
Google Scholar

Maleska T., Bęben D.: The efect of mine induced tremors on seismic response of soil-steel bridges. 3rd Scientific Conference Environmental Challenges in Civil Engineering (ECCE 2018), Les Ulis, France, MATEC Web of Conferences, 174, 04002, 2018, 1-10, DOI: 10.1051/matecconf/201817404002
Google Scholar

Kovalchuk V., Markul R., Pentsak A., Parneta B., Gajda O., Braichenko S.: Study of the stressstrain state in defective railway reinforcedconcrete pipes restored with corrugated metal structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 89, 5/1, 2017, 37-44, DOI: 10.15587/1729-4061.2017.109611
Google Scholar

Sobotka M., Machelski C.: Hysteretic live load effect in soil-steel structure. Engineering Transactions, 64, 4, 2016, 493-499
Google Scholar

Kovalchuk V., Kovalchuk Y., Sysyn M., Stankevych V., Petrenko O.: Estimation of carrying capacity of metallic corrugated structures of the type multiplate MP 150 during interaction with backfill soil. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 91, 1/1, 2018, 18-26, DOI: 10.15587/1729-4061.2018.123002
Google Scholar

Machelski C., Korusiewicz L.: Deformation of buried corrugated metal box structure under railway load. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 3, 2017, 191-201, DOI: 10.7409/rabdim.017.013
Google Scholar

Machelski C., Janusz L., Tomala P., Wiliams K.: Application of results of test in developing 2D model for soilsteel railway bridges. Conference Transportation Research Board of National Academies, Washington D.C., 12-15 January 2018, Paper 19-05399
Google Scholar

Machelski C.: Stiffness of layered shells in soil-steel bridge structures. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 10, 4, 2011, 55-78
Google Scholar

Kunecki B., Korusiewicz L.: Field tests of large-span metal arch culvert during backfilling. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12, 3, 2013, 283-295, DOI: 10.7409/rabdim.013.020
Google Scholar

Mistewicz M.: Risk assessment of the use of corrugated metal sheets for construction of road soil-shell structures. Roads and Bridges-Drogi i Mosty, 18, 2, 2019, 89-107, DOI: 10.7409/rabdim.019.006
Google Scholar

Bęben D.: Experimental Testing of Soil-Steel Railway Bridge Under Normal Train Loads.In: Experimental Vibration Analysis for Civil Structures. Lecture Notes in Civil Engineering, 5, 2018, 805-815, DOI: 10.1007/978-3-319-67443-8_71
Google Scholar

Maleska T., Bęben D.: Behaviour of corrugated steel plate bridge with high soil cover under seismic excitation. The 3rd Scientific Conference of Environmental Challenges in Civil Engineering (ECCE 2018), Les Ulis, France, MATEC Web of Conferences, 174, 04003, 2018, 1-11, DOI: 10.1051/matecconf/201817404003
Google Scholar

Korusiewicz L., Kunecki B.: Behaviour of the steel box-type culvert during backfilling. Archives of civil and mechanical engineering, Vol. XI, No. 3, 2011, 638-650
Google Scholar

Mak A.C., Brachman R.W.I., Moore I.D.: Measured response of a deeply corrugated box culvert to three dimensional surface loads. Transportation Research Board Annual Conference, Washington D.C., Paper 09-3016, 2009, 14 p.
Google Scholar

Bęben D.: Numerical analysis of a soil-steel bridge structure. Baltic Journal of Road and Bridge Engeineering, 4, 1, 2009, 13-21, DOI: 10.3846/1822-427X.2009.4.13-21
Google Scholar

Luchko Y.Y., Kovalchuk V.V.: Vymiriuvannia napruzheno-deformovanoho stanu konstruktsii mostiv pry zminnykh temperaturakh i navantazhenniakh. Monohrafiia, Kameniar, Lviv, 2012, 235 p. (in Ukraine)
Google Scholar

Prakash Rao D.S.: Temperature Distribution and Stresses in Concrete Bridges. American Concrete Institute, ACI Journal, Vol. 83, 4, 1986, 588-596
Google Scholar

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, 99, 3/7, 2019, 26-35, DOI: 10.15587/1729-4061.2019.168260
Google Scholar

Hakenjos V., Richter K., Gerber A., Wiedermeyer J.: Untersuchung der Bewegungen von Brűckenbemwerken infolge Temperatur und Verkehrsbelastung am Beispiel einer Stahlbrűcke. Stanbaukrupp Industrietechnik GmbH, Vol. 54, 2, 1985, 55-59
Google Scholar

Hoffman P.C., Meclur R.M., West H.H.: Temperature Problem in a Prestressed Box-Girder Bridge. Transportation Research Record, 982, 1984, 42-50
Google Scholar

Luchko Y.Y, Hnativ Yu M., Kovalchuk V.V.: Doslidzhennia temperaturnoho polia ta napruzhenoho stanu prohonovoi budovy stalezalizobetonnoho mosta. Visnyk ternopilskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu, 52, 2, 2013, 29-38
Google Scholar

Kuryłowicz-Cudowska A.: Determination of Thermo- physical Parameters Involved in The Numerical Model to Predict the Temperature Field of Cast-In-Place Concrete Bridge Deck. Materials, 12, paper 3089, 2019, 1-30, DOI: 10.3390/ma12193089
Google Scholar

Karpiuk V., Syomina Y.A., Antonova D.V.: Bearing Capacity of Common and Damaged CFRP-Strengthened R. C. Beams Subject to High-Level Low-Cycle Loading. Materials Science Forum: Actual Problems of Engineering Mechanics, Vol. 968, 2019, 185-199, DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.968.185.
Google Scholar

Karpiuk V., Syomina Y.A., Antonova D.V.: Calculation Models of the Bearing Capacity of Span Reinforced Concrete Structures Support Zones. Materials Science Forum: Actual Problems of Engineering Mechanics, Vol. 968, 2019, 209-226, DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.968.209
Google Scholar

Ahaieva O., Karpiuk V., Posternak O.: Simulation of Design Reliability and Bearing Capacity of Normal and Oblique Sections of Span Prestressed Reinforced Concrete Structures. Materials Science Forum: Actual Problems of Engineering Mechanics, Vol. 968, 2019, 267-280. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.968.267
Google Scholar

Podstrigach Ya.S., Lomakin V.A., Kolyano Yu.M.: Termouprugost tel neodnorodnoy strukturyi. Nauka, 1984, 368 p. (in Russian)
Google Scholar

Vitalii Kovalchuk

kovalchuk.diit@gmail.com

Afiliacja:

Dnipro National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan, Department of Rolling Stock and Track, Lviv Branch, I. Blazhkevych Str., 12-a, Lwów, 79052, Ukraina

Yuriy Hnativ

Afiliacja:

Dnipro National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan, Department of Rolling Stock and Track, Lviv Branch, I. Blazhkevych Str., 12-a, Lwów, 79052, Ukraina

Joseph Luchko

Afiliacja:

Lviv National Agrarian University, Department of Building Constructions, V. Velykoho Str., Dublyany, Zhovkivskyy r-n, Lwowska obl., 80381, Ukraina

Mykola Sysyn

Afiliacja:

Technical University of Dresden, Institute of Railway Systems and Public Transport, Hettnerstraße 2, 01069 Drezno, RFN

Badanie pola temperatury oraz odkształceń i naprężeń termicznych wielowarstwowej konstrukcji gruntowo-stalowej

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Podobne artykuły

Pobrania

Vitalii Kovalchuk

Yuriy Hnativ

Joseph Luchko

Mykola Sysyn