Search academic texts

Information × Registration Number 0825U003157, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 09-09-2025 popup.evolution o Title Rational simply supported truss bridge structures with top-deck traffic using concrete-filled steel tubes Author Dmytro S. Spivak, popup.head Serhij V. Kliuchnyk popup.opponent Synkovska Olena V. popup.opponent Ganna P. Ivanova popup.review Oleksij L. Tjutjkin popup.review Olga I. Dubinchik Description Дисертаційна робота присвячена розробленню методики та пошуку оптимальних розмірів розрізних ферменних прогонових будов із верхнім розташуванням проїзної частини та застосуванням трубобетону. Трубобетон виступає композитним матеріалом, що поєднує властивості сталі й бетону, забезпечуючи високі показники міцності, жорсткості, витривалості до дій зовнішніх факторів, включно з вогнем та корозією. Враховуючи низку конструктивних, економічних і експлуатаційних переваг трубобетону, його впровадження в практику мостобудування в Україні є перспективним напрямом, що дозволяє підвищити ефективність інженерних рішень. Разом із тим, поширенню цього матеріалу перешкоджає малий досвід реалізованих проєктів на території країни, а також відсутність правил щодо визначення оптимальних головних розмірів трубобетонних ферм. Встановлено, що застосування трубобетонного поясу у верхньому рівні прогонової будови дозволяє зменшити конструктивну висоту, зменшити витрати матеріалів та підвищити стійкість до динамічних та сейсмічних впливів. Поряд із цим відзначено низку проблем, пов’язаних з оптимізацією параметрів конструкції, недостатньою кількістю типових рішень та відсутність досвіду проєктування та будівництва в Україні. Метою дисертації є визначення оптимальних параметрів плоских ферм із трубобетону для розрізних ферменних прогонових будов з урахуванням сучасних транспортних навантажень відповідно до державних будівельних норм України. Основними завданнями дослідження є: вивчення властивостей трубобетону, аналіз існуючих конструкцій трубобетонних мостів, ідентифікація основних навантажень, розробка алгоритму чисельного моделювання в середовищах Mathcad і ЛІРА-САПР, визначення трубобетонних перерізів елементів, визначення критеріїв ефективності ферм, а також демонстрація результатів параметрів ефективних конструктивних схем. У роботі реалізовано повний інженерний цикл – від аналізу та вибору конструктивної схеми до результатів підбору поперечних перерізів трубобетонних елементів. Об’єктом дослідження є площина ферми з трикутною решіткою та верхнім розташуванням проїзду. Предметом дослідження виступає ефективність використання матеріалів залежно від варіантів головних розмірів прогонів та трубобетонних перерізів, навантажень та властивостей матеріалів. Методологія базується на скінченно-елементному аналізі із використанням програмного забезпечення ЛІРА-САПР для побудови розрахункових схем та обчислення зусиль в елементах, і середовища Mathcad – для обробки даних, оптимізації та підбору перерізів відповідно до вимог Єврокодів. За допомогою розробленого алгоритму здійснено аналіз багатьох конструктивних схем, для кожної з яких проведено оптимізацію поперечних перерізів. Обґрунтовано доцільність вибору трикутної решітки з верхнім проїздом. Продемонстровано ефективність запропонованого підходу для розмірів від 20 до 100 метрів. Встановлено рекомендовані діапазони геометричних співвідношень H/λ та H/d, які можуть використовуватись як вихідні при проєктуванні. Серед значущих результатів слід виокремити демонстрацію впливу моделей навантаження (автомобільні АК, НК та залізничне СК), категорії дороги та кількості смуг руху на доцільність вибору тієї чи іншої схеми ферми. Уперше у вітчизняній практиці представлено цілісну методику пошуку раціональних параметрів трубобетонних ферм, яка охоплює: генерацію чисельних моделей, побудову ліній впливу, визначення пікових зусиль, параметричний аналіз геометричних конфігурацій, оптимізацію на основі Єврокодів та ДБН. Розглянуто вплив таких факторів, як кількість панелей, кут нахилу розкосів, діаметр труб, довжина прогону, кількість головних ферм у поперечному перерізі прогону, тип навантаження (АК, НК, СК) та експлуатаційні вимоги до дороги. Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у: - розробленному комплексному підході до проектування трубобетонних ферм з урахуванням реальних умов експлуатації, чинної нормативної бази в Україні та положень Єврокодів; - автоматизації процесу підбору оптимальних параметрів конструкції з урахуванням змін геометричних характеристик, фізико-механічних властивостей матеріалів і типів навантажень; - універсальному алгоритму, який може бути застосований для проєктування мостових конструкцій з трубобетонних ферм. Практичне значення результатів полягає у створенні алгоритмізованої методики підбору трубобетонних ферм для прогонових будов із верхнім розташуванням проїзду. Запропонований підхід дає змогу формувати оптимальні рішення, адаптовані до умов експлуатації в Україні та потенційно придатні до застосування в інших країнах. Методика дозволяє зменшити матеріаломісткість, спростити процедури моделювання та перевірки конструкцій, забезпечити їх довговічність та надійність. Результати можуть бути безпосередньо використані при розробленні проєктів мостів на автомобільних і залізничних шляхах в Україні. Registration Date 2025-07-25 popup.nrat_date 2025-07-25 Close