Прочность, трещиностойкость и конструктивная безопасность строительных металлоконструкций на базе развития линейной механики разрушения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, доктор технических наук Востров, Владимир Кузьмич

• Востров, Владимир Кузьмич
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Востров, Владимир Кузьмич

Введение.

Глава 1. Макронапряжения и трещиностойкость элементов строительных конструкций.

1.1. Макродеформации и макронапряжения твердого тела.

1.2. Методы определения макродеформаций и макронапряжений

1.3. Критические температуры хрупкости и критерии разрушения материалов и сварных соединений в хрупких состоя- ^ ниях.

1.4. Определение структурного параметра и характеристик со- ^ противления разрушению.

1.5. Выводы по главе

Глава 2. Особенности расчета на прочность строительных металлоконструкций

2.1. Расчеты на прочность листовых и оболочечных металлоконструкций в безмоментном и моментном напряженном состояниях.

2.2. Регулярные и сингулярные решения теории упругости и пластичности.

2.3. Выводы по главе 2.

Глава 3. Пластичность и температура нулевой пластичности в конце трещин и концентраторов напряжений.

3.1. Критерии возникновения и методы описания начальных пластических деформаций. g^

3.2. Температура нулевой пластичности и пластичность в конце трещины нормального отрыва при плоской деформации. gg

3.3. Коэффициент жесткости напряженного состояния и пластичность в конце трещины поперечного сдвига. gg

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. Трещиностойкость и разрушение элементов конструкций с трещинами отрыва и сдвига при сложном нагру-жении. Ю

4.1. Трещиностойкость и разрушение элементов конструкций с трещиной отрыва при двухосном нагружении.

4.2. Хрупкое разрушение элементов металлоконструкций с внутренней трещиной отрыва при сложном нагружении.

4.3. Трещиностойкость хрупких тел с внутренними трещинами поперечного сдвига при двухосном нагружении.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. Трещиностойкость и хрупкое разрушение элементов конструкций с регулярными и сингулярными концентраторами напряжений.

5.1. Трещиностойкость элементов конструкций с регулярными концентраторами напряжений.

5.2. Трещиностойкость элементов конструкций с сингулярными концентраторами напряжений и проверка моделей прочности на образцах с остроугольными вырезами.

5.3. Выводы по главе 5.

Глава 6. Механика разрушения в вопросах прочности, трещино-стойкости и конструктивной безопасности строительных металлоконструкций.

6.1. Трещиностойкость, долговечность и конструктивная безопасность кожухов доменных печей.

6.2. Трещиностойкость, долговечность и конструктивная безопасность стальных защитных оболочек атомных электростанций

6.3. Трещиностойкость, долговечность и конструктивная безопасность резервуарных металлоконструкций.

6.4. Критерии прочности и нормирование дефектов сварных соединений и нарушений сплошности листового металлопроката

6.5. Механика разрушения в расчетах экстремальных снеговых нагрузок на сферические купольные покрытия.

6.6. Выводы по главе 6.

Глава 7. Вопросы расчета несущей способности оснований и устойчивости положения строительных конструкций.

7.1. Смешанная контактная задача для полуплоскости при вдавливании жесткого плоского штампа.

7.2. Смешанная задача для полуплоскости, нагруженной постоянным давлением на части границы.

7.3. Выводы по главе 7.

Глава 8. Применение механики разрушения при обследовании и техническом диагностировании строительных конструкций

8.1. Вопросы отбора кернов из массивных строительных конструкций и скальных оснований.

8.2. Прочность и разрушение отрывом массива с круговым отверстием при сжатии и экспериментальное определение характеристик трещиностойкости.

8.3. Прочность и разрушение сдвигом массива с цилиндрическим отверстием при сжатии.

8.4. Выводы по главе 8.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прочность, трещиностойкость и конструктивная безопасность строительных металлоконструкций на базе развития линейной механики разрушения»

В строительных нормах на проектирование СНиП Н-23-81* [165], СП 53-102-2004 [167] и стандартах организаций для проверки прочности листовых и оболочечных металлоконструкций (м/к), находящихся в безмоментном напряженном состоянии, используется условие упругости для номинальных напряжений (условие недостижения пластических деформаций по Мизесу или Сен-Венану) и критерий прочности, ограничивающий абсолютные значения главных напряжений пределом текучести. Помимо отсутствия в строительных нормах критериев прочности для моментного и пространственного напряженного состояния, влияние дефектов и концентраторов напряжений на прочность и долговечность конструкций не рассматривается, никак не учитывается снижение несущей способности за счет развития макротрещин от дефектов. Т.е. в нормах в неявном виде заложена концепция «эксплуатация без повреждений», в соответствии с которой на протяжении всего срока службы сооружения в его расчетных сечениях не должно быть трещин, в том числе и усталостных [71,72]. Но требование полной бездефектности металла и сварных соединений строительных м/к не обеспечивается современными средствами неразрушающего контроля, металлоконструкции (подкрановые балки, кожухи доменных печей и воздухонагревателей и др.) эксплуатируются с трещинами, в том числе ввиду недостоверного расчетного определения момента появления усталостных и хрупких трещин. Кроме того, существуют дефекты и трещины с предельными размерами, не снижающими прочности элементов м/к [21,71,72,96]. Методики расчета, заложенные в строительных нормах, затрудняют определение долговечности, конструктивной безопасности и живучести м/к, так как в них в явной форме отсутствует учет фактора времени в качестве основного параметра в расчетах по предельным состояниям [169].

В строительной отрасли развивается концепция расчета и проектирования конструкций - «по безопасности эксплуатации», основы которой складываются и развиваются в ряде отраслей машиностроения [9,71,109], и в работах основоположников метода расчета по предельным состояниям. Реализация такой методики расчета для предельных состояний связанных с образованием хрупких и усталостных трещин должна базироваться на математических моделях линейной и нелинейной механики разрушения и на развитии линейной механики разрушения (J1MP), ввиду того, что она обладает рядом ограничений [71,83,94,95,98,99,103,116], сдерживающих ее применение к расчету строительных и/к. Хотя JIMP принадлежит к наиболее завершенным методам оценки опасности разрушения элементов конструкций с трещинами, тем не менее, было бы неправильным считать, что в ней нет неясных и спорных мест, а также белых пятен [83,94,95,98,99]. Сам принцип JIMP и критерий, связанный с достижением коэффициентами интенсивности напряжений (КИН) их критических значений, подвергались обоснованной критике [71,83] относящейся к процедуре приложения этих величин, определяемых на простых образцах, к реальным деталям и элементам конструкций, работающих в условиях двух и трехосного напряженного состояния. Другой существенный недостаток JIMP заключается в невозможности ее применения к элементам конструкций содержащим концентраторы напряжений, но не содержащим трещин [95,98,102]. Этот недостаток связан с необходимостью формулировки критериев перехода элементов конструкций в хрупкие состояния (определение критических температур хрупкости или температуры нулевой пластичности) и формулировки критериев хрупкого трещинообразования и распространения трещин.

В работе [169] д.т.н., проф. Н.С. Стрелецким предложено улучшить классификацию предельных состоянии; развить методику расчета по третьему предельному состоянию на расчет конструкций из всех материалов, объединив в нем учет опасности от появления хрупких повреждений и повреждений от усталости материалов; выделить аварийное состояние конструкций или сооружений особым состоянием, требующим специального подхода, выходящего за пределы обычного расчета; ввести учет фактора времени (продолжительности эксплуатации) в качестве основного параметра в расчет конструкций по предельным состояниям; учет опасности от появления хрупких повреждений основывать на комплексном рассмотрении параметров третьего предельного состояния, (марки стали (структуры), концентрации напряжений, силовых воздействий, температуры и масштабного фактора); считать, что критические параметры третьего предельного состояния, обуславливающие переход конструкции в опасное состояние, соответствует появлению непрерывно развивающихся трещин или крайнему моменту затухания трещин. Сам процесс хрупкого повреждения при этом состоит из двух частей — зарождения трещин и их развития; в зависимости от количества накопленной сооружением энергии зародившаяся трещина может развиваться непрерывно или остановиться, пройдя определенный участок конструкции. При этом крайние значения параметров затухания трещины, при нарушении которых она развивается непрерывно определяет границу между безопасным и опасным (аварийным) состоянием, т.е. критическую область третьего предельного состояния.

Затухающие повреждения, по мнению Н.С. Стрелецкого при параметрах меньших критических не опасны и не требуют прекращения эксплуатации, но из-за появления нового концентратора напряжений может ускориться появление усталостных повреждений и при последующих нагружениях начнут развиваться трещины, поэтому эти повреждения должны быть ликвидированы. Повреждения, характеризуемые развивающимися трещинами при параметрах больших или равных критическим, соответствуют аварийному состоянию конструкции и требуют прекращения эксплуатации, т.е. аварийное состояние конструкции является особым состоянием, выходящим за рамки расчета. Оно предотвращается конструктивными мероприятиями и требованиями повышения качества материала и возведения сооружения.

Как следствие, в работе [169] третье предельное и аварийное состояния служат предельными состояниями, но различаются последствиями их достижения. В первом случае (третье предельное состояние) стержневая, листовая или оболочечная металлоконструкция может временно эксплуатироваться с возникшими устойчивыми хрупкими или усталостными трещинами - первичными отказами, не приводящими к потере несущей способности элементов или конструкции, что и наблюдается в подкрановых балках, кожухах доменных печей, резервуарных и других МК.

Во втором случае (аварийное состояние) возникающая хрупкая или усталостная трещина (первичный отказ) распространяется на все сечение элемента (стержневая конструкция), полностью выключая его из работы, или распространяется на все или значительную часть сечения, приводя к полной или частичной потере несущей способности листовой или оболочечной МК (лавинообразное (прогрессирующее) разрушение) с невозможностью дальнейшей эксплуатации сооружения.

Предложения Н.С. Стрелецкого [169] позволяют развить методику расчета по третьему предельному и аварийному состояниям на основе комплексного рассмотрения его параметров с учетом фактора времени на базе развития JIMP, так как расчет самих предельных состояний должен основываться на критериях трещинообразования и анализе устойчивости (неустойчивости) возникающих трещин, а критерии прочности, долговечности, живучести и конструктивной безопасности отражают условия недостижения предельных состояний с соответствующими запасами в виде коэффициента условий работы и надежности по назначению сооружения.

Фактор времени возникает в расчетах в связи с развитием усталостных повреждений и образованием усталостных трещин, а также в связи с деградацией механических свойств и характеристик трещиностойкости материала вследствие сварки, механической обработки, теплового, водородного и др. видов охрупчивания. Работа [169] и применение методов JIMP позволяет уточнить аварийное и предельные состояния, развить и уточнить критерии и методы расчета прочности, долговечности, конструктивной безопасности, живучести и лавинообразного разрушения строительных МК, активно развиваемые в последнее время в работах [30,33,34,52,66,67,77,78,80,84,86,124127,129-133]. Кроме того, развитие JIMP служит основой нормирования плоскостных и объемных дефектов сварных соединений на базе третьего предельного состояния, а также методов нормирования несплошностей (расслоений) листового металлопроката и методов оценки трещиностойкости в z-направлении [22,37,40,49,52,88,108]. Наличие усталостных повреждений и деградации свойств металла сварных соединений находит подтверждение при эксплуатации таких ответственных м/к с трещинами как подкрановые балки, металлоконструкции доменного комплекса (кожухи доменных печей и воздухонагревателей), резервуарные м/к, стальные опорные блоки и верхние строения морских нефтегазопромысловых сооружений и др.

Несмотря на предложения [169] о выделении третьего предельного состояния в самостоятельное, с включением в него конструкций из всех материалов, в действующих нормах по надежности строительных конструкций и оснований ГОСТ 27751-88* [61], а также СНиП Н-23-81* [165] и СНиП 2.02.01-83* [164] реализовано предложение д.т.н., проф. Гвоздева [48]; оно включено в первую и вторую группу предельных состояний как разрушения любого характера - предельное состояние 1а, и образование трещин - предельное состояние If (первая группа), или образование трещин - предельное состояние 2с, достижение предельных раскрытий или длин трещин 2d (вторая группа). При этом первая группа предельных состояний включает опасность разных явлений, приводящих к полной (частичной) потере несущей способности зданий и сооружений, или к полной непригодности к эксплуатации конструкций, оснований (зданий и сооружений в целом). Вторая группа включает предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций и оснований или уменьшающие долговечность зданий (сооружений) по сравнению с предусматриваемым сроком службы.

Предложение Н.С. Стрелецкого о выделении аварийного состояния в особое, требующее специального подхода, выходящего за пределы обычного расчета, частично отражено в п. 1.10 ГОСТ 27751-88*, где говорится о необходимости учета в качестве аварийной ситуации помимо взрыва, столкновения, аварии оборудования, пожара, также отказа какого-либо элемента конструкции, но не приводятся указания на то какие элементы следует исключить при расчетах, в каком количестве и в какой последовательности. Нет также указаний на то, следует ли учитывать при этом причину отказа, вид отказа и его последствия [66,67,125]. Указывается только на то, что аварийная ситуация имеет малую вероятность появления, небольшую продолжительность и важна с точки зрения последствий достижения предельных состояний.

На различия в последствиях достижения предельных состояний, связанных с трещинообразованием, указывает [95] также основоположник нелинейной механики разрушения М.Я. Леонов. Понимая под прочностью реального сплошного твердого тела сохранение устойчивости непрерывной формы деформации (В.В. Новожилов [121]), а под нарушением прочности - образование неустойчивых трещин, приводящих к глобальному разрушению, М.Я. Леонов считает, что расчет конструкций на хрупкую прочность должен состоять сначала из определения прочности, а затем - возможности появления устойчивых трещин (появление новых устойчивых форм равновесия).

Учитывая, что обеспечить существование уникального большепролетного сооружения при отказе любого конструктивного элемента невозможно, авторы работ [16,66,67,125,143] развивают, по существу, альтернативное направление в обеспечении прочности и живучести строительных конструкций. Сущность этого направления состоит в том, что живучесть сложных строительных конструкций должна достигаться, в первую очередь, необходимыми запасами несущей способности основных (ключевых) элементов конструкций, включая элементы, обеспечивающие общую устойчивость сооружения; исключением прогрессирующего обрушения системы вследствие отказа второстепенных элементов, узлов и деталей, а также комплексом антитеррористических организационных мероприятий. Т.е. при таком подходе, соответствующем методологии работы [95], следует изучать природу аварийных ситуаций [86] и соответствующих аварийных воздействий, приводящих к первичным и полным отказам, с тем, чтобы первичный отказ ключевого элемента был невозможен. Понимая под первичным отказом образование хрупкой и (или) усталостной трещины, приходим к тому, что альтернативный подход в обеспечении конструктивной безопасности и живучести строительных м/к должен базироваться на критериях и методах механики разрушения. Ключевым элементом такого подхода должен быть переход микрообъемов металла в зонах концентраторов напряжений в хрупкие состояния и образование хрупких или усталостных трещин в элементах (узлах) МК с последующим анализом устойчивости (неустойчивости) возникающих трещин.

Из предложений Н.С. Стрелецкого и М.Я. Леонова к формулировке и анализу предельных состояний и критериев прочности, а также из ГОСТ 27751-88* следует, что в развитии метода расчета строительных конструкций и оснований по предельным состояниям сложилась парадоксальная ситуация, когда метод предельных состояний включает в себя образование трещин и разрушение, а классическая линейная механика разрушения не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования и допускает, также как и нелинейная механика разрушения, неограниченную прочность элементов конструкций и оснований с трещинами в сложнонапряженном состоянии и, что особенно существенно, ЛМР требует для своего применения наличия исходных макротрещин.

Критерии прочности строительных м/к и соответствующие им нормы дефектности металла и сварных соединений могут определяться методами нелинейной механики разрушения, а также методами линейной механики разрушения, если размеры дефектов оправдывают ее применение, хотя сама классическая JIMP требует развития так как «не работает» в случае микротрещин, не учитывает многоосность внешнего напряженного состояния и не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования в элементах м/к с концентраторами напряжений, но без исходных трещин. Кроме того, как отмечено П.Д. Одесским [125], применение расчетов прочности конструкций при аварийных предельных состояниях методами механики разрушения, отсутствующими в СНиП П-23-81* и СП 53-102-2004, в принципе разрешается действующим ГОСТ 27751-88*.

Отметим здесь, что расчет элементов строительных металлоконструкций на хрупкую прочность [112,158], требуемый строительными нормами (СНиП П-23-81*, СП 53-102-2004), а также стандартами организаций [158], основан на определении первой и второй критических температур хрупкости и на экспериментальных данных, и также как и работа [65], требует теоретического обоснования и уточнения, которые могут быть проведены методами развиваемой линейной механики разрушения. Применение ее (развиваемой JIMP) для теоретического обоснования расчета на хрупкую прочность вызвано тем, что формально наличие трещин в элементах металлоконструкций, в отличие от каменных, бетонных и железобетонных конструкций, не допускается (отмененный СНиП III-18-75 «Правила производства и приемки работ») и классические методы JIMP здесь неприменимы.

Кроме необходимости развития JIMP для строительных металлоконструкций (подкрановых балок, МК доменного комплекса, стальных защитных оболочек АЭС, резервуарных МК, опорных стальных конструкций морских нефтегазопромысловых сооружений и др.), требование развития JIMP возникает, также, при расчете несущей способности оснований и устойчивости положения строительных конструкций (высотных сооружений и морских гравитационных платформ для нефтедобычи на шельфах морей), а также при обследовании и техническом диагностировании массивных бетонных, железобетонных, каменных конструкций и, кроме того, при расчете снеговых и ледовых нагрузок на сооружения.

Необходимость развития JIMP в расчетах несущей способности оснований связана с тем, что с ростом нагрузки на фундаменты наблюдается отклонение от линейной зависимости между нагрузкой и осадкой фундамента, вызванное тем, что при повышенных давлениях касательные напряжения в основании превышают сопротивление грунта сдвигу и часть грунта переходит в пластическое состояние (глинистые грунты) или возникают трещины поперечного сдвига (скальные основания). Пластические зоны или трещины сдвига возникают первоначально под краями фундамента образуя уплотненное упругое ядро под фундаментом.

Величина предельной нагрузки, а также величина предельных общих и неравномерных осадок, когда еще сохраняется закон линейных деформаций, могут определяться на основе нарушения условия внутреннего трения (критерия прочности Кулона - Мора) записанного через макронапряжения в основании, в том числе под краями фундамента, так как здесь упругие напряжения либо неограниченны (жесткие штампы), либо неоднозначны (гибкие штампы). Решение смешанной упруго-пластической задачи или смешанной задачи с трещинами, основанное на существовании уплотненного упругого ядра, повышает оценку несущей способности грунтовых оснований и позволяет рассчитывать устойчивость положения сооружений, где только на этой основе можно повысить теоретические значения критической нагрузки и привести ее в соответствие с опытными данными [56,141,179]. Кроме того, решение смешанной задачи имеет значение также и для установления более строгого, чем используемый в нормах [164] критерия, определяющего, в каких пределах допустим расчет по теории упругости.

Применение и развитие JIMP требуется при обследовании и технической диагностике массивных бетонных, железобетонных, каменных конструкций, а также при расчете снеговых и ледовых нагрузок на сооружения. В первом случае требование развития JIMP возникает вследствие необходимости отбора образцов разрушающими методами (например, бурением) для исследования степени деградации механических свойств и свойств трещиностойкости. Например, обследование и техническое диагностирование морской ледостойкой гравитационной платформы «Орлан» с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации для разработки морского нефтяного месторождения на шельфе о. Сахалин в рамках проекта «Сахалин-1». При выбуривании образцов или глубинном бурении напряжения в конструкции или нетронутом массиве сжимающие и хрупкое разрушение происходит по причине возникновения растягивающих напряжений у тупика цилиндрической щели или цилиндрического отверстия. Тупик щели — очаг острой концентрации напряжений, иногда приводящий к явлениям типа горного удара в крепких породах. Такого рода бурения скважин и выяснение условий возникновения кернов (трещин) важно для экспериментальной оценки величины давления в массиве и определения характеристик трещиностойкости слагающих пород массива или основания. Помимо образования кернов, бурение (проходка) может играть отрицательную роль, приводя к разрушению материала вокруг горизонтального отверстия в массивной железобетонной конструкции или горизонтального отверстия в массиве, образованного при выбуривании (проходке). Здесь необходимость развития JIMP вызвана многоосным напряженным состоянием массива или массивной конструкции, а также возможным отсутствием исходных трещин в сжимаемых телах.

Возможность применения JIMP и необходимость ее развития возникает при расчете экстремальных снеговых нагрузок на купольные покрытия сооружений. Здесь необходимость развития JIMP вызвана тем, что в последней редакции СНиП 2,01,07-85* отсутствуют способы определения коэффициента ju перехода от веса снегового покрова горизонтальной поверхности грунта к снеговой нагрузке на купольные сферические покрытия, а также тем, что в ряде районов (где в зимний период возможны положительные температуры наружного воздуха и снег с дождем) снеговой покров затвердевает и приобретает свойство сопротивляться растягивающим напряжениям и хрупко разрушаться путем образования трещин отрыва. При положительных температурах на металлических покрытиях происходит оттаивание тонкого слоя, I сцепление между покрытием и затвердевшим снегом уменьшается, и происходит проскальзывание и разрушение снегового покрова путем образования кольцевых и меридиональных трещин.

Применение JIMP и необходимость ее развития вызвана также несовершенством методов определения ледовых нагрузок на морские нефтегазо-промысловые сооружения, как в случае отдельных ледовых образований (айсбергов), так и в случае ледовых полей. И в первом и во втором случаях в теоретических исследованиях игнорируется механизм разрушения льда, а в СНиП 2.06.04-82* допущено противоречие между горизонтальной составляющей нагрузки для откосного профиля и нагрузкой на протяженное сооружение с вертикальной гранью. Механизм разрушения льда с учетом его механических свойств, как в случае айсберга, так и в случае движущегося ледового поля на вертикальные, откосные, конические и другие преграды позволяет, кроме определения максимальной ледовой нагрузки на сооружение, учесть циклический многопериодический характер ледовой нагрузки в зависимости от скорости движения, толщины ледового поля (размеров айсберга) и прочностных характеристик льда при сжатии и отрыве. При воздействии ледовых образований на преграды нагрузка возрастает до максимальных значений с последующей разгрузкой за счет трещинообразования и разрушения (откола) части ледовых образований. Разгрузка вызывает колебания платформы, при этом, демпфером колебаний служит как сопротивление морской воды, так и сопротивление вновь надвигающегося ледового образования на опорную часть платформы. Периодический характер ледовой нагрузки подтверждается в экспериментальных исследованиях воздействия льда на платформу «Гранит пойнт», «Монопод», а также на трех платформах компании «Амоко» [106], где отмечаются вибрации, вызываемые льдом. На основе данных, собранных с ряда платформ был сделан вывод, что ускорения палубы величиной 0,03g могут возникать довольно часто, а в случае особенно больших ледовых нагрузок периодически могут возникать ускорения величиной до 0,06g. Эти ускорения могут привести к смещению гравитационной платформы с места установки (потеря устойчивости положения) и требуют расчетного определения и нормирования ледовых нагрузок на основе механизма трещинообразования и разрушения ледовых образований при динамическом воздействии их с опорными блоками сооружений.

Основным направлением диссертационной работы является развитие классической линейной механики разрушения с целью применения ее в расчетах строительных металлоконструкций, а также несущей способности оснований и устойчивости сооружений по третьему предельному и аварийному состояниям, сформированным в работе [169] и оформившемся в ГОСТ 27751-88* как предельные состояния первой и второй групп, связанные с трещинообразованием и разрушением и отказом какого-либо элемента конструкции.

Целью диссертационной работы является расчетное обоснование процессов хрупкого трещинообразования и разрушения в элементах металлоконструкций и сжимаемых массивах и развитие на этой основе критериев и методов расчета прочности, долговечности, конструктивной безопасности и живучести строительных металлоконструкций, а также несущей способности оснований и устойчивости сооружений по третьему предельному и аварийному состояниям, сформулированным д.т.н., проф. Н.С, Стрелецким, связанных с трещинообразованием и учетом последствий достижения предельных состояний

Научную новизну работы составляют следующие основные результаты, защищаемые автором:

1. Расчетное обоснование процессов хрупкого трещинообразования и разрушения в элементах металлоконструкций и сжимаемых массивах, основанное как на применении силовых критериев хрупкого разрушения материала (металла) к локальной области вблизи контура трещины или концентратора напряжений с неограниченными или неоднозначными упругими напряжениями, так и на комплексном рассмотрении параметров предельных состояний (структура металла (материала), концентрация напряжений, силовые воздействия, температура, масштабный фактор).

2. Развитие классической линейной механики разрушения путем введения макронапряжений, структурного параметра и силового критерия хрупкого разрушения для локальных зон материала (металла), являющихся основой разработки методов расчета перехода элементов металлоконструкций с произвольными концентраторами напряжений и трещинами в пластическое и хрупкое состояния и основой расчета предельных и критических нагрузок хрупкого трещинообразования и разрушения составляющих основу критериев прочности, конструктивной безопасности и живучести металлоконструкций по третьему предельному и аварийному состояниям.

3. Нетрадиционная постановка и решение задачи о начальной стадии упруго-пластических деформаций у концов трещин нормального отрыва при плоской деформации и сложном нагружении, основанное на разрывных решениях теории упругости, в результате решения которой выяснено, что при достижении температуры нулевой пластичности у конца макротрещины происходит квазихрупкое разрушение с малой пластической зоной и распространение макротрещины происходит за счет устойчивого возникновения микротрещин впереди ее фронта с последующим слиянием с макротрещиной.

4. Решение ряда практических задач для уникальных строительных металлоконструкций в рамках развиваемой линейной механики разрушения составляющих основу нормирования дефектов (несплошностей) листового проката и нормирования дефектов сварных соединений, а также безопасности и живучести строительных МК. Решение ряда нетрадиционных задач тре-щинообразования при отборе образцов разрушающими методами при обследовании массивных строительных железобетонных конструкций и бурении скальных оснований с целью определения характеристик трещиностойкости и деградации механических свойств слагающих пород массива основания или бетона в конструкции.

5. Решение смешанных задач перехода грунта основания в пластическое состояние (глинистые грунты) или возникновения трещин поперечного сдвига (скальные основания), когда при повышенных давлениях на фундамент касательные напряжения в основании превышают сопротивление грунта сдвигу. На основе нарушения условия внутреннего трения, записанного через макронапряжения по краям фундамента (жесткого или мягкого штампа), определена величина предельной нагрузки (критерий прочности основания), когда еще сохраняется линейная зависимость между нагрузкой и осадкой фундамента, составляющая основу расчета несущей способности оснований и расчета общей устойчивости сооружений.

6. Разработка и уточнение методик расчета трещиностойкости, прочности, долговечности и живучести кожухов футерованных конструкций, подверженных тепловому нагреву, стальных защитных оболочек атомных ЭС, резервуарных металлоконструкций.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты исследований, основанные на развитии линейной механики разрушения, служат научной базой разработки расчетных методов перехода элементов стальных конструкций в хрупкие состояния, основой разработки методов расчета прочности, устойчивости, долговечности, конструктивной безопасности и живучести строительных конструкций и оснований. Кроме того, практическая ценность работы состоит в применении развиваемой линейной механики разрушения к расчетам экстремальных снеговых и ледовых нагрузок на сооружения.

Внедрение результатов. Результаты исследований нашли применение при расчете предельных размеров трещин и долговечности стальных защитных оболочек атомных электростанций (программа Минэнерго СССР 0.55.09.01.02. С1); при расчете трещиностойкости кожухов доменных печей и разработке эффективных рекомендаций по повышению надежности их эксплуатации, не требующих дополнительных затрат металла [140]. С привлечением результатов проведенных исследований в составе авторских коллективов разработаны рекомендации по расчету усталостной долговечности вертикальных цилиндрических резервуаров [87], методика расчета долговечности глубоководной платформы [88,90], руководство по расчету на прочность резервуаров с учетом исходной дефектности (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1985), методика расчета допустимых нарушений сплошности толстолистового металлопроката в сварных металлоконструкциях [89], рекомендации по расчету на хрупкую прочность резервуаров, кожухов доменных печей (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1989), предложения по изменению главы СНиП И-23-81 раздела 10 «Расчет элементов стальных конструкций на прочность с учетом хрупкого разрушения», способ диагностики металлоконструкций сосудов и аппаратов давления и определения их остаточного ресурса [139], а также «Правила технического диагностирования ремонта и реконструкции» в составе СТО 0030-2004 Стандарт организации. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Кроме того, разработан способ диагностики металлоконструкций сосудов и аппаратов давления и определения их остаточного ресурса [139], проведена расчетная оценка ресурса безопасной эксплуатации подкрановых балок ККЦ Карагандинского металлургического комбината (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1992), разработана методика и программа расчета НДС плоских элементов металлоконструкций с внутренними трещинами и угловыми концентраторами напряжений (ЦНИИПСК им. Мельникова, 1989).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на I Всесоюзной конференции по механике разрушения материалов (Львов, 1987), второй Всесоюзной конференции «Прочность материалов и конструкций при низких температурах» (Житомир, 1986), Всесоюзном симпозиуме «Метод дискретных особенностей в задачах математической физики» (Харьков, 1985), VI Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике (Ташкент, 1986), научно-техническом семинаре (Ленинград, 1986), заседании семинара по механике твердого деформируемого тела под руководством чл. корр. АН СССР Э.И. Григолюка (Москва, 1984), IABSE SIMPOSIUM "Structures and Extreme Events" (Lisbon, 2005), Fifth international conference on behavior of steel structures in seismic areas (Yokohama, Japan, 2006), RAO/CIS OFFSHORE 2007 (Санкт-Петербург, 2007), восьмой Петербургский международный форум ТЭК (Санкт-Петербург, 2008), международной научно-практической конференции (Москва, 2008), международном конгрессе "Наука и инновации в строительстве" (Воронеж, 2008).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 42 работах и использованы в двух изобретениях. Из них 24 работы и два изобретения опубликованы в соавторстве.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов и библиографического списка из 215 наименований. Работа изложена на 292 страницах основного текста, включая 29 рисунков и библиографический список на 18 страницах. Таблицы и приложения отсутствуют.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Востров, Владимир Кузьмич

Основные выводы и рсзулыа i ы.

Необходимость исследований прочности, долговечности, конструктивной безопасности и живучести сложных и дорогостоящих строи!ельных конструкции и их оснований связана с тем, что в процессе изготовления, i ранспортировки, мошажа и 'жеплч ат ации практически невозможно избежать появления различного рода дефектов (усталостных и сварочных трещин, подрезов, непроваров, расслоений металла, местных усилений, деплапацип при стыковке лист on и т.д.), а также конструктивных концентраторов напряжений (вырезов, галюлей. выючек, переломов и сопряжений оболочек, пересечений сварных швов и т.п.). Особую опасность эти дефекты представляют в зонах концентрации напряжений при эксплуатации сварных сфоительпых металлоконструкций в условиях активною воздействия различных о\р\ пчпвающих факторов, высокою уровня остаточных сварочных напряжений и применения сталей высокой прочности. К числу охрупчивающих факторов относятся пространственный характер напряженного сосюянпя, деформационное старение, водородное охрупчивание, повторно счатическне нагружеиия, понижение темпера 1уры эксплуатации, агрессивные среды и длительные тепловые воздействия повышенных температур (150-450°С) на элемешы сварных конструкций. Эксплуатация стальных мегатлокоистр\кций в условиях Севера и Дальнею Востока, стальных платформ морских нефтегазовых сооружений шельфа Южных и Северных морей, корпусов энергетических установок (атомные реакторы, МГД-геперагоры), резервуаров, кожухов доменных печей и воздухопагрева1елеп, защитных екиьных оболочек ядерных реакюров, конверторов, термостагирующих устройств. рамных конструкций тепловыделяющих производств и др. представляют собой примеры конструкций, в различной степени подверженных воздействию перечисленных выше охрупчивающих факюров.

Наличие охрупчивапия металла в зоне сварного шва и околошовпой может привести к хрупкому разрушению конструкции при эксплуатации в климатическом диапазоне ie\incpaiyp н номинальных напряжениях ниже соответствующих расчетных значений. Существующие в данное время методики расчета на прочность и выносливость строительных мегаллоконсфукций не учитывают наличие исходных дефектов, а также зарождения и накопления хрупких и устлостпых повреждений в расчетных сечениях, снижающих их несущую способность в период эксплуатации сооружения. Фактор времени эксплуатации в нормах учитывается косвенно с помощью коэффициентов перегружи и условий работы. Заложенная в неявном виле в нормах концепция «эксплуа] ации без повреждений» ipeoyei полной бездефектности сварных швов, стенок подкрановых балок, кожухов доменных печей и т.д., что с одной стороны вызвано опасениями хрупкогс разрушения конструкций, а с другой - не обеспечено средствам!-неразрушающего контроля. Такое жесткое требование к бездефек!ностк сварных соединений приводит к значительному объему работ по выборке v заварке дефектов, но тем не менее не только не предотвращает возможносп хрупкого разрушения, по и в ряде случаев может ему способствовать. Hpj-этом вопрос о целесообразности таких работ остается открытым, так каь существуют дефекты и трещины, пе снижающие заложенных в конструкцш запасов прочности.

Существующие в настоящее время подходы к оценке прочное!и i возможности хрупкого трещинообразования и разрушения стальны; металлоконструкций посят ограниченный характер, так как применяются i гладким (регулярным) концентраторам напряжений. носят сутуб< эмпирический характер и иегюлыуют ряд необоснованных допущений, таки как использование теоретического коэффициента концентрации напряжени] (неограниченного в случае трещин и острых концентраторов), независимы! учет влияния факторов на смещение крп i ических гемпершур и др. 1 строительных нормах о!сутствуюг меюды расчета прочности эле.менто конструкций в случаях плосконапряженного моментного состояния листовы и оболочечных конструкций, плоской деформации и пространственног напряженного состояния, в том числе с учетом возможности появления пластических деформаций.

В связи с изложенным возникает задача разработки расчетных методов прогнозирования прочное i и, конструктивной безопасности, а также и возможности хрупкого или вязкого разрушения строительных м/к и их оснований в различных условиях силовой и температурной нагруженности, учитывающих пространс; венный характер напряженного состояния, концентрацию напряжений, а также технологические и сварочные дефекты, остаточные напряжения, температуру эксплуатации и изменение механических и структурных характеристик металла сварных соединений при воздействии технологических и эксплуатационных факторов для строительных металлоконсгрукций.

Достижение этой цели в рамках методики расчета по предельным состояниям, как это сформулировано II.С. Стрелецким [169], возможно путем развития и обобщения методов линейной механики разрушения (ЛМР) на основе формулировки критериев прочности и текучести для концентраторов напряжений, в том числе у концов трещин и острых (сингулярных) концентраторов напряжений. Требование обобщения и развития классической ЛМР связано с тем, что несмотря на относительного простоту ее критериев (учитывающих только сингулярные слагаемые в асимптотических полях упругих напряжений у концов трещины), она обладает рядом ограничении, сдерживающих ее применение к расчетам па прочность и трещиностойкость. Такими ограничениями является то. что задачи ЛМР предполагают наличие в элементе конструкции исходных трещин (т.е. по существу методами ЛМР проводится определение критических нагрузок, вызывающих распространение исходных трещин и анализируется устойчивость этого процесса); малость или одновременное обращение в нуль коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) и независимость КИН от ряда действующих в элементе конструкции нагрузок.

В развитии методов расчета строительных конструкций по предельным состояниям и в развитии JIMP сложилась парадоксальная ситуация, когда метод предельных состояний в соответствии с ГОСТ 27751-88 включает в себя разрушение любого характера (группа предельных состояний 1а) или образование трещин (группа предельных состояний If и 2с), а классическая линейная механика разрушения не приспособлена к определению нагрузок трещинообразования для элементов конструкций, в том числе в сложнонапряженном состоянии, и требуют для своего применения наличия исходных макротрещин и простых схем нагружений.

Ряд обобщений JIMP (предел трещиностойкости, критерий критического раскрытия трещины) связан с учетом нелинейных эффектов у концов трещины (путем введения зоны ослабленных связей в общем случае, не малом продолжении трещины) и приводит к прочности бездефектного тела при стремлении длины исходной трещины к нулю. Этот подход, в принципе, допускает определение нагрузок трещинообразования и анализ устойчивости начального распространения трещин при неоднородной деформации. Однако, его применение связано с еще более усложненными расчетами, чем использование коэффициентов интенсивности напряжений и, кроме того, критерий критического раскрытия трещины, также как и критерии ЛМР, допускает неограниченную прочность хрупких тел, так как не учитывает влияние растягивающей (или сжимающей) компоненты напряжений действующей в направлении трещины, на направление распространения и величину критической нагрузки. Последний недостаток также имеет место для известных классических обобщений ЛМР при сложном нагружении (критерий максимального растягивающего напряжения, минимума плотности энергии деформации и др.).

Для разрешения указанного выше противоречия в работе сформулирован критерий хрупкого разрушения таким образом, чтобы при определении предельных нагрузок при наличии в теле трещин или определении нагрузок трещинообразования в местах концентрации напряжений учитывалось не только сингулярные слагаемые асимптотического разложения упругих полей напряжений и перемещений у концов трещин и сингулярных концентраторов напряжений, но также ограниченные члены упругой асимптотики. При этом область применения. JIMP ограничена теми случаями, когда вклад ограниченных членов упругой асимптотики в значения предельных и критических нагрузок будет малым по сравнению с сингулярными членами. Случаи, когда вклад ограниченных членов сравним с вкладом сингулярных членов асимптотического разложения или намного превосходит его, составляют область применимости развиваемой JIMP.

Формулировка обобщенного критерия хрупкого разрушения и трещинообразования проводится на основе понятия макронапряжений,, представляющих собой вычисленные по закону Гука напряжения от усредненных на некотором линейном размере Л (структурный параметр), упругих деформаций. Величина структурного параметра определяется экспериментально путем сопоставления расчетного и экспериментального значений критических нагрузок при растяжении или сжатии тела с трещиной либо концентратором напряжений. Простейший вариант формулировки силового критерия хрупкого разрушения - это равенство максимального растягивающего макронапряжения у конца трещины (или концентратора напряжений) величине сопротивления отрыву при ограничении интенсивности макронапряжений пределом текучести. Этот критерий приводит к первому критерию прочности при однородных напряжениях (макронапряжения не зависят от структурного параметра и совпадают с общепринятым понятием напряжений в точке) и позволяет связать разрушение с макронапряжениями без использования КИН.

Использование понятия макронапряжений и силового критерия хрупкого разрушения, примененного к трещинам и другим концентраторам напряжений позволило уточнить понятие и расчетную методику определения температуры нулевой пластичности Тнп для элементов строительных м/к, основанную на расчетных методах определения коэффициента жесткости напряженного состояния К^ с учетом пространственного характера напряженного состояния, не учитываемого в литературе, нормах и предложениях по нормативной оценке нижних критических температур вязкохрупкого перехода сталей для м/к.

Для оценки температуры нулевой пластичности тнп вязкохрупкого перехода в прокате и элементах м/к с концентраторами напряжений используется, наряду с экспериментальными методами [125-128], расчетные методы, основанные на решении уравнения (1.26) Rt(t) = S0/Kk в температурном интервале и уточненным по сравнению с [82] коэффициентом Кк, учитывающим как особенности напряженного состояния в концевых зонах концентраторов напряжений, так и многоосность внешнего напряженного состояния. Уравнение (1.26) непосредственно следует из силового критерия хрупкого разрушения (1.25) (разрушения на пределе текучести crmax =S0, сг( = Л7.(г)), предложенного в [82] для интерпретации результатов разрушения цилиндрических образцов в температурном интервале.

Величина тнп связана с допустимой минимальной температурой тэ эксплуатации строительных м/к и служит критерием не только назначения новых сталей в конструкции [46,125-128]. Эта температура должна входить в систему инженерных оценок сталей для уникальных и ответственных сооружений и служить критерием (тип + атнп < тэ) применимости существующих нормативных и предлагаемых расчетов прочности, долговечности и конструктивной безопасности строительных м/к по третьему предельному состоянию, предложенному Н.С. Стрелецким [169].

В работе показано, что приведенное в монографии Л.А. Копельмана [82] и используемое в литературе расчетное значение коэффициента К для трещин нормального отрыва существенно завышено (в 1,75 раза) в связи с чем неоправданно завышается расчетная оценка тнп - фактически минимальная допустимая температура эксплуатации м/к [46,126-128,170].

Использование силового критерия хрупкого разрушения, записанного через макронапряжения делает возможным определение нагрузок трещинообразования (критериев прочности) при отсутствии в конструкции начальных трещин; позволяет учитывать влияние всех компонент напряжений, действующих в элементе конструкции с трещиной, на величину критической нагрузки, на коэффициент жесткости напряженного состояния и температуру нулевой пластичности. Использование указанных критериев прочности и макронапряжений позволяет отделить условия трещинообразования (критерии прочности) от анализа устойчивости распространения возникшей или исходной трещины (конструктивная безопасность и живучесть), и дает возможность анализа критических нагрузок при наличии в сварном соединении или в прокате «малых» трещин, что является основой нормирования дефектов сварных соединений или несплошностей листового проката. При этом величина структурного параметра является тем характерным размером, по отношению к которому определяются такие понятия, как микро- или макротрещина, а также хрупкое, квазихрупкое и вязкое разрушение.

В расчетах на прочность строительных м/к, находящихся в плосконапряженном безмоментном состоянии в строительных нормах используется частный случай критериев хрупкой прочности Г.В. Ужика

1.15)-(1.16), когда третье главное напряжение в направлении толщины листовой конструкции или оболочки вращения отсутствует и условия (1,15)

1.16) сводятся к критериям (2.1), (2.3). При этом из условия упругости (2.1) следует ограничение (2.2) на максимальные главные растягивающие напряжения, на 15,5% превосходящие предел текучести материала, ограничивающий главные напряжения в критерии прочности (2.3). В расчетах на прочность листовых и оболочечных м/к, находящихся в безмоментном напряженном состоянии можно ограничиться только условием упругости (2.1), с вытекающим из него условием прочности (2.2), если критические напряжения SK, определяемые нормами дефектности металла и сварных соединений в хрупких состояниях превышают предельное напряжение 2RT/-Jb. В противном случае для увеличения расчетного сопротивления в критерии прочности (2.3) должно выполняться условие (2.5) в котором SK>RT, либо требуется снижать нормы дефектности. Это означает, что предложения [46,125] об увеличении расчетного сопротивления (до величины Ru) при расчетах стальных конструкций в аварийных ситуациях может быть реализовано частично (на 15,5%) в рамках упругих безмоментных состояний элементов м/к.

Критерий прочности листовых конструкций (оболочек вращения), находящихся в безмоментном напряженном состоянии (2.1), (2.3), принятый, в строительных нормах или критерий прочности (2.1), (2.2) с увеличенным на 15,5% расчетным сопротивлением может применяться в расчетах по третьему предельному состоянию, если для применяемой марки стали, концентраторов напряжений, норм дефектности и действующих напряжений температура нулевой пластичности Т„п, вычисленная с учетом образования трещин, будет меньше минимальной температуры Тэ эксплуатации элемента м/к, т.е. если Тнп + АТнп < Тэ. В случае нарушения этого условия расчет по третьему предельному состоянию возможен, если возникающие хрупкие или усталостные трещины устойчивы.

Аварийное предельное состояние возникает, если выполняется условие Тэ < Тнп и возникающие или существующие трещины (дефекты) неустойчивы. Аварийное предельное состояние является нерасчетным и предотвращается как конструктивными мероприятиями, так и требованиями повышения качества материала и возведения сооружения [169]. В этом случае путем выбора стали и снижения концентрации макронапряжений, в том числе снижения норм дефектности и действующих напряжений в конструкции необходимо при проектировании, ремонте и реконструкции добиваться выполнения условия расчета Тнп + АТНП < Тэ элемента м/к по третьему предельному состоянию.

При расчете на ■ прочность строительных металлоконструкций, находящихся в пространственном или плоскодеформированном состояниях, критерия упругости, записанного в макронапряжениях, недостаточно; в этих случаях максимальное растягивающее макронапряжение в зонах концентраторов может превосходить предел прочности материала и необходимо дополнительно использовать критерий прочности crmax < у( SK /уп с одновременным выбором расчетного сопротивления SK, определяемого как структурой стали, нормами дефектности сварных соединений и несплошностей листового проката, так и действующими в элементе м/к внешними напряжениями. Величина коэффициента ус условий работы. определяется из условий снижения расчетного сопротивления SK при многоосном внешнем напряженном состоянии, а само расчетное: сопротивление, как это предложено в [46,125], может достигать предела прочности материала Ru в рамках упругого состояния элемента м/к.

При расчете на прочность плосконапряженных листовых и оболочечных строительных м/к, находящихся в моментном напряженном состоянии (зонах краевого эффекта) необходимо, кроме мембранных и изгибающих напряжений, учитывать также и перерезывающие усилия из плоскости листа (оболочки), приводящие к наличию в срединной поверхности третьего главного напряжения, ориентированного под углом к ней. Расчеты на прочность в этом случае должны проводиться на трех плоскостях — срединной и двух граничных. Для расчета на прочность на граничных поверхностях оболочек, свободных от напряжений, достаточно условия упругости и критерия прочности, принятых в строительных нормах [165,167] для безмоментного плосконапряженного состояния. На срединной поверхности эти критерии утрачивают силу, й для расчета на прочность требуется пользоваться критерием недопущения трещинообразования (2.14) с дополнительным условием упругости (2.13). Здесь, также как и для безмоментного плосконапряженного и пространственнонапряженного состояния, условием расчета по третьему предельному состоянию служит выполнение критерия ТИП+АТНП <ТЭ, а в случае возникновения аварийного предельного состояния требуется устранение нарушения этого критерия конструктивными мероприятиями и требованиями повышения качества материала и возведения сооружения.

Использование методов развиваемой JIMP позволяет уточнять и развить понятия долговечности, конструктивной безопасности и живучести строительных металлоконструкций, известные в литературе и ввести понятие и расчетные методы определения периода живучести конструкции как времени роста образовавшихся (статических, усталостных) трещин до критических размеров, приводящих к лавинообразному разрушению или потери устойчивости конструкций. Понимая под долговечностью время до образования статической или усталостной трещины, или до потери устойчивости конструкции, конструктивную безопасность можно характеризовать долговечностью и расчетным периодом живучести. Если при этом возникающие трещины неустойчивы (приводят к лавинообразному разрушению), то предельное состояние конструкции будет, по определению Н.С. Стрелецкого [169], аварийным и период живучести конструкции равен нулю (отсутствует), т.е. конструкция ненадежна.

Наряду с уточнением и формулировкой критериев прочности для листовых и оболочечных конструкций, находящихся как в безмоментном так и в моментном напряженном состоянии, развиваемая JIMP позволяет увязать критерии прочности с нормами дефектности сварных соединений и листового металлопроката и учитывать процессы охрупчивания, развивающиеся в металле от воздействия различных факторов.

В работе рассмотрен и решен ряд практических задач обобщенной линейной механики разрушения составляющих основу нормирования дефектов сварных соединений и несплошностей листового проката, основу задач определения прочности и устойчивости оснований строительных конструкций. Предложено решение задач о начальной стадии упруго-пластических деформаций у концов трещин нормального отрыва и поперечного сдвига при плоской деформации, основанное на разрывных решениях теории упругости. Решен ряд нетрадиционных задач трещинообразования при отборе образцов разрушающими методами при обследовании массивных строительных железобетонных конструкций и бурении скальных оснований с целью определения характеристик трещиностойкости и деградации механических свойств слагающих пород массива основания или бетона в конструкции.

В диссертации на базе развитой ЛМР и уточненных понятий трещиностойкости, долговечности и лавинообразного разрушения строительных металлоконструкций рассмотрены особенности расчета прочности, конструктивной безопасности и живучести таких уникальных конструкций как кожухи доменных печей, стальных защитных оболочек атомных электростанций (АЭС), стальных сварных вертикальных резервуаров. В частности для кожухов доменных печей, как статически нагруженных конструкций, подверженных локальному тепловому нагреву, описан механизм образования устойчивых макротрещин. Их возникновение и устойчивый рост, в отличие от усталостного механизма характерного для воздухонагревателей, защитных оболочек АЭС, резервуарных металлоконструкций, связывается, кроме развития в металле явления тепловой хрупкости при температурах 250-500°С, также, что не менее существенно, с наличием двух или трехосного напряженного состояния кожуха, возникающего около концентраторов напряжений.

В диссертационной работе рассмотрены и решены смешанные задачи перехода грунта основания в пластическое состояние (глинистые грунты) или возникновения трещин поперечного сдвига (скальные основания), когда при повышенных давлениях на фундамент касательные напряжения в основании превышают сопротивление грунта сдвигу. На основе нарушения условия внутреннего трения, записанного через макронапряжения по краям фундамента (жесткого или мягкого штампа), определена величина предельной нагрузки, когда еще сохраняется линейная зависимость между нагрузкой и осадкой фундамента, составляющая основу расчета несущей способности оснований. Показано, что нагрузка, при достижении которой в основании, кроме трещин сдвига или полос скольжений, возникают трещины отрыва, считается критической, определяющей предел прочности основания и возможную потерю устойчивости положения надфундаментного сооружения.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Востров, Владимир Кузьмич, 2009 год

1. Альтиеро Н. Дж., Сикарски Д.Л. Применение метода интегральных уравнений к задачам механики горных пород о внедрении инструмента: Сб./Метод граничных интегральных уравнений — М.: Мир, 1978.-С.152-183.

2. Атомный механизм разрушения. -М.: Металлургиздат, 1963.-660с.

3. Аверин С.И., Матвиенко Ю.Г., Морозов Ю.Н. Расчет допустимых размеров трещины в корпусе ВВЭР// Атомная энергия. 1987. -Т.62. -№6. - С.379-382.

4. Байтереков А.Б., Колесниченко З.В., Леонов М.Я. Сжатие тела с полубесконечной цилиндрической полостью// Докл. АН СССР. 1981. -т.256.-№5.-С.1077-1081.

5. Баренблатт Г.И. Математическая теория равновесных трещин, образующихся при хрупком разрушении// Журнал прикладной механики и технической физики.-1961.-№4.-С. 13-20.

6. Баренблатт Г.И., Черепанов Г.П. О хрупких трещинах продольного сдвига// ПММ.-1961.-Т.25, вып. 76.-С.1110-1119.

7. Баско Е.М. Трещиностойкость строительных сталей и элементов конструкций: Сб./Исследование хрупкой прочности строительных металлических конструкций М., 1982.-С.112-128.

8. Белоцерковский С.М., Лифанов И.К. Численные методы в сингулярных интегральных уравнениях и их применение в аэродинамике, теории упругости, электродинамике. -М.: Наука, 1985. -253с.

9. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. -448с.

10. Болотин В.В. Трещиностойкость материалов и континуальная механика повреждений// Докл. АН СССР.-2001.-Т.376.-№6.-С.760-762.

11. П.Бормот Ю.Л., Востров В.К. Численный анализ напряжений в плоских задачах для тел с внутренними трещинами// Метод дискретных особенностей в задачах математической физики: матер. Всесоюзного симпозиума. -Харьков, 1985. -С. 16-17.

12. Бугаков И.И. Исследование прочности образцов с угловыми вырезами// Исследования по упругости и пластичности. -1986.-№15.-С.20-26.

13. Востров В.К. Зарождение пластической деформации в плоскости, нагруженной кусочно-постоянным давлением// Изв. АН СССР, МТТ. -1991. -№4. -С.147-154.

14. Востров В.К. Разрушение хрупких тел с плоскими внутренними и краевыми трещинами// Прикладная математика и механика. -1983. -Т.47, вып. 5. -С.852-860.

15. Востров В.К. Сдвиговые трещины у края плоского штампа// Прикладная механика. -1983. -№7. -T.XIX. -С.91-95.

16. Востров В.К. Сжатие неограниченного тела с полубесконечными цилиндрическими полостями// Прикладная математика и механика. -1988. -Т.52, вып.5. -С.801-805.

17. Востров В.К. Трещинообразование при сжатии тела с цилиндрической полостью// Строительная механика и расчет сооружений. -2007. -№6. -С.32-36.

18. Востров В.К. Трещинообразование у края плоского штампа в хрупкой полуплоскости// Изв. АН СССР, МТТ. -1983. -№5. -С. 104-108.

19. Востров В.К. Трещиностойкость и долговечность кожухов доменных печей и воздухонагревателей// Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№11. -С.40-43.

20. Востров В.К. Трещиностойкость хрупких строительных материалов с концентраторами напряжений// Строительная механика и расчет сооружений. -2007. -№3. -С.8-17.

21. Востров В.К. Хрупкое разрушение металлоконструкций с внутренней трещиной при сложных нагружениях// Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№4. -С.32-35.

22. Востров В.К. Вопросы прогнозирования остаточного ресурса металлоконструкций с учетом коррозионных повреждений// Промышленное и гражданское строительство.-2005.-№5.-с.42-44.

23. Востров В.К. Вопросы расчета вертикальных цилиндрических резервуаров при проектировании и техническом диагностировании// Монтажные и специальные работы в строительстве.-2006.-№7.с.9-15.

24. Востров В.К. Критические температуры хрупкости и пластичность в конце трещины нормального отрыва при плоской деформации// Промышленное и гражданское строительство. -2008. -№5. -С. 17-22.

25. Бугаков И.И. Квазихрупкое разрушение образцов с вырезом в виде лунки//Изв. АН СССР, МТТ. -1982. -№6. -С. 177-180.

26. Бугаков И.И., Демидова И.И. Квазихрупкое разрушение образцов с вырезом, имеющим угловые точки// Изв. АН СССР, МТТ. -1980. -№3. -С.182-183.

27. Васильченко Г.С. Критерий прочности тел с трещинами при квазихрупком разрушении материала// Машиноведение.-1978.-№6.-С.103-108.

28. Ведяков И.И., Еремеев П.Г. К статье «К вопросу о живучести строительных конструкций» 1. // Строительная механика и расчет сооружений. 2006. - №6. - С. 76-78.

29. П.Вершинин С.А., Трусков П.А., Кузмичев К.В. Воздействия льда на сооружения Сахалинского шельфа. -М.: Институт Гипростроймост, 2005. -208с.

30. Востров В.К. Прогнозирование коррозионных процессов в связи с техническим диагностированием резервуаров. ПГС, №5, 2004, с.34-37.

31. Востров В.К. Влияние двухосности растяжения на хрупкое разрушение тела с трещиной: Сб./ Разработка методов расчета и исследование действительной работы строительных металлоконструкций -М., 1983. -С.111-114.

32. Востров В.К. Трещиностойкость хрупких тел при сдвиге и сжатии в направлении трещины// Матер. VI Всесоюзного съезда по теоретической и прикладной механике. -Ташкент, 1986. -С.67.

33. Востров В.К. Вопросы расчета долговечности и живучести строительных металлоконструкций. Труды Центр, научно-иссл. и проектн. ин-та строит. Конструкций: Сб./Трещиностойкость строительных металлических конструкций.-М., 1986.-е. 177-186.

34. Востров В.К. К расчету на прочность толстолистового проката нагружаемого в направлении толщины// Строительная механика и расчет сооружений. -2007. -№1. -С. 13-18.

35. Востров В.К. Методика расчета усталостной долговечности вертикальных цилиндрических резервуаров// Промышленное строительство. —1992. -№5. -С.13-16.

36. Востров В.К., Баско Е.М., Горицкий В.М., Кандаков Г.П. Трещинообразование в кожухах доменных печей// Строительная механика и расчет сооружений. -1987. -№2. -С. 16-19.

37. Востров В.К., Орлова Т.И. Хрупкое разрушение толстолистовой стали с эллиптической трещиной при трехосном нагружении// Механика разрушения материалов: Тез. докл. I всесоюз. конф.-Львов, 1987.-256с.

38. Востров В.К., Василькин А.А. Оптимизация высот поясов стенки резервуара// Монтажные и специальные работы в строительстве.

39. Востров В.К., Беляев Б.Ф., Гладштейн Л.И. Предельные характеристики расслоений в листовых элементах сварных конструкций// Матер, международной конференции «Сварные конструкции». -Киев. -1990. -С.ЗЗ.

40. Востров В.К., Дудик Э.Ф. Вопросы технического диагностирования морских нефтегазопромысловых стационарных сооружений для разведки и освоения морских месторождений// Промышленное и гражданское строительство. —2006. -№6. -С.9-11.

41. Востров В.К., Павлов А.Б. Вопросы расчета экстремальных снеговых нагрузок на купольные покрытия// Промышленное и гражданское строительство. -2004. -№7. -С.39-42.

42. Востров В.К., Беляев Б.Ф. Критерий разрушения строительных сталей при низких температурах: Сб./ Прочность материалов и конструкций при низких температурах: Матер. Второй Всесоюзной конференции. -Житомир, 1986.-С.

43. Востров В.К., Мазур В.А., Галыбин А.Н. Трещинообразование в растянутых стальных пластинках с термическим концентратором напряжений: Сб./ Проектирование металлических конструкций. -М., -1982. -вып.6. -С.8-9.

44. Востров В.К., Катанов А.А. Расчет напряжений и перемещений в уторном узле и окрайках днища резервуаров// Монтажные и специальные работы в строительстве.-2005.-№8, с.22-27.

45. Ведяков И.И. Современные принципы нормирования качества материалов и стальных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2007. —№2. - С. 62-63.

46. Гахов Ф.Д., Черский Ю.И. Уравнения типа свертки. -М.: Наука, 1978. -295с.

47. Гвоздев А.А. К вопросу о ближайших перспективах расчета конструкций по предельным состояниям: Кн. / Развитие методики расчета по предельным состояниям. М.: Издат. литер, по строит., 1971, - С. 38-43.

48. Гладштейн Л.И., Ларионова Н.П. Структура и хладостойкость строительной стали: Сб./ Исследование хрупкой прочности строительных металлических конструкций. М., 1982. - С. 75-92.

49. Гладштейн Л.И., Горицкий В.М., Ларионова Н.П., Мешков Ю.Я., Пахаренко Г.А., Сердитова Т.Н. Способы ускоренного определения сопротивления хрупкому разрушению конструкционных сталей// Заводская лаборатория. -1985. -Т.51. -№1. С.78-81.

50. Гладштейн Л.И., Ларионова Н.П. Влияние величины зерна феррита на характеристики деформирования и разрушения строительной стали// Проблемы прочности. 1982. - №7.- С.68-72.

51. Гладштейн Л.И., Одесский П.Д., Ведяков И.И. Слоистое разрушение сталей и сварных соединений. М.: Интермет Инженеринг, 2009.-253 С.

52. Гликман Е.Э., Брувер Р.Э., Красков А.А., Трубин С.В. Механизм самопроизвольного зарождения микротрещин на границах зерен и хрупкое разрушение твердых растворов Fe-P// ФММ. . -вып.4, Т.50. -С.861-870.

53. Гладштейн Л.И., Милиевский Р.А., Бекренева И.В., Шляпина Т.В, Влияние включений TiN на хрупкое разрушение стали // Проблемы прочности. 1987. -№1. -С.57-62.

54. Гольдштейн Р.В. Некоторые вопросы механики разрушения крупногабаритных конструкций// Механика разрушения. Разрушение конструкций. -М.: Мир, 1980. -С.228-255.

55. Горбунов-Посадов М.И. Современное состояние научных основ фундаментостроения. -М.: Наука, 1967. -68с.

56. Горицкий В.М. Диагностика металлов. -М.: Металлургиздат, 2004. -408с.

57. Горицкий В.М. Тепловая хрупкость сталей. -М.: Металлургиздат, 2007. -381с.

58. Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р., Кулемин A.M., Еремин К.И., Матвеюшкин С.А. Повышенное сопротивление стали хрупкому разрушению — гарантия надежности сварных футерованных конструкций// Промышленное и гражданское строительство. -2004. -№5. -С.37-39.

59. Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р. Влияние размера зерна феррата на трещиностойкость феррито-перлитной стали 15ХСНД в условиях длительного нагрева // Деформация и разрушение материалов. 2007. -№4. -С. 38-42.

60. ГОСТ 27751-88*. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. -М.: Изд-во стандартов, 1989. -6с.

61. Грудев И.Д., Востров В.К., Галыбин А.Н. Трещинообразование в кожухах доменных печей и воздухонагревателей от локального нагрева// Строительная механика и расчет сооружений. -1982. -№1. -С. 13-19.

62. Грудев И.Д., Мазур В.А. Экспериментальное изучение способов управления процессом распространения трещин в листовых металлоконструкциях: Сб. / Проектирование металлических конструкций. М., - 1982. - вып.6. - С. 3-5.

63. Давиденков Н.Н. Избранные труды. Динамическая прочность и хрупкость металлов. -Киев: Наукова думка, 1981. -704с.

64. Евдокимов В.В., Баско Е.М. К определению допустимых размеров внутренних дефектов в сварных соединениях стенки эксплуатируемых вертикальных цилиндрических резервуаров// Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№4. -С.22-24.

65. Еремеев П.Г. Предотвращение лавинообразного (прогрессирующего) обрушения несущих конструкций уникальных большепролетных сооружений при аварийных воздействиях// Строительная механика и расчет сооружений. -2006. -№2. -С.65-72.

66. Еремеев П.Г. Особенности проектирования уникальных большепролетных зданий и сооружений// Строительная механика и расчет сооружений.-2005 .-№ 1 -с.69-75.

67. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов. -Киев: Наукова думка, 1978.-352с.

68. Желтов Ю.П., Христианович С.А. О гидравлическом разрыве нефтеносного пласта// Изв. АН СССР. ОТН. -1955. -№5, -С.3-41.

69. Зайцев Ю.В. Предельное равновесие сжатой пластины, ослабленной круговым отверстием и трещинами выходящими на его контур// Журнал прикладной механики и технической физики. -1969. -№5. -С. 100-101.

70. Злочевский А.Б. Долговечность элементов металлических конструкций в связи с кинетикой усталостного разрушения: Диссертация на соискание ученой степени докт. технич. наук. -М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1985. -357с.

71. Злочевский А.Б. К вопросу об установлении расчетных критериев хрупкого разрушения как третьего предельного состояния элементов конструкций: Кн./Развитие методики расчета по предельным состояниям. -М.: Издат.литер. по строит., 1971.-С. 140-147.

72. Иоффе А.Ф., Кирпичева М.В., Левицкая М.А. Деформация и прочность кристаллов// Журнал Русского физико-химического общества. Часть физическая. -1924. -Т.56. -№5. -С.489-503.

73. Каминский А.А. Хрупкое разрушение вблизи отверстий. -Киев: Наукова думка, 1982. -158с.

74. Кандаков Г.П., Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р., Мартынчук В.Д. Повышение надежности и ресурса кожухов доменных печей на основе оценки и прогнозирования состояния металла// Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№4. -С.6-9.

75. Карзов Г.П., Леонов В.П., Тимофеев Б.Т. Сварные сосуды высокого давления. -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие, 1982. -287с.

76. Карпенко Н.И. О концептуально методологических подходах к обеспечению конструктивной безопасности// Строительная физика в XXI веке: материалы научно-техн. конф. -М.: НИИФ РААСН, 2006. -С.516-521.

77. Карпенко Н.И., Колчунов В.И. О концептуально-методологических подходах к обеспечению конструктивной безопасности// Строительная механика и расчет сооружений. -2007. -№1. -С.4-8.

78. Котречко С.А., Мешков Ю.Я., Меттус Г.С. Хрупкое разрушение поликристаллических металлов при сложном напряженном состоянии // Металлофизика. 1988. - т. 10, №6. - С. 46-55.

79. Колчунов В.И. Основные направления развития конструктивных решений и обеспечение безопасности жилища/ Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции// Изв. Орловского ГТУ. -2007. -№2/14(530). -С.154-159.

80. Котречко С.А., Мешков Ю.Я., Телевич Р.В. Влияние размеров мартенситных пакетов и карбидных частиц на «хрупкую» прочность низкоуглеродистых мартенситных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. - №9. - С.28-34.

81. Копельман JI.A. Сопротивление сварных узлов хрупкому разрушению. -Л.: Машиностроение, 1978. -232с.

82. Красовский А .Я. Хрупкость металлов при низких температурах. Киев: Наукова думка, 1980. -337с.

83. Кудишин Ю.И., Дробот Д.Ю. Живучесть конструкций в аварийных состояниях // Металлические здания. 2008. — №5. - С.21-23.

84. Кудишин Ю.И. Контактные задачи о подкреплениях и пересечениях тонких пластин (применительно к металлическим конструкциям): Диссертация на соискание ученой степени докт. технич. наук. -М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1985. -382с.

85. Кудишин Ю.И., Дробот Д.Ю. К вопросу о живучести строительных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2008. — №2. - С.36-43.

86. Ларионов В.В., Востров В.К., Беляев Б.Ф. Методика расчетной оценки усталостной прочности резервуаров: Сб./ Конструкционная прочность и механика разрушения сварных соединений. -Л., 1986, -С.42-45.

87. Ларионов В.В., Востров В.К., Беляев Б.Ф., Гладштейн Л.И., ГиренкоВ.С. Нормирование нарушений сплошности толстолистовой стали для сварных конструкций// Техническая диагностика и неразрушающий контроль, Киев: Наукова думка, 1989. -№1. -С.59-62.

88. Ларионов В.В., Востров В.К., Беляев Б.Ф., Евдокимов В.В. Расчетная оценка долговечности морских стационарных платформ с учетом распространения трещин// Строительная механика и расчет сооружений. -1987.-№5.-С.9-10.

89. Ларионова Н.П., Гладштейн Л.И. Влияние величины зерна феррита на трещиностойкость строительной стали. Сб./ Трещиностойкость строительных металлических конструкций.-М., 1986.-е. 121-130.

90. Ледовский И.В. Современное состояние нормирования снеговых нагрузок// Промышленное и гражданское строительство. —2008. -№2. -С.31-33.

91. Леонов М.Я. К теории расчета упругих оснований// Прикладная математика и механика.-1939.-Т.З, вып.1. -С.51-78.

92. Леонов М.Я. Механика деформаций и разрушения. -Фрунзе: Илим, 1981. -236 с.

93. Леонов М.Я. Некоторые неклассические проблемы механики деформируемых тел// Физико-химическая механика материалов. -1987. -Т.23. -№4. -С.3-8.

94. Леонов М.Я. Элементы теории хрупкого разрушения// Журнал прикладной механики и технической физики. -1961. -№3. -С.85-92.

95. Леонов М.Я., Витвицкий П.М., Ярема С.Я. Полосы пластичности при растяжении пластин с трещиновидным концентратором// Докл. АН СССР. -1963. -Т. 148. -№3. -С.541-544.

96. Леонов М.Я., Востров В.К. К теории сдвиго-трещинообразования// Докл. АН СССР. -1980. -Т.253. -№4. -С.832-836.

97. Леонов М.Я., Востров В.К. Разрушение хрупких тел с трещинами при двухосном нагружении// Проблемы прочности. -1984. -№9. -С.33-37.

98. Леонов М.Я., Панасюк В.В. Развиток найдр1бшших трвдин в твердому т\тН Прикладная механика. -1959, 5. -№4. -С.391-401.

99. Леонов М.Я., Русинко К.Н. Дислокационная теорема// Докл. АН СССР. -1964. -Т. 157. -№6. -С.83-90.

100. Леонов М.Я., Русинко К.Н. Макронапряжения упругого тела// Журнал прикладной механики и технической физики. -1963. -№1. -С. 104-110.

101. Либовиц Г., Эфтис Дж., Джонс Д. Некоторые недавние теоретические и экспериментальные исследования по механике разрушения: сб./ Механика разрушения. М.: Мир, 1980. - С. 169-202.

102. Матвиенко Ю.Г. Модели и критерии механики разрушения. М.: Физматлит, 2006. - 328 с.

103. Мазур В.А. Трещинообразование в пластинках при воздействии теплового концентратора напряжений // Строительная механика и расчет сооружений.-1983. -№1. -С.37-41.

104. Мацкевич Д.Г., Спринг У., Тимко Г., Баркер Э. Исследование воздействия льда на платформу «Грант Пойнт». RAO/CIS offshore 2007: Сб./Аннотации докладов. С.-П., 2007.

105. Мак-Клинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов / Пер. с англ. под ред. Б.М. Струнина и Е.М. Морозова. М.: Мир, 1970. -443с.

106. Махутов Н.А., Матвиенко Ю.Г. Подходы механики разрушения в концепции инженерной безопасности // Физико-химическая механика материалов. 1996. - №2. - С. 35-42.

107. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. -200с.

108. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. — 272 с.

109. Махутов Н.А., Москвичев В.В. Достоверность характеристик трещиностойкости при испытании цилиндрических образцов с кольцевой трещиной // Физико-химическая механика материалов. -1979.-№5.-С. 70-77.

110. Мельников Н.П., Баско Е.М., Беляев Б.Ф. Инженерный метод расчета строительных металлических конструкций на хрупкую прочность: сб./ Исследование хрупкой прочности строительных металлических конструкций. -М., 1982. -С.3-19.

111. Мешков Ю.Я., Пахаренко Г.А. Структура металла и хрупкость стальных изделий. -Киев: Наукова думка, 1985. -263с.

112. Мешков Ю.Я., Сердитова Т.Н. Разрушение деформированной стали. -Киев: Наукова думка, 1989.-160с.

113. Москвичев В.В. Основы конструкционной прочности технических систем и инженерных сооружений: В 3 ч.-Новосибирск: Наука, 2002. — 4.1: Постановка задач и анализ предельных состояний.-106 с.

114. Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин. -М.: Наука, 1984. -255 с.

115. Мяченков В.И., Григорьев И.В. Расчет составных оболочечных конструкций на ЭВМ. Справочник.-М.: Машиностроение, 1981.-212с.

116. Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел. -М.: Мир, 1969. -Т.2. -863с.

117. Науменко В.П., Митченко О.В. Хрупкое разрушение пластин с отверстием при сжатии// Проблемы прочности. -1985. -№7. -С.12-20.

118. Назаров Ю.П., Одесский П.Д., Ведяков И.И. Требования к сталям для конструкций в сейсмоопасных районах// Сейсмостойкое строительство — 2003.-№5. с.3-6.

119. Новожилов В.В., Слепян Л.И. Некоторые проблемы и достижения механики разрушения // Вестник АН СССР. 1987. - №9. - С.96-111.

120. Нобл Б. Применение метода Винера-Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. -279 с.

121. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. -256с.

122. ОСТ-23.040.00-КТН-574-06. Нефтепроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. -М.: 2006. - 81с.

123. Одесский П.Д. Аварийное предельное состояние и требования к сталям для уникальных конструкций// Строительная механика и расчет сооружений.-2005.№ 1 .-с.66-68.

124. Одесский П.Д. О нормативной оценке нижней критической температуры вязкохрупкого перехода толстолистовых сталей для металлических конструкций// Строительная механика и расчет сооружений. -2007. -№2. -С.65-71.

125. Одесский П.Д., Ведяков И.И., Горпинченко В.М. Предотвращение хрупких разрушений металлических строительных конструкций. -М.: СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1998. -219с.

126. Одесский П.Д., Ведяков И.И., Форхайм К. Об оценке температуры нулевой пластичности проката для ответственных металлических конструкций // Строительная механика и расчет сооружений—2006.-№3. С. 65-70.

127. Павлов А.Б., Востров В.К. Особенности применения механики разрушения в расчетах несущей способности строительных конструкций. Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции//Изв. Орловского ГТУ. -2007. -№2/14(530). -С.94-103.

128. Павлов А.Б., Востров В.К. Вопросы применения механики разрушения к расчетам прочности и надежности строительных конструкций// Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№4. -С. 14-18.

129. Павлов А.Б., Ларионов В.В., Востров В.К., Дудик Э.Ф. Некоторые строительные проблемы освоения Российского шельфа// Труды 8 Петербургского международного форума ТЭК. Россия. Санкт-Петербург.-2008.-с.408-410.

130. Павлов А.Б., Востров В.К. От механики разрушения к критериям прочности и конструктивной безопасности строительных металлоконструкций// Международный конгресс «Наука и инновации в строительстве» SIB-2008. Россия. Воронеж. Т.З.-2008.-С.280-285.

131. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. -Киев: Наукова думка, 1968. -246с.

132. Панасюк В.В., Бережницкий Л.Т., Громяк Л.С. О влиянии структуры материала на распространение трещин в процессе растяжения тела// Докл. АН УССР. -1976. -сер. А. -№9. -С.811-816.

133. Панасюк В.В. Деформационные критерии в механике разрушения // Физико-химическая механика материалов. 1985. — №1. -С.7-17.

134. Панасюк В.В., Витвицкий П.М., Кутень С.И. Упруго-пластическое равновесие пластинки с круговым отверстием и трещинами выходящими на его контур// Физико-химическая механика материалов. 1976. — №1. - С.60-64.

135. Панасюк В.В., Збомирский А.И., Иваницкая Г.С., Ярема С.Я. Применимость ов -критерия для прогноза криволинейной траектории трещины// Проблемы прочности. -1986. -№9. -С.3-7.

136. Пат. №2032163. РФ. Способ диагностики металлоконструкций сосудов и аппаратов давления и определения их остаточного ресурса/ Востров В.К., Горицкий В.М.// Роспатент, 1995. -Бюл. №9.

137. Пат. №1289885. РФ. Способ эксплуатации сварного кожуха доменной печи/ Ларионов В.В., Кандаков Г.П., Востров В.К., Горицкий В.М., Баско Е.М., Мазур В.А.// Роспатент, 1993. -Бюл. №6.

138. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. -М.: Наука, 1979.-352с.

139. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. -М.: Наука, 1985.-504с.

140. Перельмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. -М.: Изд-во АСВ, 2007.-256 с.

141. Писаренко Г.С., Науменко В.П., Митченко О.В., Волков Г.С. Экспериментальное определение величины К, при сжатии пластиы вдоль линии трещины// Проблемы прочности. -1984. -№11. -С.3-9.

142. Писаренко Г.С., Науменко В.П., Степков В.М. Хрупкое разрушение при одноосном и двухосном нагружении// Прочн. матер, и элементов конструкций при сложн. напряж. состоянии. Киев. - 1986. - С. 196-201.

143. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Госатомнадзор СССР. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -525с.

144. Поль Б. Макроскопические критерии пластического течения и хрупкого разрушения: Сб./ Разрушение. -М.: Мир, 1975. -Т.2. -С.336-520.

145. Р-001-98ЮЛК-2.62143 Руководство по проектированию стальных конструкций объектов комплексов доменных печей большого объема. -М.: ЦНИИПСК, 1998. -102с.

146. Райзер В.Д. Развитие методов нормирования расчетов конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2009. - №3. - С. 66-74.

147. Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. -М.: Главн. ред-ия физ-матем. лит., 1987. -80с.

148. Райе Дж. Локализация пластической деформации// Теоретическая и прикладная механика: тр. XIV международного конгресса IUTAM. -М.: Мир, 1979. -С.469-471.

149. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении: Фактографический метод определения критических температур хрупкости металлических материалов (МР5-81). -М.: ВНИИНМАШ, 1981.-23с.

150. Ревуженко А.Ф., Шемякин Е.И. К вопросу о плоском деформировании упрочняющихся и разупрочняющихся пластических материалов// Журнал прикладной механики и технической физики. -1977. -№3. -С.156-174.

151. Ревуженко А.Ф., Шемякин Е.И. Некоторые постановки краевых задач L-пластичности// Журнал прикладной механики и технической физики. -1979. -№2. -С.128-137.

152. Рекомендации по назначению ветровых и снеговых нагрузок на здание с купольным покрытием Московской монорельсовой транспортной системы. -М.: ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2002. -6с.

153. Рекомендации по назначению ветровых и снеговых нагрузок на покрытие резервуара объемом 20000 м3. -М.: ГУП ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2000. -6с.

154. Рекомендации по определению снеговой нагрузки для некоторых типов покрытий. -М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1984. -22с.

155. Руководство по расчету стальных строительных конструкций на хрупкую прочность/ Баско Е.М., Беляев Б.Ф., Ларионов В.В. -М.: ЦНИИПСК, 1983.-13с.

156. Семенов Б.Н. Асимптотика напряженно-деформированного состояния в окрестности луночного выреза// Изв. АН СССР, МТТ. -1980. -№3. -С.

157. Сересен С.В., Махутов Н.А. Механические закономерности хрупкого разрушения// Автоматическая сварка. -1967. -№8. -С.

158. Сересен С.В., Махутов Н.А. Сопротивление хрупкому разрушению элементов конструкций// Проблемы прочности. -1971. -№4. -С.3-12.

159. Смирнов Б.И., Ярошевич В.Д. Физические механизмы зарождения микротрещин: Кн./ Физическая природа хрупкого разрушения металлов. -Киев: Изд-во АН УССР, 1963. -С.3-21.

160. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 2003.-44с.

161. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 2002. -48с.

162. СНиП П-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. Госстрой СССР. -М.: ЦИТП, 1991. -96с.

163. Сорокин JI.A. Работа конструкций доменных печей. -М.: Металлургия, 1976. -351с.

164. СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций. -М.: ФГУПЦПП, 2005. -87с.

165. Степанов А.В. Основы практической прочности кристаллов. -М.: Наука, 1974.-132с.

166. Стрелецкий Н.С. К вопросу развития методики расчета по предельным состояниям: Кн./ Развитие методики расчета по предельным состояниям. -М.: Издат. литер, по строит., 1971. -С.5-36.

167. Тетельман А., Безунер П. Применение анализа риска к исследованию хрупкого разрушения и усталости стальных конструкций // Механика разрушения. Разрушение конструкций. — М.: Мир, 1980. С.7-30.

168. Тетенев Е.В., Федоров А.В. Напряженно-деформированное состояние полосы с резким изменением сечения// Численные методы решения задач теории упругости и пластичности: материалы 10 Всесоюзной конференции. -Новосибирск, 1988. -С.284-288.

169. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. -М.: ГИФ-МЛ, 1963. -636с.

170. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. -М.: Наука, 1979. -560с.

171. Травуш В.И. Критерий прочности древесины. Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции// Изв. Орловского ГТУ. -2007. -№2/14(530). -С.124-130.

172. Травуш В.И. Метод обобщенных решений в задачах изгиба плит на линейно деформируемом основании// Строительная механика и расчет сооружений. -1982. -№1. -С.24-28.

173. Ужик Г.В. Прочность и пластичность металлов при низких температурах. -М.: Изд-во АН СССР, 1956. -192с.

174. Ужик Г.В. Сопротивление отрыву и прочность металлов. -М.: Изд-во АН СССР, 1950. -279с.

175. Уфлянд Я.С. Интегральные преобразования в задачах теории упругости. -Л.: Наука, 1967. -402 с.

176. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышов С.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты. -М.: Высшая школа, 2004. -566с.

177. Фадеев А.Б. Применение бразильского метода испытания прочности пород на растяжение// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. —1974. -№3. -С.133-137.

178. Филиппов В.В., Копылов А.Т., Корнилов Т.А., Рыков А.В., Гаврилова М.К. Снеговые нагрузки на покрытиях зданий в условиях Севера. -М.: Наука, 2000. -246с.

179. Фридман Я.Б. Деформация и разрушение металлов при статических и ударных нагрузках. -М.: Оборонгиз, 1946. -214с.

180. Хеллан К. Введение в механику разрушения. -М.: Мир, 1988. -363с.

181. Хан Дж.Т., Авербах Б.Л., Оуэн B.C., Коэн М. Возникновение микротрещин скола в поликристалическом железе и стали: Кн./ Атомный механизм разрушения. -М.: Металлургиздат, 1963. -С.109-137.

182. Черепанов А.Г. Линия скольжения как источник микротрещин// Взаимодействие тел в жидкости со свободными границами. -Чебоксары: 1987. -С.124-129.

183. Черепанов Г.П. О трещинах в сжатых телах// Прикладная математика и механика. -1966, 30. -№1. -С.82-93.

184. Черепанов Г.П. Пластические линии разрыва в конце трещины// Прикладная математика и механика. -1976. -Т.40. -вып.4. -С.720-728.

185. Черепанов Г.П. Равновесие откоса с тектонической трещиной// Прикладная математика и механика. -1976. -Т.40. -вып.1. -С. 136-151.

186. Черепанов Г.П. Хрупкая прочность сосудов под давлением// Журнал прикладной механики и технической физики. -1969. -№6. -С.90-101.

187. Шафрай С.Д. Хладостойкость стальных конструкций и деформационные критерии ее оценки: Автореф. дисс. докт. техн. наук. -М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1999. -46с.

188. Шемякин Е.И. О свободном разрушении твердых тел// Докл. АН СССР. -1988, 300. -№5. -С. 1090-1094.

189. Шухов В.Г. Определение основных размеров вертикальных цилиндрических резервуаров с плоскими днищами.-В кн.: Стальные резервуары.-M.-JI., Госмашметиздат, 1934.-е.47-52.

190. Arii М., Nakano М., Yanuki Т. Characteristics of brittle fracture under biaxial tension. Journ. Jap. Soc. Strends and Fract. Mater. -1978, vol. 13. -№2. -P.56-68.

191. ASCE-7-02 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, 2002 editions. American Society of Civil Engineers, Reston, VA, 2002.

192. Carpintery A. Stress-singularity and generalized fracture toughness at the vertex of re-entrant corners. Eng. Fract. Mach., 26. -1987. -№1. -P. 143-155.

193. Cherepanov G.P. Mechanics of Brittle Fracture. -New York: Mc, Grow Hill, 1979. -950 p.

194. Dugdale D.C. Yielding of steel sheets containing slits// J. Mech. and Phys. Solids. -1960, 8. -№2. -P. 100-108.

195. Eftis J. and Jones D.L. Influence of load biaxiality on the fracture load of center cracked sheets// Int. Journal Fract. -1982. -№4, 20. -P.267-289.

196. Erdogan F., Sih G.C. On the crack extension in plates under plane loading and transverse shear/ Trans. ASME, ser D// Journal Basic Inc., 85. -1963. -№4. -P.519-527.

197. Evans A.G. Deformation and failure caused by grain bandary sliding and brittle cracking// Acta Metallurgica, v.28, -№8. -P. 1155-1163.

198. Fischer K.-F., Goldner H. On the formulation of a principal strain criterion in crack fracture mechanics// Int. Journal Fract. -1981, 17. -№1. -P. R3-R6.

199. Fischer K.-F., Goldner H., Gunther W., Sorgel W. On the Relationship between Notch Analysis Crack Fracture Mechanics// Z. angew. Math, und Mech. -1982, 62. -№7. -P.345-348.

200. Gdoutos E.E. Biaxial load effects on crack propagation and fracture toughness// Rev. roum. sci. techn, ser. mec. appl. -1981, 26. -№1. P.129-143.

201. Griffith A.A. The phenomenon of rupture and flow in solids// Plil. Trans. Roy. Soc.-1920.-A221.

202. Leevers P.S., Radon J.С., Culver L.E. Crack growth in plastic panels under biaxial stress// Poliner. -1976, vol.17. -№7. -P.627-632.

203. Liebowith H., Lee J.D., Subramonian N. Criteria for predicting crack extension angle and path in plane crack problems// Proc. Int. Conf. Anal, and Exp. Fracture Mech., Rome. June 23-27, 1980/ Alphen and den Rijn-Rockville, Md. -1981. -P.239-250.

204. Nakamura Т., Shinoda Т., Watanabe H. P-induced intergranular embrittlement in 2,25 Wt.% chromium steels with variation in molybdenum and carbon contens// Trans. Iron and Steel Inst. Jap. -1979. -№7. -P.428-434.

205. Pavlov A.B., Vostrov V.K. Design of earthquake-resistant liquid storage tanks// Proceedings of the fifth international conference on behavior of steel structures in seismic areas 14-17 august 2006. Yokohama, Japan. -P.907-914.

206. Pavlov A.B., Vostrov V.K. Extreme Snow Loads on Done Roofs of Buildings and Structures// IABSE SIMPOSIUM LISBON 2005. -2005. -P. 198-199.

207. Levy N., Marcal P.V., Ostergren W.J., Rise J.R. Small scale yelding near a creak in plane strain: A finite element analysis// Int. Journal Fracture Mecanics. -1971. -T.7. -№2. -P.143-156.

208. Shetty D.K., Rosenfield A.K., Duckworth W.H., Mixed-mode fracture in biocxial stress state: annlication of the diametral-compression (Brazilian disk) test//Engineering Fracture Mechanics. Vol.26. -1987. -№6. -P.825-840.

209. Swedlow J.L. On Griffith's theory of fracture// Int. Journal Fracture Mechanics.-1965. -T.l. -№3. -P.210-216.

210. Oladimeji M.K. Stress distribution at the tip of cracks originating from a circular hole under biaxial loads// Fract. Mech.: 16lh Nat. Symp., Columbus, Ohio, 15-17 Aug., 1983. -Philadelphia. -1985. -H.65-94.

211. Ueda Y., Ikeda K., Yao Т., Aoki M., Yoshie Т., Shirakura T. Brittle fracture initiation characteristics under biaxial loadings// In: Adv. Res. Strength and Fracture of Materials/ 4-th Int. Conf. Fract. -Waterloo. -1978. -P.173-182.

212. Wu Chien H. Explisit asymptotic solution for the maximum-energy-release-rate problem//Int. J. Solids Structures, vol.15. -1979. -P.501-566.