ІМОВІРНІСНИЙ РОЗРАХУНОК КВАЗІОДНОРІДНИХ БОЛТОВИХ З’ЄДНАНЬ ЛИСТІВ КОРПУСУ СТАЛЕВИХ СИЛОСІВ

Ключові слова: циліндричний силос, надійність, імовірнісний розрахунок, імовірність безвідмовної роботи, квазіоднорідне болтове з’єднання, коефіцієнт критичного фактора

Анотація

Стаття присвячена актуальній проблематиці дослідження надійності квазіоднорідних болтових з’єднань корпусу циліндричних сталевих силосів. У багатьох випадках проектна надійність таких стиків відрізняється від фактичних показників їх безвідмовної роботи. Джерелом цього є ряд об’єктивних причин, до числа яких можна віднести недоліки
монтажних операцій, зокрема присутність болтів різного класу міцності, відсутність декількох болтів з’єднання, розкручування кріплення болта в процесі експлуатації споруди чи недокрут на монтажі й інші чинники такого типу. У
цьому випадку надійність системи визначалася через імовірність безвідмовної роботи з використанням коефіцієнта
критичного фактора. Відмова болтового з’єднання однозначно визначалася як перевищення випадковим напруженням випадкового рівня границі текучості сталі. Загальна концепція ймовірнісного розрахунку полягала у використанні імітаційної процедури Монте-Карло для вибірок випадкових величин великого об’єму. Увага концентрувалася
на розрахунковій ситуації, коли болти з’єднання складаються з трьох незалежних вибірок. Була сформульована система умов, при якій забезпечується надійність з’єднання й отримані аналітичні вирази для величини коефіцієнта
критичного фактора. Наведено практичний приклад розрахунку з наступним графічним представленням на спеціальній координатній площині – критичній імовірнісній шкалі. Проілюстровано, що випадкова наявність болтів менших класів міцності в монтажному стику стрімко збільшує ризик відмови. Установлено, що показники ймовірності
безвідмовної роботи однорідних та квазіоднорідних болтових з’єднань значно різняться лише при великих значеннях
коефіцієнтів варіації значень зусилля. Показано, що навіть за відсутності мінливості значень міцності болтів випадкова величина критичного фактора буде зростати при постійному значенні показника надійності.

Посилання

1. Elliott, M.D., Teh, L.H.  Ahmed, A. (2019). Behaviour and strength of bolted connections failing in shear. Journal of Constructional Steel Research, 153, 320-329.
https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2018.10.029
2. Bryan, E.R. (1993). The design of bolted joints in coldformed steel sections. Thin-Walled Structures, 16, 1-4, 239-262. https://doi.org/10.1016/0263-8231(93)90047-E
3. Gao, D., Yao, W.  Wu, T. (2019). Failure analysis on the axial-connected bolts of the thin-walled cylinder under random vibration loading. Engineering Failure Analysis,
105, 756-765. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.06.043
4. Zaroug, M.El., Kadioglu, F., Demiral, M.  Saad, D. (2018). Experimental and numerical investigation into strength of bolted, bonded and hybrid single lap joints: Effects of adherend material type and thickness. International Journal of Adhesion and Adhesives, 87, 30-141. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2018.10.006
5. Atroshenko, A.A. (2016). Analysis of structural strength of composite thin-walled structures with bolted connection of elements. Kharkov, NTUKHPI.
6. Chung, K.F.  Ip, K.H. (2001). Finite element investigation on the structural behaviour of cold-formed steel bolted connections. Engineering structures, 23,9, 1115-1125. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00006-2
7. Tang, G., Yin, L., Guo, X.  Cui, J. (2015). Finite element analysis and experimental research on mechanical performance of bolt connections of corrugated steel plates. International Journal of Steel Structures, 15,1, 193-204. https://doi.org/10.1007/s13296-015-3014-4
8. Shi, Y., Wang, M.  Wang, Y. (2011). Analysis on shear behavior of high-strength bolts connection. International Journal of Steel Structures, 11,2, 203-213. ttps://doi.org/10.1007/s13296-011-2008-0
9. Perelmuter, A.V. (2007). Selected problems of civil structures reliability and safety. Moscow: ASV.
10. Raizer, V.D. (1995). Calculation and standardization of the reliability of building structures. Moscow: Stroiizdat.
11. Pichugin, S.F. (2009). Reliability of industrial buildings civil structures: monografiia. Poltava: ASMI.
12. Pichugin, S.  Makhinko, A. (2009). Calculation of the reliability of steel underground pipelines. Strength of Materials, 41(5), 541-547.
13. Pichugin, S.  Makhinko, N. (2019). Using of High Strength Steel for Constructions of Vertical Silo Capacities. Academic journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1(51), 51-57.
14. Pichugin, S.  Makhinko, N. (2019). The reliability assessment of multibolt joints of the silo capacity’s wall. Proceedings of the International Ukr.-Azerbaijani Conf.:
Building Innovations – 2019, 176-178.
15. Makhinko, N. (2019). Stochastic representation of the critical factor coefficient in the reliability problems of the building structures. Science and Construction, 2, 56-61.
Опубліковано
2019-10-31
Як цитувати
Pichugin Sergii Імовірнісний розрахунок квазіоднорідних болтових з’єднань листів корпусу сталевих силосів / Sergii Pichugin, Anton Makhinko, Nataliia Makhinko // ACADEMIC JOURNAL Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2019. – Т. 2 (53). – С. 48-53. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2019.53.1889.