Browsing by Author "Співак, Дмитро Сергійович"

Now showing 1 - 7 of 7

Вплив матеріалів і масштабного факторана руйнування К-подібних вузлів трубобетонних мостів: ефективністьконструктивних параметрів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Співак, Дмитро Сергійович; Ключник, Сергій Владиславович
UKR: Мета. У роботі передбачено провести аналіз напружено-деформованого стану К-подібних вузлів трубобетонних конструкцій за допомогою програмного моделювання методом скінченних елементів з урахуванням нелінійних характеристик матеріалів, що, у свою чергу, потребує оцінки впливу матеріалів і розмірів вузлів на роботу порожнистих розкосів у решітчастих конструкціях мостів. Методика. Передбачено чисельне моделювання напружено-деформованого стану К-подібних вузлів трубобетонних поясів у програмі ANSYS. Для аналізу використано два класи бетону (C16/20 і C50/60) та дві марки сталі (16Д і 10ХСНД), які змодельовано із застосуванням критерію пластичності Друкера–Прагера для бетону та інструменту багатолінійного ізотропного зміцнення для сталі. Було підготовлено 12 варіантів моделей вузлів із різними характеристиками матеріалів та двома масштабами розмірів. Для наближення до реального стану навантаження на вузли здійснено у два етапи: спочатку було завантажено пояс, а потім розкоси до їх повної відмови. Результати. Розрахунки показали, що деформування порожнистих зразків вузлів відповідає лабораторним експериментам інших авторів. Вплив бетонного заповнення на стиснуті та розтягнуті розкоси був значним, особливо для стиснутих, де ефект досяг 20,8 %. Бетон класу C50/60 не завжди поліпшує ефективність, іноді поступаючись бетону класу C16/20. Збільшення розміру вузла позитивно впливає на ефективність бетону, зокрема для стиснутих розкосів, де приріст склав до 12,3 %. Підвищення міцності сталі з 16Д до 10ХСНД для розтягнутих розкосів показало ефективність від 0 до 8,6 %, а для стиснутих – до 22,8 %. Графіки напружень уздовж зварного шва показали, що бетон допомагає рівномірно розподіляти напруження як у стиснутих, так і в розтягнутих розкосах. Наукова новизна. У роботі проведено аналіз впливу матеріалів та геометрії сталевих вузлів, частково заповнених бетоном, на роботу порожнистих розкосів, де особливу увагу приділено малодослідженому фактору розміру вузла. Практична значимість. Завдяки скінченному елементному нелінійному аналізу та застосуванню нормативних актів України і європейських стандартів, установлено принципи оптимального підбору класів бетону та сталі для трубобетонних К-подібних вузлів. Це дозволяє забезпечити надійність сучасних мостових решітчастих конструкцій, підвищити їхню ефективність та економічність.
Критичний аналіз розвитку конструкції решітчастих трубобетонних мостів з їздою зверху
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Співак, Дмитро Сергійович; Ключник, Сергій Владиславович
UKR: Мета. У роботі передбачено висвітлити та обґрунтувати необхідність пошуку раціональних схем конструкцій решітчастих трубобетонних мостів з їздою зверху на основі аналізу останніх досліджень та нормативних документів. Методика. Проаналізовано актуальні наукові дослідження для визначення сучасного стану розвитку трубобетонних решітчастих конструкцій. Наведено методи поліпшення конструкцій. Проаналізовано комбінації заповнення елементів решіток бетоном, варіанти перерізів елементів решіток, їхні переваги та недоліки. Розглянуто стан будівельних норм України та інших країн з метою визначення можливих варіантів проєктування трубобетонних мостових конструкцій. Через відсутність детальних досліджень із цього питання визначено доцільність реалізації оптимізаційних досліджень для зазначених конструкцій та необхідні для цього кроки. Результати. Оптимізація конструкцій трубобетонних мостів є актуальним напрямом досліджень, проте вимагає багатокомплексного підходу та використання сучасних комп’ютерних потужностей. Запропоновано метод лінійної оптимізації та визначено його загальні кроки для пошуку економічних моделей. З’ясовано, що база українських ДБН у сфері трубобетонних конструкцій є обмеженою, але може бути розширена за рахунок використання європейських стандартів та інших міжнародних нормативних документів. Наукова новизна. Висвітлено необхідність глобального розвитку та вдосконалення трубобетонних решіток прогонових будов мостів. Акцентовано увагу на перевагах цього напряму, який сприяє прийняттю рішень на етапі вибору типу мосту та детального проєктування решітчастих трубобетонних мостів. Запропоновано методику пошуку оптимальних решіток, у яку можна інтегрувати наявні методи поліпшення конструкції та вимоги нормативних документів. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані для поліпшення конструкцій трубобетонних мостів на етапі проєктування. Оптимізування решіток може сприяти підвищенню ефективності будівництва та надійності цього виду мостових споруд.
Методика визначення ефективних параметрів трубобетонних балкових ферм з їздою зверху
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Співак, Дмитро Сергійович; Ключник, Сергій Владиславович
UKR: Мета. У статті розглянуто методику пошуку ефективних розмірів головних розрізних балкових ферм із використанням трубобетону із трикутною решіткою та верхнім розташуванням проїзної частини. Основною метою роботи є розробка алгоритму, який дозволяє визначити оптимальні геометричні та конструкційні параметри таких ферм на основі комплексного врахування впливу матеріалів, навантажень і роботи елементів конструкції. Методика. Дослідження ґрунтується на чисельному моделюванні із застосуванням програмних комплексів Mathcad та ЛІРА–САПР. У його межах реалізовано метод рівномірного пошуку, що забезпечує генерацію всіх можливих комбінацій параметрів ферм, їх аналіз та фільтрацію відповідно до критеріїв ефективності. Основну увагу зосереджено на верхньому поясі ферм, виконаному з трубобетону, що дозволяє максимально реалізувати несну здатність трубобетонних елементів. Для розрахунків узято нормативні навантаження АК, НК, СК, а також проведено перевірку умов роботи трубобетонних елементів згідно з положеннями Єврокоду 4. Результати. Розроблений алгоритм дозволяє автоматично генерувати, перевіряти та фільтрувати варіанти з урахуванням меж несної здатності. Перевірка розрахункових результатів підтвердила їхню відповідність нормативним вимогам та ефективне використання матеріалів. Середній час розрахунку одного варіанту достатній для визначення ефективних трубобетонних перерізів, але не є граничним показником і свідчить про наявність потенціалу для подальшої оптимізації та прискорення алгоритму. Наукова новизна. Автори розробили методику пошуку оптимальних параметрів трубобетонних розрізних балкових ферм із трикутною решіткою та верхнім розташуванням проїзної частини. Уперше запропоновано деталізовану багаторівневу структуру розрахунку трубобетонних ферм за нормативними навантаженнями ДБН, при цьому розрахунок трубобетонних елементів здійснено відповідно до положень Єврокодів. Практична значимість. Розроблено адаптивний інструмент, призначений для оптимізації трубобетонних фермовних конструкцій у мостобудуванні. Запропонований підхід сприяє зменшенню матеріаломісткості та забезпечує раціональне використання трубобетону в елементах головних балкових ферм.
Методика оцінювання несучої здатності інвентарних конструкцій наплавних мостів
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2026) Перепелиця, Кирило Миколайович; Співак, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Метою даної роботи є розробка підходів для об’єктивного дослідження інвентарної конструкції наплавного залізничного мосту НЖМ–56. Вибір розрахункової схеми наплавного мосту для подальших обґрунтованих досліджень вантажопідйомності та рекомендацій з улаштування мостів з майна НЖМ–56 для пропуску залізничного, автомобільного та гусеничних навантажень. Методика. Варіативне моделювання наплавних (понтонних) мостів НЖМ–56 з різними схемами (довжиною та кількістю понтонних опор) для їх дослідження методом ліній впливу. Аналіз отриманих результатів, обґрунтування розрахункової схеми мостового переходу, яка пропонується до подальших досліджень. Застосування програмного забезпечення, що реалізує метод скінчених елементів для проведення досліджень. Результати. Опрацювання підходів для перерахунку вантажопідйомності інвентарних конструкцій наплавних (понтонних) систем мостів методом скінчених елементів. Визначено варіант довжини та схему збирання наплавного мосту НЖМ-56, що чинить найбільший вплив на величину зусиль, які виникають під дією тимчасового навантаження, для подальших досліджень та надання обґрунтованих рекомендацій з пропуску тимчасового навантаження. Запропоновано найбільш невигідні варіанти та місця розміщення тимчасових рухомих навантажень для дослідження напружено-деформованого стану конструкції. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в отриманні нових результатів на основі уточненої методики для перерахунку вантажопідйомності наплавних (понтонних) систем мостів на прикладі наплавного мосту НЖМ–56. Дослідження зосереджено на вивченні особливостей перехідної частини понтонного мосту, що розглядається як окрема підсистема та в сукупності з елементами руслової частини. Практична значимість. Визначення підходів та методик з перерахунку вантажопідйомності інвентарних конструкцій наплавних (понтонних) систем, які потребують перерахунку за викликами сьогодення. Дослідження направленні на забезпечення безпечного пропуску тимчасового залізничного, гусеничного та колісних навантажень по наплавному (понтонному) мосту НЖМ–56. Визначення особливостей дослідження наплавної системи мосту із застосуванням програмного забезпечення, що реалізує метод скінченних елементів.
Напружено-деформований стан металевих прогонових будов складних просторових конструкцій
(Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро, 2020) Співак, Дмитро Сергійович
UK: У магістерській роботі проведено аналіз особливостей трубобетонних мостів. Розроблено схему аркової прогонової будови. Виконаний програмний та аналітичний розрахунок схеми. Проведені перевірки головних елементів. Розроблені основи охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях будівництва мосту. Метою роботи є загальне порівняння напружено-деформованого стану двох мостових споруд під автодорогу. Порівнюється однопрогонова аркова будова з існуючою нерозрізною трипрогоновою металевою балкою із суцільною стінкою. Предмет дослідження – напружено-деформований стан аркової прогонової будови. Метод дослідження – метод скінченних елементів.
Раціональні розрізні ферменні прогонові будови їздою поверху із використанням трубобетону
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Співак, Дмитро Сергійович
UKR:Дисертаційна робота присвячена розробленню методики та пошуку оптимальних розмірів розрізних ферменних прогонових будов із верхнім розташуванням проїзної частини та застосуванням трубобетону. Трубобетон виступає композитним матеріалом, що поєднує властивості сталі й бетону, забезпечуючи високі показники міцності, жорсткості, витривалості до дій зовнішніх факторів, включно з вогнем та корозією. Враховуючи низку конструктивних, економічних і експлуатаційних переваг трубобетону, його впровадження в практику мостобудування в Україні є перспективним напрямом, що дозволяє підвищити ефективність інженерних рішень. Наукова новизна дисертаційної роботи полягає у: - розробленному комплексному підході до проектування трубобетонних ферм з урахуванням реальних умов експлуатації, чинної нормативної бази в Україні та положень Єврокодів; - автоматизації процесу підбору оптимальних параметрів конструкції з урахуванням змін геометричних характеристик, фізико-механічних властивостей матеріалів і типів навантажень; - формуванні універсального алгоритму, який може бути застосований для проєктування мостових конструкцій з трубобетонних ферм. Практичне значення результатів полягає у створенні алгоритмізованої методики підбору трубобетонних ферм для прогонових будов із верхнім розташуванням проїзду. Запропонований підхід дає змогу формувати оптимальні рішення, адаптовані до умов експлуатації в Україні та потенційно придатні до застосування в інших країнах. Методика дозволяє зменшити матеріаломісткість, спростити процедури моделювання та перевірки конструкцій, забезпечити їх довговічність та надійність. Результати можуть бути безпосередньо використані при розробленні проєктів мостів на автомобільних і залізничних шляхах в Україні, а також у навчальному процесі та галузевих дослідженнях.
Сталезалізобетонні прогонові будови мостів для постконфліктного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури
(Український державний університет науки і технологій, Ukraine, 2021) Гернич, Микола Володимирович; Ключник, Сергій Владиславович; Співак, Дмитро Сергійович
UKR: Мета. Метою роботи є аналіз існуючих сталезалізобетонних прогонових будов мостів, визначення їх переваг та недоліків, дослідження змін напружень в елементах прогонової будови та її прогинів через поєднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини, можливості використання даних конструкцій в постконфліктному відновлені зруйнованої транспортної інфраструктури. Методика. Розгляд висвітлених в літературі даних. Вивчення досвіду проєктування та будівництва сталезалізобетонних прогонових будов мостів в нашій державі та за кордоном. Побудова розрахункової моделі, її завантаження, зміна товщини залізобетонної плити, аналіз результатів. Результати. Результатом даної роботи є зібрані дані про переваги та недоліки сталезалізобетонних прогонових будов мостів під залізницю, вплив об’єднання в сумісну роботу металевих балок та залізобетонної плити проїзної частини на напруження в елементах прогонової будови та на її вертикальні прогини, аналіз можливості використання даних конструкцій для швидкого відновлення руху поїздів. Наукова новизна. Вона полягає в тому, що для швидкого та якісного відновлення зруйнованої транспортної інфраструктури, зокрема залізничних шляхів, пропонується використовувати металеві балки тривалого зберігання (мобілізаційного резерву), які виконані за типовими проєктами в середині минулого століття, в поєднанні із залізобетонною плитою, включеною в сумісну роботу (сталезалізобетонні прогонові будови). Це дасть можливість раціонально використовувати наявний резерв матеріалів, високі темпи відновлення та надійне відновлення руху потягів. Практична значимість. Спираючись на отримані дані можливо зробити висновок, що спосіб поєднання в сумісну роботу металевих балок тривалого зберігання та залізобетонної плити проїзної частини підвищує вантажопідйомність отриманих прогонових будов. Також встановлено, що сталезалізобетонні прогонові будови залізничних мостів є конструкціями, в яких поєднані кращі властивості будівельних матеріалів, вони мають низку переваг, тому використання даних конструкцій може забезпечити ефективне відновлення зруйнованих бойовими діями залізничних споруд в стислі терміни.