Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Строительные конструкции, здания и сооружения

Диссертационная работа:

Бровкина Марина Вячеславовна. Прикладные методы расчета прочности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов блочной структуры : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 : Санкт-Петербург, 2003 194 c. РГБ ОД, 61:04-5/4199

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ 9

1.1. Модели деформирования железобетонных элементов с

трещинами 9

  1. Интегральные модели деформирования 9

  2. Блочные модели деформирования 14

  3. Модели механики разрушения бетона 19

1.2 Моделирование сцепления арматуры периодического
профиля с бетоном 26

  1. Образование продольных трещин, их влияние на напряженно-деформированное и предельные состояния железобетонных элементов 36

  2. Основные выводы по главе 1 и задачи настоящей

работы 39

ГЛАВА 2. ПРИКЛАДНАЯ БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ С МАКРОТРЕЩИНАМИ 41

2.1 Основные предпосылки и допущения расчета 41

2.2 Расчет жесткости и прочности изгибаемых
железобетонных элементов 67

  1. Параметрический анализ модели 76

  2. Верификация расчетной модели 86

  3. Выводы по главе 2 ПО

ГЛАВА 3. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

СТЕРЖНЕВЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 112

3.1 Расчет напряженно-деформированного состояния

изгибаемых железобетонных элементов в стадии

эксплуатации 112

  1. Определение несущей способности сечения 126

  2. Подбор сечения продольной и поперечной арматуры 127

3.4 Оценка предельных состояний эксплуатируемых

конструкций 132

3.5 Расчет внецентренно нагруженных железобетонных
элементов по деформированной схеме 135

3.6 Выводы по главе 3 140

ГЛАВА 4. ПРИКЛАДНАЯ БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ПЛИТ И ОБОЛОЧЕК 142

4.1 Модель деформирования железобетонных элементов

плит и оболочек с пересекающимися трещинами 142

4.2. Учет влияния поперечной арматуры на напряженно-
деформированное состояние нетрещиностойких
железобетонных элементов 159

4.3 Расчет прочности и жесткости элементов
железобетонных оболочек вращения 170

4.4 Выводы по главе 4 174

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 176

ЛИТЕРАТУРА 182

*

Введение к работе:

Широкое распространение железобетона и возрастающая конкурентоспособность других материалов, применяемых для строительных конструкций, вызывают необходимость эффективного решения сложных проблем, возникающих при проектировании железобетонных конструкций зданий и сооружений. При современных ежегодных объемах производства железобетона и его применения особенно важен ускоренный технический прогресс в этой области. Важнейшей проблемой строительной науки, наряду с решением различных организационных и технологических проблем, остается разработка более совершенных и экономичных методов расчета конструкций, направленных на выявление и реализацию резервов.

Существующие нормативные методы расчета железобетонных конструкций сложно проверить по всему диапазону разнонаправленных изменяющихся факторов с помощью сложного и дорогостоящего физического эксперимента. В связи с этим представляется очевидным целесообразность использования математических моделей в качестве вычислительного эксперимента взамен физического и для отработки более простых инженерных способов расчета.

Характерная для железобетона работа под нагрузкой с трещинами в растянутых зонах бетона, наличие технологических и деформационных швов обусловливают деформирование железобетонных конструкций как систем блочной структуры. В этом случае принципиальное значение приобретает многофакторная взаимосвязь параметров деформирования и сценария реализации тех или иных предельных состояний конструкций с процессами трещинообразования и раскрытия швов. Важно отметить и то, что на текущем этапе развития железобетонных конструкций расчеты по предельным состояниям И-ой группы становятся определяющими для объектов с чисто экономической ответственностью, имеющих наиболее массовое распространение.

Однако существующие методы решения рассматриваемого класса

задач недостаточно соответствуют требованиям современной инженерной практики. Причинами этого часто являются или чрезмерная сложность, громоздкость и недоступность расчетного аппарата, или, с другой стороны, опережающее развитие упрощенных решений частных задач, перегруженных эмпирическими формулами и коэффициентами. При этом сохраняются методологические противоречия и фрагментарность в расчетах конструкций по предельным состояниям первой и второй групп, при анализе «переармированных» элементов, нетрещиностойких элементов плит и оболочек, остаточных ресурсов эксплуатируемых конструкций. В результате указанные несовершенства расчетных методик не позволяют повышать технико-экономический уровень проектных решений, обостряют необходимость экспериментальной проверки новых материалов и конструкций, сдерживают развитие автоматизированных систем проектирования и экспертизы железобетонных конструкций.

Насущность рассматриваемых вопросов подтверждается

направленностью публикаций в профильных научно-технических изданиях, повестками дня отраслевых конференций, тематикой государственных научно-технических программ, в соответствии с которыми выполнялась работа («Архитектура и строительство» - направление 8, тема 08.0143; «Университеты России - фундаментальные исследования» - раздел 3.1.5 и 4.8.11).

В этой связи, целью работы является создание на базе блочной модели деформирования прикладной унифицированной методики расчета эксплуатационных и расширенного набора предельных состояний изгибаемых железобетонных элементов стержней, плит и оболочек с нормальными трещинами и швами.

Для достижения указанной цели необходимо решение следующих основных задач:

- целевой анализ экспериментальных и теоретических исследований прочности и жесткости изгибаемых железобетонных элементов;

разработка модели деформирования и методики расчета напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов блочного строения.

уточнение области применения модели и верификация результатов расчетов путем систематического сопоставления с экспериментальными данными.

разработка рекомендаций по совершенствованию оценки расширенного комплекса предельных состояний, обусловленных разрушением сжатого бетона и растянутой арматуры, образованием продольных трещин откола, нарушением сцепления арматуры с бетоном, чрезмерным раскрытием трещин и швов, развитием чрезмерных перемещений конструкций.

Научную новизну настоящей работы составляют:

прикладная блочная модель деформирования и единая методика расчета эксплуатационных и предельных состояний изгибаемых железобетонных элементов;

практический метод прямого учета прогибов в прочностных расчетах внецентренно сжатых железобетонных элементов с трещинами и швами;

способ оценки влияния поперечной арматуры на напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов блочной структуры;

инженерная методика расчета жесткости и прочности элементов железобетонных плит и оболочек с пересекающимися схемами трещин.

Практическое значение работы состоит в следующем:

разработан графоаналитический метод решения прямой и обратной задач расчета прочности и жесткости нетрещиностойких изгибаемых железобетонных элементов прямоугольного сечения;

предложен способ расчета поперечного армирования железобетонных элементов в зоне постоянных изгибающих моментов;

- результаты исследований использованы при проектировании
железобетонных опор-оболочек морских ледостойких стационарных

платформ (МЛСП) для разработки нефтяных месторождений на шельфе о.Сахалин;

материалы работы используются в учебном процессе ИСФ СПбГПУ в рамках спецкурса «Железобетонные конструкции» и при дипломном проектировании;

сформулированы предложения по совершенствованию нормативной методики оценки предельных состояний при изгибе железобетонных элементов.

Качественное и количественное соответствие комплекса расчетных результатов данным широкого круга экспериментальных исследований, а в области возможного сравнения - результатам тестовых расчетов по ранее апробированным методикам обеспечивают достоверность выводов и рекомендаций, представленных в работе.

Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на Всероссийских конференциях НАСКР (г.Чебоксары, 2001, 2003г.г.), ежегодных научно-технических конференциях СПбГПУ (2001 - 2003г.г.), семинарах кафедры «Строительные конструкции и материалы» СПбГПУ (2002 - 2004 г.). По теме диссертации опубликовано пять печатных работ.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

В первой главе проводится анализ актуальных вопросов, связанных с оценкой эксплуатационных и предельных состояний железобетонных элементов. Рассматриваются существующие модели деформирования и расчетные методики. Излагаются основы блочных моделей деформирования бетонных и железобетонных конструкций с магистральными трещинами. Рассмотрены некоторые вопросы применения механики разрушения, особенности структуры и деформирования бетона, проблемы сцепления арматуры с бетоном.

Во второй главе выводятся основные уравнения прикладной блочной модели деформирования нетрещиностойких стержневых железобетонных

элементов. Рассматривается постановка задачи для характерного блока, ограниченного регулярными трещинами. Приводятся результаты численного анализа, их сопоставление с данными экспериментальных исследований. Представлен параметрический анализ модели

В третьей главе предложены инженерная методика экспресс-оценки комплекса эксплуатационных и предельных состояний нетрещиностоиких изгибаемых железобетонных элементов и методика расчета внецентренно-сжатого железобетонного элемента с трещинами или межблочными швами в растянутой зоне по деформированной схеме с использованием прикладной блочной модели.

В четвертой главе дана формулировка прикладной блочной модели для прочностных и деформационных расчетов нетрещиностоиких элементов плит и оболочек с пересекающимися схемами трещин. Проводится расчет ширины раскрытия трещин в железобетонной оболочке на базе прикладной блочной модели деформирования. Предложен метод учета влияния поперечной арматуры на напряженно-деформированное состояние нетрещиностоиких железобетонных элементов.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе.

Диссертационная работа выполнена в 1999 - 2003 г.г. на кафедре
«Строительные конструкции и материалы» инженерно-строительного
факультета ГОУВПО «Санкт-Петербургский Государственный

Политехнический Университет» во время обучения автора в аспирантуре под руководством профессора, докт. техн. наук В.В.Белова.

Подобные работы
Кондрашкин Олег Борисович
Прочность и деформативность кладки из гипсоопилочных камней типа "крестьянин" и расчет каменных элементов с учетом влияния фактора времени
Анпилов Сергей Михайлович
Здания с эффективным монолитным безбалочным каркасом. Экспериментальные и теоретические исследования, методы расчета и возведения
Чудаев Андрей Геннадьевич
Исследование и разработка методов расчета объемных блоков на действие технологических напряжений
Родевич Виктор Викторович
Совершенствование метода расчета железобетонных балок по наклонным сечениям при статическом и кратковременном динамическом нагружении
Саркисов Дмитрий Юрьевич
Совершенствование метода расчета железобетонных элементов при косом внецентренном статическом и кратковременном динамическом сжатии, растяжении и изгибе
Алипур Мансурхани Али
Сейсмостойкость железобетонных конструкций с учетом процесса развития повреждений : К разработке метода расчета, альтернативного спектральному
Римшин Владимир Иванович
Повреждения и методы расчета усиления железобетонных конструкций
Иващенко Елена Ивановна
Разработка методов расчета железобетонных элементов на основе действительных диаграмм деформирования материалов с учетом фактического изменения площади их поперечных сечений
Шелковников Дмитрий Юрьевич
Автоматизированные методы расчета и проектирования средств защиты городской застройки от транспортного шума
Байрамуков Салис Хамидович
Методы расчета и оценки надежности железобетонных конструкций с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net