Основні умови існування діаграми стану залізобетонного елемента. Характеристика його напружено-деформованого виду у закритичній стадії для застосовуваної діаграми методу стиснутого бетону. Особливість деформаційних екстремальних критеріїв міцності.
Аннотация к работе
Але застосування даної моделі в практиці проектування навскісно завантажених залізобетонних елементів наштовхується на серйозні труднощі, обумовлені впливом специфіки складного силового деформування на створення методів описування напружено-деформованого стану, а також багатьма протиріччями, і залишається однаковою проблемою скрізь. Тому розроблення нелінійної моделі напружено-деформованого стану стосовно навскісно завантажених бетонних та залізобетонних елементів, яка б максимально до дійсності відтворювала закономірності явищ, що відбуваються при навскісному силовому деформуванні залізобетонних елементів на межі закритичних можливостей бетону та арматури залежно від різних факторів, є актуальною задачею. Вона є складовою розділу „Моделювання напружено-деформованого стану нормального перерізу залізобетонного елемента, який зазнає складних деформацій“ теми „Розрахунок тріщиностійкості і міцності косозігнутих залізобетонних таврових елементів“ (№ державної реєстрації 0104U000319), а також теми „Дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних елементів і конструкцій, що працюють на косе позацентрове стиснення і косий згин, удосконалення методів їх розрахунку та розробки схем раціонального армування“ (№ державної реєстрації 0101U002074). Метою роботи є створення розрахункової обємної нелінійної деформаційної моделі напружено-деформованого стану навскісно завантажених залізобетонних елементів для закритичної стадії їх роботи і розробка на її основі розрахунків міцності з властивостями двоїстості. дослідити процес трансформування діаграм стану бетону в діаграми стану елемента і на основі зворотного ітераційного функціонального процесу запропонувати апроксимації діаграми стану бетону для застосування в розрахунковій нелінійній деформаційній моделі напружено-деформованого стану закритичної стадії навскісно завантажених залізобетонних елементів;Роботи цих та інших учених першого етапу розвитку теорії складно завантаженого залізобетону характеризуються суттєвими недоліками, притаманними теорії пружного бетону: по-перше, між даними теоретичних розрахунків та результатами експериментальних досліджень існували значні розбіжності, що вказувало на протиріччя між вихідними передумовами та дійсним напружено-деформованим станом навскісно завантаженого залізобетонного елемента; по-друге, методика розрахунку ґрунтувалась на громіздких формулах, що призводило до значних ускладнень при її застосуванні в інженерних розрахунках і гальмувало широке застосування. Другий етап розвитку теорії складно завантаженого залізобетону характеризується урахуванням в розрахункових схемах напружено-деформованого стану залізобетонного елемента в стадії руйнування впливу пластичних деформацій бетону на окресленість епюри напружень в стиснутій зоні перерізу, обчислень значень напружень в арматурних стержнях з використанням гіпотези плоских перерізів залежно від граничного фібрового значення деформацій бетону на стик. При цьому використовується передумова про лінійне розподілення деформацій по перерізу в бетоні та арматурі, що робить можливим виражати напруження в арматурі ?sj і бетоні ?b, ?bt для будь-якої точки перерізу через значення рівня фібрових деформацій бетону ?bm стиснутої зони на рівні найвіддаленішої від нейтральної лінії точці за допомогою залежності Розрахункові аналітичні функції розподілення напружень у бетоні по перерізу та для (2)-(4) отримані на основі апроксимації діаграми фізичного стану бетону за ЄКБ ФІП. при підстановці в неї виразів та і мають такий вигляд: Для вираження напружень в арматурі ?sj через діаграму деформування сталі прийнято спрощеною у вигляді дволінійної за типом діаграми Прандтля, на якій значення відносних деформацій на межі між пружними і пластичними деформаціями ?s0=?y/Es, а значення максимальних відносних деформацій, щоб уникнути надмірних прогинів ЗБЕ, обмежуються значеннями ?s2=0,025 (рис. Для реалізації цього сформульовано і доведено твердження про оптимізаційний принцип проектування навскісно завантажених ЗБЕ в нормальному перерізі, котрий запропоновано застосовувати одночасно з поняттям екстремального критерію площі арматури, представленому так: Критерії (12) та (14) дозволяють деформаційну модель напружено-деформованого стану ЗБЕ у закритичній стадії використовувати з двоїстою сутністю, що дає змогу у порівнянні з іншими моделями отримувати розвязок системи (2) - (4) відносно тієї чи іншої величини у замкнутому вигляді, оскільки і перша і друга задачі обовязково ставлять за необхідне визначати одне й те ж граничне значення деформацій бетону ?bu в найвіддаленішій від нейтральної лінії точці стиснутої зони.Проведеними експериментально-теоретичними дослідженнями вирішено актуальну науково-технічну проблему зі створення нових методів розрахунків навскісно завантажених бетонних та залізобетонних конструкцій, основаних на розробленій нелінійній деформаційній обємній моделі напружено-деформованого стану з повною діаграмою стану стиснутого бетону. Сформульовані теоретичні положення, на основі котри