Предпосылки расчета железобетонных конструкций на основе нелинейной деформационной модели. Алгоритм и программа расчета железобетонных конструкций на основе нелинейной деформационной модели. Принципы интерпретации результатов по предельным состояниям.
Аннотация к работе
Прочность, трещиностойкость и деформативность монолитных ядер жесткости многоэтажных зданийВ этом случае плоские расчетные модели не могут достаточно полно отразить напряженно-деформированное состояние здания и необходимо переходить к более сложным пространственным расчетным моделям. Требования к надежности несущих систем высотных зданий неуклонно возрастают, а их конструктивные особенности, связанные с большим насыщением арматуры при многорядном ее расположении в пределах высоты сечения, использованием высокопрочных бетонов, новых видов арматуры и с другими факторами, заставляют с особым вниманием относиться к выбору методов оценки обеспеченности конструкций по предельным состояниям. Эти методы, именуемые в нормативных документах расчетами на основе нелинейной деформационной модели (НДМ), позволяют выполнять расчет по прочности, по образованию и раскрытию трещин и по деформациям с единых позиций. Автор защищает: · проверку точности методов определения напряженно-деформированного состояния конструкций путем сопоставления результатов расчета и эксперимента; · предложены принципы интерпретации результатов расчета железобетонных конструкций на основе нелинейной деформационной модели и их практического использования при расчете конструкций ядер по предельным состояниям.В России и других странах проводились эксперименты и на моделях из неупругого материала (мелкозернистый бетон, железобетон) с цель изучения нелинейного характера деформирования ядер, характера трещинообразования и схем разрушения при различных силовых воздействиях. Для оценки сжатых железобетонных конструкций по предельным состояниям наиболее эффективными и перспективными являются так называемые «диаграммные методы», рассматривающие напряженно-деформированное состояние сечений и учитывающие физико-механические свойства материалов с помощью полных диаграмм деформирования бетона и арматуры. Эти методы позволяют выполнять расчеты по прочности, по образованию и раскрытию трещин, по деформациям с единых позиций. Первый этап связан с определением компонентов напряженно-деформированного состояния ядра при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок с учетом взаимодействия ядер с другими элементами пространственной несущей системы здания и производится при фиксированных значениях жесткостей, что позволяет использовать упругие расчетные модели. Объединение этих этапов в итерационном процессе создает условия для последовательного сближения жесткостных параметров конструкций с их напряженно-деформированным состоянием, что дает возможность получить картину распределения усилий в элементах ядра и значения его деформаций с учетом физической нелинейности железобетона.Анализ отечественной и зарубежной практики строительства многоэтажных жилых и общественных зданий повышенной этажности показывает, что монолитные железобетонные ядра жесткости находят довольно широкое применение во многих конструктивных системах высотных зданий как одна из основных вертикальных несущих конструкций, воспринимающая горизонтальную и вертикальную силы. Проведенный сравнительный анализ результатов статического расчета ядер жесткости с использованием метода конечных элементов и метода дискретно-континуальной модели показал, что полученные в ходе расчета значения напряжений имеют погрешность не превышающую 6%. Это связано с тем, что алгоритм на основе дискретно-континуальной модели, не учитывает действие касательных напряжений в стенах ядер, которые оказывают значительное влияние в коротких элементах. Проверка точности методов расчета моделей ядер жесткости на основе результатов эксперимента показал, что результаты расчета с использованием метода конечных элементов имеют хорошую сходимость с результатами экспериментов. В результате проведенных исследований установлено, что при оценке несущей способности конструкций на основе нелинейной деформационной модели целесообразно при оценке предельного состояния сечения по прочности использовать дополнительный критерий, учитывающий достижение внутренними усилиями максимальных значений, организовав расчет в форме последовательного процесса, отражающего развитие напряженно-деформированного состояния сечения с ростом нагрузок.
План
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫОсновное содержание диссертации опубликовано в следующих работах
1. Крашенинников М.В. - Экспериментальная проверка прочности метода расчета железобетонных конструкций по проекту новых норм. /В кн. «Строительство - формирование среды жизнедеятельности: Материалы шестой традиционной (Первой международной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов (21-22 мая 2003 г.) Кн. 2 /Московский Государственный Строительный Университет. - М.: МГСУ, 2003. - стр. 117.
2. Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Оценка эффективности неупругой деформационной модели при расчете нормальных сечений. - Бетон и железобетон, 2003, № 3, с. 19-22.
3. Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Расчет сжатых конструкций многоэтажных зданий. /В кн. «Железобетонные конструкции зданий большой этажности». Сб. науч. Тр. / Моск. гос. строит. Ун-т. М.: МГСУ, 2004. 146 с.
4. Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Опыт реализации неупругой деформационной модели в практических расчетах конструкций высотных зданий. /В кн. «Бетон и железобетон - пути развития. Научные труды 2-ой Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону», г. Москва, 5-9 сентября 2005, НИИЖБ 2005, т. 2. стр. 527.
5. Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Расчет железобетонных конструкций на основе неупругой деформационной модели. / Учебно-методическое пособие. / Моск. гос. строит. Ун-т. М.: МГСУ, в печати.