Методика та алгоритм просторового розрахунку перехресно-ребристих залізобетонних систем з врахуванням фізичної нелінійності, дефектів і пошкоджень в вимозі максимального використання резервів несучої здатності існуючих будівельних конструкцій і споруд.
Аннотация к работе
Національний університет «Львівська політехніка»Робота виконана в Національному університеті «Львівська політехніка» Міністерства освіти України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Кваша Віктор Григорович. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Яременко Олександр Федорович, професор кафедри будівельної механіки Одеської державної академії будівництва і архітектури; кандидат технічних наук, доцент Барабаш Василь Михайлович, доцент кафедри “Будівельні конструкції” Львівського державного аграрного університету. Провідна установа: Український зональний науково-дослідний і проектний інститут по цивільному будівництву Державного комітету України у справах будівництва, архітектури і житлової політики (м.Враховуючи збільшення інтенсивності і величини навантажень, що діють на споруди (мости, перекриття і т. ін.), появу ряду дефектів і пошкоджень в їх несучих елементах, проблема визначення напружено-деформованого стану конструкцій є однією із найактуальніших на сьогоднішній час, так як від її вирішення залежить питання про подальшу експлуатацію споруд. Важливу роль в розвязку цієї задачі відіграє розробка і реалізація на ЕОМ методик та алгоритмів розрахунку залізобетонних конструкцій, які б найбільш повністю враховували їх особливості: просторовий характер роботи, тріщиноутворення, нелінійність діаграм деформування матеріалів, існування дефектів (обривів арматури, розриви накладок діафрагм, розломи окремих елементів, значні відшарування бетону і т. ін.). Актуальність дисертаційної роботи полягає в необхідності створення методики і алгоритму просторового розрахунку перехресно-ребристих залізобетонних систем з врахуванням фізичної нелінійності, дефектів і пошкоджень в вимозі максимального використання резервів несучої здатності існуючих будівельних конструкцій і споруд. Метою роботи є розробка методики, алгоритму і програмного забезпечення просторового розрахунку залізобетонних конструкцій на прикладі залізобетонних балочних мостів на основі просторових розрахункових схем з врахуванням напружено-деформованого стану і факторів, які безпосередньо впливають на просторову роботу і несучу здатність елементів конструкцій і споруд. Особистий внесок здобувача складає: Розробка методики, алгоритму і програмного забезпечення для визначення напружено-деформованого стану в статично визначених і статично невизначених стержневих елементах; розробка методики розрахунку залізобетонних статично визначених і статично невизначених балок з врахуванням фізичної нелінійності, які тривалий час перебувають в експлуатації; розробка методики, алгоритму і програмного забезпечення для просторового розрахунку залізобетонних перехресно-ребристих конструкцій на основі змішаного методу (рівняння пяти моментів і рівності вертикальних вузлових переміщень), деформаційного критерію з врахуванням фізичної нелінійності, дефектів та пошкоджень; перевірка достовірності та уточнення запропонованої методики розрахунку на основі результатів експериментальних досліджень і розрахунку іншими відомими методами; числовий експеримент на базі математичної моделі напружено-деформованого стану конструкцій з врахуванням фізичної нелінійності, дефектів та пошкоджень.В першому розділі розглянуто застосування плитно-ребристих і перехресно-ребристих елементів в просторових залізобетонних будівельних спорудах і конструкціях, виконано аналітичний огляд технічної літератури, а також існуючих методів, розрахункових схем і математичного апарату визначення зусиль в пружній стадії і з врахуванням фізичної нелінійності. Для більш правильної оцінки роботи елементів просторової конструкції необхідно ці два етапи розрахунку (визначення зусиль і розрахунок за двома групами граничних станів) сумістити в одній стадії її роботи, тобто при розрахунку міцності розглядати стадію роботи, яка є близькою до граничної, а при розрахунку за приналежністю до нормальної експлуатації (друга група граничних станів) - стадію експлуатації. Замінимо фактичну пружну зігнуту вісь балки на фіктивну з введенням уявних шарнірів і одночасним прикладанням згинальних моментів в характерних точках, яким в реальній балці відповідають точки прикладання зовнішніх сил або перерізи зміни жорсткісних характеристик. Рівняння рівності кутів повороту, виражене через згинальні моменти Mn-1, Mn, Mn 1 і вертикальні переміщення yn-1, yn, yn 1 пружної зігнутої осі балки, матиме вигляд: Mn-1 (an / (6*E*In) - m / (G*A n*an)) Mn (an / (3*E*In) В рівнянні (6) в прийнятій розрахунковій схемі кількість поперечних балок e може змінюватися від 1 до m, а кількість поздовжніх балок f - від 1 до n; в рівняннях (7), (8) в прийнятій розрахунковій схемі кількість поперечних балок e може змінюватися від 1 до m, а кількість поздовжніх балок f в рівнянні (7) - від 1 до n, в рівнянні (8) - від 2 до n-1.