Разработка научно-обоснованного метода расчета гибких внецентренно сжатых железобетонных колонн монолитных зданий. Влияние разных факторов на работу и несущую способность колонн на основании численного эксперимента, выполненного согласно данному методу.
Аннотация к работе
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукВ частности, в Москве доля монолитного и сборно-монолитного строительства составляет примерно половину от общего объема строительства, причем созданы и реализованы проекты монолитных зданий с достаточно низким расходом бетона на 1 кв. м. общей площади - около 0,55-0,6 куб. м. Однако, проведенные там же, за рубежом, исследования показали, что в городских районах с достаточно плотной застройкой наиболее эффективными в экономическом отношении (с учетом стоимости земельных участков) являются жилые здания высотой около 30-ти этажей и не более 100 метров. Однако, довольно часто, в соответствии с современными архитектурно-планировочными решениями зданий и сооружений, возникает необходимость в возведении гибких железобетонных элементов (колонн или пилонов), работающих на внецентренное сжатие. Расчеты таких элементов по нормам носят достаточно приближенный характер вследствие того, что в недостаточной степени учитывается ряд важных факторов (совместная работа колонн с другими конструкциями здания и действительная нелинейная работа железобетона). · произведен анализ современных программно-вычислительных комплексов Лира и SCAD на предмет реализации в них нелинейных расчетов, а также сравнительная оценка результатов расчета в программах с результатами согласно разработанному методу и согласно современным нормам.Боришанского в 1935-1936 г. г. внецентренно сжатых коротких и гибких железобетонных колонн удостоверили правильность подхода по расчету внецентренно сжатых колонн по стадии разрушения. Основы этих исследований с учетом некоторых поправок легли в существующие нормы и правила в разделы по расчету сжатых железобетонных элементов. Для исследования работы и расчета внецентренно сжатых элементов из железобетона предлагались к использованию различного вида диаграммы состояния бетона и арматуры. При расчете внецентренно сжатых элементов, как и в предыдущих нормах, необходимо учитывать влияние прогиба путем расчета по деформированной схеме (геометрическая нелинейность), однако допускается для упрощения проводить расчет по недеформированной схеме, учитывая при гибкости влияние прогиба на его прочность путем умножения начального эксцентриситета на коэффициент продольного изгиба ?, учитывающий ряд факторов. На базе обобщения различных расчетных схем был создан универсальный расчетный модуль, в котором возможно вести расчет не отдельной стойки, а рамы в целом, с вводом в общем случае различных упругих связей (возможна установка шарнира, жесткой заделки, свободного конца и т.д.), имитирующих закрепления концов колонны.Особенностью данного метода является то, что, во-первых, в расчете одновременно учитывается и геометрическая нелинейность конструкции, и физическая нелинейность материала, причем при задании характеристик материалов используется полная криволинейная диаграмма деформирования бетона с ниспадающей ветвью; во-вторых, в расчете реализован подход к назначению жесткостей элементов, составляющих расчетную схему, "через" усредненное значение усилий, возникающих в крайних сечениях. Для вычисленных прогибов средняя относительная погрешность расчета по разработанной методике составляет , доверительный интервал , для вычисленных изгибающих моментов средняя относительная погрешность составляет , доверительный интервал . Для вычисленных прогибов средняя относительная погрешность расчета по разработанной методике составляет , доверительный интервал , для вычисленных изгибающих моментов средняя относительная погрешность составляет , доверительный интервал . Дзюбой, по разработанной методике и с помощью программно-вычислительного комплекса Лира 9.2 показало, что сходимость результатов, полученных с помощью разработанного метода выше, чем с помощью программы Лира 9.2 Для прогибов средняя относительная погрешность расчета с помощью программы Лира 9.2 составляет с доверительным интервалом . Сравнение результатов расчета по разработанной методике с результатами, полученными с помощью современных вычислительных комплексов, показало, что усилия в исследуемых колоннах, полученные с помощью расчета в Лире 9.2 по отношению к усилиям, полученным с помощью разработанного метода расчета, практически во всех случаях имеют большие значения (разница достигает 25%) или превышают несущую способность.