Жорсткість і міцність при крученні залізобетонних таврових елементів з нормальними тріщинами - Автореферат

Існуючі методики визначення жорсткості при крученні стосуються тільки залізобетонних елементів з просторовими (спіральними) тріщинами. Нещодавно початі дослідження крутильної жорсткості елементів з нормальними тріщинами знаходяться в початковій стадії і відносяться тільки до елементів прямокутного перерізу. Розвинути чисельно-аналітичну методику визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів з нормальними тріщинами на елементи таврового перерізу. Розробити компютерну програму для автоматизованого визначення параметрів жорсткості та міцності елементів таврового перерізу з нормальними тріщинами при крученні. Методи дослідження - метод компютерного моделювання конструкцій із застосуванням програмних комплексів, що реалізовують метод скінчених елементів (при проведенні чисельних досліджень); чисельно-аналітичний метод з використанням диференціальних рівнянь та методів диференціального і інтегрального числення (при розвитку чисельно-аналітичної методики визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів з нормальними тріщинами); експериментальні дослідження на фізичних зразках.Експериментальними та теоретичними дослідженнями роботи залізобетонних елементів при крученні, згині с крученням, та просторовою роботою збірних і монолітних залізобетонних перекриттів у різний час займалися: Азізов Т.Н., Айвазов Р.Л., Бабич Є.М., Байков В.Н., Барашиков А.Я., Белубекян А.В., Бондаренко В.М., Колчунов В.И., Бурлаченко П.І., Верещага О.И., Вернигор В.А., Горнов В.Н., Давиденко О.І., Дорофєєв В.С., Дроздов П.Ф., Єлагін Є.Г., Жорняк М.С., Залєсов О.С., Зубков В.А., Клованич С.Ф., Карабанов Б.В., Карпенко М.І., Касаев Д.Х., Мурашкін Г.В., Попов В.І., Складнєва Р.А., Чистова Т.П., Шкурупій О.А., Юдін В.К., Яременко О.Ф., Ячменєва Н.Н., Evans R.H., Gesund H., Hsu, Thomas T.C., Mukherjee P.R., Zia P. та інші. Огляд існуючих досліджень просторової роботи залізобетонних систем дає змогу дійти висновку, що на просторову роботу їх ділянок істотно впливає не лише згинальна жорсткість, але й крутильна жорсткість їх елементів. Карпенка) і її застосування для елементів з нормальними тріщинами є практично неможливим, хоча дослідженнями встановлено, що утворення нормальних тріщин призводить до зміни крутильних жорсткостей. Методика визначення крутильних жорсткостей елементів з нормальними тріщинами перебуває на початковій стадії та потребує поширення на елементи іншого перерізу. Для визначення крутильної жорсткості елементу з нормальною тріщиною спочатку слід визначити кут повороту суцільного елементу: (2) де B0 - крутильна жорсткість елемента без тріщин, l - довжина розглядуваної ділянки по довжині елемента, а потім визначити кут повороту елемента з нормальними тріщинами: (3) де - взаємне переміщення берегів тріщини (рис.У дисертації представлено рішення задачі визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів таврового перерізу з нормальними тріщинами, що є важливим для розвитку теорії залізобетону з тріщинами, і показано вплив крутильної жорсткості на роботу залізобетонних статично невизначених систем, які розраховуються з врахуванням просторової роботи. Результати чисельних і експериментальних досліджень підтверджують справедливість поширення чисельно-аналітичної методики визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів з нормальними тріщинами прямокутного перерізу на елементи таврового перерізу. Це дає можливість уточнити величини внутрішніх зусиль в цих елементах, що дозволяє точніше оцінити роботу конструкцій із забезпеченням необхідної міцності та жорсткості.

Основний зміст роботи

У дисертації представлено рішення задачі визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів таврового перерізу з нормальними тріщинами, що є важливим для розвитку теорії залізобетону з тріщинами, і показано вплив крутильної жорсткості на роботу залізобетонних статично невизначених систем, які розраховуються з врахуванням просторової роботи. Результати чисельних і експериментальних досліджень підтверджують справедливість поширення чисельно-аналітичної методики визначення крутильної жорсткості залізобетонних елементів з нормальними тріщинами прямокутного перерізу на елементи таврового перерізу. Це дає можливість уточнити величини внутрішніх зусиль в цих елементах, що дозволяє точніше оцінити роботу конструкцій із забезпеченням необхідної міцності та жорсткості.

Проведені автором дослідження зводяться до наступних висновків: - дослідженнями встановлено, що при утворенні нормальних тріщин змінюється не лише згинальна, але і крутильна жорсткість таврових елементів в просторово працюючих залізобетонних системах;

- розроблена чисельно-аналітична методика визначення крутильної жорсткості залізобетонного елементу таврового перерізу з нормальними тріщинами;

- порівняння переміщень берегів нормальної тріщини при крученні елементу, отриманих за чисельно-аналітичною методикою з аналогічними переміщеннями, отриманими за МСЕ для тестових пружних задач, показало достовірність розробленої методики визначення таких переміщень, що дозволило використовувати цю методику для вирішення задач визначення крутильної жорсткості залізобетонного таврового елементу з нормальними тріщинами;

- розроблена методика визначення крутильної жорсткості залізобетонного таврового елементу з нормальними тріщинами. Порівняння переміщень, отриманих за розробленою методикою з експериментальними показало задовільну збіжність, що підтверджує достовірність розробленої методики. Це дозволило розробити програму для ЕОМ, що дозволяє автоматизовано визначати параметри жорсткості елементів таврового перерізу з нормальними тріщинами;

- експериментально встановлено, що при збільшенні діаметру повздовжньої арматури, ширини і висоти полиці жорсткість елементу з нормальними тріщинами збільшується;

- проведені експериментальні дослідження на фізичних зразках залізобетонних елементів таврового перерізу з нормальними тріщинами дозволили встановити, що зразки з нормальними тріщинами, при чистому крученні мають лінійну залежність «момент крутіння - кут повороту» до високого рівня завантаження (70-75% від руйнівного навантаження), і тільки на етапах, близьких до руйнування, спостерігається суттєвий нелінійний характер роботи;

- розроблена методика розрахунку міцності таврового елементу з нормальними тріщинами при крученні з неармованою і армованою полицею. Таврові елементи з нормальними тріщинами можуть руйнуватися за трьома схемами: від зрізу стиснутої зони бетону при дії нагельної сили в арматурі; від руйнування стиснутої від згину зони, в результаті дії зовнішнього моменту крутіння; руйнування в результаті виколювання повздовжньої арматури. Порівняння руйнівних крутних моментів за розробленою методикою з експериментальними даними доводить достовірність розробленої методики.

1. Азизов Т.Н. Крутильная жесткость тавровых железобетонных элементов с нормальными трещинами / Т.Н. Азизов, В.И. Стадник // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 33 - Одеса: Зовнішрекламсервіс, 2009. - С. 4-11. Особистий внесок: адаптація методики визначення крутильної жорсткості елементів прямокутного перерізу з нормальними тріщинами на таврові елементи.

2. Азизов Т.Н. Экспериментальные исследования крутильной жесткости и прочности тавровых железобетонных элементов с нормальными трещинами при кручении / Т.Н. Азизов, В.И. Стадник // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 37 - Одеса: Зовнішрекламсервіс, 2010. - С. 9-16. Особистий внесок: розробка методики експериментальних досліджень, проведення експерименту, обробка отриманих результатів.

3. Азизов Т.Н. Разрушение железобетонных элементов с нормальными трещинами в результате действия крутящих моментов / Т.Н. Азизов, В.И. Стадник, Д.Ю. Парамонов // Вісник Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського. - Кременчук: КНУ, 2010. - Випуск 6 (65), частина 1. - С. 125-128. Особистий внесок: сформульовані схеми руйнування елементів, та висновки досліджень.

4. Азизов Т.Н. Экспериментально-теоретические исследования крутильной жесткости тавровых железобетонных элементов с нормальными трещинами / Т.Н. Азизов, В.И. Стадник // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 40 - Одеса: Зовнішрекламсервіс, 2010. - С. 10-17. Особистий внесок: проведення експерименту, графічний аналіз отриманих результатів.

5. Стадник В.І. Теоретичні та експериментальні дослідження крутильної жорсткості таврових залізобетонних елементів з нормальними тріщинами при крученні / В.І. Стадник // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 40 - Одеса: Зовнішрекламсервіс, 2010. - С. 320-327.

6. Азизов Т.Н. Численные исследования жесткости железобетонных тавровых элементов с нормальными трещинами с применением МКЭ / Т.Н. Азизов, В.И. Стадник // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Вип. 21., - Рівне: Нац. ун-т водного господарства та природокористування, 2011. - С. 89-94. Особистий внесок: проведення розрахунків за МСЕ, аналіз розрахунків.

Размещено на .ru