Введение к работе
Актуальность темы. Одним иэ направлении, способствующих эффективному внедрению предварительно напряженного железобетона в практику строительства, является использование его в составе сборно-монолитных конструкций (далее - СМК), которые сочетают в себе положительные качества как сборного, так и монолитного же-лезобетона.
Еместе с тем, внедрение сборно-монолитных конструкта! в практику строительства долгое время было-затруднено из-за недостаточной изученности вопросов их проектирования и расчетз. 3 настоящее время наименее изученным остается вопрос прочности наклонных сечений, вследствие сложности самой проблемы.
Регламентированный существующими в нашей стране нормами и официальными руководствами расчетный аппарзт в рамках расчетной модели метода предельного равновесия в силу своей фрагментарности не позволяет учесть многие факторы, существенно влияющие на прочность наклонных сечений (силы зацепления в сечении и нагельные усилия в поперечной арматуре, поперечное усилие в продольной арматуре в месте пересечения ее наклонной трещпнсй. взаимное влияние изгибающих моментов и поперечных сил). А сами усилия, в том числе и усилие в бетоне над наклонной трещиной, определяются в этой методике не иэ рассмотрения напряженного состояния элемента, а при помощи эмпирических зависимостей.
Помимо вышесказанного, существующая расчетная методика не Еполне ясно отражает совместную работу*бетонов составного сечения. -Расчет ведут либо по 'рабочей высоте сборного элементз и его прочностным и геометрическим характеристикам, либо, по рз-бсчей высоте и соответствующим характеристикам бетона смонслп-чнвання.
Уместно отметить, что расчет по нормативной методике дает значительное расхождение с опытом в сторону запаса прочности, что, в свою очередь, ведет к значительному перерасходу материалов (бетона и арматуры).
Очєеидно, что отмеченные недостатки существующей методики рарчета прочности наклонных сечений СМК не позволят спроектировать большинство сборно-монолитных элементов с заданной надежностью, что еще' раз подчеркивает необходимость совершенствования расчетного аппарата.
В диссертации разработана методика расчета прочности наклонных сечении изгибаемых сборно-монолитных железобетонных конструкций с учетом совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил, а также совместной работы сборного элемента и монолитного бетона. В расчёт включены также ранее не учитываемые силовые факторы: силы зацепления в наклонном сечении и поперечное усилие в продольной арматуре.
Исследования по данной работе выполнялись автором в 1994-1997 годах в.соответствии с Межвузовской научно-технической программой "Архитектура и строительство" по теме 2.0421.
Дедь и задачи диссертационной работы. Целью данной работы является :
-
изучение прочности сборно-монолитных железобетонных элементов при действии поперечных сил;
-
разработка методики расчета прочности наклонных сечений СМК.
Для достижения этой цели были поставлены следующие за
дачи: .
- получить физическую модель работы сборно-монолитного
- «
элемента при действии.поперечных сил;
- получить расчетную модель работы сборно-монолитных
- 5 -железобетонных конструкций при поперечном изгибе;
выполнить численные исследования прочности наклонных сечений изгибаемых сборно-монолитных элементов на основе принятой математической модели;
разработать методику, расчета прочности наклонных сечений СМК на базе принятой физической модели.
Автор защищает: *
физическую модель работы сборных железобетонных элементов при действии поперечных сил прііменительно к СМК;
расчетную' модель прочности наклонных сечений сборно-монолитных элементов;
методику расчета прочности наклонных сечений СМК.
Научная новизна работы:
использована дпсково-свяэевая система в качестве физической модели сборно-монолитной балки, работающей на восприятие поперечных сил;
разработана методика расчета прочности наклонных сечений изгибаемых сборно-монолитных железобетонных конструкций с использованием физической модели работы элемента при поперечном изгибе;
установлено заметное (до 40*) влияние ранее не учитываемых в расчете факторов (продольная арматура, сипы зацепления и др.) на прочность наклонных сечений СМК;
в- рамках предложенной расчетной методики разработан метод рзсиетз прочности наклонных сечений при совместном действии изгибающих моментов и поперечных'сил.
Практическое значение работы состоит в'тем, что получена
методика расчета прочности наклонных сечений СМК на основе физической модели работы сборно-монолитных элементов при поперечном изгибе. Как показали вьшолненные исследования, предложенная методика хорошо согласуется с опытными'результатами. Нз базе получении:-: данных экспериментально обоснована возможность практического применения предлагаемого -расчетного аппарата для оценки прочности наклонных сечений изгибаемых СМК. Разработана программа, позволяющая вести автоматизированное проектирование ;: расчет таких конструкций с использованием ЭВМ.
Внедрение результатов. Результаты диссертациокнвй работы
]'~ТГ-~Л СЛЕЗНЫ:
при проектировании объектов гражданского, строительства в г. Курске и Курской области институтом "Курскгражданпро-ект", что позволило в 19Э7 г. получить экономический эффект в размере 9 млн. 452 тыс. руб.;
проектным институтом "Курскагро.промпроект" при проектировании объектов.сельскохозяйственного строительства в Курс-
- кой области;
в учебном процессе кафедры промышленного и гражданского строительства Белгородской государственной технологической академии строительных материалов;
в учебном процессе кафедры ПГС Курского государственного технического университета при чтении лекций для специальности ПГС, а также при выполнении студенческих научных работ и подготовке научных кадров по линии аспирантуры..
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: '
- на заседагам секции "Снижение материалоемкости и эф-
-7--фективные конструктивно-технологические решения, проектирование и расчет здании и сооружений" международной конференции в г.Белгороде (1995 г.);
нз научно-практической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" Курского государственного технического университета (199Sr.);
на заседании секции "Ресурсосберегающие конструктив-но-технологические решения зданий и сооружений" Международной конференции в г. Белгороде (1997 г.);
нз научных семинзрзх кафедры ПГС- Курского государственного технического университета.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в пяти статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литерз-туры,- актов внедрений, содержит 157 страниц, иллюстраций 24, таблиц 15 и 100 литературных источников. -