Введение к работе
Актуальность темы. Несмотря на то, что в настоящее время появилось большое количество новых конструкционных строительных материалов, железобетон ещё не исчерпал всех своих возможностей.
В связи с увеличением объема применения сборно-монолитных конструкций, возрастающими требованиями к их эксплуатации, необходима разработка наиболее общего расчёта сборно-монолитных конструкций по второй группе предельных состояний.
Одним из возможных направлений дальнейшего совершенствования теории и практики применения железобетона в строительстве является переход от традиционных конструкций зданий и сооружений к сборно-монолитным конструкциям состоящих из бетонов различных классов и видов. Это относится к стержневым и плоским конструкциям, которые имеют в своем составе один или несколько элементов из полимербетона, керамзитобетона, пенобетона, полистиролбетона, стеклофибробетона и других новых материалов.
Существующие методы расчета и нормативные документы для определения трещиностойкости сборно-монолитных конструкций, полученные на основе расчета при одноосном напряженном состоянии, хотя и достаточно надёжны, но базируются в основном на эмпирической основе, что сужает диапазон рассчитываемых конструкций. Сложность рассматриваемого вопроса заключается в необходимости учета специфических особенностей сборно-монолитного железобетона - предыстории загружения конструкций, длительности действия нагрузки, процессов связанных с ползучестью. Использованные параметры при расчете трещиностойкости сборно-монолитных конструкций требуют экспериментального обоснования.
В период эксплуатации строительных конструкций существует возможность возникновения трещин, которые приводят к значительному изменению распределения жесткостных характеристик и даже к изменению расчетной схемы. Данное обстоятельство приводит к разработке новых требований конструктивной безопасности, а именно — сохранение расчетной схемы в течение всего жизненного цикла конструкции. Одним из путей решения данной задачи является обеспечение трещиностойкости конструкции, оценивая ее по критерию предельной растяжимости бетона.
Таким образом, совершенствование методов расчета трещиностойкости сборно-монолитных конструкций зданий и сооружений с учётом специфики их работы, является актуальным.
РОС. НАЦИОНАЛ'" , '.-' БИБЛИОТЕКА С.-Петерб}рг ->
оэ 2ткмт*"*
Цель работы - разработка и экспериментальное обоснование расчетной деформационной модели, и определение на ее основе трещиностойкости и деформативности сборно-монолитных железобетонных балок для обеспечения эксплуатационной пригодности данных конструкций по предельной растяжимости бетона с учётом свойств материалов.
Автор защищает:
расчетные предпосылки и построенные разрешающие уравнения для определения трещиностойкости сборно-монолитных балок;
результаты численных экспериментов и практических методов расчёта по трещиностойкости с учетом влияния ползучести бетона;
практический метод расчета, предложенный вариант выбора единичных функций, алгоритм и программу расчета трещиностойкости и деформативности стержневых сборно-монолитных конструкций при длительном действии нагрузки;
результаты численных исследований и сопоставительного анализа экспериментальных и расчетных данных применительно к рассматриваемым конструкциям;
рекомендации по построению расчетных схем и предложения по совершенствованию конструктивных решений конструкций рассматриваемого класса.
Научную новизну работы составляют:
- метод расчета трещиностойкости стержневых сборно-
монолитных конструкций, построенный на развитии вариационного
метода В.З. Власова с учетом физической нелинейности материалов,
применением интегральной оценки деформативности, критерием
предельной растяжимости бетона при длительном нагружении в
сочетании со способом итераций;
экспериментальные данные о характере трещиностойкости в стержневых сборно-монолитных конструкциях при длительном нагружении;
алгоритм и программа численного расчета для определения трещиностойкости и деформативности сборно-монолитных балок;
- результаты численных исследований трещиностойкости
стержневых сборно-монолитных конструкций.
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов в диссертации базируется на использовании общепринятых допущений сопротивления материалов, строительной механики и подтверждается согласованностью с основными законами
и положениями теории железобетона, а так же сопоставлением результатов расчета по разработанной методике с экспериментальными и теоретическими исследованиями.
Практическое значение и реализация результатов работы.
Разработанный метод и алгоритм расчета позволяет более обоснованно по сравнению с уже существующими нормативными допущениями, производить расчет трещиностойкости и деформативности сборно-монолитных железобетонных балок и выявлять резервы трещиностойкости и жесткости при проектировании таких конструкции. Расчетный аппарат позволяет производить адекватную оценку напряженно-деформированного состояния рассматриваемых сборно-монолитных конструкций и обеспечивает теоретическую основу для их рационального проектирования. За счет этого в ряде случаев имеется возможность снижения расхода материалов и повышения надежности проектирования.
Результаты проведенных исследований были использованы ОАО «Белгородгражданпроект» при расчете сборно-монолитных элементов 10-ти этажного жилого дома в г. Белгороде. Они внедрены в учебный процесс Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова и Курского государственного технического университета для студентов строительных специальностей в дисциплинах «Железобетонные и каменные конструкции» и «Реконструкция зданий и сооружений».
Апробация работы и публикации.
Основные положения работы доложены и опубликованы на Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященного 150-летию В.Г. Шухова (г. Белгород, 2003 г.), на 62-ой научно-технической конференции, посвященной 75-летию НГСУ (г. Новосибирск, 2005 г.), на Ш-ей Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (г. Вологда, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (г. Белгород, 2005 г.).
В полном объеме работа доложена и одобрена на расширенном заседании кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова (г. Белгород, май, 2006 г.).
По теме диссертации опубликовано 4 научных работы.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 140 страницах, включающих 104 страницы основного текста, 19 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 150 наименований и 2-х приложений.
