Введение к работе
Актуальность темы. Аварийные взрывные нагрузки на здания и сооружения взрывоопасных производств вызывают значительные разрушения. Более половины промышленных катастроф 1900-1990 гг. приходятся на 1970-1990 гг., причем, одновременно возрос их разрушительный эффект. В нашей стране за 1970-1990 гг. произошло около 180 крупных промышленных вврывов с тяжелыми последствиями, при этом отмечается их неуклонное увеличение за последнее время. Обладая специфическими особенностями,взрывные нагрузки обусловливают некоторые особенности напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций: в процессе нагружения наблюдается развитие нелинейных деформаций, локальных разрушений, значительно влияющих на характер усилий в элементах конструкций. Кроме того, напряженное состояние железобетонных конструкций и их прочностные характеристики зависят от скорости деформирования. Перечисленные особенности поведения железобетонных конструкций при взрывных нагрузках усугубляются факторами, обусловленными конструктивными особенностями сооружений - геометрией, условиями опирания и т.д., причем в процессе нагружения наблюдается влияние сил инерции на перераспределение усилий между отдельными элементами сооружения.
В настоящее время в большей степени развиты методы расчета отдельных изгибаемых и внецентренно сжатых элементов на импульсивные нагрузки. Совершенствование методов расчета стержг невых систем, развитых в меньшей степени, является одним из путей повышения надежности конструкций и снижения их материалоемкости. Учитывая вышеизложенное, проблему расчета плоских железобетонных стержневых систем на кратковременные динамические нагрузки следует считать актуальной.
Целью диссертационной работы является развитие дискретной модели расчета плоских железобетонных стержневых нелинейно деформируемых систем на кратковременную динамическую (взрывную) нагрузку.
Научную новизну работы составляют:
- метод сосредоточенных деформаций, развитый применительно к расчету плоских железобетонных стержневых систем на кратковременные динамические (взрывные) нагрузки , учитывающий полные диаграммы деформирования "е-б" бетона и арматуры, и де-
формирование расчетной схемы;
разработанный алгоритм и программа "NAST" для расчета на ЭВМ плоских железобетонных стержневых систем на кратковременную динамическую (взрывную) нагрузку;
результаты расчетов на ЭВМ различных стержней и несущих стержневых систем, результаты сопоставления полученных данных с экспериментальными данными, известными аналитическими и численными решениями;
данные расчетов ва ЭВМ некоторых новых задач и их анализ.
Достоверность результатов обеспечивается сопоставлением результатов расчетов, полученных по предложенному методу, с экспериментальными данными, аналитическими решениями и результатами расчетов на основе некоторых численных методов.
Практическое звачение. Разработанная нелинейная дискретная модель расчета плоских железобетонных стержневых систем иа кратковременные динамические нагрузки, реализованная в программе для ЭВМ "MAST", получившей применение в практике проектирования зданий и сооружений взрывоопасных производств, позволяет получать экономичные и надежные проектные решения как при проектировании новых, так и при реконструкции существующих зданий и сооружений.
Внедрение результатов. Программа "NAST" внедрена в практику проектирования института "Союзпромпроект" (г. Москва).
Апробация, работы. Основные результаты работы доложены и получили одобрение ва научном семинаре по теме "Динамика сооружений"' в г. С.-Петербурге СЛВВЖЖУ им. Комаровского А.Н.) в сентябре 1992 г.
Публикации. Основное содержание диссервдот опубликовано; в двух работах.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоят из-введения;, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы в приложений. Общий объем работы 179 страниц (без приложений), в том числе Ш стр. машинописного текста, 71 рисунка- и 6 таблиц на 49 стр., списка использованной литературы из 179і наименований на 19 страницах.
Работа выполнена на кафедре железобетонных и каменных конструкций МИСИ им. В.В.Куйбышева под руководством кандидата технических наук, доцентаЩодонова МІН и доктора технических наук, профессора Расторгуева B.C.
На защиту выносятся:
метод расчета плоских железобетонных стержневых систем на кратковременные динамические (взрывные) нагрузки, разработанный на основе метода сосредоточенных деформаций в сочетании с прямой неявной безусловно устойчивой схемой метода 8-Вилсо-на, позволяющий в условиях физической и геометрической нелинейности с хорошей достоверностью проследить напряженно-деформированное состояние системы.вплоть до ее разрушения;
результаты расчетов на кратковременные динамические натрузки прочности, деформаций и перемещений плоских железобетонных стержневых систем, результаты сопоставления полученных данных с экспериментальными данными, известными аналитическими и численными реиениями, результаты расчетов некоторых новых вадач и их анализ;
алгоритм и программа "NAST" расчета плоских железобетонных стержневых нелинейно деформируемых систем на кратковременные динамические нагрузки взрывного характера.