Введение к работе
"I
Актуальность проблемы. Большинство железобетонных конструкций
работают при слояных деформациях. Несмотря на имеющийся.-.опыт проек
тирования конструкций при слонных деформациях, вопросы их расчета
в научно-технической литературе освещены недостаточно. Это прежде
всего объясняется больший разнообразием специфических задач, ветре-
чающихся при проектировании, и отсутствием достаточно надеаных те
оретико-экспериментальных исследования различных сложных деформа
ций. Круг этих задач довольно широк: кошілексное-иселедование образования и раскрытия трещин, предельных дефориаций~и усилий с учетом их перераспределения; разработка новых методов расчета элементов, подвергнутых стесненному кручении, кручению с чистым, косым и поперечным изгибом, кручению со снатием или растяжением, определение схем, и углов наклона трещин разрушения. Проблема сложного деформирования считается наиболее актуальной и поэтому постоянно включается в "Планы важнейших научно-исследовательских работ по бетону и железобетону",составляемые координационными советами научно-исследовательских институтов и вузов.
Цель работы: разработать методы расчета элементов нелезобетонных конструкций, подвергнутых кручению с продольной или поперечной силой: по трещиностойкости, дефориативности и прочности, с использованием результатов экспериментальных исследований. Разработать пример деформационного расчета.
Автор защищает:
р„е.; ш е-н и е проблемы,- - расчета трещиностойкости, деформа-тивности и прочности скручиваемых элементов конструкций из тяжелых и легких бетонов на основе теоретико-экспериментальных обобщений;
инженерные м е то д. EL-: расчета по определению:моментов образования трещин и подбора оптимальных сечений, деформаций на арматуре, бетоне вдоль .трех осей, прогибов,кривизн, углов поворота, углов сдвига, углов закручивания, углов наклона трещин разрушения,
2 высоты сжатой зоны бетона и доверительных интервалов основных характеристик*,
предложения по уточнении ._- j (требований норм: о величине 6^ > -напряжений:..», ежатой арматуре - ~" -, о целесообразности ввода коэффициента 400 Ша на основании формулы автора;
рациональные методы расчета и проектирования тонкостенных балок, проекции трещин разрушения которых не образуют прямых линий при развертке граней;
результаты испытаний на кручение, кручение с одновременным сжатием или растяжением дискретно и дисперсно армированных цилиндров, фрагментов анкеров и свай ' ; на кручение, кручение g чистым и поперечным изгибом обычных и предварительно напряженных балок из тяжелых и легких бетонов, на стесненное кручение опор двутавровых сечений, колонн прямоугольных сечений, на изгиб
и кручение, кручение с косым изгибом тонкостенных мостовых балок, кручение и срез с учетом перераспределения усилий двухпролетных балок тавровых сечений с различным расположением полок в пролетах и на опорах; кручение и срез с учетом перераспределения усилий криволинейных брусьев, натурных балок, контурных ригелей, прогонов, широкополочных плит типа 2Т и их ребер;
- в табличной форме результаты сравнений опытных характеристик с
расчетными данными по формулам автора, других авторов, а также по фор
мулам СНиП 2.03.01-84.
Научную новизну работы составляют:
- предпосылки.- -по расчету трещиностойкости, деформативности и
прочности элементов, соответствующие опыту при сложных деформациях;
новые критерии прочности, новые данные о влиянии на прочность и дефориативность форы и геометрических размеров образцов, вида и проч ности бетонов, арматуры, отношения величин T_/Mt ; N /Т , А^ /А , предварительного напряжения , стесненности сечений;
новые элементы теории железобетона: Кьп,±<"і К-ьщ %г , К- Сs ' Ґ' I- bsc і ^bst і '/g (коэффициент сцепления);
новые механизмы (схемы) разрушений разнотипных конструкций в широких диапазонах величин Т /Mt, .Д//Т от 0 до g/j ;
новые конструкции зданий, новые способы испытаний пространственных систем, новые способы защиты зданий от динамических нагрузок;
- научный расчетно- экспериментально- статистический банк данных по расчету и испытанно более 200 различных конструкций из тяжелых, легких дисперсно и дискретно армированных бетонов.
Практическая значимость. Предлагаемые методы в практике проекти
рования используются при расчетах аелезобетонных изделий, а предлага
емые методы испытаний при оценке качества конструкций в производст
венных условиях, что приводит к снижению трудозатрат. Результаты
экспериментов по сложнонапряаенному состоянию сечений образцов до
полняют научно-информационный банк данных и использувтся при сос
тавлении новых норм проектирования-:
Внедрение. Результаты проведенных исследований внедрены в нормативные документы. Некоторые пунязы Руководства по проектированию... 1977 г. составлены с учетом и на основании исследований автора.
В народное хозяйство результаты опытов внедрены также в виде создания новых устройств, стендов, способов испытаний конструкций, в виде новых типов элементов зданий (авторские свидетельства В : 976318,1004792,1067397,1145266,1163189,1182121,1730384,1747620, 2029034, патент Украины 9760А). Расчеты фундаментов сейсмостойких здания учтены Комиссией по разработке указаний по проектированию и строительству зданий и сооружений в северных районах Армении, пострадавших от землетрясения (письмо Госкомархитектуры $ 4-33 от 19.01.1989 г.).
Расчетные методики автора внедрены и дали значительных экономический эффект з АО "Ниевпроект" при проектировании зданий детских са-
4 дов.школ, автоматических телефонных станций; использованы в КиевЗНИИЗП при проектировании и возведении крупных зданий,как,например, гостиницы "Интурист".павильона "Мелиорация и водное хозяйство"на ВДНХ Украины,"Салона мебели"; использованы в институте "Укрмясоиол-проие" при проектировании и возведении Харьковского мясо-молочного комплекса, транспортной галереи Кишеневского мясокомбината,при проектировании и возведении мясоконсервного завода в Мальге-Вондо- в Эфиопии); использованы в институте "Гшромедпроме" при проектировании элементов конструкций составного цеха Туймазинского завода медицинского стекла в Башкирии, производственного корпуса Ленин т градского завода медицинских полимеров; использованы в институте "ГосавтотрансНИИпроект" при подборе сечений аелезобетонных конструкций автозавода в с.Шевченко Черкасской обл. .автовокзала в г.Ярем-ча,опытного завода нестандартного оборудования в г.Ужгороде, при подборе сечений крайних колонн здания автовокзала в г.Умани, авторемонтного завода в г.Первомайске; использованы в институте "Киев-метропроект" при расчете элементов конструкций отстойных пролетов метрополитена на станции "Лесная", вестибюлей, платформы павильонов входов станций Оболонского участка; использованы при армировании различных конструкций в институте "Гипроград", а также при сое-, тавлении. программных комплексов систем гзтокатизацпл проектных работ на ЭВМ.Материалы диссертации часто используются аспирантами, а такве в учебных курсах вузов и институтов повышения квалификации. Научно-техническая проблема диссертации была увязана с планами основных НИР ряда организаций: ЛатвНИИстроительства (г.Рига) по теме J 2І/И-І0-Б, госрегистрация Л 73016709, 1976; НИИСП (г.Киев) по теме .S I/0I.I4, госрегистрация is 76074961, 1977; КиевЗНИИЗП по теме В 45н/87, госрегистрация .S 0170060996. 1987.Работы автора по дисс-ертации-'Сейсмостойкое здание" и "Структурное сборно-монолитное здание и способ монтана" ,как лучшие работы на Республиканских конкурсах Украинским республиканским правлением НТО стройиндустрии,
в 1985, 1987 гг. были награждены Почетными грамотами.
Апробация. Работа автора докладывалась и обсуждалась на: Всесоюз
ном координационном совещании по проблеме'."Легкие бетоны и конструк
ции из них" ,з 1962; ХХУЇЇ,ХХУІ,XXIX,XXX научных конференциях Ленинград
ского .инззенерно-строительного институтам Ленинграде, в 1969-1972;
Всесоюзной конференции по теоретическим основам расчета строительных
конструкций, в Москве, в 1970; Ш Всесовзном совещании по основаниям,
фундаментам и механике грунтов, в Киеве, в 1971; Всесоюзной конферен
ции по применению математических методов и ЭВМ проектированию базы
сельской строительной индустрии в Ряпросельстройиндустрии", в Калини
не , в 1970; семинаре кафедры Инженерных конструкций Ленинградского
политехнического института, в Ленинграде, в 1971; Ш Всесоюзной конфе
ренции по статике и динамике прад^^зяственных конструкций и Республи
канского координационного совещания по покрытиям типа оболочек, в
Киеве, 1971; ХХІУ конференции Полтавского инаенерно-строительного ин
ститута, в Полгаве, в 1972; объединенном заседении кафедр Железобе
тонных конструкций и Строительной механики Вильнюсского инженерна-
строительного института, в Вильнисе, в 1974; Всесовзной конференции
"Дисперсно-армированные бетоны и конструкции из них", в Тиге, в 1975;
Всесоюзной конференции по развитию методов расчета конструкций по
предельным состояниям", в Москве, в 1975; секции архитектурно-строи
тельной кибернетики НТС КиевЭНИИЭП, в Киеве, 1979; секции Цент- .
ральной лаборатории теорий.железобетона 5 І НИЙ2Б , з Москве, в
-1980 ; семинере кафедры Еелезобетонных и .. каменных конструк
ций Киевского инзенерно-строительного института, в Киеве, в І99І;
научном семинаре по строительной, механике деформируемого твердого
тела при Киевском инненерно-строительном институте, в Киеве, в 1992,
1993 ; специачизированном Совете по строительным конструк-
циям при Одесской государственной академии строительства и архитектуры, в Одессе, в 1994; семинаре кафедры
їелезобетонннх- конструкцийгХарьковскигб- инЕенерно-отроительного. ин-^ ститута, в Харькове,'..в:1994.- . ;,.,........
Технико-экономическая зффективность. В конце диссертации прилагается ориентировочный расчет (выполненный Лабораторией экономики НШЕБ) годового экономического эффекта, получаемого народным хозяйством от внедрения результатов научных разработок автора. Эффективность в цеі!ах_І?87 г.определена а размере 5,1 млн.руб. и в экономии арматурной етали в размере 13,4 тыс.кН.