Введение к работе
Актуальность темы. Повышение эффективности железобетонных конструкций за счет совершенствования методов расчета и рациональною проектирования яатяется научной проблемой имеющей важное народнохозяйственное значение. Актуальность данной проблемы продиктована необходимостью создания гибкой системы расчета и ироекінрованші, позволяющей обеспечивать высокую надежность конструкций при экономичном расходовании материалов.
Действующие нормы проектирования железобетонных конструкций, разработанные в основном несколько десятилетий назад, насыщены условно принятыми, искусственно упрощенными предпосылками и методами, не отражающими реальной картины напряженно-деформированного состояния элемента под нагрузкой. Неибходпмо подчеркнуть, что Припяти: прлмоую.тьной эпюры напряжений а нормальном сечении железобетонного элемента, отказ оі гипотезы плоских сечений, сведение нелинейных процессов к условно линейным, не учет деформационных схем зигружєнші и друпю положения норм в значительной степени отклонят расчетную модель іонструкішн от ее фактического состояния. Особо следует отмсти і ь о недосіаючности учета режимных нагруженин а нормативной системе расчета. Отсутствие универсальных, имеющих ясный физический смысл, моделей учета влияния многофакторных режимных нагруженин на состояние хелезобегоцного элемента во многом отражается на качестве существующего расчетного гштарата.
Наиболее ощутимо указанные явления сказываются в расчете и проектировании сжатых железобетонных конструкций, высокая ответственность которых общеизвестна. Так. с положение в практике проектирования и расчета не обеспечивает должного уровня надежности и Д0ЛЮВЄЧ1ЮСІН железобетонных конструкции и неизбежно ведет к значительному перерасходу материалов, особенно металла.
След;. е( также оіметнть. что важнейшим резервом ноьчашення эффекпшюстн железобетонных конструкций является г"',имеік-пнс ьыес'.ппрочной арматуры в сжатых элементах. Недостаточность исследований па данной проблеме, оісуїсііг.іе принципиальных рачений и практических установок с необчодпч: ;м научным с.оосііоь.і-.:пги сдерживает внедрение с
практику этою ко:;г:і;,ктін)Нпго реши;»?;,-, позволяющего достигать значительной «кономин металла.
Таким образом, дчя реализации доставленной проблемы необходимо решение целого ряда экспериментальных и теоретических задач, тесно связанных с новыми подходами в конструировании железобетонных элементов и Их расчетом нз автоматизированной осноос с привлечением соиременных маїсматнчесгнх методов.
Цель работ ы. Решение комплексной проблемы разработки новых эффектипнмх подходов и методов расчета сжатых железобетонных конструкций, основанных на деформационных схемах с учете л фактических диатрамм состояний материалов при различных многофакторных режимах нагружеция и р.иработки принципов их эффективного армирования высокопрочной прм?турой.
Дд.ч реализации поставленной цели сформированы основные задачи исследования:
провести комплексні-"- '.;ксп;рнменгальньіе исследовании бетона и арматуры на поЕгорно статическое и многократно повторное погружение с широким варьированием основных фзктороп, с целью выявления закономерностей их влияния на свойства материалов и характер диаграмм деформирования;
экспериментально исследовать влияние градиентов деформаций и Напряжений на изменение свойств бетона и выработать математические модели их учета в расчетах;
- разработать методы расчета сжатых железобетонных элементов с учетом
полных диаграмм деформирования материалов при различных режимах
погружении и наличии иреднапряженпл;
разработать комплекс мер по совершенствованию методов расчета железобетонных конструкций на осноие нормативного подхода ч создать па их базе общий метод расчет сжатых железобетонных элементов по деформированной схем:;
выполнить экспериментальные пселсдовапнч сжатых железобетонных элементов с высокопрочной арматурой при различных режимах погружении с широким варьированием іибкости, видов нгп-руженни, грмнровання, иреднапрмжгння, янлоп б-лонл и др. (факторов;
- обосноваїь экономическую эффективность применения высокопрочной
арматуры и сжагых железобетонных элементах и разработать рекомендации но их
рациональному армированию.
Исследования по данной проблеме выполнялись аогором в 1989-1997 голах
на кафедре "Строительные конструкции" Ташкентского архитектурно-
строительного института в соответствии с: 1
Государственной проіраммой приоритетных научно-исследовательских направлений Реитубднкл Узбекистан, по проблеме 2"а\2 "Определение долговечности работы элементов строительных конструкций в условиях Центральной Азии", Nu Гос. регистрации 01960004626;
Государственной целевой научно-исследовательской программой ГКП Г РУз К-6-24 "Разработка методов расчета железобетонных конструкций при сложных режимах иагружсиня и сейсмических воздействиях с максимальным использованием резерва материалов", >4 Гос. регистрации 01960004633.
И ]і с д и є і им і а іц йти являете я:
методы расчета ск-атых железобетонных элементов раілпчной гибкости по обеим группам предельных состояний с учеа.м реальных днаїрамм деформирования материалов на сил ч,ые воідейстьия различных режимов;
усовершенствованные методы расчета сжатых железобетонных элементов по деформированной схеме с учетом преднапряженпя и режимных воздсіісішій;
рекомендация по учету изменения свойств и диаграмм деформировании тяжелою и легкого бетона при сложных режимах повторно статического нагр ужения;
- математические моде ш изменения механических свойств бетона и
арматуры при мноюкрагно повторном воздействии;
- математические моде, и влияния градиентов деформации и м.-ириги-ицн на
изменение свойств бетона ц методика их учета в расчете железобетонных
конструкций;
ьовые экспериментальные данные о работе сжатых жслеяюзнмшых элементов с высокопрочной арматурой при рашічішч нагруленнях, гибкости, армировании и лр фаморах, а также еформушрооанны' па их иенопл выводы н рекомендации;
рекомендации по эффекмьни.-.гу армії;... -amiio сітаїьи жедізоііетиііпих j.ieMSHiou высоконрочьоц арматурой.
Научная >i о в и і и і р а б с * т::
разработаны методы расчета сжатых железобетонных элементов по обеим іруппам предельных состоянии на основе использования полных трансформировании диаграмм деформирования материалов, с учетом влияния многофакторпых режимов натруженшт позволяющее максимально приблизить расчетную модель к реальному напряженно-деформированною состоянию элемента, составлены алгоритмы и программы расчета железобетонных элементов на ЭВМ;
на о'.цове усовершенствованных нормативных подходов разработан метол расчета сжатых железобетонных элементов но деформированной схеме, по несущей способности, деформативностн и трещиностолкости, включающий в себя качественные оценки влияния преднанряженич и режимных воздействии на характер напряженно-деформированного процесса;
экспериментально установлен характер влиянии на свойства и диаграммы йсформироватшя тяжелого ;\ гпкого бетонов сложных режимов повторно статического нагруженнч; на основе статистического анализа выработаны математические модели изменения основных параметров бетона;
исследовано влияние многократно повторных нагруженнй на диаграммы деформирования бетона и арматуры; установлены качественно новые регрессионные зависимости совокупною влияния количества циклов натруженин, уровня нагруженнй и асимметрии никла на механические свойства материалов при сжатии и растяжении;
разработаны количественные зависимости влияния градиентов деформаций и напряжений на изменение свойств Сетона, лана методика их учета в расчете железобетонных элементов;
- на основе обширных экспериментальных исследовании выполнен анализ
особенностей работы сжатых железобетонных элементов из тяжелою и легкого
Сетона при различных режимах погружения с высокопрочной арматурой,
дозволивших значительно расширить представлення о работе сжаїьіх
конструкций, подтвердить правомерность выработанных методов расчета и
теоретических выклачок, докатать целесообразность применения высокопрочной
арматуры в сжатых элементах;
- обоснована экономическая эффективность применения высокопрочной
арматуры и сжатых жск-зоОсгс-нпых эчемешлч.
- разработаны рекомендации по рациональному армированию сжатых
Железобетонных элементоз обычной и преднапрлженной высокопрочной
арматурой.
Практическое значение и внедрение результат он работы:
- использование в практике проектирования методов расчета, построенных
на реальных процессах деформирования позволит значительно повысить
точность расчета конструкции при любых заданных. условиях! что способствует
повышению их надежности, долговечности, а также предотвращению
Необоснованною перерасхода материалов, особенно металла;
использование в производстве рекомендаций но армированию сжаты ч железобетонных алеменгов обычной и преднаирпженнои высокопрочной арматурой позволит значительно сократить расход металла на единицу сборного железобетона;
по резулыатам исследований разработано "Пособие на расчету сжатых железобетонных конструкций по деформированной схеме" утвержденное приказом. № 67 от 3.10.97г. ГОСКОМАРХИТЕКСІРОЯ РУз в качестве нормативного документа;
получен Патент Республики Узбекистан №4570 па изобретение "Несущая железобетонная стойка".
Предложения автора использованы в нормативных документах Государственного значения:
КМК 2.03.01-96 "Бетонные и железобетонные конструкции";
РСГ Уз 758-96 "Бетоны. Методы испытаний на выносливость";
РСТ Уз 742-96 "Бетоны. "Правила контроля прочности";
- РСТ Уз 763-96 "Б тоны. Метод определения деформации усадки и
ползучести".
Рекомендации автора использованы:
- в Пособии по проектированию крупнопанельных и кирнично-панелышх
зданий и сейсмических районах. ІЦт. УзЛИ'ІТИ;
в унифицированных технических решенилл "гЗыстромонтируемые бескаркасные здания олнолажных . ироміїрслпршпиіі" и "Бескаркасные многоэтажные общественные зданья с больщераімерньїми помещениями ні крупных панелей", ьыпо.тпиемых концерном і'а.ромгра-.щансгріїй;
при проект проглини даний бизнес-центра и гостиницы п г. Ташкенте фирмой Л» -Сеть (Турция);
при реконструкции главного корпуса ТЭЦ комбинат "Узбеккрошт" АК "Укчройматсрчллы";
- при реконструкции и усилении сборных элементов и фундаментов
Муборексі.'ой ТЭЦ Министерства энергетики РУз.
Апробация работы и г у б л и к а и и к. Основные результаты проведенных нсследопопий доложены на:
Международном симпозиуме "Архитектурно-строительная наука в развитии экономики Республики Узбекистан", Ташкент, 1994 г.;
Рссп)блик(1нской научно-практической конференции "Келажакка твшлашач равшан нпззр". Ташкент, 1995г.;
- Ul-ei'i международной наз'Чііо-практнчсской конференции "Проблемы
реставрации и сохранения памятников архитектуры", Ташкент-Самарканд,
1996 г.;
- Международной копфер-.шни "Проблемы развития автотранспорта к транзитных коммуникаций в Цснтрольпо-Ашатском решена', Ташкент, !996г.;
Международном научно-практическом семинаре "Сейсмостойкое строительство ні местных матсртиіои в Центральной Азии", Ташкент-Фергана, 1996 г.;
Международном симпозиуме "Инновации: строительный комплекс и пниеспшионная дглтелыюетт"., Ташкент, 1996 г.;
Международной конференции "Актуальные вопросы сеіісмостойкоспі зданий и сооружений Центральной Азии", Самарканд, 1997 г.;
Научно технических конференциях Ташкентскою архитектурно-строительного института в 1989-97 гг.
Основное содержание и результаты исследований диссертант! изложены в 32 научных статьях, опубликованных и республиканской и зарубежной периодической и чематпческой нлучноіі печати, а так же двух монографиях.
С г рул г у р а и о 5 ъ с м д я с с с р т а и и и. Диссерьшия состоит ю шадення, семи глав, основных выводов, списка ліперди,рм (j30 наименований) и двух приложений; содержит 417 страниц п том числе J5 тай.чш», 75 рисунков. -11 страницы npiuioveiiiiu