Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Национальный университет "Львовская политехника"

Канюк Василий Николаевич

УДК 624.012.45.044.

Прочность железобетонных изгибаемых элементов, загруженных

в пределах высоты сечения

05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Львов 2001

Актуальность темы

Работа выполнена в Национальном университете "Львовская политехника"

Министерства образования и науки Украины

Научный руководитель | Заслуженный деятель науки и техники Украины,
доктор технических наук, профессор

Клименко Федор Елисеевич

Профессор кафедры "Строительные конструкции и мосты" Национального университета "Львовская политехника"

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Стороженко Леонид Иванович

профессор кафедры "Конструкции из металла, дерева и пластмасс»

Полтавского государственного технического университета им. Юрия Кондратюка;

кандидат технических наук, доцент Бондарчук Тарас Богданович

доцент кафедры пожарной профилактики

Львовского института пожарной безопасности

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт строительных конструкций Государственного комитета Украины по архитектуре, строительству и жилищной политики, отдел теории и методов расчета железобетонных конструкций (г.. Киев)

Защита состоится "15" февраля 2002 в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 35.052.11 в Национальном университете "Львовская политехника" (79013, г.. Львов, ул. С. Бандеры, 12, к. 226) < / p>

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального университета "Львовская политехника" (79013, г.. Львов, ул. Профессорская, 1)

Автореферат разослан "29" января 2002

Ученый секретарь диссертационного совета Бевз М.В.

Общая характеристика работы

Одной из важвых проблем строительства сегодня является проектирование эффективных конструкций с минимальной затратой строительных материалов и обеспечения их надежной работы в течение всего периода эксплуатации. Частично эта проблема решается углубленным детальным изучением напряженно-деформированного состояния и характера разрушения железобетонных конструкций и создание на этой базе новых более совершенных методов расчета.

Актуальность темы. В действующей нормативной литературе (СНиП 2.03.01-84) не рассматривают расчета прочности изгибаемых элементов без поперечного армирования, загруженных в пределах высоты поперечного сечения, а дополнительную поперечную арматуру на участке локального нагрузки определяют без учета прочности бетона и поперечной арматуры, размещенной на этом участке из условия прочности наклонного сечения; не учитывается также влияние нормальных трещин на несущую способность загруженных участков. Такая методика расчета приводит к нерациональному армирование конструкций на участках локального нагрузки и необоснованных перерасхода арматуры.

В ребристых конструкциях перекрытий, ригелях промышленных, гражданских и транспортных сооружений нагрузка может прикладываться в пределах высоты поперечного сечения конструкций. Характер работы таких конструкций на участке их нагрузки изучен недостаточно, а методика их расчета несовершенна. Задача исследования таких элементов является актуальной, поскольку решение ее будет способствовать экономической эффективности железобетонных конструкций.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в соответствии с программных решений Всеукраинских конференций по бетону и железобетону и плана научных исследований кафедры "Строительные конструкции и мосты" и является составной частью научно-технической программы РН 55-08 "Материалоемкость".

Цель работы. Обеспечение прочности железобетонных изгибаемых элементов при локальном загрузке в пределах высоты поперечного сечения путем усовершенствования методики их расчета и рациональногв размещения поперечной арматуры.

Задачи исследования: накопления экспериментальных данных работы бетона, поп-реч ной и продольной арматуры на участках локального нагрузки изгибаемых элементов, Загруз.дорожек-и-жених в пределах высоты поперечного сечения;

анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований, оценка напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов при локальном загрузке в пределах высоты поперечного сечения;

обоснование предложений по совершенствованию методики расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов, загруженных в пределах высоты сечения;

разработка методики расчета прочности железобетонных изгибаемых элементов без поперечного армирования, загруженных в пределах высоты сечения.

Научная новизна полученных результатов:

предложена методика расчета прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов без поперечного армирования, загруженных в пределах высоты поперечного сечения, которая базируется на экспериментальных исследованиях и учитывает прочность бетона, влияние продольной арматуры и нормальных трещин на участках локального загрузки;

усовершенствована методика расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов с поперечным армированием, загруженных в пределах высоты сечения, основанная на экспериментальных исследованиях и учитывает прочность бетона, влияние поперечной и продольной арматуры, а также наличие нормальных трещин на участках локального нагрузки;

разработаны рекомендации конструктивного армирования изгибаемых железобетонных элементов, загруженных в пределах высоты поперечного сечения;

доработан методику расчета железобетонных конструкций с ис-су-ван-ням математического моделирования и ЭВМ и реальных диаграмм "-" бе-тона и арматуры для оценки несущей способности и напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов при локальном загрузке в пределах высоты поперечного сечения. < / p>

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, теоретически обоснованы, а их правдивость подтверждена результатами экспериментальных исследований железобетонных образцов и математического моделирования, основанный на дискретном представлении конструкций с использованием реальных диаграмм "-" бетона и арматуры. < / p>

Практическое значение полученных результатов:

разработана методика расчета прочности используется для расчета изгибаемых элементов, загруженных в пределах высоты поперечного сечения (ребристых конструкций перекрытий, ригелей промышленных, гражданских и транспортных сооружений и т.п.);

представленные предложения конструктивного армирования применяются при армировании железобетонных элементов, загруженных в пределах высоты сечения;

усовершенствована методика оценки прочности и напряженно-деформированного состояния с исполь-зованием математической модели, основанной на дискретном представлении конструкций и реальных диаграмм "-" дает возможность оценить характер работы изгибаемых железобетонных элементов, загруженных в пределах высоты сечения, на разных стадиях загрузки .

Методика расчета изгибаемых железобетонных элементов при их локальном нагрузке в пределах высоты поперечного сечения, использованная Львовским институтом ОАО "Мистопроект" для расчета кессонных перекрытий плавательного бассейна и спортивного комплекса санатория "Хрустальный дворец" в г.. Трускавце. Применение этого метода расчета дало экономию арматуры 8 10% по сравнению с методикой СНиП 2.03.01 84.

Личный вклад соискателя. Разработана методика экспериментальных исследований и конструкции опытных образцов и проведены их испытания; усовершенствована существующую и разработано предложенную методику расчета прочности изгибаемых элементов при их локальном загрузке в пределах высоты сечения; выполнена проверка достоверности и уточнена предложенная методика расчета на основе результатов экспериментальных опытний; проанализированы напряженное состояние изгибаемых элементов загруженных в пределах высоты сечения на базе созданной математической модели, основанной на дискретном представлении конструкций с использованием реальных диаграмм "-" бетона и арматуры.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзной координационном совещании "Сопротивляемость железобетонных конструкций на воздействие концентрированных нагрузок при продавливанию" (г.. Нальчик, 1988.) на научно-технической кон-фу-Рени до 100 летию со дня рождения профессора А. С. Курило (Львов, 1989); на двух научно-технических конференциях "Ресурсосберегающие материалы, конструкции, здания и сооружения" (г. Ровно, 1999, 2001); на Международной научно-практической конференции "Аграрное образование и наука в начале третьего тысячелетия" (г.. Львов, ЛДАУ, 2001.), и трех научных семинарах кафедры "Строительные конструкции и мосты" НУ "Львовская политехника" в 1984 - 2001.

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь печатных работ, а именно: одна статья в Вестнике Львовской политехники; одна статья в Вестнике НИИ ДК им. Кучеренко; три в Вестнике Ровенского государственного технического университета и две в Вестнике Львовского государственного аграрного университета.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем 143 страницы, в том числе 110 страниц текста, список литературы из 90 источников на 9 страницах, приложения на 18 страницах, 6 таблиц, 52 рисунки.

Работа вы-ко-нана на кафедре "Строительные конструкции и мосты" в 1985 1998.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Клименко Ф.Е., к.т.н., доц. Оныськива Б.М. за помощь в разработке программы исследований и методики расчета, а также всем членам кафедры и лаб-ра-то-рии.

Основное содержание работы

Во введении обоснована необходимость проведения исследований изгибаемых элементов загруженных в пределах высоты поперечного сечения, сформульовано цель и задачи диссертационной работы.

1. Выполнен аналитический обзор технической литературы. Проблемой прочности наклонных сечений и участков локального загрузки в изгибаемых железобетонных элементах при различных схемах загрузки занимались такие известные ученые как в Украине так и зарубежом: А.А. Гвоздев, М.С. Боришанський, А.С. Залесов, Ю.А. Климов, Б. Ониськов, А.С. Зорич, К.В.Баташова,
И.Н. Старишко, Р.Д. Алиев, И.А. Титов, А.Ф. Ильин, М. Мамедов, И.М. Чупак, Н.С. Бaль, П. Фергусон, Г. Кане, Ф. Леонард, Д. Улянська, Р. Тейлор.

Значительные исследования выполнены учеными Национального университета "Львовская политехника" и Львовского государственного аграрного университета С.М. Жуковским, Л.А.Дорошкевичем, Ф.Е. Клименко, Н.А. Казанцевым, Б.А. Шостаком, Л. Слипко, Н.И. Ершов, И. М. Добуш, А.В. Мазурак, Т.Б. Боднарчуком, С.Б. Максимович, что эт связанные с оценкой прочности наклонных сечений обычных и предварительно напряженных железобетонных балок.

Изучение трудов указанных авторов показал, что сегодня не разработано единой методики расчета прочности элементов, загруженных в пределах высоты сечения, которая во всех случаях удовлетворяла результаты экспериментальных исследований. Имеющиеся методики расчета прочности элементов, загруженных в пределах высоты поперечного сечения, не отражают физических закономерностей работы поперечного сечения, не учитывают влияния прочности бетона, продольной арматуры и наличия трещин, а действующая в Украине нормативная литература из расчета железобетонных конструкций (СНиП 2.03.01 84 ) не рассматривает работы таких элементов без поперечного армирования.

Установлено, что балки без поперечного армирования, загруженные в пределах высоты поперечного сечения, могут разрушаться в пожилом сечении, а также состояться отрыв грузовой консоли в зависимости от уровня передачи нагрузки по высоте поперечного сечения. Если нагрузка передается через растянутую зону поперечного сечения элем

2. Для изучения работы бетона на участке локального загрузки, влияния величины пролета среза, работы продольной и поперечной арматуры было изготовлено три серии опытных образцов. Балки первой серии БИ предназначались для исследования влияния работы бетона на прочность элементов, загруженных в пределах высоты сечения, при различных пролетах среза. Они изготавливались без арматуры в нижней части элемента с расчетными пролетами lef = 540 мм, 800 мм, 1350 мм и 2160 мм и поперечным сечением b? H = 120Ч300? М. Для приложения нагрузки предусмотрено консоли размерами 60? 100Ч150? М, расположенные в нижней части сечения посередине пролета балки. В образцах БИ-2, БИ-4, БИ-5 и БИ-6 заложены горизонтальные искусственные трещины на уровне верхних граней консоли. Верхнюю часть балок серии БИ выше консоли заармированы двумя плоскими арматурными каркасами с рабочей продольной арматурой O12А-III.

Балки серии БII предназначены для исследования влияния продольной арматуры на работу элементов, загруженных в пределах высоты сечения. Образцы изготавливались с расчетным пролетом lef = 500 мм и поперечным сечением b? H = 120Ч300? М и

lef = 1350 мм и сечением b? H = 100Ч300? М. Рабочая продольная арматура 2O16A-III располагалась в растянутой зоне балки на расстоянии 30 мм от нижней грани. Процент продольного армирования опытных образцов БИИ-1 ? = 1,24%, а образцов БИИ-2 и БИИ-3 ? = 1,49%. В элементах БИИ-3 консоли виддилялися от бетона образца искусственной трещиной, которая формировалась во время бетонирования. Искусственная трещина размешивалась на уровне верхней грани консоли и далее под углом 70? 80? к горизонтальной плоскости с выходом на нижнюю грань. Такое расположение искусственной трещины давало возможность с самого начала испытаний передать нагрузку на продольную арматуру образца.

Образцы серии БIII с расчетным пролетом lef = 1350 мм и поперечным сечением b? H = 100Ч300 мм армувалися продольной рабочей арматурой 2Ш16A-III: а поперечной O6А1 размещенной с шагом150 мм, а на участках приложения сосредоточенной нагрузки - от 50 до 150 мм, и предназначались для исследования влияния дополнительной поперечной арматуры на прочность образца. Интенсивность дополнительного поперечного армирования на участке загрузки определялась по рекомендациям п.3.43 СНиП 2.03.01 84. В каждой паре исследовательских элементов изменялось количество дополнительной поперечной арматуры. Коэффициент поперечного армирования? W на участке отрыва для балок БIII-1, БIII-2 и БIИI-3 соответственно равен 0,0038; 0,0057 и 0,0114. Консоли образцов этой группы армувалися 4O12A-ИИI. Чтобы предотвратить скалывание бетона консоли, к торцам рабочей арматуры приварювався металлический лист 50? 8 мм.

Опытные образцы испытывались как однопролетных свободно опираются балки с сосредоточенной силой, приложенной посередине пролета. Нагрузка от домкратов передавалось на консоли через П подобную металлическую траверсу.

Нагрузка балок определялось по показаниям опорных динамометров и динамометром Токарева, расположенным на консоли образца. Поперечные и продольные деформации бетона сжатой и растянутой части элемента измерялись в нескольких сечениях через 100 мм и 150 мм по длине балки от консоли с помощью тензодатчиков и микроиндикаторив.

Проведенными экспериментальными исследованиями изучен характер трещинообразования в опытных образцах, установлены факторы, влияющие на их прочность и трещиностойкость.

Результаты исследований приводятся в табл.1.

Таблица 1

Характеристика исследовательских элементов и результаты их испытания

Марка элемента | Размеры сечения, мм | lef, мм |

h s

мм |

Прочность бетона, МПа |

кН

b |

h0 | Rm | Rbt

Би-1а | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2 | 1,1 | 26 | 0,722

Би-1б | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2 | 1,1 | 32 | 0,889

Би-2а | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2 | 1,1 | 27 | 0,75

Би-2б | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2| 1,1 | 28 | 0,778

Би-3а | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2 | 1,1 | 6 | 0,167

Би-3б | 120 | 300 | 540 | 150 | 0,9 | 14,2 | 1,1 | 10 | 0,278

Би-4а | 120 | 300 | 800 | 150 | 1,33 | 29,7 | 1,89 | 26 | 0,382

Би-4б | 120 | 300 | 800 | 150 | 1,33 | 29,7 | 1,89 | 24 | 0,353

Би-5а | 120 | 300 | 1350 | 150 | 2,25 | 29,7 | 1,89 | 17,5 | 0,257

Би-5б | 120 | 300 | 1350 | 150 | 2,25 | 29,7 | 1,89 | 8 | 0,118

Би-6а | 120 | 300 | 2160 | 150 | 3,6 | 30,3 | 2,2 | 6 | 0,076

Би-6б | 120 | 300 | 2160 | 150 | 3,6 | 30,3 | 2,2 | 6 | 0,076

БИИ-1а | 120 | 270 | 500 | 120 | 0,93 | 30,6 | 1,8 | 70 | 1,2

БИИ-1б | 120 | 270 | 500 | 120 | 0,93 | 30,6 | 1,8 | 60 | 1,03

БИИ-2а | 100 | 270 | 1350 | 120 | 2,5 | 30,6 | 1,8 | 52 | 1,07

БИИ-2б | 100 | 270 | 1350 | 120 | 2,5 | 30,6 | 1,8 | 44 | 0,91

БИИ-3а | 100 | 270 | 1350 | 120 | 2,5 | 30,6 | 1,8 | 11 | 0,226

БИИ-3б | 100 | 270 | 1350 | 120 | 2,5 | 30,6 | 1,8 | 19 | 0,39

БИИИ-1а | 100 | 270 | 2350 | 120 | 2,5 | 30 | 1,76 | 44 | 0,926

БИИИ-2а | 100 | 270 | 2350 | 120 | 2,5 | 28 | 1,63 | 48 | 1,09

БИИИ-3а | 100 | 270 | 2350 | 120 | 2,5 | 30 | 1,76 | 100 | 2,1

3. Анализ приведенной прочности образцов БИ-1, БИ-2

Загрузка...

Страницы: 1 2 3






Ещё Рефераты по вашей теме

КЛИНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭРБИСОЛ У БОЛЬНЫХ аутоиммунный тиреоидит - Автореферат
Траекторных свойства ГРУПП псевдо-гомеоморфизм ПОЛЬСКИХ ПРОСТРАНСТВ - Автореферат
Надежность и устойчивость коммерческих банков: оценка и регулирования - Автореферат
ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ бурения НА ОСНОВЕ Многопараметрические ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ - Автореферат
ДЕФОРМИРОВАНИЯ И выпучивания Гладких И подкрепленных цилиндрических оболочек при статических нагрузках (экспериментально-теоретических ИССЛЕДОВАНИЯ) - Автореферат
Технологические основы выращивания кристаллов соединений AIIBVI из расплава под давлением инертного газа - Автореферат
Состояния соматического ЗДОРОВЬЕ "Я И ФАКТОРЫ РИСКА ПО ЕГО НАРУШЕНИЙ У ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА - Автореферат