Железобетонные колонны с заглубленными продольными стержнями без поперечного армирования

• Автор: Мурадян, Виктор Арутюнович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Исследования железобетонных стоек с заглубленной продольной арматурой

1.2. Диаграмма деформирования бетона и ее аналитическое описание.

1.3. Существующие методы расчета железобетонных колонн

1.4. Вопросы математического моделирования поведения железобетона

1.5. Задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН С УВЕЛИЧЕННЫМ ЗАЩИТНЫМ СЛОЕМ БЕТОНА
2.1. Программа экспериментальных исследований, характеристики материалов и изготовление колонн
2.2. Конструкции опытных образцов
2.3. Методика испытания опытных колонн
2.4. Влияние различных факторов на характер разрушения и несущую способность железобетонных элементов с увеличенным защитным слоем бетона
2.5. Деформативность опытных образцов
Выводы по главе
ГЛАВА 3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН
3.1. Определение диаграммы деформирования бетона в армированных железобетонных стойках
3.2. К оценке степени реализации диаграммы деформирования бетона во внецентренно сжатых стойках

3.3. Расчет прочности железобетонных стоек с ненапрягаемой арматурой
3.4. Упрощенные методы определения прочности и трещиностойкости железобетонных стоек
3.5. Об устойчивости арматурных стержней при сжатии
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ МЕТОДОМ КОНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА
4.1. Постановка задачи для железобетонной колонны
4.2. Конечно-элементная модель колонны
4.3. Анализ результатов численного моделирования пространственной конструкции
4.4. Исследование НДС сечений конструкции при плоской деформации
4.5. Оптимизационный анализ конструкции сведением к модели для анизотропной среды
Выводы по 4 главе
ГЛАВА 5. Технико-экономические преимущества и область применения железобетонных колонн с заглубленной арматурой
5.1. Преимущества железобетонных колонн с заглубленной продольной арматурой
5.2. Перепроектирование типовых железобетонных колонн на элементы с заглубленной арматурой
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение. Акты о внедрении результатов работы

Введение
Успешное решение задач по развитию капитального строительства требует совершенствования не только организации и производства строительных работ, но и повышения технико-экономической эффективности строительных конструкций.
Одним из важных путей в этом направлении является снижение материалоемкости и веса железобетонных конструкций, являющихся основной современного строительства.
В области железобетонных конструкций ускорение научно-технического прогресса достигается как поиском новых, так и совершенствованием известных конструктивных решений и методов расчета. Учитывая, что сжатые элементы составляют весьма значительную часть общего объема железобетонных конструкций вопросы их рационального проектирования и расчета являются весьма актуальными.
При сжатии негибких железобетонных колонн с малым эксцентриситетом расстояние продольных стержней до боковых граней колонны практически не оказывает влияние на несущую способность. При расположении в таких конструкциях продольных стержней вблизи граней с соблюдением минимального защитного слоя установка поперечной арматуры необходима для предотвращения выпучивания продольных стержней. Представляется целесообразным обеспечить достаточную устойчивость продольных стержней за счет значительного увеличения толщины защитного слоя. Это позволит отказаться от поперечного армирования (полностью или частично), что приведет к существенной экономии арматурной стали, будет функцией ряда факторов: толщины защитного слоя, гибкости арматурного стержня, прочности бетона (так как с увеличением прочности бетона растет сцепление с арматурой), вида арматуры и т.д.
В настоящее время очень мало работ, посвященных этой проблеме. Это особенно касается экспериментальных данных о сопротивлении колонн внеш-

- весьма немногочисленны данные о работе железобетонных колонн с увеличенным защитным слоем бетона;
- нуждается в корректировке модель расчета сжатых железобетонных элементов с учетом полных диаграмм деформирования высокопрочных бетонов;
- не определены области эффективного использования железобетонных колонн с увеличенным защитным слоем бетона.
1.4. Вопросы математического моделирования поведения
железобетона
Решение проблемы математического моделирования поведения железобетона остается до настоящего времени незавершенным. Это определяется сложностью поведения железобетона как неоднородного материала по физическим проявлениям, обладающего выраженными нелинейными свойствами, реологическим поведением, а также явлениями старения, трещинообразования и дилатации. Начиная с классических работ А.Ф. Лолейта [53] и В.И. Мурашева [73], заложивших основы описания поведения железобетона при сжатии-растяжении и изгибе, современные теоретические модели учитываю пластическое и хрупкое поведение материала при сложном напряженно-деформированном состоянии, в том числе описания материала железобетона как анизотропного. Значительным упрощением модели здесь является применение методов осреднения или размазывания железной арматуры по сечению. Общий обзор применяемых аналитических моделей и методов исследования задач механики железобетона можно найти, например, в работах Карпенко Н.И., Беглова А.Д., Санжаровского P.C., Клованича С.Ф. и др. [15,44,47].
Существенное продвижение исследований по железобетону связано в последнее время с применением численных подходов и в первую очередь с методом конечных элементов (МКЭ). МКЭ впервые был применен в работе D. Ngo и A.C. Scordelis [119] для моделирования железобетона с линейным поведением