Анализ напряженного состояния и начальной надежности конструкций со смешанным армированием на основе нелинейной математической модели

• Автор: Меньщикова, Надежда Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1.1 Анализ развития методов математического моделирования при исследовании напряженнодеформированного состояния железобетонных конструкций.
1.2 рименение и развитие методов математического моделирования по описанию напряженнодеформированного состояния конструкций со смешанным армированием.
1.3 Учет нелинейности при моделировании напряженнодеформированного состояния железобетонных конструкций.
1.4 Анализ развития вероятностных методов при оценке надежности строительных конструкций.

1.5 Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ со СМЕШАННЫМ АРМИРОВАНИЕМ.
2.1 Основные положения нормативной модели оценки напряженнодеформированного состояния конструкций со смешанным армированиемЗЗ
2.2 Нелинейнодеформационная модель описания напряженнодеформированного состояния конструкций со смешанным армированием
2.3 Аналитические способы аппроксимации фактических диаграмм деформирования бетона и арматуры.
2.4 Реализация разработанных моделей оценки напряженнодеформированного состояния конструкций со смешанным армированием на ЭВМ

2.5 Выводы по главе

ГЛАВА 3 ВЕРОЯТНОСТ НЫЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ОЦЕНКИ НАЧАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ СО СМЕШАННЫМ АРМИРОВАНИЕМ.
3.1 Основные критерии эксплуатационной пригодности строительных конструкций заводского изготовления и показатели их надежности
3.2 Вероятностный алгоритм оценки надежности конструкций на основе метода статистического моделирования МонтеКарло.
3.3 Вероятностный алгоритм на основе метода линеаризации функций.
3.4 Реализация разработанных вероятностных алгоритмов оценки начальной надежности конструкций со сметанным армированием на ЭВМ
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ СОПОСТАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ со СМЕШАННЫМ АРМИРОВАНИЕМ И ОЦЕНКЕ ИХ НАДЕЖНОСТИ
4.1 Сущность методики проведения экспериментальных исследований
4.2 Характеристики исследуемых конструкций
4.3 Анализ напряженнодеформированного состояния конструкций при кратковременном нагружении по разным математическим моделям
4.4 Моделирование напряженнодеформированного состояния конструкций со смешанным армированием
4.5 Оценка начальной надежности конструкций со смешанным армированием по разным расчетным моделям.
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Приложение А.
ВВЕДЕНИЕ


Баратта А. Кашиати Ф. А.М. Фрейденталя и др. Я ф0 е 0i 1. Анализ работ , 0, 1 показывает, что для моделирования железобетонных конструкций наиболее эффективными методами разработки вероятностных алгоритмов являются методы линеаризации функций 1, , , , , статистического моделирования метод МонтеКарло , , , , , , , 3, 9, 2, 5, 0, 1, 9, перебора случайных величин , метод горячих точек 8, 9, 6 и др. В железобетоне зависимость между напряжениями и деформациями носит нелинейный характер. Это свойство должно определять выбор расчетной модели 2, , , , , , , , , , , 3, 4, 0, 2. При использовании нормативной модели в рамках метода предельных состояний выявляются некоторые несоответствия в описании поведения конструкции на определенных этапах проектирования. При расчете по первой группе предельных состояний по прочности используются нелинейные модели деформирования железобетона, а на этапе определения внутренних усилий используется линейноупругая модель, что приводит к некоторым ошибкам. В настоящее время остро встает проблема перевода методов расчета и проектирования строительных конструкций на полностью автоматизированную компьютерную основу. В основу автоматизированных методов закладываются такие вычислитель ил с методы как метод конечных элементов, метод конечных разностей, вариационноразностный метод и др. Однако эти методы слабо увязываются с эмпирическими и частными подходами нормативной модели деформирования железобетона. Перспективными нелинейными моделями, основанными на численных методах, а потому приемлемыми для компьютерной реализации, являются нелинейнодеформационная модель НДМ , , , 3, энергетическая модель 2, и метод конечных элементов4, , , 5 рис. Развитию основных положений нелинейной модели деформирования железобетона посвящены работы В. В. Адищева, Д. О. Астафьева, В. Н. Байкова, АЛI. Бамбура, В. М. Бондаренко, Гвоздева, Г. А. Гениева, Геммерлинга, Городецкого, Ю. П. Гущи, М. Забегаева, Залесова, О. Ф. Ильина, Н. И. Карпенко, Д. О.Г. Кумпяка, . Маиляна, В. М. Митасова, Т. А. Мухамедиева, Плевкова, Л. Л. Лемыша, Т. М. Пецольда, Б. С. Растор1уева И. А. и др. Ими было убедительно доказано, что в моделях напряженнодеформированного состояния железобетона должны использоваться аналитические зависимости истинных диаграмм деформирования, что позволяет осуществлять компьютерное моделирование ИДС на различных стадиях жизненного цикла конструкции, а не только лишь в фиксированном предельном состоянии , , , , , , , , , , 2. Не следует также забывать о важности учета длительных процессов в железобетоне деформации ползучести бетона, релаксация напряжений в арматуре, наличие трещин в растянутой зоне элемента 9, , , , , , , , , , 6. Конструкции, в которых начальное натяжение напрягаемой арматуры обеспечивает необходимую степень обжатия бетона в процессе изготовления и эксплуатации называют предварительно напряженными. Среди преднапряженных железобетонных конструкций выделяют конструкции со смешанным армированием, в частности балки и плиты покрытия 6, 7, , , , , , , , , , , , , 4, 3, 9. В них, в целях экономии высокопрочной стали, лишь часть рабочей арматуры подвергают предварительному напряжению. Снижение расхода стали происходит за счет обрыва ненапрягаемой арматуры в пролете в соответствии с эпюрой изгибающих моментов рис. Рисунок 1. Применение смешанного армирования позволяет снизить расход высокопрочной арматуры на в зависимости от вида конструкции, а общий расход стали на 8, на ступени снизить классы бетона. Уменьшение усилия предварительного обжатия существенно снижает технологическую энергоемкость производства железобетонных конструкций и позволяет снизить массу силовых форм , , , , 4. Зачастую, применение совмещенного армирования бывает вызвано производственной необходимостью замены одного класса арматуры, ввиду ее отсутствия, другим. Уменьшение количества предварительно напряженной арматуры в конструкциях со смешанным армированием помимо экономического эффекта дает положительный эффект и с точки зрения работы самой конструкции.