Живучесть железобетонных предварительно напряженных балочных конструкций в запредельных состояниях

• Автор: Шувалов, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. ВОПРОСЫ КОНСТРУКТИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЖИВУЧЕСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТО ШЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ.
1.1. Современные концептуальнометодологические подходы к оценке конструктивной безопасности железобетонных конструкций.
1.2. Физические и расчетные модели сопротивления железобетона, реализуемые при оценке предельных и запредельных состояний
1.3. Экспериментальные исследования железобетонных балочных и рамностержневых конструктивных систем в запредельных состояниях
1.4. Прочностные и деформативные характеристики железобетона, арматурной стали и бетона при динамическом нагружении

1.4.1. Арматурная сталь.

1.4.2. Бетон

1.5. Краткие выводы. Цель и задачи исследований.

2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА СТА ГИКОДИНАМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В ЗАПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ
2.1. Исходные предпосылки и принятые гипотезы.
2.2. Расчет динамических догружений в железобетонных элементах внезапно повреждаемых конструктивных систем
2.3. Построение статикодинамической диаграммы состояния бетона в сечениях статически неопределимых железобетонных предварительно напряженных балочных конструкций.
2.4. Построение стати коди нам и чес кой диаграммы состояния стали в сечениях статически неопределимых железобетонных предварительно напряженных балочных конструкций
2.5. Построение статикодинамических диаграмм состояния сечений в статически неопределимых железобетонных предварительно напряженных балочных конструктивных системах.
2.5.1. Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутом бетоне.
2.5.2. Определение кривизны железобетонных элементов на участках с трещинами в растянутой зоне
2.6. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИВУЧЕСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ.
3.1. Цель, задачи и программа исследований.
3.2. Методика моделирования деформирования железобетонных предварительно напряженных балочных систем в запредельных состояниях и конструкции опытных образцов
3.3. Результаты экспериментальных исследований живучести железобетонных предварительно напряженных балочных систем
3.4. Выводы
4. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИВУЧЕСТИ
КОНСТРУКТИВНО И ФИЗИЧЕСКИ НЕЛИНЕЙНЫХ БАЛОЧНЫХ СИСТЕМ.
4.1. Особенности алгоритмизации задачи оценки живучести железобетонных конструкций с выключающимися связями
4.2. Алгоритм оценки живучести балочных систем при запроектных воздействиях.
4.3. Численные исследования для оценки влияния предварительного напряжения и метода его создания на живучесть железобетонных конструктивно нелинейных балочных систем.
4.4. Численные исследования для оценки влияния динамического упрочнения бетона и арматуры на живучесть железобетонных конструктивно нелинейных балочных систем.
4.4.1. Численные исследования для оценки влияния динамического упрочнения бетона и арматуры на живучесть железобетонных конструктивно нелинейных балочных систем без
предварительного напряжения.
4.4.2.Численные исследования для оценки влияния динамического упрочнения бетона и арматуры на живучесть предварительно напряженных железобетонных конструктивно нелинейных балочных систем
4.5. Численные исследования влияния степени статической неопределимости и расположения выключаемого из работы элемента на параметры живучести неразрезных предварительно напряженных железобетонных балочных конструкций
4.5.1. Оценка параметров живучести трехпролетной неразрезной предварительно напряженной железобетонной балки.
4.5.2. Оценка параметров живучести четырехпролетной неразрезной предварительно напряженной железобетонной балки.
4.5.3. Оценка параметров живучести пятипролетной неразрезной предварительно напряженной железобетонной балки.
4.6. Рекомендации по повышению живучести железобетонных балочных конструкций при внезапных запроектных воздействиях.
4.7. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако и этот вариант имеет определенные ограничения, например, небольшой объем повреждений, а в отдельных случаях возможно возникновение противоположного эффекта лавинообразное прогрессирующее обрушение. Подчеркивая исключительную важность решения таких задач, В. М. Бондаренко, Е. А. Ларионов обозначили это направление как одно из важнейших направлений в исследованиях по строительной механике и теории сооружений конструктивно нелинейных систем с внезапно выключающимися элементами. Ими и другими исследователями обращено внимание на необходимость пересмотра коэффициентов запаса по материалам, связанную с возможными запроектными воздействиями. Помимо этого, решение проблемы конструктивной безопасности зданий и сооружений должно осуществляться с учетом износа и повреждений . Эволюционные накопления повреждений например, коррозионный износ, достигнув критического для конкретных условий уровня, приводят к внезапному хрупкому разрушению отдельных связей или элементов и, как следствие, последующему локальному или лавинообразному обрушению конструктивной системы. Показано, что эволюционные накопления коррозионных повреждений в связях рамностержневой системы ведет к внезапному разрушению стойки вследствие потери устойчивости от изменения ее свободной длины. Для критериальной оценки живучести физически и конструктивно нелинейных систем из железобетона предложен обобщенный параметр живучести X 9. Этим параметром определяются уровни внешней нагрузки, в пределах которых происходит полное или локальное разрушение конструктивной системы после внезапного выключения в ней одного из наиболее нагруженных или наиболее слабых элементов. В Федеральном законе РФ 4ФЗ Технический регламент о безопасности зданий и сооружений содержит базовые положения конструктивной безопасности зданий и сооружений. В связи с этим существующие модели расчета конструктивных систем, предусматривающие их оценку с позиции недопущения предельных состояний, должны быть адаптированы для анализа живучести конструктивных систем. Подтверждением этому могут служить уже имеющиеся предложения по решению отдельных задач в такой постановке, например . К теоретическим работам этого направления прежде всего можно отнести исследования проф. Г.А. Гениева, В. И. Колчунова, Н. И. Карпенко ,, В. М.Бондаренко, Александрова, В. И. Гравуша 2, В. А. Гордона, Федорова ,0, Б. С. Расторгуева 1 . В них сформулированы постановки задач о прогрессирующих лавинообразных разрушениях стержневых конструктивных систем вследствие внезапных структурных изменений в элементах конструкций, вызванных выключением из работы отдельных элементов, связей, сечений, узлов. На сегодняшний день как отечественной, так и в зарубежной строительной науке накоплен значительный опыт исследований в области создания и совершенствования физических моделей силового сопротивления железобетонных конструкций. Причем наибольшее внимание уделялось вопросам расчета и конструирования несущих конструкций проектируемых зданий и сооружений. Физические модели, используемые при этом, учитывают режимы нагружения и не адаптированы к эволюции граничных условий и расчетных схем сооружений, износу, повреждениям. Обзоры таких работ даны в 1,,. В области исследования железобетонных конструкций при учете характера силового режимного нагружения конструкций наиболее известны работы проф. В.В. Болотина , В. А.Б. Голышева , С. В.Александровского 3. Исследованию конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений, демонтируемых конструкций, а так же конструкций, имеющих износ и повреждения, уделяется меньшее внимание. Это связано с рядом серьезных дополнительных сложностей, таких как изменение свойств материалов, схем воздействий, мигрированием граничных условий и изменением конструктивных схем. В этом направлении проводились исследования А. В.Забегаевым, А. Г.Тамразяном , Р. С.Санжаровским, О. Д.Астафьевым 0, А. К.А. Ырадовым . Наиболее часто применяемые физические модели силового сопротивления можно разделить на модели жесткопластического типа , каркасностержневые, блочные.