Деформирование и разрушение зон контакта элементов составных железобетонных конструкций

• Автор: Колчин, Ярослав Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ СОСТАВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

1.1 Схемы конструктивных решений железобетонных элементов составного сечения.

1.2 Методы расчета и результаты экспериментальнотеоретических

исследований составных железобетонных конструкций.

1.3. Физические модели деформирования и разрушения зон контакта составных железобетонных конструкций
1.4 Экспериментальнотеоретические исследования контактных зон элементов составных конструкций

1.5 Краткие выводы. Цель и задачи исследований.

2 РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ЗОНЫ КОНТАКТА СОСТАВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

2.1 Общие замечания. Исходные гипотезы

2.2 Расчетная модель узлов конструктивных систем в зоне контакта
2.3 Критерий прочности контактной зоны составных железобетонных конструкций.
2.4 Определение приведенного погонного модуля сдвига контактной зоны при различных типах сопряжения элементов составного сечения.
2.5 Выводы.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРИВЕДЕННОГО МОДУЛЯ СДВИГА КОНТАКТНОЙ ЗОНЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОСТАВНОГО СЕЧЕНИЯ.
3.1 Цель и задачи исследований
3.2 Конструкции опытных образцов
3.3 Испытания составных железобетонных образцов на сдвиг
3.4 Анализ результатов эксперимента
3.5 Выводы.
4 ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВНЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТНОЙ ЗОНЫ СОСТАВНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.
4.1 Цель и задачи численных исследований.
4.2 Особенности алгоритмизации процесса расчета
4.3 Оценка достоверности предложенного расчетного аппарата.
4.4. Численные исследования деформирования и разрушения контактной
зоны железобетонных элементов составного сечения
4.5. Рекомендации по расчету железобетонных конструкций составного
сечения
4.6 Основные результаты численных исследований
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


A. Квасникова' и его коллег [] выявлено, что вследствие взаимодействия сборных элементов между собой такие настильг работают в-двух направлениях, а их деформагивность во многом* определяется и податливостью связей сдвига. Выполненный анализ показал, что имеется достаточно обширная-группа' железобетонных конструкций, конструктивные решения которых позволяют привести их расчетную схему к составной балке с податливыми связями сдвига. Более того, представляется, что использование для этих конструкций такой расчетной схемы позволит теоретическиюбоснованно и адекватно, прогнозировать их работу и оценивать рассматриваемые конструкции с позиций соответствующих напряженно - деформированных состояний. Рисунок 1. Анализ работ, посвященных экспериментальным исследованиям железобетонных и комбинированных составных конструкций, показал, что все их можно условно разделить на две группы. В первую группу входят многочисленные работы [, , , 4, 6, 2, 2, 2], рассматривающие конструкции составного сечения с абсолютно жёстким швом сопряжения между элементами. Экспериментальные работы второй группы [, , , , , 0, 4, 2] начали проводиться лишь в последние два десятилетия, и посвящены изучению различных вопросов напряженно-деформированного состояния железобетонных составных конструкций с податливыми швами сдвига. Большинство вышеперечисленных работ посвящено изучению напряженно-деформированного состояния наиболее широко распространённых конструктивных решений железобетонных балок и плит, сечения которых могут быть отнесены к составным стержням. Так, в работах [, , 6, 3] представлены опытные исследования различных вариантов конструктивных решений бетонных и железобетонных составных балок. Экспериментальные образцы были испытаны на изгиб при различных схемах опирания, вариантах нагружения и способах усиления: сталью, пластиком и другими материалами, с различными типами соединения элементов между собой. Известны также испытания составных конструкций комбинированного сечения, например, из различных видов бетона [1, 3], сочетание бетона и фибробетона [, ], бетона и пенопласта [3] и др. При этом расчет опытных образцов производился приведения поперечного сечения к квазисплошному. Влияние контактной зоны разнородных материалов при этом не исследовались. Основные деформативные и прочностные параметры принимались феноменологически, или на основе экспериментальных данных. Рассмотрен ряд работ, посвященных экспериментальным исследованиям сборно-монолитных железобетонных конструкций. Одной из первых работ в этом направлении можно назвать работу А. Е. Кузьмичёва []. В данной публикации автором проведены экспериментальные исследования на двутавровых балках с двухслойным сечением с целью определения прочности на сдвиг контактного шва между монолитными и предварительно напряжёнными сборными элементами. Опытами установлено, что изменение класса бетона сборного элемента незначительно влияет на величину прочности шва сопряжения, в то время как даже минимальное количество поперечной арматуры, пересекающей шов, существенно повышает его прочность на сдвиг. В выводах работы рекомендуется выполнять проверку прочности шва на сдвиг по предлагаемым в работе эмпирическим формулам при проектировании таких конструкций. Полученные в рассмотренных работах расчетные зависимости имеют достаточно узкую направленность и, как следствие этого, справедливы для строго определенных конструкций. Среди экспериментально-теоретических исследований, объектом которых являются составные конструкции с абсолютно жёстким швом сопряжения между элементами, можно выделить работу [], в которой рассматриваются особенности напряжённо-деформированного состояния железобетонных сечений, включающих слой сталефибробетопа. Ключевой особенностью расчётной методики, предлагаемой в работе [], является использование условий прочности и трещиностойкости в относительных величинах. Так, в качестве единичного принято усилие, которое воспринимает бетонное сечение при центральном сжатии, а за единичный изгибающий момент принимается максимальный момент, воспринимаемый бетонным сечением относительно его центра тяжести.