Прочность стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил

• Автор: Шкутов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Аналитический обзор исследовании сопротивления стеновых

панелей. Проблемы проектирования.

1.1. Отечественный опыт исследования железобетонных стеновых панелей с

технологическими отверстиями.

1.1.1 Программы и результаты экспериментальных исследований стен

1.1.2. Конструктивное решение исследуемых стен.

1.1.3. Анализ экспериментальных исследований.

1.2. Зарубежный опыт исследований железобетонных стеновых панелей с технологическими отверстиями.

1.2.1. Программа и результаты экспериментальных исследований.

1.2.2. Конструктивные решения образцов стеновых панелей

1.2.3. Методы расчета и расчетные схемы стеновых панелей.
1.3. Анализ результатов испытания стеновых панелей с отверстиями.
1.3.1. Оценка программ и результатов исследований
1.3.2. Оценка конструктивных решений стен
1.3.3. Оценка используемых методов расчета.
1.4. Проблемы проектирования несущих стен. Цель и задачи исследований
стеновых панелей.
Глава 2. Экспериментальные исследования стен с технологическими отверстиями
2.1. Программа экспериментальных исследований стеновых панелей с
технологическими отверстиями.
при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.
2.2. Проектирование опытных образцов стеновых панелей
2.2.1. Проектирование опытных образцов стеновых панелей, испытываемых автором при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил
2.2.2. Систематизация опытных образцов стеновых панелей, испытанных в университете Ноттингем Англия
2.3. Физикомеханические характеристики материалов бетона и арматуры опытных образцов
2.4. Производство эксперимента. Методика испытаний
2.4.1. Силовая установка
2.4.2. Схема расстановки измерительных приборов и
тензорезисторов.
2.4.3. Методика испытаний.
Глава 3. Анализ результатов экспериментальных исследований стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил
3.1. Характер образования и развития трещин в бетоне стеновых панелей.
3.2. Схемы разрушения стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.
3.3. Влияние исследуемых факторов на характер сопротивления стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.
3.3.1. Закономерности изменения разрушающих усилий при изменении схем нагружения стеновых панелей с технологическими отверстиями.
3.3.2. Закономерности изменения разрушающих усилий при изменении длины технологических отверстий стеновых панелей
3.3.3. Характер изменения напряженнодеформированного состояния стеновых панелей при изменении исследуемых факторов.
3.4. Эпюры напряжений деформаций в характерных сечениях исследуемых стеновых панелях
3.5. Анализ результатов испытаний стеновых панелей с технологическими отверстиями.
3.5.1. Оценка особенностей напряженно деформированного состояния стеновых панелей с технологическими отверстиями
3.5.2. Классификация трещин и схем разрушения стеновых панелей с технологическими отверстиями.
3.6. Оценка закономерностей изменения разрушающих усилий в результате изменения основных факторов. Усилие образования трещин. Разрушающие
Выводы по главе
Глава 4. Исследование напряженнодеформированного состояния стеновых панелей с технологическими отверстиями численным методом на основе пк лира
4.1. Программа исследований стеновых панелей численным методом
4.2. Расчетные схемы, методика расчета
4.3. Основные исследуемые факторы.
4.4. Результаты расчета.
4.5. Анализ результатов расчета.
4.6. Стеновые панели с технологическими отверстиями прямоугольного и овального очертания Ь0тв5 мм.
4.6.1 Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при действии горизонтальных сил Ьотв5 мм
4.6.2.Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при действии вертикальных сил Ьотз5 мм.
4.6.3. Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при совместном действии
вертикальных и горизонтальных сил Ьотв5 мм
4.6.4. Стеновые панели без отверстий при действии горизонтальных
4.7. Стеновые панели с технологическими отверстиями прямоугольного и овального очертания ЬОТв0 мм
4.7.1. Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при действии горизонтальных сил 0 мм.
4.7.2. Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при действии вертикальных сил ЬотП0 мм.
4.7.3. Стеновые панели с технологическими отверстиями
прямоугольного и овального очертания при совместном действии
вертикальных и горизонтальных сил 0 мм
Выводы по главе
Глава5. Разработка методов расчета прочности стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил на основе аналоговых моделей
5.1 Совершенствование технологии построения расчтных стержневых и каркасных аналоговых моделей АСМо и АКМо стеновых панелей с технологическими отверстиями.
5.2 Оценка напряжнного состояния стеновых панелей с технологическими отверстиями при действии вертикальных и горизонтальных сил на основе теории плоского одноосного напряжнного состояния ТПОНС профессора
Г.А. Гениева.
5.3. Построение аналоговых стержневых моделей стеновых панелей с технологическими отверстиями.
5.3.1. Определение расчетных элементов, ключевых точек и углов наклона стержневых элементов расчетной модели. Построение моделей
5.3.2. Расчет усилий в аналоговых стержневых моделях АСМо стеновых панелей с технологическими отверстиями
5.4. Построение аналоговых каркасных расчетных моделей прочности стеновых панелей с технологическими отверстиями
5.5. Метод расчета прочности сжатых наклонных полос бетона аналоговых каркасных моделей АКМо и АКМот стеновых панелей с технологическими отверстиями
5.5.1. Определение расчетных сечений сжатых полос бетона аналоговых моделей АКМо и АКМот
5.5.2. Схемы предельных усилий в расчетных полосах бетона аналоговых каркасных моделей стеновых панелей
5.5.3. Условия прочности наклонных сжатых полос бетона аналоговых каркасных моделей стеновых панелей.
5.6 Оценка прочности локальной концентрации напряжений в бетоне угловых зон технологических отверстий стеновых панелей.
5.6.1. Построение стержневых моделей зон локальной концентрации главных напряжений.
5.6.2. Расчетные зависимости трещиностойкости бетона угловых зон технологических отверстий
5.7. Оценка разработанного метода расчета прочности стеновых панелей с технологическими отверстиями при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.
5.8. Принципы эффективного армирования перемычек над технологическими
отверстиями стеновых панелей.
Выводы по главе
Общие выводы и результаты
Список использованной литературы


Отсутствие моделей, описывающих механизм деформирования, а также отсутствие аналоговых моделей прочности стен и стеновых конструкций, обеспечивающих необходимую пластичность деформирования, составляет основную проблему проектирования стен. Разное изменение жсткости стен при действии знакопеременных поперечных сил происходит в результате действия незначительных величин вертикальной нагрузки. В других случаях к значительному изменению жсткости здания приводят повреждения стен при действии усилий сдвига. Экспериментальные исследования бескаркасных многоэтажных зданий с количеством этажей показали, что длительно действующая вертикальная нагрузка вызывает напряжения в бетоне стен, которые но величине свое составляют более половины от величины полных напряжений при всех возможных действиях вертикальной нагрузки. Рассмотрим основные результаты длительных натурных испытаний. Стены шестнадцатиэтажного сборномонолитного. Наружные и внутренние стены в крупнощитовой опалубке и балочной опалубке из керамзитобетона класса В плотностью кгм3. Толщина наружных стен см, внутренних и см. Общий срок длительных испытаний составляет суток. Регулярно отбирались пробы бетона для определения влажности в разных точках по толщине, а также производились замеры деформации стен на 1 м, 3 м, м этажах. Испытывались керамзитобетонные призмы xxсм, измерялись усадочные деформации. Проведенные испытания качественно подтвердили данные М. В Кишиневе под руководством Г. Н. Ашкинадзе проведены испытания натурного шести и двенадцатиэтажного фрагмента сборномонолитного здания при знакопеременном нагружении горизонтальными нагрузками и равнодействующими вертикальными нагрузками рис. На оштукатуренных поверхностях отмечено образование трещин в бетоне перемычек над дверными и оконными поверхностями рис. Аналогичные по характеру трещины зафиксированы в стоящем рядом с фрагментом отсеке, имевшие такие же размеры и конструкции и не подвергавшимся ранее испытаниям рис. Рис. Рис. Результатами испытаний рассматриваемых моделей является интенсивное раскрытие горизонтальных швов в стенах, трещинообразование в бетоне перемычек над проемами, разрыв арматурных стержней в стенах и перекрытиях, появление наклонных трещин в стенах и простенках и даже разрушение отдельных элементов. Примером служит разрушение стеновых панелей ДМ1, ДМ2 и ДМЗ рис. Размеры моделей стен составляют 0. Эти модели имитируют стены зданий с конструктивной стеновой монолитной системой. При нагружении этих моделей отмечено появление наклонных трещин. Они образовывались в простенках внутренних стен. При знакопеременном нагружении горизонтальной нагрузкой образование трещин носит перекрестный характер. Окончательный вид разрушения наступил в результате раздробления бетона в сжатой наклонной зоне при нагрузке равной 0. Основным несущим элементом стеновых конструкций является перемычка над проемами рис. Перемычки в системе стеновой конструкции выполняют две функции воспринимают вертикальную и горизонтальную нагрузки от перекрытий и играют роль связи при действии усилий сдвига. Вторая роль весьма важная и недостаточно изучена. Перемычки обеспечивают совместную работу элементов стеновых конструкций. Рис. Схема напряженного состояния а и расчетная модель перемычки стен, построенная по ферменной аналогии. В программах исследований в качестве исследуемых факторов принимают схемы нагружения стеновых панелей с проемами при кососимметричном нагружении, а также схемы армирования стеновых панелей продольной и полевой арматурой. Кососимметричное нагружение и схема армирования опытных образцов перемычек показаны на рис. Наиболее крупными исследованиями перемычек являются испытания, проведенные В. Д. Аграновским и М. Е. Соколовым в ЦНИИЭП жилища. Испытания проводились знакопеременной нагрузкой, создаваемой 0тонными домкратами, в силовой раме. Нагрузка каждого направления увеличивалась до появления наклонных трещин в бетоне перемычек. После этого направление изменялось на противоположное, и образец нагружался до разрушения. Развитие деформаций контролировалось и замерялось
Щ п и 1.