Прочность, трещиностойкость и деформативность монолитных ядер жесткости многоэтажных зданий

• Автор: Крашенинников, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 278 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ С ЯДРАМИЖЕСТКОСТИ

1.1. ПРАКТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ С МОНОЛИТНЫМИ ЯДРАМИ ЖЕСТКОСТИ

1.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСУЩИХ СИСТЕМ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ.

1.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМАЦИЙ ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ.

1.4. ОЦЕНКИ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ

2.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

2.1. МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1.1. Типы конечных элементов
2.1.2. Принципы построения конечноэлементных моделей.
2.1.3. Рациональная разбивка на конечные элементы.
2.1.4. Глобальная, местная и локальная системы координат
2.1.5. Абсолютно жесткие вставки
2.1.6. Моделирование шарниров в стержневых и плоскостных элементах
2.1.7. Преимущества и недостатки
2.2. ДИСКРЕТНОКОНТИНУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ
2.3. СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ НА ОСНОВЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ИЗВЕСТНЫМИ ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ РЕШЕНИЯМИ
2.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ РАСЧЕТА ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
2.4.1. Конструкции моделей, физикомеханические характеристики материала
моделей
2.4.2. Порядок загружения моделей внешней нагрузкой и расположения приборов
2.4.3. Порядок проведения сравнительных расчетов.
3. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
3.2. ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ БЕТОНА
3.3. ДИАГРАММЫ ДЕФОРМИРОВАНИЯ АРМАТУРЫ
3.4. СТРУКТУРА АЛГОРИТМА
3.5. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
3.6. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПРОГИБА ЭЛЕМЕНТА
3.7. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЕШЕНИЯ ПУТЕМ СОПОСТАВЛЕНИЯ С РАСЧЕТА ПО НОРМАТИВНЫМ МЕТОДАМ
3.8. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ МЕТОДА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОЦЕНОК СЕЧЕНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ С РЕЗУЛЬТАТАМИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. .
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ С КОНТРОЛЬНЫМ ПРИМЕРОМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
ПРИМЕР РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
РАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ КОНСТРУКТИВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Расчетная схема ядра представлена в виде составного стержня с упруго-податливыми связями сдвига (перемычками) и абсолютно жесткими поперечными связями (перекрытиями). Основная система образуется путем удаления сдвиговых связей и за лишние неизвестные принимаются обобщенные сдвигающие усилия 7]. Коэффициенты А,7 и А/о в уравнении (1. Краевые условия для решения системы (1. Решение краевой задачи (1. В монографии П. Ф. Дроздова [] развивается предложенный ранее [] метод расчета зданий как единых пространственных систем с учетом специфики железобетона и особенностей работы конструкций в эксплуатационных условиях. Приводится вывод основной системы дифференциальных уравнений, позволяющей определять все усилия и перемещения в пространственной несущей системе, образующей в плане произвольное сочетание элементов жесткости (диафрагм и ядер) открытого и замкнутого профиля, при действии вертикальной и горизонтальной (ветровой) нагрузок. Этот метод можно применять и для расчета отдельного ядра жесткости с различным количеством и расположением проемов. При этом оно разбивается на плоские элементы (столбы), соединенные действительными (надпроемными перемычками) и фиктивными связями сдвига. Для проверки достоверности разработанных методов расчета пространственных несущих систем (раздел 1. Однако проведение испытаний сложных пространственных конструкций, к которым также относятся и ядра жесткости, в натуральную величину очень сложно, трудоемко и требует больших материальных затрат, а иногда и просто невозможно. Поэтому исследователи прибегают к моделированию таких конструкций. Моделирование строительных конструкций является одним из эффективных методов изучения сложных сооружений []. При постановке модельных экспериментов рассматривают два основных направления - замена расчета определением напряженно - деформированного состояния идеализированных систем и моделирование действительной работы конструкции или особенностей работы материала в период эксплуатации конструкции []. В зависимости от поставленных задач выбирается масштаб и материал модели. Для изготовления моделей ядер жесткости высотных зданий разными исследователями использовались различные материалы: органическое стекло, мелкозернистый бетон, гипсовые композиции, железобетон и другие. В работе [] рекомендуется при моделировании расчетной схемы сооружения и определения усилий и перемещений в упругой стадии работа назначать минимальные масштабы модели в пределах 1/ . СОЛ-, модуль упругости которого составляет примерно 0 МПа. Многие исследователи [2, 9, , , , , , и др. В статье [] приводится методика проведения и результаты испытаний модели -этажного каркасного здания, возведенного на проспекте Калинина в г. Москве. Модель здания, выполненная из оргстекла в масштабе 1:, испытывалась на действие статических горизонтальной и вертикальной нагрузок. Основное внимание в этой работе было уделено выявлению характера распределения усилий между центральным ядром жесткости, торцовыми диафрагмами и рамами каркаса. Совместной работе пространственных ядер и плоских диафрагм жесткости посвящена работа [9]. В моделях несущих систем зданий элементы жесткости выполнялись как беспроемные, так и с проемами. В работах [, , , ] изучалось напряженно-деформированное состояние проемных ядер жесткости при различных силовых воздействиях. Одна модель -этажного ядра с односвязным контуром (рис. Вторая модель ядра с многосвязным контуром -этажного здания гостиницы (рис. В результате проведенных экспериментов авторы выявили качественно различный характер напряженного состояния проемного ядра жесткости и сплошным тонкостенным стержнем замкнутого профиля []. В проемных ядрах характер распределения напряжений по сечению будет зависеть от расположения проемов и жесткости надпроемных перемычек. Кроме этого было отмечено, что стеснение депланации горизонтальных сечений в месте заделки основания также влияет на картину напряженного состояния. В работе [] представлены результаты экспериментальных исследований 4 моделей ядер жесткости -этажных зданий. Модели выполнены в масштабе 1: из оргстекла.