Конструктивная безопасность железобетонных элементов реконструированных зданий и сооружений

• Автор: Меркулов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 470 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Конструктивные решения усиления железобетонных конструкций

1.2. Методы расчета, теоретические и экспериментальные исследования усиленных железобетонных конструкций.
1.3. Оценка предыстории нагружения железобетонных конструкций при реконструкции объектов.

1.3.1. Силовое сопротивление материалов

1.3.2. Влияние режима и длительности нагружения на прочность материалов

1.4. Выводы. Цели и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ РЕКОНСТРУИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ

2.1. Концепция и методология экспериментальных исследований

2.2. Цели и задачи экспериментальных исследований
2.3. Прочность и деформативность внецентренно сжатых усиленных железобетонных элементов при кратковременном нагружении
2.3.1. Объем эксперимента. Конструкция опытных образцов
2.3.2. Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры.
2.3.3. Результаты исследования прочности и деформативности внецентренно сжатых элементов при кратковременном нагружении.
2.4. Напряженнодеформированное состояние внецентренно сжатых уси
ленных элементов при длительном нагружении.
2.5. Напряженнодеформированное состояние конструктивных систем при реконструкции.
2.6. Анализ результатов экспериментальных исследований. Выводы
3. ФАКТОРЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ И РЕЖИМНОГО НАГРУЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.
3.1. Оценка повреждений железобетонных конструкций
3.1.1.Силовые повреждения.
3.1.2. Коррозионные повреждения бетона
3.1.3. Коррозионные повреждения арматуры
3.1.4. Напряженнодеформированное состояние бетона околоарматурной
зоны при коррозионном повреждении.
3.2.0ценка технического состояния строительных конструкций на основе малого объема экспериментальных данных.
3.2.1.Использование метода приведенных распределений для построения и
идентификации вероятностных моделей.
3.2.2.Оценка технического состояния строительных конструкций по ограниченному объему экспериментальных данных
3.3. Выводы.
4. КОНСТРУКТИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ РЕКОНСТРУИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА.
4.1. Силовое сопротивление поврежденного железобетона.
4.1.1. Общие предпосылки
4.1.2. Прочность и жесткость сечений железобетонных элементов пораженных коррозией.
4.2.Оценка конструктивной безопасности реконструированного
р железобетона
4.3. Выводы.
5. РЕКОНСТРУКЦИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
5.1.Исходные предпосылки и допущения.
5.1.1 .Диаграмма напряжениядеформации для бетона и арматуры.
5.1.2.Уравнение механического состояния бетона.
5.2.Усиление железобетонных конструкций
5.2.1.Метод расчета напряженнодеформированного состояния железобетонного стержня при коррозионных повреждениях стержня
5.2.2. Прочность и деформативность усиленного железобетонного стержня
5.3.Алгоритмы и анализ напряженнодеформированного состояния усиленных железобетонных элементов
5.3.1. Напряженнодеформированное состояние элемента до усиления
5.3.2. Напряженнодеформированное состояние усиленного элемента
5.3.3.Анализ прочности и дсформативности усиленных железобетонных
элементов
5.4.Выводы
6. ИНЖЕНЕРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ РЕКОНСТРУИРОВАННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
6.1. Общие положения.
6.2 Расчет усиливаемых железобетонных конструкций
6.3. Практические рекомендации по проектированию реконструированных железобетонных элементов.
6.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Данный метод позволил решить ряд важных задач теории железобетона. При расчете по первой группе предельных состояний отмечены существенные погрешности, кроме того метод предельного равновесия не позволяет оценить напряженнодеформированное состояние систем на всех этапах эксплуатации объекта. Данные недостатки метода сглаживались введением корректирующих эмпирических коэффициентов 1,6, 4. Крылов С. М. 6 предложил эмпирические зависимости для определения несущей способности статически неопределимых железобетонных конструкций при кратковременном действии нагрузки с учетом перераспределения усилий, которое зависит от неупругих свойств бетона и арматуры. Данное предложение метода предельного равновесия основаны на искусственном приеме предварительного назначения места, формы и характера разрушения введением пластических шарниров. Однако эти коэффициенты получены для простых конструктивных систем и частных случаев нагружения, что не позволяет их использовать при расчете более сложных конструктивных систем и общих случаев действия нагрузки. Устранить отмеченный недостаток, а так же описание фактической деформированной схемы статически неопределимых конструкций и оценки их напряженнодеформированного призваны итерационные методики расчета, которые по определенной схеме последовательного приближения оценки жесткостных параметров элементов конструкции. Отмеченные выше методики основаны на методе предельного равновесия, позволяют оценить несущую способность конструкций при предельных параметрах материалов, не учитывают предысторию нагружения. К следующей группе расчета статически неопределимых конструкций можно отнести предложения, оценивающие напряженнодеформированное состояние конструкций с учетом физической нелинейности материалов. Анизотропия и нелинейность деформирования материалов учитывается с помощью эмпирических корректирующих коэффициентов. Гвоздев, В. П. Мурашов положили начало расчета статически неопределимых конструкций с помощью эмпирических коэффициентов, оценивающих анизотропию и нелинейность деформирования материалов, при этом жесткостные характеристики определялись согласно нормативных методик по линейным зависимостям сопротивления материалов с введением эмпирических коэффициентов. Эмпирические коэффициенты, предложенные в методиках комплексно оценивали специфические свойства железобетона, а именно нелинейность работы железобетона, неравномерность деформирования, работа растянутого бетона между трещинами. Работу растянутого бетона между трещинами и неравномерность напряженного состояния бетона сжатой зоны учитывали введением эмпирических коэффициентов Ча и Чв соответственно. Следующим этапом совершенствования и развития методов расчета статически неопределимых железобетонных конструкций явились работы, основанные на физических моделях, учитывающих физическую нелинейность материалов. Статическая неопределимость раскрывается недеформированной схеме, жесткость конструкций определялась на основании анализа напряженнодеформированного состояния с учетом физической нелинейности железобетона. В предложенной Лившицом Я. Д. 9 методике расчет рам выполняется в условиях линейной ползучести бетона. В основе данной методики лежит алгебраическая функция кривизны элемента от величины изгибающих моментов, расчет ведется по недеформированной схеме при линейной зависимости напряжениядеформаций, что существенно сужает область применения рассматриваемой методики. Существенным шагом в развитии методов расчета является предложение по использованию функциональной связи между кривизной железобетонного элемента и действующим в рассматриваемом сечении изгибающим моментом. Л.Р. Маилян предложил методику расчета неразрезных железобетонных балок и рам с использованием для раскрытия статической неопределимости зависимостей моменткривизна, полученных для сечений, находящихся под воздействием задаваемого сочетания внутренних изгибающего момента и поперечной силы, при этом учитываются нелинейные зависимости напряжений и деформаций для бетона и арматуры.