Прикладные методы расчета прочности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов блочной структуры

• Автор: Бровкина, Марина Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Модели деформирования железобетонных элементов с

трещинами.

1.1.1 Интегральные модели деформирования.

1.1.2 Блочные модели деформирования.

1.1.3 Модели механики разрушения бетона.

1.2 Моделирование сцепления арматуры периодического профиля с бетоном.

1.3 Образование продольных трещин, их влияние на напряженнодеформированное и предельные состояния железобетонных элементов.
1.4 Основные выводы по главе 1 и задачи настоящей
работы.
ГЛАВА 2. ПРИКЛАДНАЯ БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С МАКРОТРЕЩИНАМИ.
2.1 Основные предпосылки и допущения расчета.
2.2 Расчет жесткости и прочности изгибаемых железобетонных элементов
2.3 Параметрический анализ модели
2.4 Верификация расчетной модели.
2.5 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
СТЕРЖНЕВЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1 Расчет напряженнодеформированного состояния
изгибаемых железобетонных элементов в стадии
эксплуатации.
3.2 Определение несущей способности сечения
3.3 Подбор сечения продольной и поперечной арматуры
3.4 Оценка предельных состояний эксплуатируемых конструкций
3.5 Расчет внецентренно нагруженных железобетонных элементов по деформированной схеме.
3.6 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. ПРИКЛАДНАЯ БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПЛИТ И ОБОЛОЧЕК
4.1 Модель деформирования железобетонных элементов
плит и оболочек с пересекающимися трещинами
4.2. Учет влияния поперечной арматуры на напряженно
деформированное состояние нетрещиностойких
железобетонных элементов
4.3 Расчет прочности и жесткости элементов железобетонных оболочек вращения.
4.4 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Трещина, разделяющая два смежных блока, рассматривается не просто как некоторая пустота в бетоне, а как область тела, граница которой свободна от напряжений. Не делается различия между нормально и слабо армированными конструкциями, требующего в общепринятых формулах введения поправочных коэффициентов из-за преувеличения напряжений в арматуре. Наряду с более строгим и полным решением традиционных задач • теории железобетона, блочная модель расширяет класс решаемых задач. Органически вписываются в эту модель требования об учете нелинейности деформирования материалов в стадиях, предшествующих разрушающей. Первые разработки блочно-контактной модели для внецентренно-сжатых бетонных элементов в предположении линейно-упругой работы бетона были сделаны П. И.Васильевым и Е. Н.Пересыпкиным []. Оу = Ые (1. УуУ) ‘ функция Грина для нормальных перемещений контура области под действием двух единичных симметрично приложенных сил. Первоначально использовались функции Грина, полученные экспериментальным путем для различных соотношений расстояния между трещинами к высоте сечения []. Впоследствии функции влияния были получены В. И.Пащенко и Л. И.Трапезниковым [] аналитическим путем с использованием полиномов Лежандра 2 рода. В рамках блочно-контактной модели П. И.Васильевым, Ю. Г.Виллером и А. А.Зевиным [] было рассмотрено внецентренное сжатие прямоугольной призмы, разрезанной на упругоползучие бетонные блоки. В начале -х годов В. И.Беловым, П. И.Васильевым и Е. Н.Пересыпкиным [5, 6, 7] была решена контактная задача для элемента железобетонной изогнутой балки. Решение также осуществлялось методом обратных решений. Влияние растянутой арматуры учитывалось с помощью касательных сил, представляющих собой силы сцепления арматуры с бетоном, а система уравнений (1. Ne (1. В результате численных экспериментов было установлено, что закон распределения сил сцепления незначительно влияет на напряженно-деформированное состояние блока. Во всех рассмотренных работах не учитывалась работа растянутого бетона над трещиной. Впоследствии П. И.Васильев и Е. Н.Пересыикин [, ] пересмотрели положения блочно-контактной модели в рамках модели квазихрупкого разрушения Гриффитса - Ирвина. Нормальные напряжения по границе контакта двух смежных блоков аппроксимировались системой многочленов Якоби. С * 1, и условный модуль упругости бетона, как функция времени (для учета влияния линейной ползучести). В сочетании с методами механики разрушения Е. Н.Пересыпкин эффективно применяет блочную модель к расчету стержневых железобетонных элементов, работающих в стадии эксплуатации с трещинами в растянутых зонах. Свой метод расчета железобетонных элементов в стадии формирования трещин Е. Н.Пересыпкин основывает на модели твердого деформируемого тела М. Я.Леонова и В. В.Панасюка [], а так же на решении задачи о расклинивании упругой полуплоскости. В соответствии с указанной моделью исходные трещины представляются в виде разрезов с достаточно далеко отстоящими друг от друга и потому не взаимодействующими между собой берегами. При расчете железобетонных элементов в стадии эксплуатации за основу принимается подход, основанный на концепции критического коэффициента интенсивности напряжений механики разрушения. Продолжением этих исследований являются работы Е. Н.Пересыпкина и В. П.Крамского [, ]. В них дополнительно учитывается защитный слой бетона и возможность использования блочно-контактной модели для исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов с плавно изменяющейся по высоте шириной сечения. Численные исследования авторов подтверждались экспериментальным материалом. Параллельно развивались и различные варианты блочной модели. Д.А. Страхов [] рассмотрел напряженно-деформированное состояние железобетонной балки при чистом изгибе в условиях нелинейной ползучести. Для решения поставленной задачи использовался метод упругих решений. Напряжения и деформации в начальный момент времени определялись с помощью блочно-контактной модели. Эти исследования были продолжены в работе []. В дальнейшем П. И.Васильев, Н. А.Малинин и Д.