Разработка методов расчета статически неопределимых железобетонных балок с учетом нисходящей ветви деформирования

• Автор: Асаад, Рафик Ходер
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 179 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. II

1.1. Методы расчета прочности нормальных сечений

железобетонных элементов II

1.2. Расчет статически неопределимых железобетонных балок с учетом перераспределения усилий

1.2.1. Несущая способность статически неопределимых балок и методы ее оценки.

1.2.2. Перераспределение усилий в различных стадиях загружения.

1.3. Задачи исследования

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

2.1. Программа испытаний и свойства исходных материалов

2.2. Характеристика и конструкция опытных балок

2.3. Методика испытаний опытных образцов
3. ПРОЧНОСТЬ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕ
МЕНТОВ И ЕЕ ОЦЕНКА С УЧЕТОМ НИСХОДЯЩЕЙ ВЕТВИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
3.1. Особенности работы опытных слабо и переата,тированных однопролетных балок
3.2. Учет влияния местных напряжений на прочность
нормальных сечений изгибаемых элементов
3.3. Методика расчета прочности нормальных сече
ний железобетонных элементов с учетом нисходящей ветви деформирования бетона
3.4. Приближенная зависимость моменткривизна
3.5. Анализ теоретических и опытных данных и результатов численного эксперимента
Выводы по главе 3
4. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ И ПЕРЕРАСПРЕЕЕЛЕШЕ УСИЛИЙ В НЕРАЗРЕЗНЫХ ПЕРЕАРМИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛКАХ
4.1. Изменение внутренних усилий в опытных балках на всех стадиях работы и их оценка существующими методами.
4.2. Предлагаемый метод расчета статически неопределимых балок с учетом реальной диаграммы деформирования и его основные предпосылки
4.2.1. Алгоритм предлагаемого метода расчета итерационным способом. ПО
4.2.2. Реализация предлагаемого метода расчета прибликенным способом
4.3. Сходимость опытных и расчетных усилий, определенных предлагаемым методом. Численный эксперимент
4.4. Особенности деформлрования свободно опертых однопролетных и неопределимых балок в закритической
стадии работы.
Выводы по главе 4.
5. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ НЕРАЗРЕЗНЫХ БАЛОК ПРИ ЗНАЧИТЕЛЬНО
ОТЛИЧАЮЩЕМСЯ АРМИРОВАНИИ РАСЧЕТНЫХ СЕЧЕНИИ И МЕТОДЫ
ИХ РАСЧЕТА
5.1. Характер развития моментов в опытных балках с ростом нагрузки и их расчет существующими методами.
5.2. Предлагаемая расчетная схема излома балки переменной жесткости.
5.3. Расчет опытных условных неразрезных балок чис
ленного эксперимента по предлагаемому методу итерационным и приближенным способами
Выводы по главе 5.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОД
ЛИТЕРАТУРА


Расчетные формулы основывались на вычислении предельных деформаций арматуры и бетона, определении по ним напряжений через принятые диаграммы и приближенном вычислении центра тяжести эпюры сжатого бетона. В методике расчета,предложенной Н. И.Карпенко и Т. А.Мухамеди-евым [Зб] , криволинейная эпюра напряжений в бетоне также заменялась эквивалентной ей по площади прямоугольной, однако при этом положение центров тяжести криволинейной и прямоугольной эпюр совпадали. Расчетные формулы были получены на основе статистического анализа опытных результатов и также связывали предельный момент с деформациями бетона при разрушении балок. Аналитический метод 1. Н.Зайцева [] базируется на рассмотрении единой расчетной модели железобетонного сечения с трещиной и использовании реальных диаграмм деформирования сжатого и растянутого бетона - с нисходящей ветвью. Метод Д. Однако, разработанные расчетные зависимости чрезвычайно громоздки и делают расчет элементов трудно выполнимым. В работах Л. Л.Лемыша [ ] и A. Такой подход, на наш взгляд, является оптимальным и перспективным и позволяет определить не только несущую способность, но и развитие деформаций в процессе нагружения, что дает возможность также построить расчетную диаграмму "момент-кривизна". В развитии методов расчета статически неопределимых систем отчетливо прослеживаются два этапа. Первый характеризовался повышенным вниманием к расчету несущей способности систем, поведение же конструкций в допредельных стадиях, как правило, оставалось вне поля зрения. На втором этапе, начавшемся позже, была поставлена задача разработать методы расчета распределения усилий в статически неопределимых системах на всех уровнях нагружения, так как они требуются при эксплуатационных нагрузках для расчета деформат явности и трещиностойкости конструкций. Большой вклад в развитие методов расчета статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий внесли советские ученые А. А.Гвоздев, С. М.Крылов, А. М.Овечкин, Ю. В.Зайцев, А. Е.Кузьмичев, С. И.Икрамов, Л. Ф.Паршин, Л. Н.Зайцев и др. И.Гийон, Т. Лин, Ф. Леонгардт, Г. Казичини, М. Тихий, И. Ракосник, А. Матток, К. Вальтер и др. Расчет несущей способности статически неопределимых железобетонных балок методами строительной механики упругих систем (метод сил, метод перемещений) в общем случае приводит к ее занижению по сравнению с действительной несущей способностью. Кроме того, при этом очевидна непоследовательность, состоящая в том, что при расчете усилий система рассматривается как упругая, а при расчете сечений - с учетом неупругих деформаций. Расчет распределения усилий в статически неопределимых конструкциях с учетом их работы в пластических стадиях всегда сложен, так как жесткости отдельных элементов или участков зависят от их напряженного состояния, а оно, в свою очередь, зависит от нагрузки и распределения жесткостей. В общем виде основные уравнения расчета в пластической стадии (М. Тихий, И. X; = о . Недостатком изложенного метода является сложность решения уравнений (1. XI • Решение осуществляется методом последовательных приближений и, поскольку неизвестно заранее какая коррекция потребуется для отдельных углов поворота, оно достаточно сложно и громоздко. В некоторой степени недостаток общей системы уравнений (1. Макки ^^ ). Этот метод основан на принципе независимости действия сил - распределения моментов от внешней нагрузки и от пластических поворотов сечений расчитываются отдельно методами строительной механики упругих систем. О (1. Хк + М<. Так как углы пластического поворота заранее неизвестны, то решается система уравнений (1. Для этого вначале полагается ^ =1, остальные же углы поворота принимаются равными нулю. Затем принимается =1 и т. Потом то же осуществляется с углами О1 . Таким образом, получаются распределения моментов от единичных поворотов. Так как действительные значения углов поворота неизвестны, здесь также применяются последовательные приближения. Ор . В качестве основных расчетных зависимостей используются уравнения (1.