Напряжённо-деформированное состояние составной плитно-балочной системы

• Автор: Степанов, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Постановка рассматриваемой задачи

1.2 Современные методы и алгоритмы пространственного

расчта плитнобалочиых систем. Анализ возможности их использования применительно к составным конструкциям.

1.2.1 Приближнные методы расчта

1.2.2 Методы пространственного расчта.

1.2.3 Современные методы пространственного расчта

1.2.4 Примы учта несовместного деформирования

частей составного сечения.

1.3 Выводы по главе.
2 РАСЧТ СОСТАВНОЙ ПЛИТНОБАЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО МЕТОДА И ТЕОРИИ
СОСТАВНОГО СТЕРЖНЯ А.Р. РЖАНИЦЫНА
2.1 Исходные положенияг
2.2 Вывод разрешающих уравнений статического расчта
на вертикальные нагрузки.
2.3 Численное решение разрешающей системы
дифференциальных уравнений.
2.4 Описание вычислительной программы, реализующей расчтный алгоритм.
2.4.1 Предварительные замечания
2.4.2 Характеристика программы.
2.4.3 Ввод исходных данных.
2.4.4 Запуск программы и вывод результатов расчта
2.4.5 Использование результатов расчта.
2.5 Анализ сходимости результатов расчта
2.6 Экспериментальная проверка практического
применения вычислительного комплекса
2.6.1 Предварительные замечания.
2.6.2 Автодорожный мост через реку Тойда на 1 км
автодороги КурскСаратов.
2.6.3 Автодорожный мост через реку Колотушка
на 9 км автодороги КурскСаратов.
2.7 Выводы но главе.
3 РАСЧТНАЯ МОДЕЛЬ СОСТАВНОЙ ПЛИТНОБАЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПОЛУАНАЛИТИЧЕСКОГО
ВАРИАНТА МКЭ.
3.1 Исходные положения.
Д 3.2 Методика получения матриц жесткости методом
взвешенных невязок
3.3 Применение методики для получения матриц жсткости
КЭ составной плитнобалочной системы.
3.3.1 Предварительные замечания
3.3.2 Матрица жсткости плитнопластинчатого КЭ, испытывающего мембранное напряжнное
состояние.
3.3.3 Матрица жсткости плитнопластинчатого КЭ, испытывающего изгибное напряжнное
состояние
3.3.4 Матрица жсткости стержневого КЭ.
3.3.5 Матрица жсткости КЭ упругой вставки.
3.4 Описание вычислительного комплекса
3.4.1 Основные положения.
3.4.2 Структура и организация работы программного комплекса
3.4.3 Расчетная схема составного плитнобалочного пролтного строения
3.4.4 Задание исходных данных
3.4.5 Вывод результатов расчта.
3.4.6 Проверка работоспособности вычислительного комплекса
3.5 Оценка достоверности результатов
3.5.1 Предварительные замечания.
3.5.2 Оценка влияния степени дискретизации
на точность определения перемещений.
3.5.3 Оценка точности вычисления усилий.
3.6 Апробация методики расчта и вычислительной
программы, сопоставление с данными натурных
экспериментов.
3.6.1 Предварительные замечания.
3.6.2 Автодорожный мост через реку Тойда на 1 км автодороги КурскСаратов.
3.6.3 Автодорожный мост через реку Колотушка
на 9 км автодороги КурскСаратов
3.7 Выводы по главе.
4 ПОЭТАПНЫЙ РАСЧТ ПЛИТНОБАЛОЧНЫХ СИСТЕМ
С ДЕФЕКТАМИ В ПРОЦЕССЕ ВОЗВЕДЕНИЯ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕКОНСТРУКЦИИ.
4.1 Предварительные замечания.
4.2 Численные исследования влияния различных дефектов
составных плитнобалочных систем на их НДС
4.3 Определение физических характеристик шва между
накладной плитой и балками для различных
конструкций их соединения
4.3.1 Шероховатая поверхность объединения
4.3.2 Жсткий упор.
4.3.3 Гибкий упор
4.3.4 Шпоночное соединение.
4.4 Определение эквивалентного коэффициента жсткости шва для расчтной модели, предполагающей
разрушение шва в приопорных участках.
4.5 Поэтапный расчт составного пролтного строения автодорожного моста на стадиях возведения,
эксплуатации и реконструкции.
4.6 Выводы по главе.
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В этом случае возможно рассматривать поперечные балки и связанные с ними плиты как балки, лежащие на упругих опорах, которыми являются главные балки. Метод упругих опор в применении его к расчету главных балок состоит в определении коэффициентов поперечной установки для каждого из прогонов, которые определяют по линиям влияния опорных давлений поперечных балок, построенных с учтом упругости опор. Деформативность главных балок определяется их прогибами под нагрузкой. Построение линий влияния реакций упругих опор выполняют при помощи формул, выведенных на основании теории расчта неразрезных балок на упругих опорах и приведенных в 1. Определив коэффициенты поперечной установки, производят расчт поперечных балок по изложенному методу на их работу по передаче давления от нагрузки главными балками точно так же, как по методу внецентренного сжатия. Необходимо отмстить, что линии влияния Мп в сечениях поперечной балки будут иметь криволинейное очертание. Метод упругих опор целесообразно применять при достаточно редко поставленных поперечных балках и при соотношении Ы1 0. В связи с тем, что метод упругих опор дат приближнное представление о НДС плитнобалочных систем например, на учитывает деформации кручения, использовать его для расчта составных конструкций не представляется целесообразным. Метод балочного ростверка. При расчте по методу балочного ростверка плитнобалочная система рассматривается как ростверк, то есть как систему продольных и поперечных взаимно перекрещивающихся балок, в составе которых учитывается плита. Произведя расчт системы взаимно перекрещивающихся балок как многократно статически неопределимой системы по методам строительной механики, можно вычислить взаимные силовые воздействия продольных и поперечных балок в точках их пересечения. Зная величину и расположение внешней нагрузки и усилия, возникающие в точках пересечения балок, нетрудно вычислить изгибающие моменты и поперечные силы в любом сечении каждого из элементов плитнобалочной системы. В нашей стране для расчта по методу балочного ростверка пользуются разработкой канд. Б.П. Назаренко. Нг. Лопмоменты инерции соответственно продольной и поперечной балок. На основании теоретических и экспериментальных исследований автором способа составлены таблицы 2, в которых в зависимости от величины коэффициента распределения давления г вычислены значения давлений в местах пересечения балок и изгибающих моментов в середине пролта продольных элементов для различных систем перекрещивающихся балок, загруженных сосредоточенными силами и равномерно распределнной нагрузкой. Результаты расчтов, выполненных описанным методом, хорошо согласуются с данными экспериментов для наиболее нагруженных балок при пролтах до м. Оценить достоверно напряжннодеформированное состояние составных конструкций при помощи упрощнных методов не представляется возможным. Погрешности скрываются уже в самой форме таких расчтов, где пространственную систему расчленяют на отдельные плоские элементы, каждый из которых рассчитывают независимо, а пространственное взаимодействие отдельных частей учитывают различными искусственно вводимыми коэффициентами. Очевидно, что никакие коэффициенты не могут отобразить вс многообразие работы пространственной конструкции, тем более при этом не идт речь о корректном учте имеющихся дефектов и повреждений. Также не представляется возможным смоделировать податливость слоя сопряжения элемента усиления в виде накладной плиты с полками балок усиливаемой системы. Следующим этапом в области расчта плитнобалочных систем явилась теория пространственных расчтов, рассматривающая работу элемента не изолированно, а во взаимодействии с другими частями и элементами конструкции. Такой подход позволяет установить более точную картину распределения усилий и деформаций при воздействии постоянных и временных нагрузок. Проблемы пространственной работы плитнобалочных систем всегда вызывали большой интерес у отечественных и зарубежных учных и инженеров. Большой вклад в теорию пространственного расчета конструкций внесли отечественные учные В. З. Власов, П. Л. Пастернак, П. Уманский и др.