Викладено загальні положення розрахунку статично невизначених залізобетонних конструкцій. Розглянуто конструктивні особливості нерозрізних залізобетонних балок і різні типи їх стиків. Наведено методику визначення напружено-деформованого стану та межового навантаження на нерозрізні монолітні та збірно-монолітні залізобетонні балки за методом межової рівноваги з використанням деформаційної моделі. Розглянуто приклади розрахунку внутрішніх зусиль у нормальних перерізах балок у випадку одноразового короткочасного навантаження. Встановлено нові граничні умови перерозподілу зусиль у нерозрізних балках, які базуються на деформаційній моделі. Розроблено методику розрахунку тріщиностійкості та прогинів з урахуванням зміни механічних характеристик матеріалів у разі повторних навантажень.

Изложены общие положения расчета статически неопределенных железобетонных конструкций. Рассмотрены конструктивные особенности неразрезаемых железобетонных балок и различные типы их соединений. Приведена методика определения напряженно-деформированного состояния и предельной нагрузки на неразрезаемые монолитные и сборно-монолитные железобетонные балки методом предельного равновесия на основе использования деформационной модели. Рассмотрены примеры расчета внутренних усилий в нормальных сечениях балок в случае одноразовой кратковременной нагрузки. Установлены новые предельные условия перераспределения усилий в неразрезаемых балках, основанные на деформационной модели. Разработана методика расчета трещиноустойчивости и прогонов с учетом изменения механических характеристик материалов в случае повторных нагрузок.

Изложен расчет стержневых железобетонных систем на длительные воздействия с учетом деформаций продольного изгиба и ползучести бетона. Сформулированы критерии длительной устойчивости элементов систем. Приведены методы построения сил, а также перемещений и конечных элементов плоских и пространственных стержневых систем. Представлены числовые примеры. Описаны уравнения механики железобетонного стержня при прохождении оси через центр тяжести приведенного сечения, а также для определения нормальных, касательных напряжений и деформаций сдвига.

Розглянуто способи розрахунку стиснутих і згинальных, однорідних і неоднорідних елементів з урахуванням симетричної та несиметричної спадкової неоднорідності. Висвітлено особливості розрахунку центрально стиснутих елементів з врахуванням симетричного жорсткого впливу. Наведено нову методику поздовжнього згину та нові інваріанти згинальних елементів.

Рассмотрены способы расчета сжатых и изгибаемых, однородных и неоднородных элементов с учетом симметричной и несимметричной наследственной неоднородности. Освещены особенности расчета центральных сжатых элементов с учетом симметричного жесткого влияния. Приведена новая методика продольного сгиба и новые инварианты изгибаемых элементов.

Разработана методика оценки прочности и трещиностойкости железобетонных балочных элементов на основе механики разрушения. Предложена модель для расчета напряжений и получены формулы для определения нормальных напряжений в арматуре и сжатых волокнах бетона, которые учитывают неупругие зоны у вершины трещины. Установленные зависимости проверены экспериментально и сопоставлены с вычислениями по формулами СНиП 2.03.01 - 84.

Наведено експериментальні значення навантаження та внутрішніх зусиль, що відповідають появі нормальних тріщин над середньою опорою та похилих тріщин у прогоні зрізу, а також їх ширини розкриття. Проаналізовано вплив діючих факторів на вихідні параметри за відповідними математичними моделями з їх графічним відображенням. Порівняно результати розрахунків утворення нормальних, похилих тріщин і ширини їх розкриття за розповсюдженими методиками з дослідними даними.

Наведено співвідношення між вектором зусиль і вектором узагальнених деформацій для прямокутних поперечних перерізів залізобетонних стрижневих елементів у загальному випадку напруженого стану.

Надано результати теоретично-експериментальних досліджень залізобетонних балок, підсилених зовнішньою композитною арматурою. Наведено методику розрахунку нормальних перерізів за показниками міцності.

Розроблено методику визначення напружено-деформованого стану і міцності нормальних перерізів нерозрізних збірно-монолітних залізобетонних балок на основі сучасної розрахункової деформаційної моделі. Експериментально досліджено роботу даних балок за одноразового та повторного навантаження, обгрунтовано нові деформаційні граничні умови їх розрахунку з урахуванням перерозподілу зусиль, наведено нові експериментальні дані про їх перерозподіл та напружено-деформований стан, проаналізовано вплив повторних навантажень. Статистично доведено задовільну збіжність між теоретичними даними по викладеній методиці та експериментальними даними. Розроблено рекомендації щодо практичного застосування зазначеної методики розрахунків.

Сформульовано та обгрунтовано вихідні передумови розрахунку, на підставі яких розроблено розрахунковий апарат для оцінки міцності нормальних перерізів сталебетонних згинальних конструкцій за короткотермінового навантаження та довантажування після тривалого витримування під навантаженням. Для всіх стадій роботи сталебетонних згинних конструкцій розроблено алгоритм розрахунку. Проведено експериментальні дослідження впливу характеру дії навантаження на несучу здатність сталебетонних балок. Виконано експериментальну оцінку впливу геометрії перетину та тривалості випробувань на межові деформації крайніх стиснених волокон бетону сталебетонних балок. Надано рекомендації для визначення розрахункових значень міцнісних і деформаційних характеристик матеріалів даних конструкцій.

Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень корозії бетону й арматури залізобетонних балок за одночасної дії агресивного середовища та навантаження різної інтенсивності. Розглянуто особливості корозії та зміни форми поперечних перерізів стиснених бетонних елементів і залізобетонних балок за дії навантаження. Запропоновано під час здійснення розрахунку міцності даних елементів і балок користуватися розрахунковим поперечним перерізом, який має непошкоджений внутрішній бетон і зовнішній шар частково деградованого корозією бетону зі зменшеними характеристиками міцності. За даних умов форма стисненої зони бетону балок приймається трапецієподібною, що найбільш відповідає реальній формі поперечних перерізів, зруйнованих внаслідок одночасної дії агресивного середовища та навантаження залізобетонних балок. Показано, що теоретичні й експериментальні значення міцності задовільно узгоджуються.

Розроблено теорію деформаційного розрахунку плоских та просторових стрижневих залізобетонних систем, а також критерії їх тривалої міцності та стійкості з урахуванням зміни у часі усадки, повзучості та модуля пружності бетону. Побудовано та проаналізовано методи сил, переміщень та скінченних елементів. Визначено напруги в арматурі та бетоні. Проведено розрахунки, які співставлено з експериментальними даними. Розроблено модифікований метод початкових параметрів повзучості та знайдено залежності між компонентами деформацій та компонентами зусиль для залізобетонного стрижня як елемента системи з урахуванням багаторядкового армування та повзучості бетону.

З використанням результатів експериментально-теоретичних досліджень розроблено засади прикладної деформаційної теорії для залізобетону стрижневих систем, яка базується на реальних діаграмах деформування бетону й арматури за різного напружено-деформованого стану та зовнішніх дій. Експериментально визначено закономірності впливу режиму навантаження (одно- і двоосьового стискання, градієнта напружень, повторюваних навантажень високого рівня та тривалої дії навантаження високого рівня) і технологічних факторів на параметри діаграми стискання бетону у широкому діапазоні зміни його міцності та поведінку залізобетонних елементів під навантаженням. Запропоновано аналітичні залежності для визначення параметрів діаграм деформування бетону за різних режимів навантаження, а також на базі деформаційного методу аналітичний апарат для визначення напружено-деформованого стану нормальних перерізів (двотаврового, круглого та кільцевого) звичайних і попередньо напружених згинних і позацентрово стиснутих залізобетонних елементів за різних режимів навантаження. Наведено рекомендації щодо нормування параметрів діаграм деформування бетону для розрахунку залізобетонних елементів за двома групами межових станів. Розроблено метод "трьох кривизн" для визначення несучої здатності нерозрізних залізобетонних балок і балок на деформівній основі. Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень напружено-деформованого стану залізобетонних конструкцій і елементів об'єкту "Укриття" Чорнобильської АЕС, будівлі вокзалу "Київ-Пасажирський", супермаркету "МЕТРО" в м.Харкові.

Розглянуто ефективні методи оцінки несучої здатності, тріщиностійкості та напружено-деформованого стану в залізобетонних балкових елементах, досліджених на підставі концепцій пружно-пластичної механіки руйнування і механіки залізобетону. Розроблено теоретичні методи визначення характеристик граничного стану залізобетонних елементів під час коротко- та довготривалих навантажень. Подано розрахункові моделі й розв'язано задачі утворення та докритичного розвитку тріщин у нестаціонарній постановці. Проведено дослідження сумісної роботи бетону та арматури, а також зчеплення арматурних стрижнів, що з'єднані трубчастими елементами. Розв'язано задачі з розподілу дотичних напружень між бетоном та арматурою. Розроблено модель корозійної деградації бетону, розкрито вплив напруження на його корозійну стійкість. Наведено результати експериментальних досліджень, які співставлено з розрахунковими даними.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дослідження виконано на статично невизначених двопрольотних залізобетонних балках прямокутного поперечного профілю. Розроблено методику несучої здатності, тріщиноутворення та згинальної жорсткості нормальних перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, з урахуванням довготривалої тристоронньої дії сульфатних розчинів. Запропоновано розрахункову модель розподілу згинальних моментів у статично невизначених двопрольотних залізобетонних балках за умов короткочасного навантаження після довготривалої дії сульфатних розчинів. Для оцінки згинальних залізобетонних елементів, розрахунків згинальної жорсткості, несучої здатності та прогинів розроблено програми для ПЕОМ мовою "Basic".

Визначено закономірності зміни характеристик міцності та деформативності бетону і арматури залежно від рівня навантаження та агресивного середовища, параметри напружено-деформованого стану залізобетонних балок з корозійними пошкодженнями за умов навантаження. Виявлено аналітичні залежності для визначення глибини корозійних пошкоджень бетону залізобетонних конструкцій з урахуванням напружень в бетоні, подано пропозиції щодо визначення параметрів деформацій усадки та повзучості бетону з корозійними пошкодженнями. Розроблено інженерний метод розрахунку залізобетонних конструкцій з корозійними пошкодженнями та пропозиції щодо розрахунку підсилених після корозії залізобетонних конструкцій.

Розроблено методики визначення напружено-деформованого стану нерозрізних залізобетонних балок, у тому числі на пружній основі, за короткочасної та динамічної дії навантаження, засновані на чисельно-аналітичному варіанті методу граничних елементів. Запропоновано методику застосування методу граничних елементів для розрахунку балок зі змінною жорскістю. Створено методику та програми розрахунку нерозрізних залізобетонних балок, у тому числі на пружній основі, з урахуванням перерозподілу зусиль. Розроблено методику автоматизованого визначення частот власних коливань за допомогою чисельно-аналітичного варіанта методу граничних елементів. Створено алгоритми автоматизації формування матриць для визначення частот та побудови форм власних коливань нерозрізних залізобетонних балок.

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження міцності та напружено-деформованого стану похилих перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, залежно від поперечного армування та прольоту зрізу. Виявлено фактори, що впливають на утворення похилих тріщин. Визначено вплив поздовжньої арматури на тріщиностійкість похилих перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, вперше одержано формулу для аналітичного опису даного процесу. Досліджено напружено-деформований стан похилих перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, у стадіях появи та розкриття похилих тріщин. Удосконалено методику розрахунку зусилля виникнення похилих тріщин у залізобетонних згинальних елементах. Запропоновано методику розрахунку ширини їх розкриття. Розроблено методику визначення міцності похилих перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, на базі триблокової моделі елемента у стані граничної рівноваги, з урахуванням даних про дійсні фізико-механічні властивості матеріалів.

Розроблено методику визначення напружено-деформованого стану та міцності нормальних перерізів нерозрізних залізобетонних балок, базуючись на сучасній розрахунковій деформаційній моделі та результатах експериментального дослідження роботи таких балок за одноразового та повторного навантаження. Наведена методика дозволяє обгрунтувати нові деформаційні межові умови розрахунку нерозрізних залізобетонних балок з урахуванням перерозподілу зусиль, сформульовано передумови розрахунку. Одержано нові експериментальні дані про перерозподіл зусиль у нерозрізних залізобетонних балках, вплив на їх роботу повторних навантажень. Установлено, що пластичні шарніри у перерізах балок можуть виникати внаслідок пластичного деформування бетону стисненої зони, коли він працює на низхідній ділянці діаграми деформування. Статистично підтверджено задовільну збіжність між теоретичними даними, одержаними за запропонованою методикою, та результатами експериментів. Наведено рекомендації щодо практичного застосування розробленої методики розрахунків.