Розглянуто розвиток теорії розрахунку залізобетонних конструкцій, що працюють за умов косого завантаження. Висвітлено напрями моделювання механізму деформування стиснутого бетону. Описано методи визначення закритих значень деформацій бетону. Досліджено параметри розрахункових залежностей діаграм фізичного стану арматури. Запропоновано загальну просторову нелінійну модель напружено-деформованого стану та викладено методику її застосування у розрахунках міцності косо завантажених залізобетонних елементів для закритичної стадії.

Рассмотрено развитие теории расчета железобетонных конструкций, работающих в условиях косой нагрузки. Освещены направления моделирования механизма деформирования сжатого бетона. Описаны методы определения закрытых значений деформаций бетона. Исследованы параметры расчетных зависимостей диаграмм физического состояния арматуры. Предложена общая пространственная нелинейная модель напряженно-деформированного состояния и изложена методика ее применения в расчетах прочности косо внецентренных железобетонных элементов для закритической стадии.

  Скачати повний текст

Вивчено напружено-деформований стан нормальних перерізів залізобетонних елементів з урахуванням розмірів і форми стиснутої зони, розташування поздовжньої та поперечної арматур. Удосконалено методику експериментальних досліджень міцності та деформативності стиснутих залізобетонних елементів. Отримано дослідні дані, розроблено рекомендації щодо впливу градієнта деформацій, форми та розмірів нормального перерізу, поперечного армування на параметри діаграми деформування бетону у разі стиснення. Експериментально встановлено нелінійний розподіл середніх деформацій у залізобетонних елементах, що мають більш одного ряду розтягнутої арматури. Наведено рекомендації щодо удосконалення методики розрахунку міцності залізобетонних елементів з використанням діаграм деформування бетону й арматури.

Здійснено комплексне дослідження позацентрово стиснутих залізобетонних елементів за дії місцевого нагріву зі сторони стиснутої або розтягнутої зони за різних рівнів попереднього навантаження. Вивчено особливості розподілу температурних напружень у бетоні за дії теплового удару як виду місцевого нагріву. Оцінено його вплив на міцність бетону та як короткотривалої дії - на процеси тріщиноутворення у бетоні з використанням методу акустичної емісії. Базуючись на експериментальних даних, запропоновано залежності для визначення температурного видовження до температурної кривизни осі позацентрово стиснутого елемента за дії місцевого нагріву. Досліджено особливості зміни температурного зусилля за дії місцевого нагріву у навантажених елементах залежно від місцерозташування ділянки нагріву та рівня навантаження. Уточнено методику розрахунку міцності та деформативності позацентрово стиснутих елементів у випадку дії місцевого нагріву. На підставі порівняльного аналізу експериментальних і теоретичних даних доведено вірогідність запропонованих уточнень даної методики.

Проведено експериментальне та теоретичне дослідження роботи позацентрово-стиснутих залізобетонних стрижнів у разі небагаторазових повторних навантажень високих рівнів і розроблено методи їх розрахунку. Встановлено, що малоциклові повторні навантаження високих рівнів призводять до збільшення деформацій бетону та прогинів за рахунок залишкового збільшення початкового ексцентриситету прикладення сили, а також зменшення висоти стиснутої зони бетону, модуля його пружності та несучої здатності стояків. Одержано диференціальні рівняння для визначення залежності між напруженнями та деформаціями бетону позацентрово-стиснутих залізобетонних стрижнів. Розроблено методику розрахунку позацентрово-стиснутих залізобетонних стрижнів за умов небагаторазових повторних навантажень. Запропоновано математичні кінцево-елементні моделі для оцінювання несучої здатності залізобетонних позацентрово стиснутих стояків з урахуванням особливостей їх роботи у разі повторних навантажень.

Наведено результати експериментально-теоретичних досліджень стосовно розв'язання проблеми створення й упровадження в теорію розрахунку та проектування навскісно завантажених бетонних і залізобетонних конструкцій об'ємної нелінійної деформаційної моделі напружено-деформованого стану з урахуванням роботи бетону на закритичній ділянці діаграми його фізичного стану. Сформульовано й обгрунтовано умови існування діаграми стану залізобетонного елемента, яка характеризує його напружено-деформований стану в закритичній стадії для застосовуваної діаграми стану стиснутого бетону. З використанням запропонованої моделі та запроваджених деформаційних екстремальних критеріїв міцності та мінімуму арматури розроблено інженерні методи оцінювання міцності та розрахунку оптимальної кількості арматури у нормальних перерізах залізобетонних конструкцій, які зазнають косого стиску та косого згинання у процесі експлуатації. Одержано аналітичні залежності та діаграми граничних меж оптимальних рівнів фібрових деформацій бетону для проектування будівельних конструкцій з бетонів низьких, середніх і високих класів.

Одержано експериментальні дані щодо несучої здатності стиснено-зігнутих залізобетонних елементів, які функціонують за умов короткочасних малоциклових навантажень різних рівнів. Встановлено вплив повторних малоциклових поперечних і поздовжніх навантажень різних рівнів на зміну напружено-деформованого стану стиснено-зігнутих залізобетонних елементів. Досліджено вплив повторних малоциклових навантажень на прогини стиснено-зігнутих елементів. Запропоновано методику визначення їх напружено-деформованого стану та розрахунку несучої здатності. Наведено рекомендації щодо використання результатів наукового дослідження для проектування залізобетонних конструкцій, які функціонують одночасно на стиск і поперечний згин і піддаються у процесі експлуатації повторним малоцикловим навантаженням.

Проведено експериментальні дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних елементів за дії осьової стискувальної сили та згину в двох площинах. Запропоновано основну систему рівнянь рівноваги, яка описує вивчений стан елементів за будь-якого стиску, згину та розтягу за умов будь-якого рівня навантаження. Одержано та досліджено геометричні характеристики вищих порядків. Доведено можливість використання полінома другого степеня для опису напруг у стисненому бетоні залізобетонних елементів. Наведено формули для визначення кривини перерізу залізобетонного елемента за різних видів напружено-деформованого стану на довільному етапі завантаження та за будь-якого характеру поперечного навантаження.

Удосконалено методику розрахунку міцності залізобетонних елементів у нормальних перерізах на базі деформаційної моделі з екстремальним критерієм із використанням числових та оптимізаційних методів. Досліджено вплив процента армування, класу бетону й арматури на межову деформацію найбільш стисненої грані бетону стиснено-зігнутих залізобетонних елементів. Розроблено й експериментально підтведжено методику визначення межової деформації стисненої грані бетону залізобетонного елемента на базі деформаційної моделі з екстремальним критерієм.

Виявлено вплив конструктивних чинників і факторів зовнішнього впливу на тріщиностійкість, деформативність і міцність приопорних ділянок дослідних елементів як окремо, так і у взаємодії один з одним. Встановлено механізми та форми руйнування приопорних ділянок дослідних залізобетонних елементів у залежності від співвідношення дослідних конструктивних чинників і факторів зовнішнього впливу. Удосконалено шарувату деформаційну модель напружено-деформованого стану приопорних ділянок дослідних позацентрово розтягнутих і стиснутих залізобетонних елементів. Адаптовано та реалізовано загальну модель механіки залізобетону шляхом скінченно-елементного розрахунку в ПК "Лира 9.6". Розроблено практичні рекомендації щодо розрахунку міцності похилих і нормальних перерізів приопорних ділянок залізобетонних балок за наявності поздовжніх розтяжних і стискальних сил.

Приведены результаты исследования напряженно-деформированного состояния внецентренно растянутых и сжатых железобетонных балок и разработки методики расчета прочности, трещиностойкости и деформативности их приопорных участков. Уделено внимание проблемам усовершенствования методов расчета несущей способности железобетонных балок.

Наведено результати експериментально-теоретичного дослідження щодо розв'язання задачі розрахунку міцності залізобетонних елементів з одиночним і подвійним армуванням, що зазнають сумісного впливу згинального та крутного моментів, на основі нелінійної деформаційної моделі. Розроблено блок-схеми, алгоритми та програми в програмному середовищі MathCAD, що спрощують виконання складних розрахунків залізобетонних елементів під час згину з крученням. Документально доведено можливість застосування розробленої методики розрахунку в практиці проектування реальних залізобетонних конструкцій.

Розроблено нову методику розрахунку ширини розкриття тріщин і встановлено залежності для визначення відстані між тріщинами у залізобетонних конструкціях, підсилених під час реконструкції, що базуються на традиційних передумовах теорії залізобетону й основних положеннях механіки руйнування з урахуванням податливості шва між різними бетонами у вигляді умовного зосередженого зсуву й ефекту порушення суцільності. Проведено експериментальні дослідження й одержано дані, які доповнюють наявний дослідний матеріал і надають можливість перевірки запропонованого розрахункового апарату й основних передумов і допущень. Виконано числовий факторний і порівняльний аналізи у широкому діапазоні зміни армування, рівня попереднього напруження, класу бетону, ексцентриситету, форми та розмірів поперечного перерізу, товщини захисного шару, показано достатню точність результатів, одержаних за розробленою методикою, а також покладених в її основу передумов і допущень.

Наведено результати досліджень позацентрово-стиснутих залізобетонних елементів, зокрема підсилених за дії навантаження. На підставі одержаних результатів побудовано графічні залежності. Порівняно експериментальні та теоретичні величин міцності та деформативності.

Описано методику експериментальних досліджень позацентрово-стиснених залізобетонних елементів на дію короткотривалого навантаження.

Наведено експериментальні дані про механізм і можливі схеми руйнування приопорних ділянок позацентрово стиснених або розтягнених залізобетонних балок, їх несучу здатність і деформаційну модель для відтворення напружено-деформованого стану, результати вдосконаленого інженерного розрахунку їх міцності.

На базі механіки руйнування бетону запропоновано уточнений метод розрахунку несучої здатності кінцевих ділянок стиснуто-зігнутих залізобетонних елементів під час сприйняття поперечної сили залежно від рівня осьового зусилля та рівня згинального моменту.

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния немногократно повторных нагружений высокого уровня на устойчивость гибких внецентренно сжатых колонн. Установлено влияние уровня и количества циклов нагружений на прочность, устойчивость и деформативность железобетонных колонн.

Рассмотрено экспериментальное исследование работы бетона в железобетонных внецентренно сжатых элементах в условиях повторных нагружений. Приведены результаты экспериментальных исследований влияния повторных нагружений и способ оценки процесса деформирования бетона сжатой зоны стоек при повторных нагружениях.

Наведено результати експериментальних досліджень роботи позацентрово-стиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень із знакозмінними ексцентриситетами.