ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. Расчет железобетонных конструкций по образованию нормальных трещин в соответствии с действующими нормативными документами 6
1.1 Категории требований к трещиностойкости 6
1.2 Трещинообразование. Предельное удлинение бетона 8
1.3 Стадии напряженно-деформированного состояния сечений железобетонного элемента 9
1.4 Основные положения расчета образования трещин по методу предельного состояния 11
1.5 Определение момента образования трещин в изгибаемых ненапряженных элементах 14
1.6 Исследования авторов предложенные в научной литературе 18
Выводы по первой главе 30
Глава 2. Деформационный метод расчета момента образования нормальных трещин 31
2.1 Предложение к аналитическому описанию диаграмм деформирования бетона и арматуры при статическом нагружении 31
2.2 Нормируемые диаграммы состояния бетона и арматуры 33
2.3 Основные расчетные предпосылки деформационного метода расчета 36
2.4 Проверка уравнения равновесия усилий в сечении элемента методом итераций 40
2.5 Определение момента образования трещин 42
2.6 Программа расчета на ЭВМ 43
Выводы по второй главе 45
Глава 3. Сравнительный анализ методики расчета с опытными данными 46
3.1 Характеристика образцов и схема испытаний 46
3.2 Расчет момента трещинообразования нормального сечения ненапряженного изгибаемого элемента и использованием двухлинейной диаграммы состояния бетона 48
3.3 Расчет момента трещинообразования нормального сечения ненапряженного изгибаемого элемента и использованием трехлинейной диаграммы состояния бетона 51
3.4 Определение момента образования трещин по расчетным деформациям арматуры растянутой зоны 54
3.5. Определение опытных значений прогибов в середине пролета образцов 55
3.6 Расчет момента трещинообразования по методу предельных состояний 56
3.7 Сводная таблица параметров деформирования 59
3.8 Зависимость момента образования трещин от коэффициента армирования 60
3.9 Расчет момента трещинообразования по методу, описанному И. К. Никитиным 61
Выводы по третьей главе 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
Актуальность темы исследования.
Современные нормативные документы для проектирования рекомендуют в качестве расчетных, аппроксимирующих экспериментальные кривые деформирования бетона, стальной арматуры и устанавливающих связь между относительными деформациями и напряжениями, использовать кусочно - линейные (двухлинейные и трехлинейные) и криволинейные диаграммы, отвечающие механическим свойствам материалов. Наряду с деформационными нелинейными моделями в практике проектирования длительное время применяется традиционная методика расчета по методу предельных состояний. Ввиду этого, сравнительный анализ данных методик, представленный в диссертации, является актуальной темой исследования.
Цель: разработать деформационную модель расчета момента образования трещин в изгибаемых железобетонных ненапряженных элементах.
Задачи диссертационной работы:
-провести обзор нормированных диаграмм материалов бетона и арматуры;
• разработать методику определения усилий в бетоне сжатой и растянутой зоны сечения элемента с использованием параметров диаграмм бетона и арматуры;
• разработать численный метод проверки уравнения равновесия усилий в сечении элемента;
- создать программный комплекс расчета момента образования нормальных трещин в железобетонных элементах;
- выполнить сравнительный анализ опытных и расчетных значений момента образования трещин и деформаций в арматуре.
Методы исследования.Впроцессе работы были применены теоретические методы исследования, имеющие прикладной характер.
Научная новизна диссертации.Переход от простых зависимостей метода предельных состояний, основанного преимущественно на эмпирических методах расчета на деформационные методы расчета с использованием диаграмм деформирования бетона.
Практическая значимость. Разработан алгоритм и численный метод решения на ЭВМ нелинейной задачи,по вычислению значений предельных изгибающих моментов приводящих к образованию нормальных трещин, с использованием нормируемых диаграмм деформирования материалов.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения , 3 глав, библиографического списка из 47 наименований и заключения. Работа изложена на 72 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 2 таблицы.
Публикации:
1. Амарханов А.Г. Исследование железобетонных ферм на снеговые циклические нагрузки / А.Г. Амарханов, М.Ю. Косков // Новая наука: опыт, традиции, инновации: Международное научное периодическое издание по итогам Международной научно-практической конференции (Оренбург, 12 марта 2017) / - Стерлитамак: АМИ, 2017. - №3 - 2. - С. 62-64.
2. Ерышев В.А. К методике определения момента трещинообразования изгибаемых железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели / В.А. Ерышев, М.Ю. Косков // Вестник НГИЭИ. - 2017. - 12(79). - С. 32-42. (ВАК).
1. Разработаны расчетные зависимости для нелинейной деформационной модели с использованием двухлинейных и трехлинейных диаграмм, рекомендуемые СП 63. 13330. 2012, включающие: проверку уравнений равновесия методом последовательных приближений и выражения для моментов трещинообразования, значения которых может воспринять регулярное сечение изгибаемого железобетонного элемента непосредственно перед образованием трещин.
2. Значения моментов трещинообразования, полученные расчетом по нелинейной деформационной модели с использованием кусочно - линейных диаграмм превышают (в пределах 10%) значения, полученные по методу предельных состояний, кроме того их величина зависит от вида диаграммы. Расхождение результатов расчета приводит к неопределенным решениям при проектировании железобетонных конструкций.
3. Для использования кусочно - линейных диаграмм в практических расчетах на трещинообразование необходимо произвести корректировку в СП предельных и граничных значений деформаций в диаграммах деформирования бетона на осевое растяжение. За «эталон» рекомендуется принять результаты расчета по традиционному методу предельных состояний (СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции), который за длительную историю применения в практике проектирования показал свою высокую надежность и работоспособность.
