ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Диаграммы материалов. Аналитическое описание диаграмм 8
1.1 Основные положения деформационного метода расчета бетона и железобетона 8
1.2 Диаграммы деформирования бетона при нагрузке 9
1.2.1 Двух- и трехлинейные диаграммы по СП 63.13330.2012 9
1.2.2 Криволинейные диаграммы по СП 63.13330.2012 12
1.2.3 Криволинейные диаграммы по СНБ 5.03.01-02 15
1.3 Диаграммы деформирования бетона при нагрузке с новыми интегральными параметрами 17
1.3.1 Криволинейные диаграммы по СП 63.13330.2012 18
1.3.2 Криволинейные диаграммы по СНБ 5.03.01-02 19
1.4 Описание диаграмм деформирования бетона на ЭВМ 20
1.4.1 Описание диаграмм по СП 63.13330.2012 и СНБ 5.03.01-2 20
1.4.2 Описание диаграмм с новыми интегральными параметрами 24
Глава 2 Расчет прочности железобетонных изгибаемых элементов по нелинейной деформационной модели 28
2.1 Методика расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели 29
2.2 Методика расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов по методу предельных усилий 36
2.3 Примеры расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели по СП 63.13330.2012, СНБ 5.03.01-02 и методу предельных усилий 37
2.3.1 Расчет с применением двухлинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 37
2.3.2 Расчет с применением трехлинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 41
2.3.3 Расчет с применением криволинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 и СНБ 5.03.01-02 45
2.3.4 Расчет по криволинейным диаграммам по СП 63.13330.2012 и СНБ 5.03.01-02 с новыми интегральными параметрами 53
2.3.5 Расчет по методу предельных усилий 60
Глава 3 Расчет прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели 62
3.1 Методика расчета прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели 62
3.2 Методика расчета прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов по методу предельных усилий 68
3.3 Примеры расчета прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели по СП 63.13330.2012, СНБ 5.03.01-02 и методу предельных усилий 69
3.3.1 Расчет с применением двухлинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 69
3.3.2 Расчет с применением трехлинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 73
3.3.3 Расчет с применением криволинейной диаграммы по СП 63.13330.2012 и СНБ 5.03.01-02 76
3.3.4 Расчет по методу предельных усилий 84
Глава 4 Расчет деформаций изгибаемых железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели 87
4.1 Методика расчета деформаций до образования трещин с определением Mcrc 87
4.2 Примеры расчета деформаций до образования трещин 92
4.3 Методика расчета деформаций после образования трещин с определением Mcrc 96
4.4 Примеры расчета деформаций после образования трещин 102
4.5 Расчет момента образования трещин Mcrc по СП 63.13330.2012 106
4.6 Примеры расчета момента образования трещин Mcrc по СП 63.13330.2012 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 112
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 114
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Графики изменения прогиба от момента M 120
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Сравнение расчетных и опытных данных деформаций 121
Купить

Актуальность работы. Железобетон является одним из самых распространенных материалов для возведения несущих конструкций зданий и сооружений. Сегодня 80 % зданий и сооружений в стране строится с использованием монолитного бетона. Построенные здания и объекты инфраструктуры составляют более 60 % накопленных основных фондов РФ. Не менее 2/3 этих фондов приходится на здания и сооружения из бетона и железобетона, построенные во второй половине 20 века [1].
При нагружении конструкций используют различные прочностные характеристики материалов - бетона, арматуры путем осевого растяжения или сжатия. Существуют различные типы НДС стержневых железобетонных элементов.
Согласно стандартам Российской Федерации, расчет железобетонных элементов может выполняться традиционными методами [2,3] (метод предельных усилий) или с использованием деформационной модели. Расчетами по деформационной модели занимались Бабич Е.М., Бегенева Г.В., Беккер В.Л., Гордеева Т.Ф., Ерышев В.А., Карпенко Н.И., Кузнецов А.В., Маилян Л.Р., Мурашкин Г.В., Радайкин О.В., Соколов Б.С., Тошин Д.С. [4,5,6,7,8-12,13,15,16,17]. Деформационная модель позволяет рассчитывать железобетонные конструкции по двум группам предельных состояний с одинаковых позиций, что нашло применение в различных программах по расчету конструкций. Деформационная модель берется за основу во многих нормативных документах, в основе которой заложены диаграммы деформирования арматуры и бетона. В соответствии с СП [3] расчет по деформационной модели может выполняться на основе диаграмм: двух-, трехлинейных и криволинейных. Результаты расчетов по 2х-, и 3х- линейным диаграммам показывают расхождения результатов между собой, что оказывает влияние на итоговые результаты расчета железобетонных элементов. Деформационная модель позволяет - оценить конструкционную безопасность и эксплуатационную пригодность на всех этапах работы конструкции по мере увеличения нагрузки от нуля до разрушения. Исходя из этого разработка и совершенствование методов расчета прочности конструкций по деформационной модели, является актуальной тематикой в настоящее время.
Цель исследований - проведение расчетов прочности изгибаемых железобетонных элементов, описание алгоритма расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов на основе деформационной модели и методу предельных усилий, и сравнение полученных данных. Описание алгоритма расчета изгибаемых железобетонных элементов по деформациям и сравнение их с опытными данными.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Исследование нормированных диаграмм и их описание на ЭВМ;
2. Расчет прочности изгибаемых железобетонных элементов по деформационной модели;
3. Описание алгоритма расчета прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов по деформационной модели и описание программы на ЭВМ, выполнение расчета на ЭВМ;
4. Описание алгоритма расчета деформаций изгибаемых железобетонных элементов с построением программы для ЭВМ, выполнение расчета на ЭВМ;
5. Сравнить полученные данные в расчетах прочности с данными по СП, сравнить теоретические и опытные данные полученных деформаций стержневых железобетонных элементов.
Предметом исследования - магистерской диссертации являются методы расчета прочности и деформативности по нелинейной деформационной модели и действующим нормативным документам.
Объект исследования - магистерской диссертации стержневые железобетонные элементы.
Методы исследования - теоретические методы исследования в сопоставлении с опытными данными.
Научная новизна диссертационной работы, заключается в следующем:
• Произведено сравнение расчетов прочности изгибаемых железобетонных элементов по деформационной модели и методу предельных усилий;
• Получен алгоритм расчета прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов по деформационной модели. Произведено сравнение расчетов с методом предельных усилий, алгоритм расчета описан на ЭВМ с выполнением расчетов;
• Получен алгоритм расчета по деформациям изгибаемых железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели, алгоритм расчета описан на ЭВМ с выполнением расчетов, упрощен метод расчета (переход от итерационного процесса к энергетической модели);
• Произведено сравнение полученных расчетных данных деформаций с расчетами по СП и с опытными данными.
Практическая значимость состоит в том, что полученные методы расчета прочности и по деформациям могут быть применены при выполнении расчетов стержневых железобетонных элементов наравне с методиками по нормативным документам, так как дают близкие значения. В целом как показали расчеты прочности и по деформациям, данные методики расширяют возможности применения деформационной модели и могут быть применимы при составлении специализированных программных комплексов.
Апробация результатов исследования. Результаты работы докладывались и обсуждались:
• Ерышев В.А. Расчет прочности изгибаемых железобетонных элементов по деформационной модели / Ерышев В.А., Жемчуев А.О. // Интернаука: электронный научный журнал 2018. № 46(80) - с. 8 - 10;
• Жемчуев А.О. Расчет прочности железобетонных элементов на внецентренное сжатие по деформационной модели.: Студенческие дни науки в ТГУ, Тольятти, 2019: материалы научно - практической конференции: Тольяттинский государственный университет, с. 37-39;
• Жемчуев А.О., Васильев А.А. Соотношение предельных параметров при описании диаграмм деформирования бетона в расчетах прочности железобетонных элементов по деформационной модели.: Студенческие дни науки в ТГУ, Тольятти, 2019: материалы научно - практической конференции: Тольяттинский государственный университет, с. 44-46;
• Ерышев В.А. Интегральные параметры диаграмм бетона в расчетах прочности железобетонных элементов по деформационной модели / Ерышев В.А., Карпенко Н.И., Жемчуев А.О. // Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. - 2020. - № 16(1). - с. 25-37;
• Ерышев В.А., Жемчуев А.О. Методика расчета деформаций железобетонных изгибаемых элементов по нелинейной деформационной модели // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. XXV-XXVI междунар. науч.- практ. конф. № 3-4(20). - Новосибирск: СибАК, 2020. - С. 75-87.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах и состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка из 35 отечественных источников и 13 источников на иностранном языке. Включает в себя 37 рисунков, 67 таблиц.
Купить