Безопасность усиленных железобетонных конструкций при сложных напряженных состояниях
2012 г.
Область науки − строительные науки.
Организация-исполнитель – НИИСФ РААСН
Научный руководитель – к. т.н.
Новизна и актуальность полученных результатов.
В общем объеме железобетонных конструкций зданий и сооружений значительный объем занимают составные конструкции. К данному типу относятся: сборно-монолитные конструкции; конструкции, усиленные наращиванием, подращиванием и обетонированием сечения; многослойные ограждающие конструкции с железобетонными фактурными слоями, конструкции комплексного сечения.
Возрастающие объемы применения составных железобетонных конструкций в зданиях и сооружениях, эффективность их применения в несущих и ограждающих конструкциях при проектировании новых и реконструкции действующих объектов связаны с использованием эффективных проектных решений, методов расчета, отвечающих современным требованиям энергоэффективности и конструктивной безопасности объектов.
В нормах проектирования железобетонных конструкций имеются указания по расчету элементов при изгибе с кручением, однако они не в полной мере учитывают особенности напряженно-деформированного состояния таких конструкций и практически не применимы к железобетонным конструкциям составного сечения. Это объясняется отсутствием достаточного объема данных экспериментально-теоретических исследований составных железобетонных конструкций в условиях сложного напряженного состояния. Поэтому требуется проведение теоретических и экспериментальных исследований составных железобетонных конструкций при изгибе с кручением с целью выявления механизмов образования трещин и разрушения.
Настоящая работа посвящена экспериментально-теоретическому исследованию и разработке методики расчета составных железобетонных конструкций при изгибе с кручением при полном учете специфики конструктивных решений, что определяет ее актуальность.
Результат выполненных работ
Разработана методика расчета составных железобетонных элементов на изгиб с кручением, оценивающая напряженно-деформированное состояние пространственного сечения с учетом процесса трещинообразования, физической нелинейности бетонов, компоновки сечения и параметров нагружения конструкций. Расчетная методика учитывает нормальные и касательные усилия в бетонах сжатой зоны; растягивающие усилия в арматуре, противоположной сжатой зоне; растягивающие усилия в поперечных стержнях, расположенных по боковым граням элемента. На основе предложенных расчетных уравнений разработан алгоритм расчета составных железобетонных элементов на изгиб с кручением. Алгоритм позволяет оценить влияние на прочность составных железобетонных элементов компоновки сечения, соотношения прочностных и деформативных характеристик бетонов, составляющих конструкцию.
В процессе экспериментальных исследований выявлены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов составного сечения при изгибе с кручением в зависимости от эксцентриситета приложения нагрузки и компоновки поперечного сечения. Экспериментальные исследования позволили установить механизм разрушения железобетонных элементов составного сечения при изгибе с кручением.
Характер вклада в развитие науки – теоретический, прикладной.
Сведения об апробации и внедрении: разработаны практические рекомендации оценки влияния на прочность составных железобетонных элементов компоновки сечения, соотношения прочностных и деформативных характеристик бетонов, составляющих конструкцию, которые внедрены АНО «Институт промышленной безопасности и технического контроля» при выполнении работ по обследованию (г. Курск).
