Крашенинников Михаил Владимирович

ПРОЧНОСТЬ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ МОНОЛИТНЫХ ЯДЕР ЖЕСТКОСТИ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции,

здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Паньшин Лев Львович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, старший научный сотрудник

Мухамедиев Тахир Абдурахманович

Кандидат технических наук

Рожков Дмитрий Александрович

Ведущая организация:

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ОАО «ЦНИИ промзданий»)

Защита состоится « »______________2007 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д212.138.09 в ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете (МГСУ) по адресу: 113114, г. Москва, Шлюзовая набережная, д.8, ауд. №____

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан « » _____________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Плотников А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные высотные здания по сложности и значимости занимают важное место в гражданском строительстве, в научно-исследовательской тематике и конструкторских разработках, проводимых во многих странах мира. Высота возводимых в настоящее время в Москве зданий нередко превышает 30 этажей, достигая в отдельных случаях 60 и более этажей. Это обуславливается ростом населения городов и ограниченностью их территории.

С повышением этажности возрастает и ответственность высотных зданий, в которых одновременно могут пребывать тысячи человек. Обеспечение прочности и устойчивости таких сооружений требует тщательного и полного инженерного расчета несущей системы в целом и отдельных ее элементов.

Кроме этого, современные высотные здания отличаются разнообразием объемно-планировочных решений, вызванных требованиями архитектурной выразительности, причем большинство из них имеет несимметричный план, что вызывает наряду с изгибными деформациями здания в плоскости и деформации кручения. В этом случае плоские расчетные модели не могут достаточно полно отразить напряженно-деформированное состояние здания и необходимо переходить к более сложным пространственным расчетным

Ядра жесткости довольно часто встречаются в конструктивных системах высотных зданий и являются одной из основных вертикальных несущих конструкций.

При проектировании усилия в конструкциях ядер жесткости и их деформации в настоящее время определяются практически исключительно с использованием вычислительных комплексов, основанных на методе конечных элементов. Вместе с тем отсутствуют однозначные рекомендации по формированию оптимальной структуры конечно-элементной модели, обеспечивающей достаточное для инженерных целей сближение модели и конструктивного прототипа, авторы программных средств настойчиво подчеркивают необходимость творческого подхода при решении этой

Требования к надежности несущих систем высотных зданий неуклонно возрастают, а их конструктивные особенности, связанные с большим насыщением арматуры при многорядном ее расположении в пределах высоты сечения, использованием высокопрочных бетонов, новых видов арматуры и с другими факторами, заставляют с особым вниманием относиться к выбору методов оценки обеспеченности конструкций по предельным состояниям.

Наиболее перспективными представляются так называемые «диаграммные методы», рассматривающие напряженно-деформированное состояние сечений и учитывающие физико-механические свойства материалов с помощью полных диаграмм деформирования бетона и арматуры. Эти методы, именуемые в нормативных документах расчетами на основе нелинейной деформационной модели (НДМ), позволяют выполнять расчет по прочности, по образованию и раскрытию трещин и по деформациям с единых позиций.

Анализ показал, что реализация нелинейной деформационной модели требует уточнения предпосылок, разработки алгоритма и соответствующей программы.

Целью исследований является разработка оптимальных методов моделирования и определения напряженно-деформированного состояния (НДС) монолитных ядер жесткости, разработка уточненных предпосылок расчета железобетонных конструкций на основе НДМ, разработка алгоритма, реализующего НДМ для анализа прочности, трещиностойкости и деформативности элементов монолитных ядер жесткости многоэтажных зданий.

Автор защищает:

проверку точности методов определения напряженно-деформированного состояния конструкций путем сопоставления результатов расчета и эксперимента;

результаты сравнительного анализа эффективности использования дискретных и дискретно-континуальных моделей ядер жесткости;

основные положения и алгоритм расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям на основе нелинейной деформационной модели.

Объектом исследований являются железобетонные конструкции ядер жесткости многоэтажных зданий.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые научные результаты:

сформулированы уточненные предпосылки расчета железобетонных конструкций на основе нелинейной деформационной модели;