Delist.ru

 Прочность, трещиностойкость и деформативность монолитных ядер жесткости многоэтажных зданий (29.05.2007)

Автор: Крашенинников Михаил Владимирович 

Уравнения (5) и (6) соответствуют условиям СНиП 52-101-2003. Использование уравнения (7) СНиП 52-101-2003 и СП 52-101-2003 не предусмотрено, однако его применение представляется необходимым, поскольку иначе могут быть получены результаты, противоречащие физическому смыслу. Кроме того при определении несущей способности по (7) отпадает необходимость корректировки предельных деформаций бетона для сечений с однозначной эпюрой деформаций, предусмотренной СНиП 52-101-2003 и уменьшающей длину ниспадающего участка диаграммы деформирования. Эта корректировка не только делает расчетную процедуру излишне громоздкой, но и вступает в противоречие с данными экспериментов, например, исследований Таля К.Э., в которых при испытании центрально сжатых железобетонных образцов были получены диаграммы деформирования бетона с весьма протяженной ниспадающей ветвью.

Дополнительные исследования показали также, что основным фактором, определяющим возможность реализации полной диаграммы деформирования сжатого бетона, является степень насыщения сжатой зоны сечения арматурой – при высоком проценте армирования предельные деформации бетона могут достигать значения (b2 даже для равномерно сжатого сечения. Определенное влияние оказывают и другие конструктивные факторы – переармированное изгибаемое сечение также разрушается при фибровых напряжениях равных

По описанному алгоритму, реализованному в ком программе АРКАН – ПК для IBM-совместимых компьютеров, были выполнены расчетные исследования железобетонных сечений при различных классах бетона и арматуры, схемах армирования, значениях продольных сил. Некоторые результаты, полученные для прямоугольного сечения, выполненного из бетона класса В20 и армированного арматурой класса А400, представлены на рис. 5, 6 и в таблице 1. К расчету принимались сечения с различными значениями процента армирования ( = A s / b(ho (рассмотрены значения ( = 0,5; ( = 1,5; ( = 3,0) и различным количеством арматуры A c в сжатой зоне, оцениваемого коэффициентом армирования ( = A c/ b(ho (рассмотрены значения ( c=0; ( c=0,5(; ( c=(. Результаты расчетов по неупругой деформационной модели, были сопоставлены с результатами расчетов по действующим методикам.

Приведенные данные свидетельствуют, что расчеты, выполненные по неупругой деформационной модели и на основе приближенных практических методик, дают близкие результаты. Отклонение не превышает 2 % при оценке прочности и составляет 3-5 % для показателей второй группы предельных состояний. Весьма близкое соответствие результатов расчета на основе нелинейной деформационной модели и приближенных зависимостей для основных конструктивных вариантов позволяет ожидать достаточной надежности метода при расчете конструктивных вариантов, не рассмотренных в действующих документах: изгибаемых сечений с симметричным армированием, конструкций с многорядным армированием и др.

Сравнение результатов расчета при классе бетона В20

армирования Расчетные величины Методика расчета

СНиП 2.03.01-84 СП-52-101-2003 Предлаг. алгоритм

N=0 Mcrc, кНм 23,3 89% 26,9 102% 26,3 100%

(s(Msy), МПа 354,55 100% 354,55 100% 354,54 100%

acrc(Msy), мм 0,29 100% 0,28 97% 0,29 100%

1/(( Msy), 1/м 0,0047 85% 0,0051 93% 0,0055 100%

Mult, кНм 102,8 101% 102,8 101% 101,6 100%

N=0 Mcrc, кНм 29,8 80% 35,9 97% 37,07 100%

(s(Msy), МПа 305,4 86% 338,5 95% 354,54 100%

acrc(Msy), мм 0,2 91% 0,3 150% 0,22 100%

1/(( Msy), 1/м 0,006 77% 0,0074 95% 0,0078 100%

Mult, кНм 253,2 101% 253,1 101% 250,6 100%

N=0 Mcrc, кНм 40,2 76% 50.1 95% 52,8 100%

(s(Msy), МПа 188 75% 203.9 82% 250,1 100%

acrc(Msy), мм 0.096 75% 0.16 125% 0.128 100%

1/(( Msy), 1/м 0.005 53% 0.0066 70% 0,0095 100%

Mult, кНм 308.7 100% 281.3 92% 307,4 100%

N=0 Mcrc, кНм 23.4 87% 27.6 103% 26.8 100%

(s(Msy), МПа 343.0 97% 354.54 100% 354.54 100%

acrc(Msy), мм 0.283 98% 0.276 96% 0.288 100%

1/(( Msy), 1/м 0.0047 98% 0.0048 100% 0.0048 100%

Mult, кНм 103.7 102% 103.7 102% 101.9 100%

N=0 Mcrc, кНм 30.3 78% 38.0 98% 38.9 100%

(s(Msy), МПа 337.7 95% 354.54 100% 354.54 100%

acrc(Msy), мм 0.221 101% 0.316 144% 0.218 100%

1/(( Msy), 1/м 0.0061 94% 0.0064 98% 0.0065 100%

Mult, кНм 292.5 101% 292.5 101% 291.0 100%

Рис. 5. Диаграммы состояния сечения при изгибе

Рис. 6. Напряженно-деформированное состояние сечения при изгибе

Для экспериментальной проверки элементов ядер жесткости по предельным состояниям были сопоставлены результаты экспериментов натурных моделей балок при изгибе, колонн при сжатии и результаты расчетов этих моделей по программе АРКАН-ПК, с целью проверки данного метода.

Для проверки методики использовались опыты Беккиева М.Ю., Маиляна Л.Р.; Мулина М.Н., Гущи Ю.П., Мамедова Т.Н.; Гвоздева А.А.; Давыдова Н.Ф., Донченко О.М.; Бондаренко В.М.; Петровой К.П. и Таля К.Э., Чистякова

Программа испытаний включала около 120 опытных образцов различного сечения с одиночным и двойным армированием, отличающиеся процентом армирования, эксцентриситетом продольной силы, прочностью бетона и арматуры. Частично результаты сопоставления представлены в таблице 2.

Сравнение опытных и теоретических разрушающих нагрузок

(опыты Петровой К.П., Таля К.Э., Чистякова Е.А )

м Разрушающая нагрузка, кН (%)

загрузка...