Delist.ru

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

Автор: Крашенинников Михаил Владимирович 

Опыт Предлаг. алгоритм

1 32 270 0.45 0.35 150 155 103%

2 33,9 262 0,46 0,3525 149 160 107%

3 33,9 453 1,3 0,3525 448 485 108%

4 35,7 456 1,3 0,35 474 507 107%

5 25,6 323 0,3 0,345 138 129 93%

6 25,6 322 0,3 0,345 146 129 88%

7 25,6 326 0,32 0,3525 131 121 92%

8 25,6 320 0,32 0,341 151 128 85%

9 32,8 266 0,4 0,182 440 500 114%

10 32,6 266 0,39 0,174 503 592 118%

11 32,8 448 1,3 0,29 601 616 103%

12 32,8 455 1,26 0,2895 623 589 95%

13 32,8 328 0,33 0,173 511 553 108%

14 32,8 324 0,31 0,1745 481 584 121%

15 29,6 456 1,2 0,318 489 550 112%

16 29,6 447 1,19 0,312 541 549 101%

17 34,8 415 0,25 0,144 745 875 117%

18 34,8 415 0,25 0,145 768 881 115%

19 36 317 0,28 0,1095 1349 1387 103%

20 36 325 0,29 0,1125 1252 1288 103%

Данные полученные в ходе расчета по алгоритму, рассмотренному выше были сопоставлены с результатами экспериментов внецентренно сжатых элементов и показали хорошую сходимость. Отклонение не превышает 5% при оценке прочности. В этой связи следует отметить высокую эффективность неупругой деформационной модели при расчете нормальных сечений железобетонных конструкций, позволяющей на единой основе выполнить расчет по обеим группам предельных состояний с достаточной для практических целей точностью. Дополнительные преимущества этой модели связаны с возможностью в рамках общего алгоритма выполнения расчетов для сечений с распределенной арматурой и других конструктивных решений, встречающихся в практике проектирования. Внедрение неупругой деформационной модели в практику проектирования не вызовет противоречивых оценок конструктивных решений, разработанных в различные периоды.

Общие выводы

Анализ отечественной и зарубежной практики строительства многоэтажных жилых и общественных зданий повышенной этажности показывает, что монолитные железобетонные ядра жесткости находят довольно широкое применение во многих конструктивных системах высотных зданий как одна из основных вертикальных несущих конструкций, воспринимающая горизонтальную и вертикальную силы.

Проведенный сравнительный анализ результатов статического расчета ядер жесткости с использованием метода конечных элементов и метода дискретно-континуальной модели показал, что полученные в ходе расчета значения напряжений имеют погрешность не превышающую 6%. Погрешность в значениях прогибов ядер жесткости местами значительна. Погрешность возрастает с ростом соотношения В/Н, где B – ширина ядра жесткости; H – высота ядра. Это связано с тем, что алгоритм на основе дискретно-континуальной модели, не учитывает действие касательных напряжений в стенах ядер, которые оказывают значительное влияние в коротких элементах.

Проверка точности методов расчета моделей ядер жесткости на основе результатов эксперимента показал, что результаты расчета с использованием метода конечных элементов имеют хорошую сходимость с результатами экспериментов. Отклонения не превышают 7 % при оценке усилий и составляют 7 –11 % для деформаций.

В результате проведенных исследований установлено, что при оценке несущей способности конструкций на основе нелинейной деформационной модели целесообразно при оценке предельного состояния сечения по прочности использовать дополнительный критерий, учитывающий достижение внутренними усилиями максимальных значений, организовав расчет в форме последовательного процесса, отражающего развитие напряженно-деформированного состояния сечения с ростом нагрузок.

Параметры расчетной диаграммы деформирования арматуры представляется необходимым увязать с экспериментальными данными. Так для арматуры класса А400 (A-III) площадка текучести ограничивается предельной деформацией (s2 ( 0.0075, для арматуры класса А230 (A-I) – предельной деформацией (s2 ( 0,02.

Установлено, что основным фактором, определяющим возможность реализации полной диаграммы деформирования сжатого бетона, является степень насыщения сжатой зоны сечения продольной арматурой, которая составляет: для бетона класса В10 – 2,5%; бетона класса В30 – 6%; бетона класса В50

Оценка точности решения путем сопоставления нелинейной деформационной модели с расчетами по нормативным методам показала, что полученные в ходе расчета по этим методикам значения имеют хорошую сходимость. Отклонения не превышают 2 % при оценке прочности и составляет 3 –5 % для показателей второй группы предельных состояний.

Результаты расчета с использованием нелинейной деформационной модели подтверждены экспериментами. Всего было рассчитано и сопоставлено с результатами опытов 120 железобетонных конструкций при изгибе и внецентренном сжатии. Отклонения не превышают 5 % при оценке прочности и составляет в среднем 13 % для показателей второй группы предельных состояний изгибаемых элементов, для внецентренно сжатых элементов отклонения в среднем составляют 5% при оценке прочности.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Крашенинников М.В. - Экспериментальная проверка прочности метода расчета железобетонных конструкций по проекту новых норм. /В кн. «Строительство – формирование среды жизнедеятельности: Материалы шестой традиционной (Первой международной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов (21-22 мая 2003 г.) Кн. 2 /Московский Государственный Строительный Университет. – М.: МГСУ, 2003. – стр. 117.

Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. – Оценка эффективности неупругой деформационной модели при расчете нормальных сечений. – Бетон и железобетон, 2003, № 3, с. 19-22.

Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Расчет сжатых конструкций многоэтажных зданий. /В кн. «Железобетонные конструкции зданий большой этажности». Сб. науч. Тр. / Моск. гос. строит. Ун-т. М.: МГСУ, 2004. 146

Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. - Опыт реализации неупругой деформационной модели в практических расчетах конструкций высотных зданий. /В кн. «Бетон и железобетон – пути развития. Научные труды 2-ой Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону», г. Москва, 5-9 сентября 2005, НИИЖБ 2005, т. 2. стр. 527.

Паньшин Л.Л., Крашенинников М.В. – Расчет железобетонных конструкций на основе неупругой деформационной модели. / Учебно–методическое пособие. / Моск. гос. строит. Ун-т. М.: МГСУ, в печати.

загрузка...