автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Деформирование составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек и оболочек-вставок

г Го ОД

г 2 дек т

На правах рукописи

МИТЯКИНА НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА

ДЕФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВНЫХ ПОКРЫТИИ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК И ОБОЛОЧЕК-ВСТАВОК

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород 2000

Работа выполнена на кафедре строительных конструкций Белгороде! государственной технологической академии строительных материалов

Научный руководитель - чл.-корр. РАА'

доктор технических наук, профес< В.И. КОЛЧУН1

Научный консультант - доктор технических наук, професс

И.Е. МИЛЕЙКОВСЮ

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки F

доктор технических наук, професс P.C. САНЖАРОВСКР кандидат технических наук, доц< E.B. ОСОВСК]

Ведущая организация - ОАО "Проектный инсти*

"ЦЕНТРОГИПРОРУД

Защита состоится 15 декабря 2000 г. в 14.00 часов на заседании диссер ционного Совета Д064.66.01 по присуждению ученой степени доктора т нических наук в Белгородской государственной.технологической академ строительных материалов по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, БелГТАСМ, главный корпус, ауд.242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородской госуд ственной технологической академии строительных материалов.

Автореферат разослан 14 ноября 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

доктор технических наук, профессор ^¡-О^ч А.Г. Юрьев

Н 539 . 66 -Od , 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В практике строительства широкое распространение при возведении зданий и сооружений различного назначения получили тонкостенные пространственные конструкции. Использование этих конструкций в покрытиях зданий, благодаря эффекту их пространственной работы, позволяет получить значительную экономию материальных ресурсов. Одной из разновидностей таких пространственных конструкций являются железобетонные панели-оболочки на пролет различных типов.

' В связи с изменениями, произошедшими за последние годы в строительной отрасли, и разукрупнением строительных организаций возможности базы стройиндустрии по освоению выпуска крупногабаритных конструкций существенно снизились. Поэтому как в новом строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений, переходят к применению таких конструктивных схем, в которых панель-оболочка собирается на строительном объекте из отдельных относительно небольших элементов. Созданная таким образом пространственная система приобретает свойства составной конструкции.

Теоретические разработки по расчету и проектированию составных железобетонных пространственных конструкций представлены крайне ограниченным количеством работ, нормативная база практически отсутствует. Экспериментальных исследований, в которых изучалась бы составная оболочка в целом, а не отдельные её элементы, проведено крайне мало.

Таким образом, принимая во внимание уровень изученности пространственных покрытий из конструкций рассматриваемого класса, а также возрастающую их значимость в практике строительства в связи со все большим распространением индивидуального проектирования зданий и сооружений, проведение исследований по теме, сформулированной в названии работы, является актуальным.

Цель работы: разработка усовершенствованных типов составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек на пролет, методики их расчета и рекомендаций по проектированию на основе экспериментально-теоретических исследований деформирования и трещиностойкости конструкций этого класса.

Автор защищает:

- новые экспериментальные данные о параметрах жёсткости и трещино-стойкости составных конструкций панелей-оболочек и фрагментов покрытий из них, полученные на натурных и лабораторных образцах конструкций;

- вариант расчетных уравнений вариационного метода в форме метода перемещений, построенных для анализа деформирования и трещиностойкости железобетонных пространственных конструкций рассматриваемого класса;

- алгоритм и программные средства, реализующие предлагаемый расчетный аппарат;

- результаты численных исследований напряжённо-деформированного состояния составных покрытий из панелей-оболочек на пролет типа КСО и оболочек-вставок и рекомендации по их проектированию.

Научную новизну работы составляют:

- новые опытные данные об особенностях деформирования и трещиностойкости, полученные при исследовании крупномасштабных моделей и натурных конструкций железобетонных панелей-оболочек, оболочек-вставок и составных покрытий из них;

- методика деформационного расчета, базирующаяся на развитии вариаци-. онного метода перемещений В.З. Власова применительно к тонкостенным составным пространственным конструкциям в форме панелей-оболочек и оболочек-вставок;

- алгоритм и программа численных исследований составных конструкций рассматриваемого класса по предельным состояниям второй группы;

- новые закономерности о деформировании и трещиностойкости составных покрытий из панелей-оболочек и оболочек-вставок, полученные экспериментально-теоретическим путем.

Достоверность положений и выводов, изложенных в диссертации, обеспечивается использованием общепринятых допущений строительной механики оболочек и современной механики железобетона, подтвержденных результатами экспериментальных и численных исследований конструкций рассматриваемого класса.

Практическое значение и реализация результатов работы. Предложенная методика расчета и полученные новые экспериментальные данные о де-формативности и трещиностойкости составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек и оболочек-вставок позволяют более обоснованно произво-

дигь их расчет при эксплуатационных нагрузках и, как следствие, выявлять резервы материалоемкости при проектировании таких конструкций. Материалы исследований автора включены в изданное с грифом Минобразования РФ учебное пособие "Расчет составных тонкостенных конструкций", использованы институтами "Белгородгражданпроект", "Центрогипроруда" и БелГТАСМ при проектировании объектов с применением панелей-оболочек, а также внедрены в учебный процесс Белгородской государственной технологической академии строительных материалов при изучении общего курса "Железобетонные и каменные конструкции", спецкурса "Пространственные конструкции покрытий".

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений" (г. Белгород, 1997 г.), на 1-й Международной научно-практической конференции-школе-семинаре молодых ученых и аспирантов "Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века" (г. Белгород, 1998 г.), на 2-й Международной научно-практической конференции-школе-семинаре молодых ученых, аспирантов и докторантов "Сооружения, конструкции, технологии и строительные материалы XXI века" (г. Белгород, 1999 г.).

В полном объеме работа доложена и одобрена на расширенном заседании кафедры строительных конструкций Белгородской государственной технологической академии строительных материалов (г. Белгород, сентябрь 2000 г.).

По теме диссертации опубликовано семь научных работ и получено авторское свидетельство на изобретение.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений. Она изложена на 172 страницах, включающих 121 страницу основного текста, 36 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 159 наименований и 4 приложения на 15 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы диссертации, приведены общая характеристика работы и ее основные положения, которые автор выносит на защиту.

В первой главе изложено состояние вопроса, обобщены и проанализированы существующие конструктивные решения, методы расчета и применяемые физические модели железобетона для определения трещиностойкости, деформа-тивности и несущей способности составных покрытий с применением панелей-оболочек на пролет.

Анализ экспериментальных и теоретических исследований напряженно-деформированного состояния различных типов сплошных и составных железобетонных оболочек и складок (работы С.Н. Абовской, В.Н. Байкова, Г.А. Гам-барова, C.B. Данилевского, Л.В. Енджиевского, A.C. Жива, A.B. Забегаева,

A.И. Звездова, В.И. Колчунова, А.Д. Либермана, П.А. Лукаша, A.M. Людков-ского, Р.Н. Мацелинского, И.Е. Милейковского, Л.С. Спаннута, А.Д. Стакови-ченко, A.M. Токмуратова, Г.К. Хайдукбва, A.A. Цейтлина, Ю.В. Чиненкова, Э.Д. Чихладзе, А.Л. Шагина, В.В. Шугаева и др.) показал, что важнейшим фактором, влияющим на точность результатов расчетов рассматриваемых конструкций с позиций предельных состояний второй группы, является учет их конструктивных особенностей, граничных условий в системе покрытия и реальных свойств материалов.

При этом для оценки неупругих деформаций, бетона, перемещений и трещин сегодня используется широкий спектр различных по своим исходным предпосылкам и, соответственно, точности физических моделей сопротивления железобетона: макроструктурные (работы Д.О. Астафьева, В.Я. Бачинского,

B.М. Бондаренко, C.B. Бондаренко, О.Я. Берга, А.Б. Голышева, Н.И. Карпенко, Л.Р. Машина, В.И. Мурашева, Т.А. Мухамедиева, Я.М. Немировского, Б.С. Расторгуева, P.C. Санжаровского, В.В. Тура, Л.И. Ярина и др.), блочные (работы В.В. Белова, П.И. Васильева, A.A. Гвоздева, Ю.В. Зайцева, A.C. Зале-сова, Вл.И. Колчунова, E.H. Пересыпкина, К.А. Пирадова, Б.С. Соколова, Е.А. Чистякова, Г.Н. Шоршнева и др.) и модели, в которых исследуется напряженно-деформированное состояние материалов в точке и их действительные диаграммы состояния (работы Г.А. Гениева, A.B. Забегаева, В.Н. Киссюка, В.М. Левина, Ч. Лина, Г. Манга, А. Скорделиса, Г.А. Тюпина и др.).

Для расчета железобетонных конструкций составных покрытий из панелей-оболочек не всегда допустимо применение методов, полученных применительно к сплошным (монолитным) элементам, поскольку в ряде случаев это приводит к значительным искажениям в оценке предельных состояний. Поэтому воз-

никает задача построения расчетных схем и разработки методов расчета таких составных конструкций.

На основании проведенного аналитического обзора экспериментальных исследований и методов расчета конструкций рассматриваемого класса обоснована актуальность темы и сформулированы основные задачи исследований.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям составных покрытий из панелей-оболочек с целью углубленного изучения особенностей их напряженно-деформированного состояния и получения наиболее полного объема информации для последующего обоснования корректности принимаемого расчетного аппарата.

• Методика исследований предусматривала испытания крупномасштабных моделей: составной панели-оболочки СПО и оболочек-вставок - гибких пластин МГП-1 и МГП-2, а также натурных конструкций: одиночной, трех совместно работающих оболочек-вставок и фрагмента из панелей-оболочек на пролет и оболочек-вставок.

Модель составной панели-оболочки СПО представляла собой сталежелезо-бетонную конструкцию, образованную из двух цилиндрических оболочек-вставок размером 1,040x2,000x0,016 м и двух сталежелезобетонных диафрагм пролетом 4,0 м, соединенных между собой сваркой по закладным деталям.

Затяжки диафрагм были выполнены из предварительно напряженных арматурных стержней класса A-III диаметром 10 мм. Верхний пояс диафрагм армирован каркасами с продольной рабочей арматурой класса A-III диаметром 6 мм, приопорные сплошные участки - каркасами из проволоки класса Вр-I диаметром 3 мм. Армирование оболочек-вставок произведено преднапряженной проволокой класса Вр-И диаметром 3 мм с шагом 200 мм в обоих направлениях.

Все модели изготовлены из мелкозернистого бетона класса В40.

Для натурных испытаний оболочек-вставок были использованы опытные конструкции размером 3x6 м, толщина которых варьировалась от 40 до 47 мм. Армирование произведено преднапряженной проволокой класса Вр-II диаметром 5 мм.

В качестве элементов фрагмента натурного составного покрытия были использованы три панели-оболочки типа КСО размером 3x24 м и четыре оболочки-вставки описанной выше конструкции. Основное рабочее армирование панелей-оболочек КСО выполнено одним стержнем диаметром 28 мм, расположенным в нижнем поясе арочной диафрагмы.

Класс бетона опытных натурных конструкций - ВЗО.

В процессе эксперимента на всех ступенях загружения методом электротензометрии измеряли деформации арматуры и бетона, фиксировали вертикальные, горизонтальные перемещения и углы закручивания элементов оболочек и опорных конструкций, нагрузку трещинообразования и ширину раскрытия трещин в различных зонах опытных конструкций.

Испытания показали, что рассматриваемые конструкции работают как составные, что проявлялось в количественных значениях параметров жесткости и трещиностойкости и в качественной картине трещин.

Выявлено три типа трещин (см. рисунок): косые (Тр.1) в угловых зонах; продольные (Тр.2, Тр.З) - на верхней и нижней поверхности оболочки; поперечные (Тр.4), располагающиеся в верхних поясах диафрагм. Причем, если в сплошных конструкциях подобного типа, у которых полка монолитно сопряжена с верхними поясами диафрагм и не разрезана по длине на части, влияние косых трещин на напряженно-деформированное состояние конструкции не существенно, то в моделях МГП и СПО ширина раскрытия именно этих трещин была определяющей для оценки эксплуатационной пригодности конструкций с позиций требований предельных состояний второй группы. В составной полке картина трещин аналогична картине трещин, полученной из испытаний отдельной оболочки-вставки, а картина трещин в ребре была аналогична картине трещин в сплошных конструкциях панелей-оболочек КСО.

Сопоставление количественных значений перемещений в относительных величинах по отношению к пролету конструкций показало большую деформатив-ность составных конструкций по сравнению со сплошными. Прогибы полки составных конструкций в 1,5...2 раза превышают прогибы полки сплошных панелей. Этот факт необходимо учитывать при построении расчетных схем подобного типа конструкций.

До появления трещин в модели СПО нарастание прогибов и деформаций в продольных и поперечных сечениях было пропорционально росту нагрузки.

Существенная нелинейность деформирования опытных конструкций, подтверждаемая показаниями тензорезисторов на бетоне и на арматурном стержне-затяжке, стала проявляться после образования в полке панели первых трещин и, особенно, после образования всех трех типов трещин.

ЧкПа 0«с ММ

1р. 1 Гр.2 Тр. 3 Тр. 4

1 .88 2 .63 0 .05 0 Л5 0 .09 0 .05 0 .05 0 .07

3 .38 0 .10 0 .1? 0 .16 0 .19 0 .05 0 .05

3 .63 0 .11 0 0 .15 0 .17 0 .08 0 .11

и .13 0 .12 0 .30 0 25 0 .10

* .ев 0 30 0 .<0 0 .30 0 .15

5 .63 0 .40 0 .50 0 .35 0 .18

б .38 0 50 0 .50 0 .<5 0 .30

Ч<слте1Ъ - эксперимент: знаменатель - расчет

Рис. Общая картина трещинообразования (а), расчетная схема трещин при нагрузке 2,63 кПа и ширина раскрытия трещин различных типов в процессе на-гружения (б) в модели оболочки СПО

Сравнение значений продольных деформаций бетона в различных сечениях полки панели-оболочки показало, что наиболее неравномерный характер их распределения по ширине поперечного сечения наблюдался в приопорных зонах панели-оболочки. Здесь изменялся даже знак этих деформаций по ширине полки панели: сжатие по краям и растяжение в средней части. Следовательно, при расчете на этих участках необходимо учитывать депланацию поперечных сечений конструкции.

Появление, развитие и раскрытие трещин в составной панели-оболочке в процессе нагружения происходило в следующем порядке (см. рисунок). Первые сквозные трещины (Тр.1) были обнаружены на нижней поверхности полки при нагрузке 1,88 кПа. Образование этих трещин начиналось в угловых опорных зонах полки в местах сопряжения ее с прио'порным ребром-утолщением. Затем, по мере увеличения нагрузки, происходило их развитие в продольном направлении. При этом угол наклона этих трещин к продольной оси х уменьшался. Описанные сквозные трещины первого типа (Тр.1) по мере приближения к средней зоне оболочки соединялись с трещинами второго типа (Тр.2), образующимися на нижней поверхности полки панели-оболочки.

Трещины в приопорной зоне верхнего пояса'диафрагм (Тр.4) были зафикри-рованы при нагрузке 3,38 кПа. Их образование начиналось у верхней растянутой грани пояса диафрагмы в зоне сопряжения ее с приопорным сплошным участком.

Образование поперечных трещин в торцовых ребрах составной панели-оболочки (Тр.З) было зафиксировано на том же этапе нагружения, что и Тр.1. Численные значения ширины раскрытия трещин различных типов в элементах составной панели-оболочки представлены в таблице на рисунке, б (здесь же показаны теоретические значения).

Исчерпание несущей способности конструкции сопровождалось значительным ростом прогибов полки, которые более чем в 5 раз превышали их значения при контрольной нагрузке по жесткости. Максимальное раскрытие трещин в полке панели-оболочки составило 0,6 мм. Разрушение модели характеризовалось интенсивным нарастанием прогибов в середине пролета полки панели.

В диафрагмах панели-оболочки также имело место значительное увеличение трещин в верхних поясах, раскрытие которых перед разрушением достигало 0,6...0,7 мм. Однако в момент исчерпания несущей способности полки раздроб-

ления бетона сжатой зоны поясов диафрагм не наблюдалось. Напряжения в затяжке панели-оболочки также не достигали предела текучести.

Сопоставление полученных в результате испытания двух моделей цилиндрических оболочек-вставок МГП-1 и МГП-2 схем деформирования, трещино-образования и разрушения с аналогичными схемами для цилиндрических оболочек составной полки панели СПО показало, что различия в граничных условиях оболочек по криволинейным краям (шарнирное опирание на жесткие диафрагмы - для цилиндрических оболочек МГП и контактные - для цилиндрических оболочек составной полки панели СПО) сказались не только на количественной, но и качественной стороне параметров деформирования, трещинообра-зования. Особенно заметны были различия в картинах образования и развития трещин. Так, для моделей МГП-1 и МГП-2 стабилизация процесса трещинооб-разования наступила при сравнительно невысоких уровнях нагрузки. Для цилиндрических оболочек составной полки панели СПО диапазон нагрузки, при которой происходила стабилизация процесса трещинообразования, был существенно большим. Образование новых трещин и, соответственно, изменение расстояния между ними происходило до нагрузки 5,38 кПа, что более, чем в 2,5.раза превышало нагрузку трещинообразования. В результате расстояния между трещинами в полке панели СПО были значительно меньшими, чем в моделях оболочек МГП. Следствием этого явилась существенно большая ширина раскрытия трещин в оболочках МГП-1 и МГП-2 по сравнению с трещинами в составной полке модели СПО.

Что касается последовательности образования трещин, то в моделях цилиндрических оболочек сначала появились поперечные трещины в торцовом ребре (Тр.З) и практически одновременно с ними - трещины на нижней поверхности оболочки (Тр.2), а лишь затем образовались сквозные трещины Тр.1 в угловых зонах этих оболочек. Отличия имели место, соответственно, и в распределении фибровых деформаций бетона (е^) и прогибов (IV) в сечениях сравниваемых конструкций.

Исчерпание несущей способности моделей МГП-1 и МГП-2, как и для модели СПО, сопровождалось резким увеличением прогибов конструкции и раскрытием трещин более, чем на 0,8 мм.

Таким образом, граничные условия на криволинейных краях цилиндрических оболочек оказывают большое влияние на деформативность, трещиностой-кость и несущую способность составных конструкций панелей-оболочек.

Сопоставление результатов испытаний моделей (прогибов, нагрузок трещи-нообразования, схем и типов трещин, ширины их раскрытия несущей способности конструкций) с результатами испытаний натурных конструкций показало удовлетворительное их качественное и количественное согласование. Это явилось еще одним подтверждением пригодности размерного метода статико-геометрического моделирования с применением крупномасштабных моделей для углубленного и детального изучения работы железобетонных оболочек.

Опытные конструкции оболочек МГП и составной панели-оболочки СПО рассчитывали по методике, изложенной в третьей главе диссертации, а также методом конечных элементов с применением стандартного вычислительного комплекса Яесоп.

Из сопоставления расчетных и опытных параметров деформирования, в том числе усилий трещинообразования, ширины раскрытия трещин (см. рисунок) установлено, что расчет по предложенному варианту вариационного метода в целом позволяет удовлетворительно оценить силовое сопротивление составных оболочек исследуемого класса.

В третьей главе приведена методика расчета деформирования и трещино-стойкости элементов составного покрытия из панелей-оболочек рассматриваемого класса.

Расчетная схема и разрешающие уравнения в форме метода перемещений построены по общей схеме вариационного метода В.З. Власова с использованием дополнительных рабочих гипотез, касающихся конструктивных особенностей, в том числе условий контакта сборных элементов, а также свойств материалов конструкции.

При раскрытии статической неопределимости в качестве физических зависимостей используется модифицированная деформационная модель А.Б. Го-лышева - В.Я. Бачинского. За критерий образования трещин принято достижение краевыми деформациями растянутого бетона их предельных значений.

В качестве расчетной схемы составного покрытия принят повторяющийся фрагмент, включающий короткую цилиндрическую оболочку с двумя затяжками и оболочки-вставки, симметрично располагаемые вдоль криволинейных краев цилиндрической оболочки.

Расчетные уравнения вариационного метода для рассматриваемого покрытия записаны в виде:

У - [с/, и3 и3 К У2 У}] = [О О 0 Чг (1)

где их,и2,...,Уу — компоненты разложений искомых перемещений;

[£,,] - дифференциальный оператор, определяемый следующим выражением:

0 0 -К,апО -Кюпй -К,а!30

0 <У2203-622) (/2,/>2-623) 0 (-122^-

-К,а220) -К,а230)

0 (7ИД2-633) 0 (-Ь'О1-

- -К,а330)

-Кюпй 0 0 (7„£>4+ {К,с12йг+ (К,с1302+

+к,2р,2) +к,2р13)

-К,02,0 (-ь'о3- (*22+К,2/Ь2)

-К,а220) -К,а21П)

-К,а3,0 {-¡33'1У- (К,С3,ПЧ {*32+К,г/З32) (-р330!+х33+

-КюхО) ■К,а330) +к,2/з31) +к,2р33)

Здесь обозначено О" = с1" (...)/ ск".

Отличительной особенностью системы уравнений (1) является их структура и то, что коэффициенты при неизвестных являются переменными параметрами. Структура этих уравнений сконструирована таким образом, что позволяет произвести исключение компонентов перемещений в зависимости от конструктивных особенностей, граничных и контактных условий конкретных конструкций, а, соответственно, и их напряженно-деформированного состояния. Так, например, для составного покрытия из П-образных панелей-оболочек и оболочек-вставок общая система (1) упрощается и приводится к системе следующего вида:

Еад"у"'+= с '

С I

Вычисление коэффициентов, выражающих переменные вследствие трещи-нообразования жесткостные характеристики элементов составного покрытия, на каждой итерации соответствующего уровня нагрузки производится по следующим формулам:

1Г, (*, -О = (Х,

/,,(*> ¿О = (■*)£(>№

а л (х, = (х, (я)/,

^(х, «)//$)/)(*№ (4)

Рц (х, 5) = 21£)3 (х,

Свободные члены уравнений (3) определяются из выражения:

41 (х, 5) = |[д„ (5>/, + др (5)/,

Чг (*.= \я„ (5)

9з (*»*)= /?,,(*)/э (■*)<&.

В формулах (4), (5):

4^(5),/(я) - предварительно выбираемые единичные функции поперечного распределения перемещений, удовлетворяющие принятым граничным условиям;

А\, Аз, £>2, От, - приведенные модули деформаций характерного железобетонного элемента оболочки с трещинами.

Вычисление приведенных модулей деформаций до образования трещин производится введением к начальным значениям модулей деформаций корректирующих коэффициентов, учитывающих неупругие деформации бетона. После образования трещин - в соответствии с расчетными зависимостями принятой физической модели.

Четвертая заключительная глава диссертации посвящена вопросам алгоритмизации задач нелинейного расчета составных панелей-оболочек и покрытий из них. Приведена методика вычисления жесткосгных коэффициентов до и после образования трещин, структура вычислительного алгоритма, результаты численных исследований составных оболочек и их анализ.

При вычислении жесткостных коэффициентов железобетонных элементов оболочек покрытий учитывались полученные в опытах характерные типы трещин: поперечные - в диафрагмах и торцевых ребрах, продольные - в полках панелей и наклонные в - угловых зонах оболочек-вставок и приопорных сплошных участках диафрагм панелей.

В результате анализа результатов численных исследований, сопоставления опытных и расчетных значений усилий трещинообразования, прогибов, схем образования трещин в элементах составных покрытий выявлен ряд особенностей деформирования исследуемых конструкций и сделана оценка эффективности предложенной методики расчета. Полученные расчетом качественные картины трещин и графиков "нагрузка-прогиб" в сопоставлении с опытными данными для рассматриваемых составных покрытий из панелей-оболочек КСО, СПО, в том числе с оболочками-вставками, подтвердили возможность использования принятых расчетных схем с предложенным количеством и видом единичных функций, а также возможность использования принятой деформационной модели железобетона.

Варьирование условиями сопряжения и опирания элементов в составном покрытии, соотношениями жесткостей, конструктивных параметров соединительных элементов, интенсивностью и уровнем предварительного напряжения при учете в расчетной схеме различного числа единичных функций позволило выявить влияние этих факторов на трещиностойкость и деформативность исследуемых конструкций.

Так установлено, что варьированием жесткости поперечных подкрепляющих ребер можно существенно (до 40-50 %) корректировать трещиностойкость приопорных угловых зон оболочек-вставок. Это может служить еще одним (наряду с преднапряжением, классом бетона, геометрическими размерами) важным фактором для управления эксплуатационными качествами рассматриваемых конструкций.

Численными исследованиями подтверждены полученные в опытах данные о достаточной трещиностойкости зон соединения предварительно напряженных оболочек-вставок с панелями КСО (СПО) с помощью сварных соединительных элементов даже при постановке для каждой оболочки-вставки минимального их количества, равного трем. В .то же время отмечено, что количество соединительных элементов значительно влияет на трещиностойкость и деформатив-ность не только самих оболочек-вставок, но и сопряженных с ними панелей-оболочек.

Наличие приопорных сплошных участков в панелях типа СПО, КСО значительно влияет на качественный характер распределения продольных деформаций в полке панели, расположенной над этими участками. По ширине полки такие деформации имеют крайне неравномерный характер: от сжатия в местах примыкания к диафрагмам до растяжения в крайней части пролета полки. Это подтвердило необходимость учета при расчете составных покрытий единичных функций, характеризующих депланацию поперечных сечений и концентрацию продольных усилий на рассматриваемых участках полки.

Сопоставление расчетных и опытных значений прогибов при различных уровнях нагрузки показало целесообразность расчета рассматриваемых весьма пологих оболочек с учетом не только физической, но и геометрической нелинейности. Так, учет деформированной схемы при эксплуатационных нагрузках позволяет уточнить максимальные прогибы оболочки-вставки до 27 %, а в стадии, предшествующей исчерпанию несущей способности, это уточнение составляет более, чем 1,5 раза.

Результаты выполненных исследований послужили основой разработки рекомендаций для создания рациональных конструктивных решений железобетонных составных покрытий из панелей-оболочек, складок и оболочек-вставок, а также предложений по совершенствованию существующих типов этих по-

крытий, в том числе при их усилении и восстановлении. Основу этих рекомендаций составили положения по выбору расчетных схем составных покрытий и учету конструктивных особенностей элементов оболочек и их соединений, схем армирования, типов трещин, выбору единичных функций, рациональному соотношению уровня преднапряжения обоих направлений, назначению жестко-стей подкрепляющих ребер.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментальными исследованиями на крупномасштабных моделях и натурных конструкциях получены новые данные о деформировании и трещи-ностойкости железобетонных составных покрытий из панелей-оболочек и оболочек-вставок. При этом уточнены их жесткостные параметры при варьировании условий сопряжения и опирания сборных элементов, выявлены характерные типы трещин, общая картина их образования и развития.

2. На основе обобщения вариационного метода В.З Власова на рассматриваемый класс составных железобетонных оболочек построен вариант расчетных уравнений для анализа их деформирования с включением в расчетную модель новых элементов, касающихся учета условий контакта и опирания сборных конструкций, характерных типов трещин и других особенностей, полученных из опытных данных.

3. С использованием расчетного аппарата в сочетании с методом итераций разработаны эффективный алгоритм и программа для нелинейного расчета составных покрытий рассматриваемого класса. Проведена серия численных исследований конкретных конструкций, в том числе экспериментально изученных, и выявлены качественные и количественные особенности их нелинейного деформирования и трещинообразования.

4. Применительно к конструкциям рассматриваемого типа выполнена оценка эффективности предложенного расчетного аппарата как для статического расчета, так и для определения точности нормируемых параметров предельных состояний второй группы. Показана возможность использования предложенного расчетного аппарата для управления эксплуатационными качествами элементов составных покрытий при их проектировании путем варьирования ос-

новными конструктивными параметрами: армированием, структурой сечений, жесткостями элементов и их сопряжением.

5. Результаты исследования и разработанные рекомендации по рациональному проектированию элементов составных покрытий из панелей на пролет и оболочек-вставок позволяют существенно расширить области возможного применения и, соответственно, номенклатуру рассматриваемых оболочек составных покрытий, в том числе синтеза составных конструкций нового типа для более сложных видов воздействий граничных условий и условий сопряжения сборных элементов. Примером является предложенный автором новый тип сборной железобетонной панели покрытия, приоритет которой подтвержден авторским свидетельством на изобретение № 1643687.

6. Использование результатов настоящих исследований в практике проектирования железобетонных покрытий из составных панелей оболочек КСО позволило более строго оценить их напряженно-деформированное состояние, назначить опалубочные размеры, тип и интенсивность армирования. За счет этого уточнены моменты трещинообразования в сборных элементах покрытий, их перемещения при эксплуатационных нагрузках- и, по сравнению с традиционными решениями рассматриваемых конструкций, получена экономия материалов. Так, реализация результатов исследований при проектировании институтами "Белгородгражданпроект" (студенческого клуба на 750 мест Белгородского государственного университета) и "Центрогипроруда" (производственной базы рекламно-художественной фирмы "РАСТР" и грузового склада 12-го Белгородского сахарного завода) обеспечила экономию стали в среднем на 14 %, бетона и цемента - до 11 %.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Степанова (Митякина) Н.А. Экспериментальные исследования фрагмента составного покрытия из крупноразмерных панелей-оболочек на пролет и гибких предварительно-напряженных оболочек вставок // Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. Тезисы докладов к Всесоюзной конференции. Часть 11, т.1. Теоретические основы разработки и расчета эффективных строительных конструкций и сооружений. - Белгород: Изд. БТИСМ им. И.А. Гришманова, 1989. - С.81.

2. Милейковский И.Е., Ким В.Н., Колчунов В.И., Степанова Н.А. Вариационные постановки, алгоритм и численные исследования деформирования и трещиностойкости составных покрытий из панелей-оболочек нового типа // Численные методы решения задач строительной механики, теории упругости и пластичности. Тезисы докладов к Межреспубликанской научно-технической конференции. Часть I. Численные методы анализа напряженно-деформированного состояния пластин, оболочек, стержневых и континуальных систем в задачах динамики, оптимизации, контактного взаимодействия и устойчивости конструкций. — Волгоград, 1990. - С.56-57.

3. Mileykovcki I.E., Kolchunov V.I., Kim V.N., Stepanova N.A. Structural mode! metods of analysis for roofs from new tape panel-shells // Simposium Spatial Structures. Dresden and Cottbus:

. IASS. - 1990. - pp. 84-93.4. Степанова Н.А. Экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния элементов составных покрытий из панелей-оболочек нового типа // Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии. Тезисы докладов к Всесоюзной конференции. Часть 7. Новые технологии возведения зданий, расчет строительных конструкций. - Белгород: Изд. БТИСМ, 1991. - С.96-97.

5. Колчунов В.И., Литвишко (Митякина) НА. Исследование жесткости и трещиностойкости составных железобетонных панелей-оболочек II Известия вузов. Строительство. — 1996.-№ 10.-С.7-13.

6. Литвишко Н.А. Экспериментальные исследования составных панелей-оболочек на моделях // Исследование и разработка эффективных конструкций, методов возведения зданий и сооружений: Сб.науч.тр. - Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1996. - С.139-153.

7. Митякина Н.А. Анализ деформирования железобетонных составных покрытий из панелей-оболочек // Эффективные конструкции в новом строительстве и при реконструкции зданий и сооружений: Сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. "Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века". - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. - С. 193-197.

Подписано в печать 10.11.2000 г. Формат 60 х 84 1/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 3 63 Отпечатано на ризографе Белгородской государственной технологическс академии строительных материалов

ВВЕДЕНИЕ

1. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА СОСТАВНЫХ ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК НА ПРОЛЕТ

1.1 Типы существующих покрытий из панелей-оболочек

1.2 Экспериментальные исследования железобетонных оболочек

1.3 Обзор прикладных методов расчета оболочек покрытий

1.4 Краткие выводы. Цель и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СОСТАВНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК

2.1 Цель и задачи эксперимента

2.2 Планирование и объем эксперимента. Конструкция опытных образцов

2.3 Методика экспериментальных исследований покрытий на крупномасштабных моделях

2.4 Методика экспериментальных исследований натурных конструкций

2.5 Результаты испытаний крупномасштабных моделей конструкций составного покрытия и их анализ

2.6 Результаты испытаний натурных конструкций оболочек-вставок и их анализ

2.7 Результаты испытаний натурного фрагмента составного покрытия и их анализ

2.8 Выводы

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СОСТАВНОГО ПОКРЫТИЯ

3.1 Исходные положения. Рабочие гипотезы

3.2 Построение расчетных схем элементов составного покрытия и выбор единичных функций

3.3 Построение расчетных уравнений вариационного метода

3.4 Определение коэффициентов разрешающих уравнений и их решение. Граничные условия

3.5 Выводы

4. АНАЛИЗ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СОСТАВНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК И РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЮ.

4.1 Определение жесткостных коэффициентов разрешающих уравнений

4.2 Алгоритм расчета составного покрытия из панелей на пролет и оболочек-вставок

4.3 Результаты численных исследований составных покрытий и их анализ

4.4 Рекомендации по проектированию составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек

4.5 Выводы.

Актуальность темы. В практике строительства широкое распространение при возведении зданий и сооружений различного назначения получили тонкостенные пространственные конструкции. Использование этих конструкций в покрытиях зданий, благодаря эффекту их пространственной работы, который здесь реализуется в наибольшей степени, приводит к значительной экономии материальных ресурсов. Одной из разновидностей пространственных конструкций являются панели-оболочки на пролет различных типов.

Однако в последние годы, в связи с произошедшими изменениями в строительной отрасли и разукрупнением строительных организаций, возможности базы стройиндустрии по освоению крупногабаритных пространственных конструкций существенно снизились. Поэтому дальнейшее распространение таких конструкций связывается с применением конструктивных схем зданий, в которых крупноразмерная пространственная система покрытия собирается на строительном объекте из отдельных относительно небольших элементов. Получаемая таким образом конструкция приобретает свойства составной конструкции.

Имеется лишь незначительное количество работ, выполненных в основном в последние годы, в которых рассматриваются отдельные стороны исследований и проектирования составных железобетонных конструкций. Работы, посвященные тонкостенным конструкциям рассматриваемого класса, практически отсутствуют. Нормативная база для расчета таких конструкций не обеспечена. Количество экспериментальных исследований пространственных покрытий, в которых изучалась бы составная оболочка в целом, а не отдельные её элементы, невелико.

Основные проблемы здесь связаны с тем, что для расчета составных конструкций из панелей-оболочек не всегда допустимо применение физических моделей и нормируемых физико-механических параметров, полученных применительно к сплошным (монолитным) элементам, так как в ряде случаев это приводит к значительным искажениям в оценке предельных состояний. Поэтому возникает задача построения расчетных схем и разработки методов расчета таких составных конструкций. При этом необходимо получить адекватные расчетные уравнений оболочек и разработать способы интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений.

Таким образом, принимая во внимание уровень изученности пространственных покрытий из конструкций рассматриваемого класса, а также возрастающую их значимость в практике проектирования и строительства, проведение исследований по теме, сформулированной в названии работы, является актуальным.

Цель работы: разработка усовершенствованных типов составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек на пролет, методики их расчета и рекомендаций по проектированию на основе экспериментально-теоретических исследований деформирования и трещиностойкости конструкций этого класса.

Автор защищает:

- новые экспериментальные данные о параметрах жёсткости и трещиностойкости составных конструкций панелей-оболочек и фрагментов покрытий из них, полученные на натурных и лабораторных образцах конструкций;

- вариант расчетных уравнений вариационного метода в форме метода перемещений, построенных для анализа деформирования и трещиностойкости железобетонных пространственных конструкций рассматриваемого класса;

- алгоритм и программные средства, реализующие предлагаемый расчетный аппарат;

- результаты численных исследований напряжённо-деформированного состояния составных покрытий из панелей-оболочек на пролет типа КСО и оболочек-вставок и рекомендации по их проектированию.

Научную новизну работы составляют:

1. Новые опытные данные об особенностях деформирования и тре-щиностойкости, полученные при исследовании крупномасштабных моделей и натурных конструкций железобетонных панелей-оболочек, оболочек-вставок и составных покрытий из них.

2. Методика деформационного расчета, базирующаяся на развитии вариационного метода перемещений В.З. Власова применительно к тонкостенным составным пространственным конструкциям в форме панелей-оболочек и оболочек-вставок.

3. Алгоритм и программа численных исследований составных конструкций рассматриваемого класса по предельным состояниям второй группы.

4. Новые закономерности о деформировании и трещиностойкости составных покрытий из панелей-оболочек и оболочек-вставок, полученные экспериментально-теоретическим путем.

Достоверность положений и выводов, изложенных в диссертации, обеспечивается использованием общепринятых допущений строительной механики оболочек и современной механики железобетона, подтвержденных результатами экспериментальных и численных исследований конструкций рассматриваемого класса.

Практическое значение и реализация результатов работы. Предложенная методика расчета и полученные новые экспериментальные данные о деформативности и трещиностойкости составных покрытий из железобетонных панелей-оболочек и оболочек-вставок позволяют более обоснованно производить их расчет при эксплуатационных нагрузках и, как следствие, выявлять резервы материалоемкости при проектировании таких конструкций. Материалы исследований автора включены в изданное с грифом Минобразования РФ учебное пособие "Расчет составных тонкостенных конструкций", использованы институтами "Белгородгражданпроект", "Цен-трогипроруда" и БелГТАСМ при проектировании объектов с применением панелей-оболочек, а также внедрены в учебный процесс Белгородской государственной технологической академии строительных материалов при изучении общего курса "Железобетонные и каменные конструкции", спецкурса "Пространственные конструкции покрытий".

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений" (г. Белгород, 1997 г.), на 1-й Международной научно-практической конференции-школе-семинаре молодых ученых и аспирантов "Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века" (г. Белгород, 1998 г.), на 2-й Международной научно-практической конференции-школе-семинаре молодых ученых, аспирантов и докторантов "Сооружения, конструкции, технологии и строительные материалы XXI века" (г. Белгород, 1999 г.).

В полном объеме работа доложена и одобрена на расширенном заседании кафедры строительных конструкций Белгородской государственной технологической академии строительных материалов (г. Белгород, сентябрь 2000 г.).

По теме диссертации опубликовано семь научных работ и получено авторское свидетельство на изобретение.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений.

5. Результаты исследования и разработанные рекомендации по рациональному проектированию элементов составных покрытий из панелей на пролет и оболочек-вставок позволяют существенно расширить области возможного применения и, соответственно, номенклатуру рассматриваемых оболочек составных покрытий, в том числе синтеза составных конструкций нового типа для более сложных видов воздействий граничных условий и условий сопряжения сборных элементов. Примером является предложенный автором новый тип панели составного покрытия, приоритет которой подтвержден авторским свидетельством на изобретение № 1643687.

6. Использование результатов настоящих исследований в практике проектирования железобетонных покрытий из составных панелей оболочек КСО позволило более строго оценить их напряженно-деформированное состояние, назначить опалубочные размеры, тип и интенсивность армирования. За счет этого уточнены моменты тре-щинообразования в сборных элементах покрытий, их перемещения при эксплуатационных нагрузках и, по сравнению с традиционными решениями рассматриваемых конструкций, получена экономия материалов. Так, реализация результатов исследований при проектировании институтами "Белгородгражданпроект" (студенческого клуба на 750 мест Белгородского государственного университета) и "Центро-гипроруда" (производственной базы рекламно-художественной фирмы "РАСТР" и грузового склада 12-го Белгородского сахарного завода) обеспечила экономию стали в среднем на 14 %, бетона и цемента - до 11%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Экспериментальными исследованиями на крупномасштабных моделях и натурных конструкциях получены новые данные о деформировании и трещиностойкости железобетонных составных покрытий из панелей-оболочек и оболочек-вставок. При этом уточнены их жесткостные параметры при варьировании условий сопряжения и опирания сборных элементов, выявлены характерные типы трещин, общая картина их образования и развития.

2. На основе обобщения вариационного метода В.З Власова на рассматриваемый класс составных железобетонных оболочек построен вариант расчетных уравнений для анализа их деформирования с включением в расчетную модель новых элементов, касающихся учета условий контакта и опирания сборных конструкций, характерных типов трещин и других особенностей, полученных из опытных данных.

3. С использованием расчетного аппарата в сочетании с методом итераций разработаны эффективный алгоритм и программа для нелинейного расчета составных покрытий рассматриваемого класса. Проведена серия численных исследований конкретных конструкций, в том числе экспериментально изученных, и выявлены качественные и количественные особенности их нелинейного деформирования и трещинообразования.

4. Применительно к конструкциям рассматриваемого типа выполнена оценка эффективности предложенного расчетного аппарата как для статического расчета, так и для определения точности нормируемых параметров предельных состояний второй группы. Показана возможность использования предложенного расчетного аппарата для управления эксплуатационными качествами элементов составных покрытий при их проектировании путем варьирования основными конструктивными параметрами: армированием, структурой сечений, жесткостями элементов и их сопряжением.

1. Абовский Н.П., Енджиевский A.B., Савченков В.И., Деруга А.П., Гетц И.И. и др. Регулирование. Синтез. Оптимизация. Избранные задачи по строительной механике и теории упругости. -М.: Стройиздат, 1993. 456 с.

2. Абовская С.Н., Егикян Н.Б. Пространственные сталежелезо-бетонные панели покрытия. Красноярск, 1998. - 148 с.

3. A.c. № 1643687. / Сборная железобетонная панель / Соколов A.A., Колчунов В.И., Степанова H.A. // Открытия. Изобретения. -1991-№ 15.

4. Арочник В.Б., Строгонов С.Б., Середин И.В. Экспериментальные и расчетные исследования составных оболочечных элементов из стеклофибробетона //Пространственные конструкции зданий и сооружений. -М.: ЦНИИСК, НИИЖБ, 1991. -Вып.7. С.59-61.

5. Байков В.Н., Хампе Э., Рауэ Э. Проектирование железобетонных тонкостенных пространственных конструкций. -М.: Стройиздат, 1990.-232 с.

6. Бать К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов / Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1982.

7. Бачинский В.Я. Некоторые вопросы, связанные с построением общей теории железобетона // Бетон и железобетон. 1979. -№ 11. -С.35-36.

8. Бедов А.И., Горбатов C.B., Чистяков В.А., Сасонко Л.В., Шприц Е.С. Исследование плит на пролет типа ПСП размером 3x18 м // Бетон и железобетон. 1989. -№5. - С. 18-20.

9. Белов В.В., Васильев П.И. Пространственная блочно-контактная модель деформирования железобетонных оболочек и плит с трещинами // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М.: ЦНИИСК, НИИЖБ, 1991. - Вып.7. - С.12-15.

10. Берг О.Я. Исследования процесса трещинообразования в железобетонных элементах с арматурой периодического профиля // Сообщения ВНИИ железнодорожного строительства и проектирования. М.: Трансжелдориздат, 1954. - №44. - С.3-24.

11. Бондаренко В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. М.: Стройиздат, 1982. - 288 с.

12. Бондаренко В.М., Залесов A.C., Серых PJL Тенденции будущего развития сборного строительства // Бетон и железобетон. -1998. № 1 .-С. 2-4.

13. Бондаренко В.М. К развитию теории сопротивления композитных материалов // Строительство в России. 1993.

14. Васильков Б.С., Бозиев И.А. К расчету железобетонных оболочек с учетом появления трещин // Бетон и железобетон. 1969. -№11. -С.42-44.

15. Вахненко П.Ф. Железобетонные конструкции. Киев: Вища школа, 1990. -231с.

16. Виноградов Г.Г. Расчет строительных пространственных конструкций. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 264с.

17. Вишталь B.C., Геращенко И.И., Еськов B.C., Першаков В.М. Бескаркасное здание универсального назначения из типовых ребристых плит // Бетон и железобетон. 1993. - №6. - С.2-5.

18. Власов В.З. Избранные труды. М.: Наука, 1962. - Т.З. - 472 с.

19. Власов В.З. Тонкостенные пространственные системы. М.: Госстройиздат, 1958. - 502 с.

20. Власов В.З., Леонтьев H.H. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. М.: Физматгиз, 1960. - 491 с.

21. Гамбаров Г.А., Абдулов А.Б. Сталебетонная панель покрытия размером 3x18 м с полкой из гибкой железобетонной пластины // Бетон и железобетон. № 1. - 1991.- С.2-3.

22. Гамбаров Г.А., Гитлевич М.Б. Сборная панель покрытия из тонких преднапряженных пластин // Бетон и железобетон. 1981. - № 7.

23. Гаттас А.Ф. Трещиностойкость стержневых железобетонных элементов: Автореферат дисс. канд. техн. наук. Киев. - 1995. - 17 с.

24. Гвоздев A.A., Немировский Я.М. Некоторые вопросы расчета прочности и деформаций железобетонных элементов при работе арматуры в пластической стадии // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1968. - №6. - С.3-12.

25. Гениев Г.А. О критериях длительной прочности анизотропных материалов // Известия вузов. Строительство. 1997. - № 9. - С.25-30.

26. Гениев Г.А., Курбатов A.C., Самедов Ф.А. Вопросы прочности и пластичности анизотропных материалов. М.: Интербук, 1993. - 187 с.

27. Голышев А.Б., Бачинский В.Я. К разработке прикладной теории расчета железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. -1985.-№6. С. 16-18.

28. Голышев А.Б., Бачинский В.Я. и др. Курс лекций по сопротивлению железобетона. Киев: НИИСК Госстроя СССР, 1987. - Ч. 1,2. - 152 с, ч. 3-5.-193 с.

29. Голышев А.Б., Смоляго Г.А. К расчету ширины раскрытия трещин в тонкостенных пространственных железобетонных конструкциях // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1989. -№11.- С. 1-5.

30. Данилевский C.B., Марышев A.M., Кошелев О.С. Анализ напряженно-деформированного состояния ПСЖ 3x18 м // Пространственные конструкции в Красноярском крае: Сб. науч. тр. Красноярск, инж.- строит, ин-та. Красноярск, 1994. - С. 143-156.

31. Деклу Ж. Метод конечных элементов / Пер. с англ. М.: Мир, 1976.

32. Дехтярь A.C., Рассказов O.A. Несущая способность тонкостенных конструкций. -К.: Будивельник, 1990. 152 с.

33. Дехтярь A.C. К оптимизации призматических оболочек // Известия вузов. Строительство. 1995. - № 1. - С.23-27.

34. Дишингер Ф. Оболочки: тонкостенные железобетонные купола и своды / Пер. с нем. М.: Госстройиздат, 1932. - 270 с.

35. Дронов В.И. Сопротивление железобетонных изгибаемых элементов образованию наклонных трещин с учетом неупругих деформаций бетона: Автореферат дис. канд. техн. наук. Киев, 1992.

36. Дыховичный Ю.А., Жуковский Э.З. Пространственные составные конструкции. М.: Высшая школа, - 1989. - 228 с.

37. Енджиевский JI.B. Пространственные конструкции на основе асбестоцементных и металлических листов // Известия вузов. Строительство. 1999. - № 8. - С.7-12.

38. Жив A.C. Железобетонные оболочки покрытий зданий в сейсмических районах (экспериментально-технические исследования, расчет и конструирование): Автореферат дисс. докт. техн. наук. -М., 1989.

39. Забегаев A.B. К построению общей модели деформирования бетона // Бетон и железобетон. 1994 - № 6. - С.23-26.

40. Залесов A.C., Серых P.JI. Развитие методов расчета и нормативной базы железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. -1997.-№3.-С.7-9.

41. Залесов A.C., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Новые методы расчета железобетонных элементов по нормальным сечениям на основе деформационной расчетной модели // Бетон и железобетон. -1997.-№5.-С. 31-34.

42. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.

43. Инструкция по проектированию железобетонных пространственных покрытий и перекрытий. -М.: Госстройиздат, 1961.

44. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. - 416 с.

45. Карпенко Н.И. О современных построениях общих критериев прочности бетонных и железобетонных элементов // Бетон и железобетон. 1997. - № 3. - С.4-7.

46. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. М.: Стройиздат, 1976. - 208 с.

47. Козак А.Л. Эффекты несимметричного и моментного напряженного состояния в железобетоне с трещинами//Строительная механика и расчет сооружений. 1991. -N5. - С.14-19.

48. Колчунов В.И. Жесткость и трещиностойкость железобетонных оболочек покрытий: Автореферат дис. докт. техн. наук. М., 1995.

49. Колчунов В.И., Осовских Е.В. Жесткость и трещиностой-кость железобетонных складчатых покрытий // Изв. вузов. Строительство. 1993. -№2. - С. 118-123.

50. Колчунов В.И., Панченко Л.А. Расчет составных тонкостенных конструкций. М.: Изд-во АСВ, 1999. - 281 с.

51. Краковский М.Б. Совершенствование расчета железобетонных конструкций на основе вероятностных подходов // Бетон и железобетон. 1997.-№3.-С.9-11.

52. Кривошеев П.И., Семенова О.П., Богдан В.М. Особенности работы дисков перекрытий из предварительно напряженных длинномерных тонкостенных настилов // Строительные конструкции. К.: Буд1вельник, 1993. - Вып.45-46. - С.88-91.

53. Кудашов В.И., Устинов В.П. Расчет пространственных конструкций с учетом физической нелинейности и трещинообразования // Строит, механика и расчет сооружений. 1981. - № 4. - С.6-10.

54. Левин В.М., Райгородецкий В.Е. Исследование напряженного состояния несущих стен железобетонных башенных сооружений // Проектирование конструкций зданий и сооружений. М.: ЦНИИСК, НИИЖБ, 1991. Вып.7. - С.37-39.

55. Леньшин В.П. К вопросу разработки и использования моделей деформирования железобетонных конструкций с трещинами // Строит, механика и расчет сооружений. 1980. - №6. - С.34-36.

56. Либерман А.Д. Эффективные конструкции сборно-монолитных покрытий одноэтажных промзданий // Бетон и железобетон. 1982. - №1.

57. Лукаш П.А., Левитская Н.Д. Экспериментальное исследование пологих цилиндрических оболочек при больших прогибах // Тр. Моск. инж.-стр. ин-та им. В.В. Куйбышева. М.: МИСИ, 1970. -Вып.84. - С.204-213.

58. Людковский A.M. О выборе масштаба при моделировании железобетонных оболочек // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М.: Стройиздат,1985. - Вып.5. - С.75-81.

59. Маилян Л.Р., Аль-Хайфи М.М. Диаграммы "момент-кривизна" железобетонных изгибаемых элементов в сечении с трещинами и между ними // Совершенствование проектирования и расчета железобетонных конструкций. Ростов-на-Дону: РАГС, 1993. - 12 с.

60. Маилян Л.Р., Маилян Р.Л., Шилов A.B., Абдаллах М.Т. Изгибаемые элементы из керамзитофибробетона с высокопрочной арматурой без преднапряжения и при частичном преднапряжении // Известия вузов. Строительство. 1995. - №3. - С. 19-23.

61. Маилян Р.Л., Маилян Л.Р., Якокутов М.В. Особенности работы под нагрузкой железобетонных изгибаемых элементов с комбинированным преднапряжением // Известия вузов. Строительство. -1999.-№5.-С.4-8.

62. Мацелинский Р.Н. Решение нелинейной задачи о расчете панели-оболочки КЖС // Строит .механика и расчет сооружений. -1976. -№6. -С.20-25.

63. Методические рекомендации по длительному электротензо-метрированию бетонов в лабораторных условиях. Киев: НИИСК, 1981.-23 с.

64. Методические рекомендации по определению ширины раскрытия трещин в железобетонных элементах. НИИСК Госстроя СССР-М., 1982.- 27 с.

65. Милейковский И.Е. Расчет железобетонных цилиндрических сводов-оболочек. -М.: ГСИ, 1963. 136 с.

66. Милейковский И.Е. Расчет оболочек и складок методом перемещений. М.: Стройиздат, 1960. - 174 с.

67. Милейковский И.Е., Васильков Б.С. Экспериментально-теоретическое исследование сборной железобетонной оболочки // Экспериментальные и теоретические исследования по железобетонным оболочкам: Сб. научн. тр. ЦНИИСК АСиА СССР. М., 1959. - С.5-40.

68. Милейковский И.Е., Колчунов В.И. Неординарный смешанный метод расчета рамных систем с элементами сплошного и составного сечения // Известие вузов. Строительство. 1995. - № 7-8. - С.32-37.

69. Милейковский И.Е., Колчунов В.И., Осыков А.И. Алгоритм расчета и анализ деформирования железобетонных покрытий из панелей-оболочек и складок // Пространственные конструкции зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1991. Вып. 6. - С. 147-159.

70. Милейковский И. Е., Колчунов В. И., Панченко JI.A. Составные железобетонные панели-оболочки // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М., Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1996. -Вып.8. - С.51-61.

71. Милейковский И.Е., Колчунов В.И., Соколов A.A. Алгоритмы программы и примеры расчета оболочек покрытий. М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, БТИСМ, 1989. - 269с.

72. Милейковский И.Е., Трушин С.И. Расчет тонкостенных конструкций. -М.: Стройиздат, 1989. 200 с.

73. Митрофанов E.H., Колтынюк В.А. Исследование моделей многоволновых пологих оболочек при осадке опор // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1975. -Вып.2. - С. 118-122.

74. Морозов В.И., Трофимов A.B. Моделирование процессов развития трещин и их развитие на интегральную жесткость ТАЦ при разрушении // Совершенствование методов расчета и исследованиеновых типов ЖБК: Межвуз. темат. сб. тр. -С-ПБ: СПБГАСУ, 1993. -С.100-107.

75. Мурашев В.И. Трещиностойкость, жесткость и прочность железобетона. -М.: Машстройиздат, 1950.

76. Мышкис А.Д. Математика для втузов. Специальные курсы. -М.: Наука, 1971. С.360-383.

77. Мяченков В.И., Григорьев И.В. Расчет составных оболочечных конструкций на ЭВМ: Справочник.— М.: Машиностроение, 1981. 212 с.

78. Немчинов Ю.И. Расчет пространственных конструкций (метод конечных элементов). Киев, 1980.

79. Олифиренко A.M. Стеклопластбетонные конструкции покрытий зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 1997. - № 5. - С.52-53.

80. Осовских Е.В. Метод расчета железобетонных панелей-оболочек и складок с учетом трещинообразования: Автореферат дис. канд. техн. наук. -Киев: КИСИ, 1991.

81. Палювина С.Н. Совершенствование расчета прочности и трещиностойкости железобетонных плит на основе численных методов: Автореферат дис. канд. техн. наук.- Пенза, 2000.

82. Панченко JI.A. Исследование деформирования составных железобетонных панелей-оболочек с податливыми связями сдвига: Автореферат дис. канд. техн. наук.- Белгород, 1997. 18 с.

83. Пастернак П.Л. Практический расчет складок и цилиндрических оболочек с учетом изгибающих моментов // Проект и стандарт. 1933.-№2.

84. Пат. 20088406. Составная железобетонная панель / Колчунов В.И., Ефимов В.И., Заздравных Э.И. // Открытия и изобретения 1994. - № 4.

85. Плевков B.C., Мальганов А.И. Восстановление и усиление железобетонных цилиндрических оболочек покрытий зданий и сооружений.- Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1993. 84 с.

86. Попов H.H., Плевков B.C., Балдин И.В. Расчет железобетонных коротких цилиндрических оболочек покрытий зданий и сооружений на действие кратковременных динамических нагрузок: Учебное пособие. -Томск: Изд-во Том. политех, ун-та, 1992. 96 с.

87. Практические методы расчета оболочек и складок покрытий / Под редакцией И.Е. Милейковского. М.: Стройиздат, 1970.

88. Программный комплекс ReCon V.4.1 Часть 1.4. Киев: НИИ АС С, 1993.- 110 с.

89. Проектирование и изготовление сборно-монолитных конструкций / Под ред. Голышева А.Б. Киев: Будивэльнык, 1982 - С.3-36.

90. Рабинович Ф.Н. Оптимальные параметры дисперсного армирования фибробетонных конструкций // Транспортное строительство. 1998. - № 8. - С.20-23.

91. Рассказов А.О., Соколовская Н.И., Шульгин H.A. Теория и расчет слоистых ортотропных пластин и оболочек. Киев: Вищ. шк., 1986.-191 с.

92. Расторгуев Б.С. Упрощенная методика получения диаграмм деформирования стержневых элементов в стадии с трещинами // Бетон и железобетон. 1993. - №3. - С.22-24.

93. Расторгуев Б.С., Павлинов В.В. Оценка надежности нормальных сечений железобетонных элементов с использованием стохастических диаграмм деформаций бетона и стали // Бетон и железобетон. 2000. - № 2. - С. 16-19.

94. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещи-ностойкости и деформациям / A.C. Залесов, Э.Н. Кодыш и др. М.: Стройиздат, 1988. - 320 с.

95. Рекомендации по проектированию покрытий производственных зданий с железобетонными панелями-оболочками КСО / В.И. Колчунов, Е.И. Стаковиченко, Е.В. Осовских. Киев-Белгород: НИИСК Госстроя СССР, 1989. - 192 с.

96. Ржаницын А.Р. Составные стержни и пластинки. М.: Стройиздат, 1986. - 316 с.

97. Ржаницин А.Р. Строительная механика.- М.: Высшая школа, 1982.-400 с.

98. Розин J1.A. Вариационные постановки смешанных задач теории упругости в форме наименьших квадратов // Известия вузов. Строительство. 1999. - № 8. - С.22-28.

99. Руководство по проектированию железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий. -М.: Стройиздат, 1979.-421 с.

100. Санжаровский P.C., Мусабаев Т.Т. Упругопластическое деформирование железобетонных оболочек и плит с трещинами // Известия вузов. Строительство. 1997. - № 5. - С.4-9.

101. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с.

102. Современные пространственные конструкции (железобетон, металл, дерево, пластмассы): Справочник / Под ред. Ю.А. Дыхо-вичного, Э.З. Жуковского. -М.: Высшая школа, 1991. -543 с.

103. Спаннут JI.C. Проектирование и статические испытания панелей-оболочек КЖС для применения в Камчатской облас-ти//Исследования железобетонных тонкостенных пространственных конструкций. М.: НИИЖБ, 1991. - С.46-60.

104. Стельмах С.И., Хайдуков Г.К. Рекомендации по исследованию пространственных конструкций на моделях// Пространственные конструкции зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1972. Вып.1. -С.164-181.

105. Тетиор А.Н., Померанец В.Н. Обследование и испытание сооружений. К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. - 207 с.

106. Тимошенко С.П., Джон Гудьер. Теория упругости. М.: Наука, 1979,- 569 с.

107. Трушин С.И. Численное решение нелинейных задач устойчивости пологих оболочек с учетом деформаций поперечного сдвига:

108. Исследования по строительным конструкциям: Сб. научн. тр. / ЦНИИСК.- М., 1984. С. 46-52.

109. Филин А.П. Элементы теории оболочек. Л.: Стройиздат, ленинградское отд., 1987. - 384 с.

110. Фомичев В.И., Пухонто Л.М., Бедов А.И. и др. Расчет и конструирование тонкостенных пространственных покрытий одноэтажных зданий производственного назначения: Учебное пособие. -М.:МИСИ, 1988.- 115 с.

111. Хайдуков Т.К. Фибробетон и тонкостенные конструкции // Пространственные конструкции зданий и сооружений. М., Белгород: Изд. БелГТАСМ. - 1996. - Вып.8. - С.239-250.

112. Хайдуков Г.К., Ванькевич В.А. Исследование на моделях сборной оболочки двоякой кривизны с металлическими диафрагмами // Моделирование железобетонных пространственных конструкций. М.: НИИЖБ, 1973.

113. Хайдуков Г.К., Шугаев В.В. Нелинейная работа железобетонных пространственных конструкций // Строит, механика и расчет сооружений. 1979. - №4. - С.3-4.

114. Хайдуков Г.К., Шугаев В.В., Алексеев О.В., Жуковский Э.З. Исследование на модели пространственной работы составной оболочки // Пространственные конструкции зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1985. Вып.5. - С.86-91.

115. Хлебной Я.Ф. Пространственные конструкции зданий и сооружений. Расчет и конструирование. -М.: Стройиздат, 1977. 224 с.

116. Цейтлин A.A., Гузевич Л.Д. Свод из утепленных панелей-оболочек // Бетон и железобетон.- 1990. №1. - С.4-6.

117. Чиненков Ю.В. Исследование оболочек и складок покрытий с учетом условий на контуре, конструктивных особенностей и свойств железобетона: Автореферат дис. докт. техн. наук. М., 1970.

118. Чихладзе Э.Д., Колчунов В.И., Мотовилов A.B. Экспериментальные исследования сталебетонных брусьев прямоугольного сечения при кручении // Известия вузов. Строительство. 1999. -№ 1.-С.138-141.

119. Чихладзе Э.Д., Молдавская Т.А. Напряженно-деформированное состояние сталебетонного свода // Известия вузов. Строительство. 1998. - № 2. - С.4-8.

120. Шагин А.Л., Гончаров В.Б., Крыженко Н.В. Новые типы сельскохозяйственных хранилищ. К.: Урожай, 1990. - 200 с.

121. Шугаев В.В. Пространственные конструкции из элементов, формуемых на плоскости с последующим погибом // Исследования железобетонных тонкостенных пространственных конструкций. М.: НИИЖБД991. - С. 5-35.

122. Шугаев В.В., Гагуа Н.И. Разработка и исследование складчатых покрытий из полистиролбетона // Пространственные конструкции зданий и сооружений. -М.: ЦНИИСК, НИИЖБ, 1991. Вып.7. - С.128-133.

123. Шугаев В.В. Развитие расчета железобетонных оболочек на основе метода предельного равновесия // Бетон и железобетон. -1997.-№5.-С.27-30.

124. Ярин Л.И. Методы расчёта железобетонных конструкций переменной жёсткости вследствие трещинообразования: Автореферат дисс. докт. техн. наук.- М., 1989. 44 с.

125. Andres O.A., Serralunga R.E. Physical model for teaching and ze-searching conceptual design // International symposium university of Stuttgard. Conceptual design of structures. Stuttgart. - 1996. - p. 161-168.

126. Borges I.F. Cracking and deformability of reinforced concrete beams. Lisbon, 1965.

127. Brige L.P. Fissuration des corpsfraciles et du beton arme. Annales de I Institut Technique du Batiment et des Travaux Publics,No. 10, 1964.

128. Chi M., Kirstein A. Flexural cracks in reinforced concrete beams. "Journal ACI", vol.29, No.10, 1958.

129. Gergely P., Lutz L. Maximum crack width in reinforced concrete flexural members. Cornell University Ithaca. New-York, Octo-ber, 15, 1965.

130. Gigel J.M., KolczunowV.I., Kubik J. Reformacje elementu zelbetowego z uwzgledniem zarvsowana/Raporty instituí inzyieriiladowej "Neliniowa mechanika konstrukcji zelbetowjch".- 0pole,1990.

131. Kliger Ii.R. Stressed-skin Panels of Mixed Construction for large Span Buildings // International Conference, Lightweight Structures in Civil Engineering. Vol.1. Poland: 1995. - Pp. 431-439.

132. Kayser H. Anfangsspannungen im Eisenbeton. " Beton und Eisen", Heft I, 1936.

133. Komatsu K., Yoto S. The new method of structural analysis for light weight spatial structures // International symposium university of Stuttgard. Conceptual design of structures. Stuttgart. - 1996. - p.285-292.

134. Kuuskoski V. Uber die Haftung Zwiechen Beton und Stahl, Helsinki, 1950.

135. Lin C.-S., Scordelis A.C. Nonlinear analysis of reinforsed concrete shells of general form. Proc. ASCE, J.Str. Div.,1975. -V. 101. -N3. - P.523-538.

136. Linkwitz K. Least squares methods in non-linear formfinding and analysis of prestressed and handging nets. Proceedings SEIKENIAS S Symposium in Non-Linear Analysis and Design for Shell and Spatial Structures, October 19-22, Tokio, 1993.

137. Mang H.A., Flogel H., Trappel F., Walter H. Wind Loaded reinforsed concrete cooling towers: bukling or ultimate Load. // Eng. Struct.- 1983. -Vol.5, July. -P. 163-180

138. Melaragno M. An introduction to Shell Structures, Ed. Van Nostrand Reinhold, N.York, 1991.

139. Mileykovcki I. E., Kolchunov V. I., Kim V. N., Stepanova N. A. Structural model metods of analysis for roofs from new tape panelshells // Simposium Spatial Structures. Dresden and Cottbus: IASS. -1990.-pp. 84-93.

140. Oduan S.T.A. Slip between reinforcement and Concrete. Symposium RILEM, vol.11, Stocholm, 1957.

141. Roh-und ausbau ayatem-produkten aus beton fertigplatten mit acrylfasern // Betonwerk+Fertigteil-Technik. 1999. - № 3. - s. 32-39.

142. Selby R., Vecchio F. A constitutive for analysis of reinforced concrete solids // Canadian Gournal of civil engineering. 1997. - v.24. -N 3. - p.460-470.

143. Thomas F.G. Cracking in reinforced concrete. "The Structural Engineer", vol.XIV, No.7, 1936.

144. Waszczyszyn Z. Zastosowanie metody elementov skonczonych doanalizy konstrukcji zelbetowych // XXXII conferencja naukowa ko-mitety inzynierii ladowej i wodnej pan i komitety nauki PZITB.- Krakow,1987.

145. Watstein D., Parsons D. Widthand Spacing of tensile cracksin axially rein-forced concrete cylinders. "Journal of Research National Bureau of Standards", Vol.31, Iuly, 1943.

146. Рис. 1. Общий вид испытаний.i >-•-< т И2 , П1 П2 ►-•-• ИЗ И4 И5 ПЗ П5л• » » « 1 И6 И7 И8 И9 И10 А А А i6020

147. И индикаторы часового типа; Б - прогибомер системы Аистова

148. Рис.1. Общий вид испытаний1. И2. ИИ0к