автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние монолитных ядер жесткости с учетом перекоса перемычек

!2и 0 7, 3 2

гажовзгаШ ордш' трудового красного онлшш гпшшгочзтроотишйгй июйяут ш. в.в.куйзшшвл

На правах рукогшои

ШСА АБДУЛ РЛ.ХШШ

удк 624.012.45.001

шпдаздо-ДЕгтировлшоЕ состоят® шнсдагш

ЯДЕР .ЖЁСТКОСТИ С'УЧВТОМ ПЕРЕКОСА ПЕРЕМЫЧЕК

Специальность 05.23.01 - Суроиголькне конструкции,

здания и г,оору!.:о1шл

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соиокашю ученой егепонн . кшшшатп технических наук.

Москва- 1992

Работа внполиена в Московском Ордена Трудового Красного-.' Знамени шкэнерно-строите.шюм институте им.В.В.Куйбшева, ■

кандидат технических наук, - ... доцент Сении Н.И.

- доктор технических паук, профессор Травут Б.И.

- кандидат технических наук, доцент Пресняков Н.И.

- Управление "1.1оспроект-2"

Заи^та состоится " ¿асМЯ ■ 1992 г. в " чао.: на заседании специализированного совета К 053.11.01 в Московском шксенерио-стролтёльном институте ям.В.В.КуЙбшева по адресу: Москва, Шлюзовая нао., д.8, ауд.'

У/г.

С диссертацией'можно ознакомиться в библиотеке института.

Просил Вас принять участие в завдтв и направить Ваш отзнв по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, МИСИ имени В.В.Куйбшева, Ученый совет.

Автореферат разослан " -// " (¿¡•¿¿¿Л- 1992 г.

Научпцй руководитель Офщиалыкм оппонент«

Еедущая оршшзацня

Ученый секретарь' '-■'.'.•■.■ специализированного совета кандидат технических наук,

доцент Э.В.Филимонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЦ

Актуальность работы.' Из всего многообразия существующих конструктивных систем мно1*оэтажнш£ зданий значительную долю составляют здания о ядрами жесткости, которые, как правило, возводятся. йз монолитного железобетона и обеспечивают прочность, жеаткоотъ и устойчивость всего' сооружения.,

.В Сирийокой Арабской Республика многоэтапное строительство в основном ведется из монолитного, неле зоба тона. В такта зданиях несущие стеш такие могут объединяться в пространственные элементы - ядра жесткости о.целью повышения »¡зоткости и устойчивости здания и объединения лестнично-лифювого хозяйства в замкнутом пространстве",-поэтому вопроси изучения действительного ка-пря;мiшо-дофэрмироеэ 1 шого состояния монолитшх ядер жесткоотк являю^оя актуальными и для Сирии.

Поиск неиспользованных резервов несущей способности монолитных яие'р жесткости являотся несомненно актуальной проблемой в об-'ласти многоэтажного строительства.

' В сложных пространственных системах, какими являются и ядра аэсткости, вследствие трехмерности всех конструктивных элементов неизбежно возникаю? особенности работы конструкций в стесненных услойнях, ■ которые обычно не учитываются при проектировании.

'Для яДеркесткооти характерным проявлением сказанного выше является возникновение распоров за счет перекоса ггеремичек, которые с большей интенсивностью проявляются в предельной стадии. Эти распора будут восприниматься столбами ядра и внутриядровыш ■перекрытшш. К настоящему времени данные особенности, работы ядор были мплоизучони и на учитываются при проектировании.много-эташиас здашН! с ядрами »осткости. Их изучению и посвящена данная работа. " "

Цель диссертации - исслэдовашю напгшонно-дефошированно-го состояния моиолитних адёр яясткостй с учетом перокоса перемычек!. , ' '

С учетом этого в диссертации бнли поставлены и решены следующие задачи:1 ■

экспериментальным путем'выяснить'характер распределения распорных усилий за "счот перекоса поремичек по высоте ядра;

~ экспериментальным путей определить распределение распор-

- 4 - ,

них усилий мевду столбами ядра и внутрпядровшии перекрытиями»

- вшшить елияшш услрпий закрепления внутриялрошх перекрытий на непря:кеш!О-д0формированное состояние ¡тара; :

- раэрайотатъ мотодику расчета ядер жесткости о учетом влияния распорных усилий за счёт перэкооа перемычек.

Научная новизна щбату заключается в следящем:

- выявлен характер раопределеш!Я распорных усилий за счет ' перекоса перемычек по ршоте едра кесткостм; :

- эксперишнталышм путем определено распределеш« распора них усилий между столбсш едраиввдтриядровими перекрнтиями; ,

- выяснено напряненао-дефоршровайное состояние ядер яест-кости при различных снлознх воздейсшш: «условиях закрепления внутриядровых перекрытий со столбами ядра о учетом перекоса перемычек; ;* * ■ ' , ''••."'•.' •• '■' ч'-'Л'

- разработана методика расчета ядер жесткости 6 учетом перекоса перемычек. • " - . ..

На защиту виносятся:

- методика испытаний ядер жесткости о целью изучения влияния перекоса перемычек на напряненно-деформироваиное состояние. ядер; , '.'- '• ' ■ '"

- результаты экспериментальных исследований на моделях из оргстекла; V у.

- методика расчета ядер жесткости с учетом влияния распорных усилий за счет перекоса поремнчек. ■

1. Практическая значимость робот« заключается в том, что результаты проведенных наследований позволят болео рационально проектировать монолитные ядра жесткости многоэтажных зданий, что позволит снизить материалоемкость.

Достоверность сформулированных в диссертации научных положений и выводов обеспечивается достаточно глубокой проработкой методики испытаний и метрологическим обеспечением эксперимент • тельных исследований, проведенными сравнителыпат расчетами с применением ЭШ и достаточно.хорошей сходимостью экспериментальных и теоретических данных. .. .

Апробация работы. Основные. результаты исследовашЛ были обсуждены и одобрены иа XXX Научной неделе, прошедшей в Сирийской Арабской Геопублике на базе Университета в г.Дамаске 3...8 ноября 1990 г.» а такке на кв;$едре Еэлезобетошшх конструкций Ш ш.В.В.Куйбшева 22 мая 1992 годе.«

Структурами объем ъобот. Диссертация состоит из вшдоння, ' четырех глав i общих выводов, списка использованной литоротуры и пр11лодания. Общий объем роботц - <Л?/ страниц, в том число ¿о аграшщ машинописного текста, рисунка fi таблиц, списка литературы из наименований. ,

;'; СОЦЙРШИЕ РАБОТЫ

Во вводошэд штодатся' овддешш об' актуальности исолодова-шШ, сформулирована цёль и задачи, научная новизна и практическое значение иолучошпк в диссертационной работа результатов.

В прозой глапо док "кроткий, обзор литоратури по томе диссертации, в котором рассмотрены it проанализированы наиболее извост-• ныв мбслодойошя «йнбли-ийа- ядер шсткости'.иисотнкк зданий, проведённые! как в СНГ, так и в других странах мира,

'••• Били, проанализированы коне тру ктивниа решении многоэтажных " 8да|шй .0- мойолптннмп'ядраш кбсткосга,'которко в последнее 'вра-wi находят nao больше пршононнэ как одна из ойиошшх вортикаль-iuíx несуцнх коиструы;н.1. '

Анализ.;мотодоа расчета несущих систем многоэтажных здашШ . о ядрами «бойкости .позволял' вйяпить', три основано раочотшо модели: дискротнуи, континуальную и дпакротко-коктапуальную, обеспе-„■ чивакщих соот в о тот пу ищу ю точность расчета и -зависимости, от при-с'

iiHTioc гипотез и дспуцопиЛ. ';■„; Наибольшей'p'adnpbc'rpaHüHHQ при расчотах.'шюгоэтажишс зданий. 'полечила днек^'гно-кинтинуллъппн расчетная модель. D, ■ ¡гей вортикаль'шю. несущио оде'мопгш счигайтся дискротиши с заданным paciioioi/oimcM, .а' ¿осродоточошше сэйзп,' соёдпи'яюцио эти : эломонти, • заисйякя'ся ..контикуалъшш -'(непрерывно' распродоленшаш по BUcó'fó' здишш). Эта расчатнйя модель позволяет учость недостатки' iiepBic; Двух ■ [фиштггель.но к ]>.:ючату многоэтажных зданий, •. В частности, 'она.-дает., возможность затенить скотому алгебрзичео-, ких:уравншыД-рнсо[сого':по).шд1:п (прп дискретной модели) системой дисЫоренци.чльн!« Уравнений.пначи.толыю- меньшого порядка. Кроме ■ этого, данная расчетная модояь vatab 'позволяет учость калачи® проемов в'стенах зданий и-отлично от континуальной ыодолл..

. ¡.{атод ра'счота1 Ы110гоэта;;:них зда1Н1]1 на основа дискретно-континуальной модели был. разработан профессором П.Ф.Дроздовим и в \ дальнейшем разщгг'им и его,'учениками Паиьшиння. Л.Л., Сени-

ubi II.II., Пресняковым Н.И., Люблинским B.A«, Хамрзлиевш А.А,, Шакировым М.С. и другими. Та же расчетная модель была положена в основу исследований Подольского Д.М., Лишака В.И., Af.

У-Ш1Л 4. , ¿b¿d£ А. , //жогМ f - к других. .

Однако, в данннх исследованиях не учитывались особенности работы перемычек в стеснеших условиях за счет их трехмерности, что глсжет сказаться-на напряженно-деформированном состоянии ядра.

Наиболее близкой к реальной несущей системе здания является дискретная.расчетная модель, в которой!сохраняется дискретное расположение связей ивергикальных столбов. Несущая система представляется в виде стержневих элементов, либо элементов другой''; формы, соединении друг с другом в узлах, где удовлетворяются условия равновесия и неразрывности деформаций. Расчет на основа 8той модели требует решения, систем алгебраических уравнений. Для слонннх пространственных несущих систем многоэтажных зданий порядок этой системы становится значительным, что приводит к ограничению области ее применения.- • •-••,'' '■';

Тем не менее дискретная расчетная модель в настоящее время4 о развитием электронно-вычислительной техники находит применение в практика проектирования многоэтажных'здашй," реализуясь в методе коночного элемента (МКЭ).-Здесь следует отметить работы Шапошникова H.H., Александрова A.B.. Бадана Т.А. и других.

Для выявления особенностей напртв1шо-де$оршфованного со-состояния и проверки предлагаемых методов расчета проводятся -йкоперименталыше исследования ддер жесткости, как правило, на моделях. Значительная часть экспериментов велась' в упругой по-стзновке на моделях из оргстекла:, работы Дроздова П.Ф., Сенина Н.Й., Пктлюка Д.А., Подольского Д.М., ВолЦсона Б.П., ,

Учмл/г. А. и других, а такйа оптически чувствительного материала: работы Попова А.И., Пашкова В.А., Преснякова Н.и. и других. . G целью изучения нелинейного характера дейоршфозания ядер, ха- ■ рактерз тращинообразования и схем разруишшя при различних сило-внх воздействиях некоторыми' исследователями были проведены испытания моделей ядер, вшалненннх из мелкозернистого железобетона:' работы Сенина Н.И., ВсМол., ¿kivíli А. , а также крупномасштабных фрагментов из железобетона: работы Васильева А.П., Быченкова Ю.Д.й других." . . - : : ' ч; "

. Однако "в перечисленных выше исследованиях мало вщялания tía-í ло уделено такому фактору, как пчлкчпе'шутршэдювкх порекрытий.

Отдельные элементы данного вопроса отракеш в работах Преснякова H.H., Попобз А.И., Пешкова В.А. и других. В дашшх исследованиях рассматривалось только жесткое сопряжение перэкритий со столбами ядра. Очевидна возшшает необходимость рассмотреть и другие условия.

■ Впяную.роль на работу ядер жесткости в целом оказывает поведение надпроемшх переничвк. Их'.изучении посвящены иссдодова-,шш Дроздова. И.О., Cernina H.ií., Хамралиова A.A., Аграновского В.Д., Дкшака-В.И., Соколова W.E., Глины Ю.В. и других. В дашшх лсоло-. дованиях но виясненнцкн остались вопроси распрэделешш распоршх усшшй, возшшавдих-за счет перекоса перемичек по высоте ядра, а также распределение этих усилш'1 между столбами и инутриядровнш! иерздрыгиями,' ' .

. ' В рамках решения перечиолошна в weg вопросов и пелись окс-Пбрш.'.знтадьшв н теоретические исследования, талполионнле в данной работе.

'■"' 'Во второй тушпэ тщ основные' зависимости метода расчета 'ядер жёсткости, базнругащеся на теории расчета несущих систем liucothldc здеши¿i проф.дЬоздовя П.Ф, с.использованием дискратно-. контаиуодь'ноИ расчетной модели.

Основная система образуется путем paapéaiai заданной несущей системи ядра по связям' сдвига и фютлвлш швам таким образом, чтобн ка:ушй вортикплышй оломокт представлял собой отдали-ный иряшугольгшк (столб). В качестве с^гкцпешальн)« квизвест-них,- раскрнвающас .статическую. неэпроделшость нвсушой системы, принимаются норыалыше' силы ñá(x) во всех вертикальных элементах и ццгпбцокругшщИ бшоыеит Г(к) , odmidi душ всей системы. Причем иарша'создаются-только за счет сояроишвшя связей. изгибу и сдвигу. ' . . '

Для ядра- Жесткости, подверженного в общем случае одновременному воздействию .сжатия, изгиба в двух плоское.туй u кручешш, приводится основная система диЭДхфе/щиалышх уравнений, из решения которой ири соатветс твуш.их граничных уоловиях определяются усилия в,столбах и перемичках, а 'также -перемещения всего ядра, ,■'" На основе данного метода доц.'Ирескяковым Н.И. 0илп разра-. ботана программа "Автордд £С" для расчете ядор на ЭЕМ.

"■. -Однако этот метод но позволяет учесть особенностей работы перемычек при их перокоса в ctqchohühx условиях, в результате чего возникают pacnopttiíü усилия,, которые воспринимаются столба-

мя и внутридцровыми перекрытиями. '

В диссертации приводится алгоритм .инженерной методики расчета ядер жесткости с учетом.этого обстоятельства..

На первом етапе производится расчет ядра жесткости в упругой стадии по программе "Авторяд ЕС", из которого¿юлучт кои- -тшздальше-перерезывающие усилия а перзшчкэх ' . •

lio максимальному значения Q^ проверяем, образуются . трещины в перемычках или-нет,- если трещины не образуются, то считаем, что усилия распора :будут незначительны и их можно не учитывать. Если:трещины образуются, то выполняем перерасчет характеристик»; податдивостипоремнчки по формуле:

где - иагибиая жесткость перемычки, соединяющей столбы

' " î " и " Р ' ' ■ Л-' '•'.. '■'.'.; > / .

-высота этажа; : ' . ; 1

- пролет перемичкм; , ' .

àifi - расстояние между центрами тяжести столбов "

' и " р - . ; . *•'//; ■

cf - коэффициент, учитывающий сдвиг в перемотках; - , ¿ht — коэффициент,учпгывакщий сникение жесткости . за счет образования трещин в мостах сопряжения Перемнчек со столбами. Повторно выполняем расчет ядра по программе "Авторяд ЕС" ' с вводом вместо ^ параметра .Б результате расчета

'получим новне значения (2,/> '

С.учетом этих.усилий,- а .такие из рассмотрения схемы деформирования перемнчки при ее перекосе (рис. I) получйм выражение., для величины. горизонтального. смещениястолба " < " в; уровне . :

. А„(х)= a,es(ьUS^Û^'Ùp)(<—jr)y (2) . ;

С учетом полученных величин à „(ж) столб " i " рассчитываем как неразрезную балку с пролетами, равшыи высоте этажа h , на заданные смещения о нор. В результате, получим, усилия, распора .«'' возникающие в ддре за счет сопротивления

отолбов перекосу перемычек. Тмг.баадю момента в перемычках^ с учетом уошшй распора уменьшаются: ■

.• Рис. I. Схема• дёформиррвшшя перемычки

- . II.1С ¿> ■ ■ >и1С ^

' где- — плечо, действия сил распора вичпслявтся по сле-

.-,'-■'" дующей зависимости:

: ; " ■ . и)

; • „В Формулах (2);« <4) величина висог'н екатой з'онн X» сече-■■ пил. ¡шремычкп .в моего сопряжения. со', йтолйои' определяется из условия • раЬноросим ёвчопия при • ш&ютричнем армировании продоль-■ .-ной арматурой Н; при достлнщфй би.-сшиЗс'рао-чоэтшх характеристик (стадия' образрБй1и!я пл^стачес: ого шярнари с :юно 'сопряжения пе~ . рёмачки со столбами). Предварительно- величина.'определяется; с учсто].г ус;цигГ' распори И •', • полу.чошш баз учета обкатил ; батона 1шрш.шнкп (величина Д на рис. I). Затем ,зта величина уточняется с^ унета.мГслуЧенш.'х значен11Й

; . При-наличии/ Егя!фо несткоотц лнугриядрович перекрытий усн-. 'лия- рас'пора- .за; с'чот порёкьеэ иоромичок'1 будут восиришша-ьоя и .?сй)лба.!й «••церокритшиш. Причем,, ийрекрытня в данном слу лае будут выступать, й.р0лп ':(атн:'л0к.; , "-• '

"Усилия, распора;. босирпиииЗсше тсутрщдаровши, перекрытия-

- 10 -

ми, определяется из выражения:.

(ЕАы) . (5)

1/Кр- 1 . /пс/> '

где • - длина перекрытия, определяемая в зависимости от

условий закрепления со стенками ядра; осевая привод шшая жесткость перекрытия; Л „.„ - сушарное горизонтальное смещение столбов за - счет перекоса перемычок.■ Величина Л„п определяется,из условия равенства горизонтальных смещений, для столбов и перекрытий за счет,перекоса ,перемычек. При этом высота сжатой зоны Х„ определяется с учетом ' усилий распора, воспринимаемых столбаг.ш ¡¡¿¿р и перекрытиями .■ Нпсг-р

Окончательно изгибавдие моменты и поперечные силы в перемычках будут равны: ', ■' -

\ ' .(в).

. Л -

сР . ; (?)

В (формуле (6) плечо действия сил распора Ниа и "

определяется по-формуле (4) с уточненными веляшшаш X* и

С учетом полученных величин перерезывающих сил в перемычках определяется продольные усилия в столбах по формуле:

где сумма берегся,по всем " С " связям, присоединенным я ¿-му элементу, , .. /•'. ■ ;

Через ■ '№(*). определяются изгибэтздиэ моменты и Мц. ж полные продольные силы вф) в столбах.

Б этой же главе представлен способ применения метода конечного момента для расчета ядер жесткости. В качества конеч-' них элементов били приняты отервнзвые.элементы, соединенные ме» ду собой в пространственную.конструкцию. При этом внуградпровыа перекрытия также моделировались стрржняда, количество которых ' зависит от условий, соединения перекрытия со огенками дара.

- и -

С далью учета перекоса ■пвромнчэк при деформировании ядра перемычки моделировались наклонными старяпиш, перепад концов которых был равен высоте реальной поремычки, а осевая ;?осткость снижалась введением соответсгвующого коэ(>фшиеиха, учитывающего образование трещин в перемычках. При этои сопряжение наклонных стержней о вертикальными, моделиругавиш столбы принималось шарнирным. ...-'-, - ' '

• . В .третьей главд представлены методика испытаний моделей ядер гздоткости из оргстекла на действие изгиба и изгиба о кручением, а также основные результаты экспериментальных исследований.

.' Объектом экспериментов были выбрани ядра жесткости прямоугольной в плане с симметрично расположенными проемами. В качестве материала для моделей применялось органичеохое стекло (полиметилмэтакрилат), которое часто используется для моделей пространственных сооружений сложной формы и позволяет суще: отвешю снизить затраты на эксперименты.

Всего было изготовлено и испытано 3 модели ядер жеотности 20-э*ажных зданий в масштабе 1:80. .

Модель, Я? I : бала выполнена без внутриядровнх перекрытий (рис. 2,а). Модели № 2 и 10 3 к,юли те кэ размеры, что и модель -. К I. , Отличие. заключалось в наличии внутриядровызс - перекрытий: во второй модели они жестко крепились со столбом ядра по двум противоположным стенкам (рис. 2,6), а в третьей - по всему контуру (рис. 2,в), , .

Узла сопряжения перемычек со столбами (рис.2,г) конструировалась таким образом,- чтобы шэть возмокность на одной модели провести испытания при двух вариантах крепления .перемычек со столбами ядра. '

I Первый -вариант - имитировалось жесткое сопряжение переш-чвк со стенками ядра (рис. 2,д). В этом случае перемычки крепились' с помощью четырех ппилек по углам. - •

Второй вариант - имитировалось образование пластических шарниров. (иарнпрноб соединение) в местах сопряжения перемычек со столбами, которые возникают в реальных ядрах за счет перекоса перемычек при деформировании .ядра под действием ветровой нагрузки (рис. 2,д). В этом случае перемычки крепились к столбам с помощью двух шпилек в углах по диагонали. При этом шпильки 'устанавливались в зонах, которые при загружают моделей бу-.дут находиться в области.сжатия,

.Такой вариант крепления позволял внявить характер влияния ¡спорных усилий, возникающих за счет перекоса поремычек и воо-шшшаёмих столбами и впутриядровкми перекрытиями на его нап-¡женно-деформированное; состояние.

, Испытания моделей проводились На специальном эксперимен-шьном стеаде, представляющим, собой сварную пространственную 1му,. выполненную из прокатного швеллера № 12. При испытании »дели устанавливались на стенде в вертикальном положении и йпились через фланец в основании о помощью болтов кметалли->скому фрезерованному листу стенда.

Загружение моделей проводилось горизонтальной нагрузкой, тирующей ветровую (вертикальная нагрузка отсутствовала), гешнял нагрузка создавалась тарированными грузами, которые увешивались через блоки в пяти уровнях по высоте модели на 1Вном расстоянии друг от друга.

Каждая из моделей в процессе испытания подвергалась двум дам воздействий: изгибу и изгибу с кручением. Цри создании в далях изгиба грузы подвешивались симметрично относительно -нтра. жэсткостей, а при изгибе с кручением - о одной стороны. >оме двух; загружвний при различных силовых воздействиях каж-я модель йсиытывалась при двух вариантах сопряжения перемычек столбами ядра: жесткое и шарнирное. •

Погружение моделей производилось этапами. На каждом этапе валась ввдержка под нагрузкой в течение 10...15 мин., после го снимались, отсчеты по механическим приборам и. тензодатчикам противления. ,

; В процессе испытаний производились измерения перемещений рогибов я углов закручивания) модолей нрогибомерами системы кспмова Сцена деления 0,1 мм), которые устанавливались на ониальшк стойках в пяти уровнях по высоте ядра/

При ойгружешш моделей вис га 1011 нагрузкой происходит перес порсмичеп. Для замера этих перокосов на моделях устанавли-лпсь простейшие сдвигомерн, конструкция которых представляла бой следующее: на перемычках жестко заркеплялось "коромысло" оргстегот, на концах которого устанавливались индикаторы чат шго типа• с.ценой деления 0,01 мм. База одвигомера составила: мм. Ицппкаторн кропились.с помощью специальных Штативов на-зткой рэме. • ••■•...

- 14 -

Для измерения относительных децормаций в моделях применялись проволочные тензоразисторы с базой 5 км, которые наклеивались на о то лбы и1 перемычки о внешней стороны моделей." Кроме этого, на моделях ,16. 2 и К< 3 наклеивались тэнзодатчики на внут-ршздровые перекрытия. Б качестве регисгркрушей аппаратуры применялся тонэометричзсюШ комплекс СШТ-З. /.Г:

По результатам исппташШ трех моделей ядер жесткости на изгиб были построены графики прогибов;как при местком сопряжения перемычек со столбами, так и при шарнирном. ... ,

Наличие трещин в перешчках (шарнирное.- сопряхашю) приводит к уменьшениюизгибиой косткооти адра и соответствующее ува-ЛИЧ91ШЮ Прогибов'. Для модели I I беч внугриядровых перекрытий каксгалзлыгое прогпбн вершшы ядра увеличились в' 1,58 раза.

При наличии виутриядровшспарокритий влияние условий крепления персмнчок со столбами несколько -снижается и зависит от характера креплогпш- перекрытий со стенками ядра. Так, для модели № 2 (перекрытия жестко"связаны со стешеами по двум сторона?,!) эт< соотношение составило 1,55, а для модели В 3 (перекрытия жостко .'связаны со стешсами по контуру) соотпошэние.ужесоставило 1,11.

: Результату испытаний показалй, что впутрилдровш перекрытия повшаада изгибную жесткость ядра. Так, прогиби второй модели уменьшились в 1,65 и 1,68 раз соответствешю при мотком и шарнирном сопряжении перег.цнок со столбами ядра. Для. третьей модели эти 1Щ?рн составили соотватствояио 1,7? и 2,51.

По результатам испытаний трех моделей .ва действие изгиба о кручением были построены графики углов закручивания такке для двух вариантов сопряжения лоремыч&к оо,; столбами, Образовашю . трещин в перемычках существенно сникает жесткость ядра на кру-чэш!9. Для модели № I угли закручивания в вэршипо ядра при шарнирном сопряжении увеличились, в дйа раза по сравнению с гостши,' сопряжением перемычек со столбами. При этом наличие ввдтриядро-вых перекрытий оказывает меньшее влияние на крутильную ¡¿осткосз

ЯЯРв«".,' V-" ' : . "А

По показаниям сдвигомеров были построены графики взаимных а щений концов перемычек 8 ,из анализа которых отмочоно, что. В10 риядровш перзкрытая оказывают существенное влияние как на пол! ну, так и на характер распределения а«ализируемого^параметра п< -высоте ядра .Данное обстоятельство объясняется тем,что внутридд]

иерекрытия вклтаются в работу еще и как связи сдвига, при этом их эффективность в данной роли будет вшие, когда они жеотко связаны со стенками ядра по воему контуру.

Кроме того, в процесса испытания моделей производились пз-вдренш относительна деформадай в различных сечениях столбов с помощь» проволочных тензорезисторов о базой 5 мм. По этюл результатам бьии построены эпорн нормальных напряжений по контуру горизонтальных сечошй моделей при действии изгиба, изгиба с кручением и кручения. Сопоставляя эти эпюры для различных вариантов сопряжения перемычек со столбами, можно отметить, что нормальные напряженна при жестком сопряжении на 15...40$ меньше, ,чом при иарнирном. При этом наличие'перекрытий.эту разницу укеньпаот. ' ■ ^

В-четвертой глазе представлены результаты расчета, экспериментальных-моделей ядер а проведено их сопоставление о опытными данными. ' ■

С целью.проверки возможности применения'пространственной сторяювой модели для анализа .напряженно-деформированного состояния ядер- жесткости Зшш: выполнены расчотн всех экспериментальных модрлей по программе "ЛИРА"' на основе МКЭ. Сопоставление полученных результатов по нормальным напряжениям в столбах с, эксперименгз'льнима-данными показало их хорошую сходимость (в пределах 5... 15$). По перемещениям (прогибы и углы закручивают) 'отмечено большое расхождение, что объясняется излишой подетливостью конструкции узлов сопряжения перемычек со столба-ш в экспериментальных моделях.'

Для проворкп достоверности основных положений предлагаемой инзенерноа.методики1 расчета япор жесткости о учетом перекоса перемычек также бшш просчитаны экспериментальные 'модели при пгар-нирпом соПря.тзшш перемычек оо столбами. Сопоставление экспериментальных и теоретических результатов" было проведено по изгибающим моментам в столбах. Расхождение, в основном, не провыша-Ло-15^.;-Кроме, этого, по этой но методике вычислялись усилия распора за очет. перекоса перемычек, которые оказались близкими по значениям, о-, усилишя распора,- полученными из раочета по программе ; "ЛИРА'' о-: использованием стержневой модели ядра, представленной в диосертащзд.

,. - 16 - ..

Анализируя графики усилий4распора, портроеншЕс по разулъ-татам расчетов, можно отмотить, что столби в меньшей степени; сопротивляются'перекосу поремычек,;яем внутриядровые перекрыл Так, для модали й усилия распора увеличиваются в 1,56 раза л сравнении с первой по результатам расчета их на изгиб, а для третье!) модели !вто соотношот1е- составило Э,7 разв. При эгоы в первой модели (без перекрытий) наибольшие: значения усилий распора возникают блике к заделке столбов в оснований;ядра» а в , третьей (перекрытия хестко соединены со столбами ядра по конт; ру) эти усилия распрострягются на всю высоту ядро.

осношшн виводц } : . ■ '.

1. Образование трещин в'перемычках .в, местах' сопряжения и; оо столбами существенно .увеличивает доЛормативнооть ядра; ио прогибам в 1,58 раза, по углам закручивания в 2,1 раза* .;

2.Наличие внутряядровшс порекрмтий повышает изгибную яеоткооть ядра. При этом опродолоннуи роль играют условм кре ления перекрнти!! бо .стенками ядра. Так, прогиби второЛ мололи (перекрытия, soctkq связаны аостош.-шцядрдпо двум сторонам) уменьшились £ 1,68 раза по сравнению о первой Сдарр без перекрытий), а третьей (перекрытия ¿остко связаны со стоиками по контуру) в 2,5 раза. rj■ .'.'л: .. '

3. Столбы ядер жесткости в мокьией стопой« сопротпвляютс порокосу перемычек, чём внутриадровно перекрытия. По розульта там расчета моделей на изгиб имеем увеличение усилий распора в1,Б6 и 3,7 раза боответсташо во второй и третьей моделях по сравнении с первой. ;-■./'•' "•':•''-'.'..'.'.'•

4.-Влиянйё перекоса пере,»,Я1чек для ядер жесткости о внут£ ядровыми перекрытиями распространяется по всей высоте, и завис от условий, сопряжения перокритий со стенками ядра. При жесткс сспряяешш перекрытий по вооиу контуру это 'влияние .'проявляете в большей степени. Для ядер боа. порекритий данный фактор- ска: ваетоя лишь в небольшой aoiie, прилегающей к заделке столбов ! ООКОВанИИ. '/ ; -."V-.'".-'

5. Нормальные напряжения в столбах ядер при шарнирном ct пряжении перемычек со столбами увеличиваются на 15...40Й по . сравнению о жестким сопряжением. - ......

- 17 -

- 6. Сопоставление опытных и раочотннх величин, полученных ) предложенной,, инженерной методике, позволяет рекомендовать ) для раочёта ядер косткооти о учетом перекоса перемычек, шная методика боле? полно оценивает напряжэнночдеформиро-шное. оостояипэ ядер, в ее использование будот способствовать шболой рациональному проектированию последних.

7. Для расчета ядер жесткости как о учетом, так и без уче-перекоса перемычек можно также использовать программный тлёко "Л11РА" на основе МКЭ при моделяровашш ядер простран-'венговт стержневыми системами.