автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность изгибаемых железобетонных элементов с полным использованием сопротивления поперечной и высокопрочной продольной арматуры

РГБ ОД

1 Ц ДВГ 19$е>ЦТАВСЬКИИ ТЕХН1ЧНИИ УБ1ВЕРСИТЕТ

Яа правах рукопису

МИКИТЕШШ Сергей Миколайович

ИЩЕИСТЬ ПРИ ЗГИЯ1 ЗАЛ 130БЕТ0НШХ ШМЕНТ1В 3 ПОБНИМ ВИКОРЙСТАННЯМ ОПОРУ ПОПЕРЕЧНО! Í ВИСОКОМ1ПШЛ ПОЗДОВЖНЬО! АРМАТУРИ

CneniajibHícTb 05.23.01 - Буд^велып нонструкцП,

буд!вл! та споруди

АВТОРЕФЕРАТ дисертадг ï на здобуття вченого стуиеня кандидата техШчних наук

Полтава - 1995

Дисвртац! SB е рукопис.

Робота викояана на кафедрi задiэобетонних та кам'яшх конструкц!й Псатавського техн!чного университету.

Зауковий кер1вник - кандидат технлчних наук, доцент В.П. Штрофанов

0$inttei опоненти - доктор техшчних наук S.A. Кл1мов - кандидат гехн!чних наук, доцент В.!. Клименко

Пров1дна устаяова - Даржавний проектний tнститут "Шстбудпроект" <м. 'Полтава)

Захист дисертацИ в!дбудеться " 11 * липня 1995 року о 10°° годин! на зас!данш спещал1зовано* ради Д-25-01-02 при Полтавському техШчному ун1верситет! за адресов: 314601, ы. Полтава, Першогравневий проспект, 24.

Э дисертац1Б® ыохна ознайоыитися в б1бд1отец1 ун!вер-ситету.

В1дгуки на автореферат просимо . надсидати на tu'я вченого секретаря у двох пришрниках, зав^рених печаткою.

Автореферат роз1 слано " 8 " чепвня 1995 р.

Вчений сёкретар . сшц1ал1эованоУ ради доктор *ехн1чних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность теми. Вайб1льш еконоы^чни-ми по вптратах арматурной стал1 зал1зобетовниыи елементами при згиш е т1, в яких ошр поздовхньоУ I поперечно! арма-тури використовуеться повшстю, тобто, елеыенти непереармо-ваш в обсх напрямах. Так! елементи маять обриви поздовтн!х робочих стержн1в. Однак вказаш елементи не магть достатньо-го розповсютення на практищ, до обуновлено перш за все не-дол1кани розрахушцв м1цност1 похшшх 1 нормальних перер1-31В, рекоыендованих нормами прсектування.

Найб!лып значнкмн недол1ками нормативных розрахуяк!в е тагл:

- окремо ураховуетьея Д1я на м!цн1сть похилого перер1зу поперечно? сили О 1 згпнального моменту М;

- н1цн!сть бетону б1.ля к!нця похило! тр1щинн визнача-бться по дуае наблиаенШ формул!, яка не враховуе сп!льну д1в поперечно! Ов 1 поздовжньо* стпскувчо!' Нв сил;

- В1дсутя1сть рекомендацгй по визначеннв «еах перезревания похилого перер1зу I урахуванню робогя високоьпцно? поэ-довзнь? арматури в похнлоиу перер131 при напруженнях, вще умовно'1 меап плннност 1 ;

- м1цшсть нормального перер1зу, розташованого в зон1 ди поперечно!' сили О, визначаеться без урахування впливу останньо'1;

- необгрунтовашсть будъ-якими принципами ыехашкн де-формованого твердого т!ла вимоги ЗО/дС-О для внзначення проекцИ Со небезпечно!' похилоУ тр^щини (НПТ) та небезпеч-ного похилого перер!зу С;

- вгдсутн!сть сп:льност1 передумов 1 методики розрахун-

ку м!цност1 похилого г нормального перер131В: нории не дозволяют ь птримати розрахунок м1цност1 нормального перер1зу э б1льш загального розрахунку похилого перерхзу.

!нш в1дом! пропозици по розрахунку м1ДН0ст! похилих перер131в також не Еиршують питания забеэпечення повного використання опору поздовжньо!' 1 поперечно! арматури. Форму-ли, во пропонуються для траничних зусиль в бетош б1ля юнця ШГТ, не ураховувгь можлив1сть ргзнюс випадшв руйнування, як1 р1зняться анал1тичним эв'язком м1ж граничними Ов 1 ИБ в залежностг в1д сшвв1дношення Ов/Нв.

Вказак! недол1ки пов'язаш з труднощами експеримен-тальних досл1дженнь меж1 переармування похилого перер1эу, неповним використанням математичних методов 1 досягнень в облает! розрахунку ы1цност1 бетону при складних напружених станах.

В зв'зку з викладеним вище, досапдження по розробц1 розрахунку мгцност: елемент1в з ловним вискористанням шору поперечно! 1 високхшзцно}' поздовжньо! арматури при сп1лъшй дЛ' поперечних сил 1 згинальних момент2в е актуальна« завданням. Мета дисертац1йно'1 робот и: - розробка I експериментальна перев1рка методу розрахунку м1цност1 при згин1 непереармованих зал1зобегонних еле-мент1В з високом1цною поздовжньою арматурою, при сшльшй д! I згинальних моментов I поперечних сил. Наукова новизна:

- вперше випробувано залхзобетошп балки, непереармоваш по похилих перер1зах поперечною та високом1цною поздовжньою арматурою;

- доведено пластичшй характер руйнування непереармованих похилих перерыв з високомгцною поздовжньою арматурою;

- розроблено загалъний розрахунок и1цност1 похилих I нормальних перерг Э1В зал1зобетонних елементхв з повним вико-ристанням опору поперечно!' та високом1цно! поздовяньо! арма-тури при сшлыпй дIх згинальних момент!в I попречнкх сил;

- запропоновано I експериыентально переварено оптимтза-а1йний П1ДХ1Д при забезпеченн! повното використання опору поперечно! та високоьинно! поздовжяьо! арматури похилих пе-рер1з1в зал1зсбетонних елемензмв, що згинаються.

Автор захищае:

- запропонований загальний метод розрахуняу М1ИН0СТ1 при поперечному згшп похилих I нормальних перер1з!в эал13о-бетонних елементгв з високом!цнов поздовхньою арматуре при сшлыпй дхГ М I О;

- експэриментальш дсапдження по перев1рц! запропоно-ваного розрахунну.

Практична значения робот и. Запропонований метод розрахунку мгцност! при згин! зал1зс-бвтнних елементхв звисокоы1цяо1 поэдовзшьол арматурою при сп1льн1й ¿ПНЮ дозволяв знаходиги оптимальну к!лыисть ■ вясокоы1цно1 поздозжньо! I поперечно! арматури з позним ви-користанням Н опору. Метод дозволяв визначати оптимальна полоаення м!сця обриву поздовяньо! арматури з похилих пере-ргзах розглянутих елементIз. В пор!внянш з норматибним методом запропонований забезпечуе бглыа еконемгчну витрату ар-¿атурно! стал; I кращу зб1ашсть теоретично? м!цност1 з екс-периыентальною.

Яослхдне проектування зал!зобетнних ригел1в, панелей 1 балок показуе, що запропонований розрахунок дозволяв зыенши-тя витрати арматурно! стал! на 5-12 2 в поргвнявш з норма-тивним розрахунком, що досягасться за рахунск оптишзацп"

параметр!в армування - перер!зу поздовжньо! арматури до : п!сдя обриву, координата м!сця обриву, !нтенсивност! поперечно! ариатури.

Реал1зац1я робот и. На основ! запропоно-ваного розрахунку в!дпов!дно до техничного завдання виробни-чого буд1вельно-ионтажного об'еднання "ШШАВБУД" були роз-роблен! робоч! крзслення РЧ-БРП-41.8-92 "Балки железобетонные для рельсовых путей башенных кранов" 1 Техшчш умови для цих балок. Розроблен! такоя робоч1 креслення зал1зобе-тонннх панелей безрулонного даху для жйтлових багатоповерхо-вих паяельних 1 цэгляких будишив. Виготовлення I випробу-вавня панелей виконано на 1вано-Франк1вському ДБК корпоращ I "Укрбуд". Вицробування показали, що трщиносийисть, жорст-к1сть 1 ы!цн!сть балки та шнeлi задовольнявть вимогам ГОСТ 8829-85.

Розроблен! аехн1чн1 уыови ТУ У В.2.6-234.563-94 "Панел1 покр1вельн1 зал!зобетонн! для безрулонних дах1в з -вентильо-ванзма с гиками покр!вельнях панелей багатоповерхових цив1ль-них.буд!ведь" 1 ТУ У В.2.6-234.564-94 "Напилил шщпвельн! зал!зобетонн! панел! для безрулонних дах1В з вентильованими .стоками покрхведышх панелей багатоповерхових ццв!льнах бу-д!вель", затвердаен! корпоращст "Укрбуд" та Шн1Стерствоы у справах буд!вництва ! арх!тектури Укра!ни.

Дпробац1я робот и.

Основн! положения дисертацхйно! роботи допов1дались I обговорен! на:

- 40-47 наукових кон$еренц1ях Полтавсъкого ТУ (1988-1995г.),

- зональному сем¡нар! "Повышение качества, надежности строительства и реконструкции" (Пенза, 1989 г.);

- ресшубл1канськ1й науково-техн! чш й конференц! г "Совершен-

ствование келезобетонних конструкций, работапцих на сложные виды деформаций, и их внедрение в строительную практику" (Полтава, 1989 г.);

- всесовзн1й нарад! "Проблемы метрологического обеспечения в строительстве: испытания железобетонных конструкций" (Москва, 1989 г.).

Обсяг дисертацгЬ

Дисертащя складаеться з вступу, п'яти роздШв, вис-HOBKiB i пропозищй, списку литература t додатк!в. Робота викладена на 86 сторонках машинописного тексту основного матер1алу, вмхщуе 13 ciopiHOK б1бл1огра$Н" з 117 наймену-вань, 47 рисунк!в, 10 таблиць.

ЭЫ1СТ РОБОТЙ

У в с т у п i даеться обгруятування актуальност!, на-укова новизна i практнчне значения дксертац1йно1 робота.

У перпоыу р о з д i л i розглянуто стан проблема шцностз елемешпв при дП поперечннх сил t згшалышх MOMeHTiB.

Значний внесок в роэвиток метод1в розрахунку розгляну-тих елемент1в в УкраШ i за кордоном зробили: Ф.Х. Ахметзя-нов, Л.В. Байкова, T.I. Баранова, В.Ы. Баташов,1.К. Б1ло-бров, U.C. EopimaHCbKHft, О.П. Васильев, ПЛ. Васильев, КЛ. Вилков, Г.М. Власов, 0.0. Гвоздев, О.Б. Голишев, О.С. Городецкий, В.Н. Гусаков, Л.О. Дорошкевич, О.С. Залесов, О.С. Зорич, О.Ф. 1ль5(н, Ы.1. Карпенко, В.А. Ел1мов, Ф.Е. Клименко, ВЛ. Колчунов, А.П. Кудз1с, P.JU Ма^лян, А.Ф. Итлованов, В.П. Штрофанов, В.Б. Школаев, Б.H. Онись-kîb, В.А. Отсмаа, ГЛ. Потов, ПЛ. Пукел1с, O.A. Рочнян, ¿S.C. Соколов, В. Светлаускас, В.А. вортучендо, УЛ. Холыяе-

ськкй, 5. Бреслер, Р. Вальтер, Г. Каш, Ф. Леонгардт, П. Рхгак, X. Тейлор, е. Хогнесгад та

Ршення ше!' задач! пов'язано з розвитком загальних пи-тань теорп зал!зобетону - про м^цшсть I деформатившсть бетону при складних напрухено-деформованих станах, вплив трIщкн, зчеплення арматурк з бетоном I 1нше, важливт результата по яккх отрчманс в роботах В.Н. Байкова, О.Я. Берга, В.М. Бондаренко, ПЛ. Васильева, 0.0. Гвоздева, Г.А. Генге-ва, Б.Б. Зайцева, М.1. Карпенко, А.П. Кудз1са, Л.К. Лукш, К.А. Мальцева, А. А. Оатула, А.П. Пака, Л.П. Трапезникова, М.М. Холмянского, О.В. Яшина та ¡ш.

Б1дм учено, що основою нормативного розрахунку по похи-лому перер:зу зал1зобетонних елемент!в на сьогодш залиша-еться метод, розроблений М.С. Бор1шанськ1ш.

Проведений анал1з.В1Ц0мих дослхджень мдаости похилих I нормальних перер1з1в дозволяв в1дм1тити наступне:

1. Експершентальш досл1 дження проводились, як правило, на зразках переармованих поздовжньов I непереармованих поперечною арматурою в похилоиу перергз1 (группа А), а елеыен-ти непереармоваш поздовжнью I поперечною арматурою (группа Б), як1 най61льше економ1чш по витратах арматурно! стал:, практично не вивчались.

2. Б1льш1сть вхдомих метод!в розрахунку м1цност! похилих 1 нормальних перер131В мають так1 недешпеи:

- нехтуеться вплив к!лькост1 поздовжньо! ! поперечно! арматури, який визначае систему випадул в руйнування зал1зо-бетних елемент1в при поперечному згюп, а такоа IX повед!нку при навантажешп I розрахунков: схеми;

- вхдеутш ор1Еятац11 на вшсористання на практищ най-б!льш еконошчних по вигратах арматурно! стал! елемент!в,

непереармованих поздовжньою 1 поперечног арматурою;

- не розроблеш рекомендаци! по визначеняю граничного поперечного I поздовжн'ього армування похилих перер1зхв;

- неточшсть в визначенш градачних зусиль в бетон! зо-ни руйнування, як1 не вхдображають випадкхв руйнузання, зв'язаних з впливом вхдношення Ов^в, кута клину, характеру прикладення поперечно! сили до бетонного клину;

- необгрунтован1сть умов ЗО^ЗС = О I ЗМ/ЗС = 0;

- гром1здк1сть методик, в яких часто В1дсутня фхзична яснхсть, необххдна проектувальнику для свхдомого управлхння параметрами конструкц!! (оптимIзаш I);

- вхдсутнхсть сШльного розрахунку мхцност! похилих I нормальних перер!з1в, що з точки зору системного аналхзу, свхдчить про Чснушу вузькхсть тдходу до проблеми мхпност: при эгиш зал!эобегонних елементхв та вхдповхдну обмеженхсть Тх удосконалезня.

Недол1ки нормативниого I !шях розрахункхв свхдчать про необххднхсть достатньо загально! теор1 ! розрахунку, здатно! вирхиувати досить широке коло практичних задач.

У другому розд1л1 розглядалться дв1 ос-новнх задачг проектування залхзобетнних елементхв: задача про перев1рку мхцност: I задача про визначення необх1дно'х' кхлькост! арматури. Для розрахунку елементхв групп В, непереармованих поздовяньов I поперечньов арматурой приймаються такх передумови.

1. Розглядаються елементи групи В у стад11 руйнування» коли ШГГ роэдхляе !х на частини (диски) I та II 1 досягаеть-ся граничний стан поздовжньо! 1 поперечно! арматури в НПТ х бетону над П к1нцем В (рис. 1, а).

2. Нехтуеться опором бетону розтягнутох зони в НПТ.

а;

(I

мл.

s>

i Ц\& -

I M Av, • A A'Í -kir Л 0 п Ast,

Xa с

1

лев

I)

QiHj

Pec. 1. Розрахунков1 схеыи зусиль (a) i деформашй (б) • зал:эобетонного елеыента в стадi ï руйнування по НЕТ

3. Вюсористсвуиться прямокутн! епври нормальних i до-гичних напружень в межах висоти X зони руйнування бетону.

* 4. Граничив значения поздовжньо! стискуггчо! Nb i поперечно! QB сили в зон! руйнування бетону в небезпечн!й тр!щи-н1 визначаеться залекшств для бетонного зр!заного клину

QB - ARbbX + О^в, (1)

де для нормального перер í зу маемо

А = -Ом = -1, (2)

яйцо сила QB притискае зону руйнування бетону до диску I або II елемента, у зворотньому випадку дП сили QB

А = -ам = -tgj = -k /Rbt./Rb. (3)

к - ураховуе ввд í клас бетону; для похвлого nepepísy

А = —Щп--? Ом - -tgtf-«*). (4>

1 + tgj tgarK

Розглядаються некоротк! елементи з коли

можна прийняти кут клину сгк=0 ! (4) значно спрощуються.

5. Розглядаеться поздовяня арматура стиснуто! зони As без штвреднього напруження. Враховуеться П onip т!льки сткс-ненню, а напрусення Ss приймавться р!вними розрахунковому опору арыатури стисканнв Rsc в1дпов!дно до СНиП 2.03.01.-84*

6. Розглядаеться поперечна арматура Asw з ф!зичнов ме-жею плинност!, яка досягаеться в стад i í руйнування.

7. Розглядаеться поздовжня високом!цна стержнева арматура As- I! д1аграма "напруження 6s - де$ормад!я Es" виража-еться сплайн-функц! ев виду

6st = At + - l)J, <5>

i»i v£o.t '

де At, Btj, Eo.t - кое$!ц1енти для i -го в!др!аку niarpaim.

.. 8. Через велику гнучк!сть поздовжньо!" арматури п!сяя

обриву А3 не враховуБться поперечна сила, яка сприймавться нею, I вона вважеться центрально розтягнутою.

9. Велик1 непружш деформащ1 поздовяньо! I поперечно!" арматури в похилому перер131 обумовлгють значне взаемне обертання дисюв балки, разд!лених ШТГ. В результат! НПТ значно розкриваеться без значного зсуву !! береггв, що, В1Д-повхдно до критер1в ¡снування зачеплення в трициш, приводить до зникнення його в НПТ. Тому зачешгення траней НПТ не враховуеться.

10- Визначаеться зал1зобетонний елемент, як Д1лянка балки або рами, яка мае довжину на протяз! яко! зусилля М I О мають пост1йН1 знаки, в результат! чого е пост1йною ор1-енташя можливих небезпечних тр!щин (похилих 1 нормальних). Нульов1 точки I стрибки з перемшою знаку епюр М 1 О д!лять конструкцию на елементи.

11. Розглядаеться пропоршйне навантаження зал1зобетон-них елементгв зовншшми силами. Поперечна сила О 1 момент М

в похилому перер1з! виражаються через параметр навантаження Г

О = Ffa; М = (6)

де функцп ^о, fм залежать в1д ХА ! С (див. рис. 1, а).

12. Проекщя НПТ на В1сь елемента знаходиться з умови м!шмуму параметру навантаження вГ/дС = 0, а не поперечно! сили або моменту.

Розглянемо р!вновагу частини I елементу, яка лекить злхва в1д ШГГ (див. рис. 1, а). Приймаючи одне э зовн1вшх навантажень Оо, Мо. СО. Мл за параметр навантаження

Г 1 використовуючи (6), маемо

IX = 0; - - Нв = 0; (7)

ТУ = 0; FfQ - Оз« - Ов = 0; (8)

I Мо = 0; Fft^ - | - - МВГВ = 0, (9)

де 2* = Ь0 - й; 2В = Ь0 - Х/2; СЮ)

0ЗУ/ = с^м С; = Ав«/3; (11)

"ей

М8 = А5 бг; N5 = А^ (?8С; (12)

бзи, Не*. - В1ДП0В1ДН0 напруження, розрахунковий ошр, площа перер1эу хоыутгв, розташованих в поперечному перер!з1 элементу; Б - хрок хомут:в.

Вшслючаючи величина Ив, Ов 1 X з (7) - (9) ! (1), отри-муемо сумарний вираз М1даост1 похилого перерхзу

р = [ | + (ЯЦЬ -

х(1 - Ь ~ &>) + ^ & . Ш^и^Лк! ].(13)

де Р = ^ , ; 4(5=65/^5; = (14)

йв Ь

Ь = = ^н - Заа.. (15)

Ль Ь Ь<> Яь ь Ио Яь ь

Задача 1: про церев1рку м1цност1 похилого пере-

р|зу.

О-

Задано: Ь, ХА, А, Аз, Ав, Чв« » Кь» "»л.» "эс-Нев1дом1: Р, С.

Для р1шення задач! вискористовуемо умову Ы1н!муму выносного граничного параметру навантаження по нев!дом!й С/Ь0

ЭР / = □ (16)

1 приймаемо ш5м=1- Тод1 задача про перевхрку М1Цност1 мае додаткову неврому - вгдносне напруження в поздовжшй арматур! Тому для перевхрки м!цност1 не о бх! дна додаткова

улова, за яку прийнаеться к1неиатичина залехн1сть uis деформациями элементу. в стад!! його руйнування по НОТ", яка отря-иава на ochobI жорстко-пластично! м одел i де$ормац!й елемента (рве. 1, б).

Внраяаши вземний кут повороту диск! в lili через снорочвння прайнього волокна стиснутого бетону ДВ 1 висоту X, а такаж через подовження арматура Д5 1 довжину icrci va враховушя (див. рис. 1, б)

. £S = ASx/sinof; -Йсгс = (ho ~ X)/sincf; (17)

6В = eBL».rea; AS* = EsLs.red. (18)

маемо ts = £BK,. ^ ~ x, (19)

Дв К,. = U .red/U .rad, • (20)

&ь> ts - поздовжн! деформацП бетону t арматури в ШГГ.

Заложи!сть (19) в!дображае через величину К^ явище ло-кал!зац!У де$ормац1й бетону i поздовжньо! арматури на в!дпо-в!дних приведение довжинах Цьгеата Lsj-ed. Якщо К^ = 1, то s (19) отримаеыо закон плоских nepepiaiB. Шдставлявчи (19) в <5), маемо

% = ett +1 Н. i ÍV? ¡?° C»s Ss - - l)J. (21)

>i Os 6o.t t '

Де t « X/ho; Ш = 4 ^ ; (22)

ÍVb ho

ds - д!аметр арматури; Vb - каеф!ц!ент пружност! бетону.

Для практичного викорйстання залежност! (21) необх!дно знати величину U, яка була знайдена експериментально.

Задача 2t про п1дб!р необх!дного nepepiay поперечно! i bhcokomíusoí поздовжнъоХ арматури i визначення Miera обриву оставньо!.

Задано: b, ho» A, Asi, А^, Rb, Rbt, Rs. Rsc, Rsw, Р. йев!дом!: Ь, fí, $Sw, XA, C, ms, m*«.

Задача ставиться i вщцшуеться як оптишзашйна задача нелШйного програмування. Як щльова функция використову-еться кое$1ц1ент об'емного армування елемента. Додатковими

HeBtflOMi величини знаходяться з вимоги ы1шмальяостт кое$1ц1ента об'емного армування елемента

при дотршанн* названих додаткових умов. Величини Ssi. ?si У (26) знаходяться по в1дпов!дних формулах (15), вгасористову»-чи площини nepepisiB поздовхньоТ арматура Asi, А^ (див. рис. 1, а), як1 заздалег!ть визначаються 1з розрахунку нормального nepeptay елемента.

Розрахунки нормалышх nepepi3iB виконуються аналог1чно &1дпов1дним розрахункам похилих при умов1, що С=0, а ХА=£.

Т р е т i й р о з д'1 л присвячений методиц! експери-иеиттв з залt зобетонними балками, як1 маять обриви високо-MinHoY поздовяньо? арматури. Тут даеться конструкция, схема навантаження, розташування вимхрввальйих прилад1в, методика випробування досл1дних зразк1в та 1х даш.

Випробувано 34 зал1зобетонн! балки пряцокутного nepepi-зу 15x30 см i 16x24 см довхиною 3 м i 1,5м. Значна частина балок (22 шт.) була армована поздовжньою високом1цною попе-редньо напруяеною арматурою.

умовами е вираз MiUHOcTi похилого перерiзу (13), залежшеть

напруження арматури (21) i обмеження С +■ ХА - Z < 0; ms - 1 « Q; mSvr - 1 £ 0.

(23)

(24)

(25)

Бетон балок.важкий з R=ll,-2...40,4 МПа. Поздовжня арматура клас!в A-I.V, A-III, поперечна А-1, В-1. Арматура зраэ-к1в була запроектована згхдно запропонованого методу.

Четверти® р о зд t 1 присвячений анал! зу результат! в проведених експеримент1в.

Тут даеться ошс повед!нки балок при попередньому напружен^ та навантаженн!, розвиток деформащй арматури i бетону в зон! руйнування, шрини розкриття трещин i прогшпв балок. .

На основ! проведених эксперимент!в отримаш дан! про характер деформафй i напружень в поперечной i високсшцшй п03д0вхн1й арматурi.

Параметр Ш ! р1вень напружень поэдовжньо!' арматури мае такие эв'язок

_ 0,592

ш я 0,281 —52----(27)

1,51 - щ

Достатньо добру близьк1сть теоретично! м!цност1 до дос-д!дно! показуе рис. 2, де поцередньо напружен! балки позначен! шифром БП, а звичайш - Б. Середня величина вдаоиення ■досл!дного граничного параметру навантаження до теоретичного Pus/ Рсаь становила 1,017, кое$1ц!ент ьпшшвосг! до-plBBXe 10,242, TOfli як по методу СНиП 2.03.01-84" BiflnoBiJiHi величини flopiенюеть 0,557, 25,442.

Пор!внш)ться гранича! теоретичш значения параметр!в досл!дних зразк1в Ссщ., Хсаи з експериыентальними Ctes, Xtss, в!да!чаеться задов!льна збхжн!сть цих величин.

В п'ятому р о з д i л t розглянута область упро-вадження результат!в досЛ!дження. На ochobî запропонованого методу розрахунку були запроектоваш балка шдкрановх рейок бажтових кранiв i панель безрулонного даху для житлових бу-динкхв. Проведен! випробовування балки i панел! показали

Рис. 2. Експериментальш точки та теоретичш крив: залежностей мИшосг! досшдних балок_в!д кхлькостг поздовкньо! (а) та поперечно!Л б) арматури

достатню несучу здатнхсть, лсорсткхсть I тр!щинос^:фс!сть. Досягнута за рахунок оптимальности армувння економ1я арма-турно! стал! становила для балки 92 I для пане л I 8% в порхв-нянн1 э роэрахунком по дхючих нормах.

ВИСНОВКИ I ПРОПОЗИШ

1. Рекомендуються для масового використаяня в будгвниц-тв! залхзобетонш елементи, що згинаються, непереармоваш по похилих I нормальних перерхзах, якх в!др1зняються економхч-нхстю по витратах арматурно! стал1, пластичною поведхнкою в стад 11 руйнування I моклив!стю спрощення IX розрахунку М1Ц-ност1 в пор!внянн! э переармованими елементами.

2. Проектуючи непереармоваш елементи по похилих перерхзах, необх!яно робити обриви частини поздовзшьо! розтянуто!" арматури I розрахунок вс!е! арматури по эапропонованому методу, що базуеться на оптааизащйному п1дходх до визначення необх!дно! к!лькост1 поздовжньо! I поперечноI арматури.

3. Експериментально доведена здатнхсть оптш!зац!йного шдходу до розрахунку арматури забезпечувати повне використання опору поздовяньо! розтягнуто! I поперечно!' арматури.

4. Стергш, як! обривавться, доц!льно анкерувати шляхом зварювання !х к!нщв до стержнхв, що продовжуються. Така ан-керовка стержшв в сполученнх з розрахунком арматури по за-пропонованому опттизацхйному методу забезпечуе стаб1льне положения по довжиш елекенту небезпечно! похило! тр!щини ! перетину нею поздовяньо! арматури в м!сц! обриву.

5. Можливгсть спрощення розрахунку м!цност! непереармо-ваних похилих пepepiзiiв в порхвяянш з переармованими обу-мовлена вхдомхстю напруяень у всхй арматур!, в!дсутн!ств за-чеплення в НПТ внасл!док перевахашя розкриття над взаемним

зсувои берег!в трхщини, незначним опором поперечн1й сшл гнучко? паздовжньоУ арматури шсля 11 обриву.

6. Руйнування зал!зобетних балок по непереармованих по-хилих перергзах мае пластичний характер, як 1 по непереармо-ванних нормалъних лерер!зах.

7. Використована в деяких в1домих методах розрахунку м!цност1 похилих перер1з1в умова дО/дС=й або дМ/ЗС = 0 для визначення проекцН НГГГ не мае обгрунтування якими - не будь принципами мехашки деформованого твердого тита. Навпаки, в запропонованому розрахунку виыога мш1муму граничого параметру навантааення йР/ЭС=0 в!дпов1дае кшематичшй теорем 1 методу гранично!' р!вноваги.

8. Дискова К1нематична модель зал:зобетонного елеыенту при знал в стад! К руйнування як похилого, так I нормального перер!з!в б1льш точна в пор1внянн1 з застосовуваними г!поте-зами плоского 1 "ламаного" перер1з!в, так як дозволяе врахо-вувати в зон! небезпечно'1 тр!щши явице л окал! защ1 деформа-Ц1й батону ! арматури, що в!добраааеться в запропонованому метод! параметром Ю. Отримана емшрична залежШсть параметру Ш в!д р!вня напрухення поздованьо1 розтягнуто? арматури в небезпечнМ тр1щин!.

9. Застосована залежшсть (1) для граничних зусиль бетонного клину в эош руйнування, на в1дм!ну в1д аналопчнах формул вхдомих метод!в розрахунку м!цност1 похилих перер:-з!в, над!йно теоретично I експериментально обгрунтована, враховуе вс! складов! плоского напруженого стану ! моалив! випадки руйнування бетонного клину призшш в1дношення Ов/Нв. Ця залешпсть внасл!док свое!' л!шйност1 вдаосно зусиль а найб!льш простои. Бона зм^нюе характер впливу параметр! в при зм!ш випадку руйнування бетонного клину, що в!д-

пов1дав експериментам 1 не в!дображаеться залежностями В1до-иях метод!в.

10. Як роэрахунковнй оп1р звичайно! (ненапружено!) поз-довжньо! арматури стиснуто! зони похилих перер1з1в може ви-користовуватися величина Г^с. т° рекомендуеться для нормальних перар1з!в СНиП 2.03.01-84*.

11. Максимальний крок поперечних стержшв повинен задо-вольняти уиову Эмах^О ,9 нарушения яко! приводить до р!зкого змениення участ! поперечно! арка тури в опор! похило-го перер! эу внасл!док переввдення крону над проект ею ШГГ.

12. Вплиз ступен! попереднього напруження поздовжньо! арматури розтягнуто! зони на м1шпсть непереармованих похилих перер!з!в в першому наближенн! можна не враховувати, як це звичайно приймаеться ! для нормальних непереармованих пе-рер!з!в.

13. Вперше запропоновано загальний метод розрахунку м!цност! непереармованих похилих ! нормальних перер!з!в некоротких зал1зобетншк елемент1в з високом¿иное поздовжньо» стержневою арматурою розтягнуто! зони при сшльшй дг! зги-нальних моментхв ! поперечних сил. Метод розшрюе можливост! удосконалення розглянутих елемент!в оск!льки забезпечуе пов-не використання опору арматурно! стал!, отишхзуе перер!з 1 положения меж! зм!ни розтягнуто! ! стиснуто!' поздовжньо! ! поперечно! арматури, враховуе вплив характеру навантаження через функш! ^ ! В1др!зняеться $!зичною ясности розра-хункових передумов 1 роз'яснвючою здатн!стю, що сцрощуе заев оення методу 1 перетворюе його в знаряддя проектувальник!в для св1Домого управл1ння параметрами конструкций.

14. Розроблено ршення двох осяовних задач проектування эал!зо5втонннх елемент!в з високом!цною поэдовжньою розтяг-

яутог арматурою по mîuhoctî похияих i нормальних nepepieiB при сшльшй дн згинальних момент i в i поперечних сил: задач! про nepeBipKy mîuhoctî похилого nepept эу i задач! про шдб!р необх!дного nepepi3y поперечно! i вис оком i дно ! поздовжньо! арматури.

15. Запропонований метод розрахунку необх1Дно! арматури елемент1в нерозд1льно зв'язаний з конструюванням армування i являе собою оптим!защйний метод проектування арматурних каркас1в залхзобетонних балкових конструкц!й. Метод дозволяе використовувати для армування конструкц1й Koporai арматурн! стержн! (обр13ки). В пор!внянн! з в!домими цей метод в б!ль-nocTi випадкхв зшиуе витрати арматури до 20 2, а в деяких впттадках шдвищуе над!йн!сть конструкщй.

16. Запропонований метод розрахунку приводить до дос-татньо! блиэькост! теоретично! mîhhoct! до експерименталь-но!. Так середне значеная в1дношення доапдного граничного параметра назантааення до теоретичного становить 1,017, а Koe$inieHT Bapiartiï цього В1дн0шення дор!внвв 10,24 Z.

Основний 3MÎCT досл!даень воображений у сл!дуючих роботах :

1. Митрофанов В.П., Онпзценко В.А., Котляров В.А., Ыики-тенко С.Н. Актуальные направления исследования прочности железобетонных элементов при поперечном изгибе / Полтавский инх.-стро- ит. ин-т. - Полтава, 1987. - 10 с. - Деп. во ВНИИИС 3.06.87, В 8017.

2. Митрофанов В.П., Котляров В.А., Мшситенко С.Н. Контроль границы переармирования железобетонных элементов при реконструкции зданий и сооружений // Тез. докл. к зональному семинару "Повышение качества, надежности строительства а реконструкции", 23 - 24 ыар. 1989 г. - Пенза: Б. Я., 1989. -

С. 49-50.

3. Микитенко С.Н. Расчет прочности непереармированных изгибаемых железобетонных элементов по наклонной трещине

// Тез. докл. Респ. науч.-техн. конф. "Совершенствование железобетонных конструкций, работавших на сложные виды деформаций, и их внедрение в строительную практику", 17-19 окт. 1989 г. - Полтава Б. и., 1989 . 4.1. - С. 118-119.

4. Митрофанов В.П., Микитенко С.Н. Измерение напряжений в сжатой зоне бетона железобетонных элементов как решение некорректной задачи // Тез. к докладу на всесоюзном совещании "Проблемы метрологического обеспечения в строительстве: испытания железобетонных конструкций" (Москва,

1989 г.). / Бюллетень строительной техники. - 1989, М2. -С. 37.

5. Микитенко С.Н., Митрофанов В.П. Расчет непереармированных сечений с учетом диаграммы растяжения арматуры // Тез. доп. 45 наук. конф. професор1в, викладачхв, наукових пращвншив, асшрант1в та студентгв Полтавського 1Б1 (Полтава, 14-16 кв!тня 1993 р.). - Полтава : Б. в., 1993. 4.1. -С. 246.

6. Микитенко С.Н. Новый метод расчета прочности железобетонных предварительно напряженных балок // Пути повышения эффективности строительства: Тематический сборник науч. трудов. -К.: ИСИО, 1993. - С.41-47.

7. М1трофанов В.П., Микитенко С.М. Про особливост1 роз-рахунку похилого перерезу ¿з врахуванням з>пцнення поздов-кьнох арматури // Тез. доп. 46 наук. конф. професор1в, викладачхв, наукових пращвншив, асшрант1В та студент!в Полтавського 1Б1 (Полтава, 12-14 квхтня 1994 р.). - Полтава : Б. В., 1994. Ч.З. - С. 17.

8. Штрсфанов В.П., Микитенко C.W. Розрахунок елементiв при згиш з повшш використанняы опору поздовжньо! та поперечно! арматури // Тез. доп. 47 наук. конф. npo$ecopiB, вик-ладач1В, наукових пращвншив, ааИрантхв та студент!в Пол-тавського ТУ (Полтава, 11-13 kbitto 1995 р.). - Полтава : Б. в., 1995. Ч.З. - С. 11.

АННОТАЦИЯ

Микитенко С.Н. "Прочность изгибаемых железобетонных элементов с полным использованием сопротивления поперечной и высокопрочной продольной арматуры".

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. Полтавский технический университет. Полтава 1995.

Впервые исследована работа непереармированных продольной и поперечной арматурой предварительно напряженных балок с обрывами части высокопрочной продольной арматуры. Предложены оптимизационные методы определения прочности и подбора поперечной и высокопрочной продольной арматуры.

KniHOBi слова: зал1зобетонний елемент, похила тр!щина, параметр навантаження, бетонний зр1заний клин, граничив на-вантаэсення, оптим!зац1я, обрив арматури, мажа переармузання.

annotation

Mikitenko S.N. "Strength of bending reinforced concrete members with compLete use of resistance of web and high-strength Longitudinal, reinforcement".

Thesis for a master's degree. 05.23.01 _ building con-

structions, buiLdings and structures. PoLtava technical uni-

versity. PoLtpva 1995.

The non—superrainforced by LongitudinaL and web rein-foroement prestressed beans with partial. Leaps of high— strength Longitudinal, rainforcement wera investigated -for the first time. The optimization methods of strength design and setection of web and high-strength Longitudinal reinforcement were proposed.

Key words: reinforced concrete member, incLined crack, Load parameter, concrete truncated wedge, Limit Load, optimization, reinforcement Leap, superrainforcing Limit.