автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность сжато-изогнутых железобетонных колонн многоэтажных промышленных зданий при кратковременых динамических нагрузках

На правах рукописи

КАМАЛЬ ДИН БАСЕЯЬ / }

-— еС/ -'

ПРОЧНОСТЬ СЖАТО-ИЗОГНУТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ колонн МНОГОЭТАЖНЫХ ПРОШШЕНШХ ЗДАНИЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Специальность 05,23.01 - Строительете конструкция,

здяяяя в сооружают

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на сонсхаяне ученой степени хаядхдата твхвхч»сап наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Московском Государственном строительном университете на кафедре Железобетонных конструкций.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор РАСТОРГУЕВ Б.С.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор ЖАРНИШ1Й В.И.

Ведущая организация'

- кандидат технических наук, ст.научн.сотр. ПУГАЧЕВ В.И.

- ЩШЖ им. В.А.Кучеренко Госстроя РФ

Защита состоится " А 9 " 1995 г. в " час.

'О и* мил. на зседании диссертационного совета Д 053.11.01 в МГСУ по адресу: 113114, Москва, Шлюзовая набережная, ауд. №¿412-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан ьШ МщЫ 1995 г, №

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Фролов А.К.

0Б1ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается увеличение опасности действия на конструкции зданий и сооружений динамических нагрузок вследствие взрывов обычных взрывчатых веществ (тротил, аммонита и т.п.) при их хранении, транспортировке, а также в результате террористических актов. Наиболее часто эти нагрузки действуют на конструкции многоэтажных гражданских а промышленных зданий. Относительно небольшие заряды на малых расстояниях вызывают взрывные волны с мгновенным нарастанием давления (ударные волны) и небольшим временем действия, причем интенсивное давление распространяется на ограниченные участки стены здания, с которых нагрузка передается на нижние колонки каркаса здания. В случае повреждений или разрушения такой колонны произойдет перераспределение усилий в элементах каркаса и возможно обрушение части здания от действия только статических нагрузок.

В последние года основное внимание уделялось расчетам и проектированию конструкций зданий взрывоопасных производств в отраслях промышленности, связашмх о горючими газами и жндкостамя. Возникающие при взрывном горении газовоздутшых смесей динамические нагрузки отличаются, как правило, большими временами действия и нарастания давления, приближаясь по характеру действия на конструкции к квазистатнческим. При этом вследствие большого объема газовоздушных смесей взрывные волны охватывают почти одновременно все конструкции здания, как при внутреннем.так и внешнем взрывах.

Действие ударных волн со значительными временами действия, возникающих при ядерных-взрывах, изучалось при расчетах специальных сооружений, обычно заглубленных, одноэтажных. Для этих сооружений характерен незначительный уровень статической нагрузки по сравнению с динамической и поэтому особешгоста влияння статической нагрузки пе рассматривались.

Разработанных методов дзшелигчоского расчета впецэитренно-сжатых элементов недостаточно для оцепгт носупзй способности ко-логш иногоэтатаых зданий при мастном действия лэротпой нагрузки.

Целью диссертационно,! робота является разработка г^зтода расчета гелезоботогашх коло;г.г ».зюгоэтапгдх япрзасгах здяяпй па соз-четное действие статичного" продольно* спгл ч псперэчттоЗ гр->?;-*1-лремениой яяпггг-.ггзско* ......г.--.:-: "о лезг скугосг Г'-Зогм гплэгь ,<-■>

разрушения и оценки сопротивляемости о слабленного каркаса здания.

Для достижения згой цалх необходимо решить следующие задачи:

1. Установить расчетную схе?лу колоши каркаса нижнего этажа адшшя прл местном действия горизонтальной взрывной нагрузки,

2. Шявить вса возможные стадии деформирования колонны с учетеи влияния статических усилий и подучить для этих стадий значения предельных усилий к деформаций.

3. Разработать катод дшшшческого расчета колонны во всех стащшх лС'фортроъшшя.

4* Произвести одешеу несущей способности каркаса здания в целом после разрушения крайней колоши нижнего отала.

5, Предложить конструктивнее мероприятия по повышению несущей способности отдельной колошш 3í каркаса здания в целом.

Научную новизну работы составляют:

- выявление всех возможных стадий деформирования колонны с учетом реальных условий закрепления опорных сечений и начального напряженного состояния, вызываемого статическими продольным« силами и изгябшидаш ксиактачи;

- теоретическое исследование деформирования колоний во всех стадиях работа;

- оценка состояния каркаса здания после разрушения крайней ниш гай колонны и принципиальные конструктивные мероприятия по предотвращению обруыенкя каркаса.

Достоверность результатов исследования обеспечивается приия-тие.ч расчетных предпосылок соответствукадк действительной работе колошш каркаса при динамических нагрузках и удовлетворительным совпадением результатов расчета с-данными опытов других исследователей.

Практическое значение работа:

- предложен с по сой получения всех стадий деформ^юваикп нижней колонии каркаса;

- разработан и опробировпн аналитический метод лткеагаокого доэдетк колони каркаса здании *о всех стадии вплоть до ра^руитня.

001>е?д тколвепной рлбот». Лцюсергщгя состоят из ввелвшы, Чотарзх глав, обздх выводов и списка литературы. Ootsttt объем работы - 1С2 стрптгцц.в тоги числе 120 стр. машинописного текста, 18 рисунков и 0 таблиц.

Работа яшкшияа а Коскооско« Государственном огроительиоы университет на зга^одре железобетонных конструкций иод руководством

доктора технических наук, профессора Расторгуева Б.С. я пря консультации профессора, доктора технических наук Попова H.H.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы и формулируется цель диссертационной работы.

В первой главе проведен обзор работ, поселенных методам исследования работы железобетонных конструкций яря действии кратковременных динамических нагрузок. Рассмотрены общие положения методов динамического расчета иелэзсбэтоттх констругашй, метода расчета изгабаешх элементов, результата теорзтичэоких а экспериментальных исследований сяато-иэогнутых элементов, методы динамического расчета несущих систем зданий. На основе проведенного анализа сфораулнроваш цели н зада та исследования. РеЕэякя пробдеш работы кояструггсот на действие кратковременных динамических нагрузок были посвящены работы кногих ученых: А.Н.Крылова, С.П.Ттаопеико, Н.Й.Безухоза, 0.В.Лузина, И.М.Рабиновича,' А.П.Синиютт, В.В.Бояоткна, А.И.Цейтлина, А.А.Гвоздева, Й.С.СаЬдандса, И.Л.Дккоаочв, Й.И.Ерхова, К.Л.Коврова, О.В.Нв-мировфтого, И.И.Гольденблата, Н.А.Кгасолаэнко, Н.Н.Попова, B.C. РасторгуэЕа, Г.И.Попова, В.А Лотляроз ского, И.К.Бэлоброва, В.И. Зоряврого, Ю.Т.Чернова, А.В.Ззбвгаева и др.

пзученга поведения бэтона и арггатурнкх отелей яри высоких скоростях двфоркнроэаяля посвящены работы О.М.Бахзноза, И.К.Белоброва, И.Л.Корчжнсхого» Г.В.Беч»повой, B¿А.Котлярозского, В.И. Щербина, Г.И.Попова s др. /

, Наибольшее прюянеиив в .прахтячэсзасг расчетах дли учета по-внввяия прочности материалов находит способ о ксясы&зоваяке!* ко-еффЕЦЕэятоз дааамяпзсжого упрочязияя, xosojtóS üg?,st кспояьэоввя я денной работе.

В последнее spesia seo большее развитее находят катода рао-49га, ориентированные на использование ЭВМ, в которых учитываются реальные, нелинейные диаграгага деформяроэояня ботсяа и аркатуры " б""- £, эти кэтода позволяет кзупатг» лгйогютйльнов папряжвнно-дефорг-офовааноо сосгсшм Еозстртязкй. Различная реализация этих изтодоз содержкгаг в реботвх В.Ф.Кузпецова, Q.r.Kytt-пяка, Б.С.Расторгуева, В.И.Жэрккцксго, И.А.Перзпша, В.А.Котля-ревского я др.

Специфические особенности работы Енецентренно-сжатых элементов были выявлены в процессе обширных экспериментов. При статическом нагружеюш исследования проводились сотрудниками НИИЖБ: М.С.Боршланским, Э.П.Брикатым, Е.А.Чистяковым, С.С.Маме-довым, К.Салая я др.

При кратковременных динамических нагрузках экспериментальные исследования коротких стоек проведены И.К.Белобровым и ИЛЬ Тихоновым; сжато-изогнутых стоек (при статической продольной силе) - Ю.И.Пузанковым; гибких внецентренно-сжатых колонн -В.И.Пугачевым, с уточнением влияния продольного изгиба. В работах Н.НЛрекина и А.А.Гончарова изучено динамическое деформирование центрально и внечентренно сжатых колонн с высокопрочной продольной арматурой и со сварными сетками.

Методы динамического расчета несущих систем каркасных зданий изложены в работах Б.С.Расторгуева, в которых показано, что в колоннах, непосредственно воспринимающих динамическую нагрузку, возникают интенсивные локальные колебания до начала развития общих перемещений системы. Поэтому необходимо проведение расчета таких колонн, как сжато-изогнутых элементов с неподвижными опорами. Этот подход будет применен в диссертации, который особенно целесообразен при местном действии взрывной нагрузки.

Во второй главе изложен метод расчета нижней колонны поперечной рамы многоэтажного здания на действие динамической нагрузки при внешнем взрыве. Были приняты следующие предпосылки: динамическая нагрузка, передающаяся со стен, принята равномер- • но распределенной по длине колонны; интенсивность динамической нагрузки изменяется во времени по закону:

г i _ А. при -к 4

Pit). P. fib {«» U'4 / ... Ш

г L 0 при -t>©

Полные значения усилий в сечениях колонны определяются сложением усилий от статических (начальных) и динамических нагрузок; начальные усилия ( Мя , Mi4 ) определяются расчетом поперечной рамы каркаса (рис. 1а); влияние высоких скоростей деформаций на механические характеристики бетона и арматуры учитывается с помощью коэффициентов динамического упрочнения ( I^ , -tsu ), принимаемых без учета начальных напряжений; расчетная

схема колонны представлена стержнем с нижким концом жестко защемленным и верхним - упруго защемленным относительно поворота (рис. 16), коэффициент жесткости находится по формуле:

а • -Mf- + ^г ■

где , Вс - изгибнне жесткости ригеля и колонны, примыкающие к верхнему концу; 2 <. , - их расчетные длины; диаграмма деформирования колонны при постоянной силе Мц представлена кусочно-линейной зависимостью из трех участков о параметрами:

tic. = C/«.f ^

в М«а - Mcu.j <з)

tst „-2L , ус ч е _ Vi»* .V)

- Х-с,. Í..-J

Ы * о, i 5 - , Xel = .. ... J

Предельные деформации бетона '-■•ы принимаются в.зависимости от степени закрепления продольной сжатой арматуры от погори устойчивости и наличия сеток косвенного армирования; пря динамическом расчете использован приближенный метод, осповшшый на задании формы прогибов конструкции и позволяющий получать аналитические зависимости.

Процесс деформирования пластически разрушающейся колонны ( 1 "С Irj ) представлен шестью последовательно развивающимися стадиями (рис. 2): I - стадия без треЕрга; 2, 3 - упруго-пластя-ческие стадии без трепзш и о трещинами в пролете соответственно;

4 - пластическая стадия _с тремя пластическими шаряирамя, которая после разрупения сжатого бетона на опорах переходит в стадии в -с опорными простыми саркирами ( = 0) и пролетнци пластическим шарниром; после стадии 3 возможно возникновение стадия

5 - с опорными проспЛи шарнирами, есля разрушения сжатого бетона в опорных пластических шарнирах наступают раньше образования пролетного пластического шарнира.

Расчет колонны во всэх стадиях выполнен по деформируемой схене. В стадиях I, 2, 3, 5 уравнение движения принято в виде:

v, tfS SS о | (4)

Ъ X

Эх1

и*

Мм

шин

I

-ггт

ТГТТ

и™

тпг

ч>

Рис. X а. Усилия в колонке от статических нагрузок

Рис.' I 6. Схема закрепления концов'колонны

Рис. 2.

/77777

"Г

и.;

м*;

мЪ

Все возможные стадии работы колонны каркаса здания

В стадиях 4 и 6 рассматривается механизм из жестких частей колонны.

Стадия I. Уравнение движения колонны при зависимости = ^ Ь| имеет вид:

граничные условия:

при X « О, = У, = 0; при Х = £ , 3, = ° (ь)

Для прогиба колонны принято выражение

а» г ?. г»«« • (7)

где функция прогибов равна

'к

■ тгвт' I-V -1 Ъ+ *-*ч

V - 5 * у,. - . Л • ^

(8)

(10)

функция динашчноста находится из уравнения

Х -V ^м, • Т, = иа* . {а, , О)

где - круговая частота колонны при изгибе,

= .итгжг7,

I - критическая сила для. колонны в стадии I. Величины и N с*, ь определяются по формулам, полученным

в диссертации. Изгибающие моменты в опорных сечешмх и максимальный в пролетном сечении с координатой

ТГ • + рт; равны ' '

' СИ)

•V ■ь-т^г, ■

Расчеты показывают, что через относительно небольшой промежуток времени происходит выравнивание значений опорных моментов вследствие влияния начальных моментов , •

Время ( ) конца стадии I находится из уравнения

= МиТ (13)

Стадия 2. Колонна представляется шарннрно-олертным элементом с сосредоточенными моментами в шарнирах. Выполняется условие /

; (14)

т.е. трещины в пролетных сечениях отсутствуют.

Прогиб колонны и изгибающий момент определяются по форму-

лам

где

[*Я) = р• ^м • Тга, _ М1:;". , (15)

Функция динам!!Чности находится из уравнения

(16)

Т2 + = ю'Л ,

где

V Ысг.х ' Ысъ рТТ^-

ю 2. , Ь]сг, I - частоты собственных колебаний и критическая сила иаряирно-опертой балки.

Начальные значения для уравнения (16):

Ть11о = .• Т^Я,, = < о,&з . - о, 666) .-Т\<Л(|

Угол раскрытия в пластическом шарнире равен: р, е -г . миг. с ~ г-.?,,

Деформирование колонны ограничивается стадией 2, если

где - предельный угол раскрытия в пластическом шарнире.

В большинстве случаев вначале нарушается второе, условие л возникает стадия 3. Время конца стадии 2 (начала стадии 3) находится из уравнения

К, (4., = Ь\агч(<|.

- 12 -

Стадия 3. В пролетных сечениях развиваются трещины, и для всех сечений элемента принята зависимость

Ц с*,« = 4.44>-V ^[«j иЛ1 - ; <17>

где -л u 1

Прогиб определяется по формуле:

Vm, - f-U-Xt, - V&" (18)

где fjUi - находится как в (15) при жесткости , функция

Тд находятся из уравнения

Ть + . т4 = • [ _ /3 ] (19)

д _ A/<t Ь». tVLj , / J _ bi I -т- i

UЧ^^.у/Г^7. , Д/ccj - определяются при жесткости Ьг. •

Угол раскрытия в пластическом шарнире равен

j- 6.»

Начальные значения равнн , ^

(20)

Деформирование колонны ограничивается стадией 3, если

Конец стадии 3 возможен в двух случаях:

- после образования пластического шарнира в середине пролета з момент времени ^ 1<>?1

= (21)

- после разрушения сжатого бетона в пластических шарнирах в ыо&енг врекени

^Ц^ЧС*" ' (22)

где ^ - предельный уход раскрытия.

Стадия 4. Кологша представляется в виде механизма из двух злзкэнтов, соединенных между собой и с опорами пластическими шарнирами о моызнт&мз , • Время начала пластичес-

кой стадии ( ) находится из„уравнения (21), причем выполняется соотношение 'Ц <4 ■

Прогйб определяется по формуле

% (.*,*> = * О и* I \ (23)

Угол поворота по формуле

где

V1- Ч^г -

(25)

Начальные значения равны

- ^ - М^ч ,

л • р г.4 ■ ^

^ ^ = ' •

Углы раскрытия в опорных и пролетном пластических шарнирах равны соответственно

(26)

Условия прочности колонны б стадия 4 имеют вид

Если нарушается первое из неравенств (27), то происходит разрушение бетона на опорных участках и колонна переходит в стадию 6.

Стадия 6. Колонна представляется,в виде механизма из двух кесткюс элементов, соединенных пластическим шарниром. Опирание концов элементов - шарнирное.

Время начала стадии 6 (конца стадии 4) находится из уравнения и,1*"'1

^ им - ^ > (28)

Прогиб колонны представлен в виде

^ Ск,м = • * . о 4 К 4 ^ . .(29)

Уравнение движения колонны следует из уравнения (24) при _. . Угол раскрытия в пластическом шарнире равен

- 14 -

и полное разрушение колонны не произойдет, если

' ' «о)

Стадия 5. Возникновение стадии 5 возможно после стадии 3, если разруиелие сжатого бетона на опорах произойдет раньше образования пластического шарнира в пролете. Время начала стадии

5 (конца стадии 3) ( ^) находится из уравнения (22), причем & < ^ •

Колонна представляется шарнирно-опертым элементом с трещинами в прожггных сечениях. Прогиб и изгибающий момент определяются по формулам

г Р- Г4«*|-Т^Л) , (31)

I 1 ч-У^Т. ■ . I ■

е.,1

функция динамичности находится из уравнения

Тб * .Т6 = [ 4 .и- /3] (33)

ГДе <= ; =

^ „ С 4 - ^ )• Тг«Ьи

Начальные значения равны

т* а*, = ^ ,

Условие прочности колонны:

^АвЦ.-^,) » т5 =° • о-?)

Если условие (34) не выполняется, то колонна переходит в стадию 6. Время конца стадии 5 находится из уравнения

= КС < (35)

Начальные значения для уравнения движения будут

= ;

Чк = Ч«^) = Т* ¿о •

В диссертации получены зависимости для всех функций динамичности при нагрузке вида (I) в интервалах времени

и В • Стадки 5 и 6 можно отнести к стадиям разрушения, так как в некоторых сечениях разрушен сжатый бетон. Пол-пая потеря несущей способности колонны возможна в стад:;и 6 после разрушения скатого бетона в пролете. Исчерпание несущей способ-кости может произойти также в результате потери устойчивости колонны в стадиях 4 и 6, когда ^ (.х^ ^ о , ( = 4,с) яри

- in -

всех "t и происходит неограниченное возрастай;!« прогибов колонны.

В гл.'шо 3 приведено сопоставление результатов расчетов с опытными данными.

Иашг.чнхя колонн с принятыми в теории закреплениями концов и поперечной динамической нагрузкой но проводились. Наиболее бхгекими являются проведенные в 1ШХБ И.К.Белобровым и ¡О.И.Пу-занковкм испытания скато-изогнутых элементов прямоугольного поперечного сечения 15x24 см длиной 150 см, симметрично армирован-нне стертая;« из стали класса А-Ш. Закрепления концов элементов колонн являлись шарнирными.

Нагрузка создавалась постоянной статической продольной силой и двумя поперечными динамически™ сосредоточенными силами, приложенными в третях пролета. Испытания проводились на разработанной в НИИХБ гидродинамической установке, позволяющей создавать кратковременную динамическую нагрузку с максимальной величиной порядка 50 т, постепенно нарастающую за ОД сек. Бшш испытаны несколько групп образцов, отличаюздхся продольными ск-лами №Jt = 12, 24 И 48 т я диаметрами сгер.-шей А = 8,12,18 мм. Били получены графика зависимостей полной поперечной нагрузки 2 Pti> от времени и прогиба f- от Z Pit> . Анализ графиков нагрузки 2P(ti показывает, что каждую сосредоточенную силу Piti можно аппроксимировать двумя линейными участками:

- при нарастании силы до времени 9

Mi = (36)

- после достижения максимального значения происходит уменьшение силы для хрупко-разрушаюшейся колонны или сила сохраняет постоянное значение для пластически разрушающейся колонии.

Расчет нескольких образцов-колонн был произведен только для участка нарастания силы (36), т.е. при 0 ^ •

Условия экспериментов отличаются от предпосылок разработанного .метода расчета. Поэтому были внесены соответствующие изменения в полученные расчетные зависимости. Расчеты образцов-колонн произведены в двух стадиях: без трещин - стадия I, с трещинами - стадия 2. В общих формулах для прогиба и момента введены их статические значения от сосредоточенных сил для шар-нирно-опертой балки. Для стадии I принято:

где

Мил -

2.ц г Кл = Р*, . а,

- 16 -• Т, (-И

ц. сЛ) =

- Р^

М, 1

•фикция динамичности получена из решения уравнения (9) при

,ч с (л. £ - _

и, ^

1 1>- г ч.

■Л1. Ч

(38)

Бреет конца стадии находится из уравнения Для стадии 2 принято

А.

е

где

а, г. 6.1.

функция Но. получена из оеыеиия уравнения (16) при

и>*

ы

О.

с, .

Сц. с^ы« (л-ц Л _ \

=

Результата расчетов приведены для трех колонн, и вычисленные значения прогибов ( £ = ) в различные моменты времени

в их сопоставления с опытными данными ( 4 ) приведены в таблице I.

Тайлста I

Марка образца 1 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 »

К-18Д-1 Гю« С- ю+3 л. < 1.7 2,4 3,6 4,5 5.5 1,6 2,2 3,2 4,2 5,0 5.8 8.3 П 6,6 9 - -

К-18Д-2 С/га*3 Г. Ю*3 * % 1,203 1,93 2,58 3,46 4,16 4,8 5.7 1,2 1,9 2,6 3,5 4,4 5.0 6,0 0,6 4 0,77 1,1 5,5 -1 5

К-18Д-3 1 1 Г? 10""* Ь КГ3 ь % 0,837 1,53 2,28 3.0 3,72 4.5 5,17 0,82 1,5 2,4 3.21 3,8 4,8 5,5 2 1,96 5 6 2,1 6,25 С

- 17 -

В главе ^ приведены примеры расчета колонны многоэтажного здания и дана оценка состояния каркаса здания после воэдейсг-вия взрывной нагрузки.

Рассмотрена колонна пятиэтажного, трехяролетного монолатного здания с соткой колот 6x7,2 м. Поперечное сечение колонны = 0,4x0,4 м, длина колонны £ - 4,8 м, Ригели каркаса сечением 0,25x0,6 м расположены в поперечном и продольно:* нанрпв-лениях, степа выполгены из каменной кладки, пяятч парскрчтяя толвгаиой 0,15 м. Колонны лшодхеиы из бетона В-СО, прмат2?рй класса Д-3 4022. Продольная сила а крайней колснчо первого этажа Мя - НТО кН, «агйбшосяе моменты а ее опорных сеп?т**х = 61,14 ¡'Л м, Ци,г = -122,2В УЛ М.

Динамическая нагрузка создастся взрывом заряда кассой С = 25 кг, расположением на расстоянии К = 5 м. Парамотрн ческой нагрузка на Коломну: Р = 6240 кН/м, 6=0 • ЗО"3 езх.

Рассмотрены д?.а варианта поперечного армирования колонны: обычные хомуты и сетчатая косвенная арматура. Расчетом получено, что в обоих случаях произойдет разрушение колонки, в первом случае в колонне возникает кослздозательно стадам; I, 2, 3, 5 я 6; в стадии 0 удовлетворяется критерий потеря умгойгчгоств

0; во втором случае возникает стадии: Г, 3, 3 и 4; .в стадии 4 происходит потеря устойчивости колонны { 0).

Э!ачения основных параметров атедудаз: § = 139027 531 «;

= 6,65, = 1,093, = 157 сек , ^ - 1,25 10"3 сек; «1.= В7 сек-1, -Ъг. =-- 1,02 10~3 сок, £Э,5 сек"1, ^ = 25,9 сек-1,

Получено, что податливость закрепления верхнего конца ко-локны приводят к существенному перераспределению опорное изгиба-вкцх моментоз от динамической легруэки в стадии I: "Т^^Г^Т" " 0,53. Моменты от статических нагрузок приводят к постапашисиу выравниванию значений полных изгибапщих моментов в опорных сечениях и в конца стадии I они отличались всего на 15$.

Поело разрушения нижней йэлонны реки ригеля крайнего пролета статическую нагрузку но воспримут. Бали рассглотреви некоторые подходы к обеспечению ирочаости ослабленной раэд'здркаса.

Вели каркас содержит продольные ригели, то они могу компенсировать разрушенную колышу, дсфоркфулсь ссдаосшо с поперечными ригслямз по обратно-екгайтрнчноа схеме изгиба. Реакция на конце непорочного рнгпля о? дпух пркпи'кагммх продольных ригелей равна:

- 18 -

^о а * ^ ^ , ^

~ х> ' (39)

гди , - расчетные предельные моменты опорных сече-

ний продольного ригеля; - пролет продольного ригеля; ^ -коэффициент Учета действительной прочности элемента ( < - 1,4)

Спорный изгибающий момент в поперечном ригеле определен по формуле: цЬ в _ ; . ^ = . ^ ^

и из условия прочности ригеля получено соотношение

•V -чй * Си \ ио)

41 // ^ 1 . -Ь ¿Г,

Где Ми - расчетный предельный момент опорного сечения поперечного ригеля.

Если имеется опасность повреждения продольных ригелей вследствие взрыва или они отсутствуют, то возможно использование стальных затяжек (из уголков) в плоскости поперечных ром. ¡^тяжка закрепляется в конце ригеля над разрушенной колонной к в верхнем сеяешш колонны второго ряда. Возможно также устройство затяжек в виде стальных крестовых связей, расположениях в плоскости наружных стен. Поперечные сечения затяжек определяются из условия восприятия полной продольной силы N<,1 , которая действовала на разрушенную колонну.

ОСНОВНЫЕ вывода

1. Наружные колонны каркаса здания, подвергающиеся непосредственному действию динамической нагрузки, могут рассчитываться как отде.шше сжато-изогнутые элементы без учета перемещений здания в целом.

2. Расчетная схема колонны представляется стержнем с хест-ко зацешггщшы киянки концом и верхним упруго-защешенн:-;:.!-относительно поворота опорного сечения.

3. Прн дгшедсгческом расчете колонны следует учитывать начальное напряженное состояние, вызываемое статическими продольной силой к кзгкбшцаы моментом.

4. В процессе деформирования колонны возможны шесть стад:;« работы: угруга-1 без трзцдл в растянутой зоне; упруго-пластичее-кад с озорные; пластлчосщагп шарннракм и без трепцш в пролете;

упруго-пластическая с трещинами в пролете; пластическая о тремя пластическими шарнирами; две стадии, возникающие после разрушения сжатого бетона в пластических шарнирах.

5. Для получения аналитических расчетных зависимостей нс-пользоная приближенный метод, в котором задаются формы прогибов колонны для каэдой стадии работы.

6. Разрушение колонны происходит после разрушения сжатого бетона во всех пластических шарнирах или вследствие потери устойчивости, характеризующееся неограниченным возрастанием прогибов при отсутствии разрушений в сечениях.

7. Для предотвращения выпучивания стержней сжатой арматуры необходимо применять поперечную арматуру с малым шагом или сетчатое косвенное армирование. При отсутствии усиления следует ограничивать расчетные деформации сжатой арматуры величиной, соответствующей пределу текучести,

8. Если наружная нижняя колонна разрушается от действия динамической нагрузки, го для предотвращения обрушения каркаса здания целесообразно применять: продольные ригели, стальные связи или отдельные затяжки в уровне второго этажа для восприятия продольной силы.

Фортг* 6М4,1/16, «Ьст / ,Х Г»,.

Заки № Тираж /ВЛ-ма.

РЭЛ. им. Г.В. Плеханова Информационно-шдательскнй центр Москва, Стреманнмй пер.,18.