автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Пространственная работа железобетонных монолитных ребристых перекрытий

Харьковская государственная академия железнодорожного транспорта

Касем Насер Жамаль

Пространственная работа железобетонных монолитных ребристых перекрытий

Специальность 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

РГ6 од

- 5 РП

УДК 624.012.46

Харьков - 2000

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Сумском государственном аграрном университ Министерства аграрной политики Украины

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Фомица Лео1: Николаевич, Сумский государственный аграрн университет, заведующий кафедрой строительн конструкций Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шмуклер Валер Самуилович, профессор кафедры строительных конструки Харьковской государственной академии городсю хозяйства;

кандидат технических наук Веревичева Мар1 Анатольевна, доцент Харьковской государственн академии железнодорожного транспорта. Ведущая организация: Полтавский государственный технический университет I Ю.Кондратюка Министерства образования и нау Украины.

Защита состоится „ 28 " сентября 2000г. в „ 14.30 " часов на заседай специализированного ученого совета Д 64.820.02 Харьковской государственн академии железнодорожного транспорта по адресу: 61050, г. Харьков, ] Фейербаха,7.

С диссертацией можно ознакомиться в.библиотеке Харьковск государственной академии железнодорожного транспорта по адресу: 61050, г. Харьков, пл. Фейербаха,7.

Автореферат разослан 28/ 08/ 2000 Г.

Ученый секретарь специализированного

ученого совета, кандидат технических наук, доцент Ермак ЕЛ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Недостаточная изученность напряженно-деформированного состояния железобетонных монолитных ребристых перекрытий приводит к излишнему расходу материалов и снижает надежность проектируемых перекрытий. Перекрытия являются одной из самых материалоемких частей зданий. В связи с этим исследование резервов их несущей способности является важной проблемой. Исследование напряженно-деформированного состояния монолитных ребристых перекрытий позволяет уточнить ныне действующую методику проектирования, а также обеспечить экономию арматуры и надежность зданий на стадии проектирования.

Связь работы с научными программами.

Исследование связано с основной научно-исследовательской тематикой кафедры строительных конструкций Сумского государственного аграрного университета «Обследование и методы усиления строительных конструкций», тема №Б-6.2.1999

Целью диссертационной работы является разработка аналитического метода исследования напряженно-деформированного состояния элементов монолитного ребристого перекрытия при действии равномерных и неравномерных вертикальных нагрузок при различных видах опирздшя перекрытия.

Задачи исследования:

1.Обосновать выбор метода расчета монолитных ребристых перекрытий с учетом пространственной работы.

2.Разработать расчетные модели ребристых перекрытий, учитывающие неосевое (межреберное) приложение нагрузок, и на основе этих моделей проанализировать напряженно-деформированное состояние монолитных ребристых перекрытий.

3.Разработать методику аналитического расчета монолитных перекрытий и обосновать ее.

4.Провести экспериментальные исследования работы монолитных ребристых

перекрытий.

Объект исследования - железобетонное монолитное ребристое перекрытие.

Предмет исследования - напряженно-деформированное состояние элемента перекрытия от равномерного и неравномерного загружения с учетол пространственного характера работы конструкций.

Методы исследования - численно-аналитический метод, метод конечны; элементов и экспериментальные исследования натурных фрагментов.

Научная новизна работы:

1. Предложены расчетные модели перекрытий, учитывающие возможны« варианты приложения нагрузок, а также виды опирания перекрытий продольным! сторонами.

2. Разработана численно-аналитическая методика определения перемещений I усилий в элементах монолитного ребристого перекрытия с учетол пространственной работы.

3. Разработаны принципы расчета монолитных перекрытий с учетог. трещинообразования и наличия дефектов.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные результата позволяют значительно снизить расход арматуры в ребрах перекрытий благодар; учету их пространственной работы, повысить надежность при проектированш новых и обследовании существующих перекрытий.

Достоверность полученных на основе предложенной методики расчет; результатов подтверждается совпадением с данными экспериментов.

Внедрение работы. Результаты проведенных исследований внедрены пр! проведении реконструкции промышленных и гражданских объектов в Сумско! области:

1. Покрытие цехов среднего и крупного литья Сумского завода «Центролит».

2. Междуэтажное перекрытие городской детской больницы в г.Сумы.

3. Покрытие блока №5 школы №24 по ул.Парижской Коммуны в г.Сумы.

Личный вклад соискателя:

- разработана численно-аналитическая методика расчета ребристых плит

которая использовалась при проектировании монолитных перекрытий;

- выполнены экспериментальные исследования ребристого монолитного перекрытия;

- проведено сравнение результатов расчета численно-аналитическим методом и МКЭ. На основе этого сравнения выявлены преимущества и недостатки различных методик.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы докладывались на конференциях и семинарах СумГАУ в 1998,1999 и 2000г.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех печатных работах.

Объем диссертации и ее структура. Диссертация состоит из введения, 4

разделов, заключения. Полный объем диссертации 165 страницы, в том числе:__

машинописного текста, таблицы, ^V рисунков, использованных в работе литературных источников 1V %

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено актуальности темы диссертации, общей характеристш работы; в нем приведены структура, данные об апробации и публикацк результатов работы.

В первом разделе анализуруются применяемые в строительст1 конструктивные схемы перекрытий, в том числе и в монолитных перекрытиях ребрами в одном и в двух направлениях.

Приведен обзор исследований по пространственной работе монолитнь: дисков перекрытий. Действующие нормы и методики проектирования монолитнь: дисков перекрытий предусматривают работу плит как многопролетных бало причем рассматривается полоса плиты шириной 1м, опорами которой являютс второстепенные балки. Эти опоры считаются _ жесткими. На самом де; второстепенные балки являются упругооседающими опорами и усилия в плите существенной мере зависят от жесткости второстепенных балок.

Расчет перекрытия с учетом пространственной работы, с одной сторон! позволяет экономить арматуру, а с другой стороны, позволяет учитыват возникающие в отдельных элементах крутящие моменты.

Изучением пространственной работы сборных и монолитных перекрытий мостовых сооружений занимались: А.В.Александров, Т.Н.Азизов, В.Н.Байко М.А.Веревичева, М.Е.Гибшман, В.Н.Горнов, С.А.Дмитриев, М.И.Додоно П.Ф.Дроздов, Б.В.Карабанов, В.Г.Кваша, А.С.Семченков, Н.Н.Складне И.А.Трифонов, Л.Н.Фомица, Э.Д.Чихладзе, АЛ.Шагин, А.В.Шимановски! В.С.Шмуклер и др.

В этих исследованиях показано, что сборные и монолитные перекрьт являются пространственно деформирующимися системами; их работа существен» отличается от работы в предположении обособленной работы элементов. Работ сборных перекрытий изучена значительно шире, чем работа монолитнь перекрытий.

Расчет сборных и монолитных перекрытий производится либо с помощь

метода конечных элементов, либо методом членения на отдельные линейные конечные элементы в виде тавровых или двутавровых балок. При этом применяется метод сил или метод перемещений.

Не решены в полной мере задачи расчета трещинообразования, наличия отверстий в перекрытиях.

Значительная часть методов расчета основана на рассечении перекрытий на линейные балочные элементы, а неизвестные усилия определяются из апроксимационных формул., что приводит к громоздкости вычислительного процеса. В методах П.Ф.Дроздова и Т.Н.Азизова неизвестные усилия определяются из решения систем дифференциальных уравнений.

Не в полной мере решены задачи учета трещинообразования, наличия отверстий в перекрытиях.

Выполненный анализ состояния вопроса позволил сформулировать в первом разделе задачи диссертационного исследования.

Второй раздел посвящен теоретическим исследованиям напряженно-деформированного состояния монолитных ребристых перекрытий.

Перекрытие рассекается на отдельные тавровые балки плоскостями, параллельными продольным осям ребер и проходящими по середине расстояния между ребрами.

На отсеченное ребро с полкой в общем случае действуют шесть неизвестных функций усилий. Для упрощения расчетов вместо ребра таврового сечения можно использовать ребро с полкой, расположенной на уровне центра тяжести ребра. При этом исчезают неизвестные касательные усилия и остаются четыре неизвестные функции усилий..

Замена ребра с полкой в сжатой зоне (таврового сечения) на ребро с полкой на уровне нейтральной оси (рисунок 1) компенсируется тем, что жесткость ребра принимается равной жесткости таврового ребра. Такой подход вполне оправдывает себя, и потеря точности расчета минимальна при его существенном упрощении.

Приведена система дифференциальных уравнений для определения неизвестных усилий Б^х) и М,(х) для перекрытия, состоящего из ребер одинакового

поперечного сечения. При этом усовершенствован общий метод, а сделанны допущения незначительно влияют на точность и упрощают расчеты.

¡-1-ое сечение ¡-тое ребро i-тое сечение

Рисунок 1 - Усилия, действующие вдоль линий рассечения ¡-того ребра

Система уравнений имеет вид:

jj(-Ms,.,+IMS, - MSm)+~ (- MSU - IMS' -msTm)+ ~MSr +

+ ~ ("V, - »U )=jj(~ MQ +

~§J (-MSit + MsM)+ ('"/-1 - 2Щ + mi+1)+ ~m;=0

где EJ, GJ - соответственно изгибная и крутильная жесткости ребер; D - цилиндрическая жесткость полки (плиты);

MS; - неизвестная функция изгибающих моментов в ребре от усилий Si; mi - неизвестная функция поперечных изгибающих моментов в полке; MQi - функция изгибающих моментов в ребре от внешней нагрузки; а - половина расстояния между ребрами

Предложено систему дифференциальных уравнений решать путем разложен] неизвестных функций усилий в ряды Фурье по синусам, т.к. при этом автоматичеа удовлетворяются граничные условия для неизвестных в точках, являющих

нулевыми (например, на опорах).

Показано, что в случае действия локальной нагрузки на монолитное ребристое перекрытие напряженное состояние монолитной плиты может существенно отличаться от ее НДС при традиционном проектировании, когда плита представляется в виде многопролетной балки, опорами которой являются второстепенные балки (ребра). Поэтому при традиционном проектировании плита армируется таким образом: над опорами (ребрами) - в верхней зоне, в пролете - в нижней зоне. При действии локальной нагрузки эпюра изгибающих моментов в плите в разных зонах существенно отличается. В качестве примера на рисунке 2 представлена схема загружения в плите ребристого перекрытия, которое состоит из пяти ребер пролетом 5м, сечением 150x130мм, и полок толщиной 50мм с расстоянием между ребрами 1м, загруженных полосовой нагрузкой ц=1кН\м на третьем ребре. Значения эпюры моментов приведены для сечения в середине пролета ребер. Как видим, возможная схема армирования плиты значительно отличается от традиционной. В связи с этим при проектировании рекомендуется рассматривать определенное количество возможных вариантов загружения перекрытия и армирование по огибающей эпюре моментов, охватывающей максимальные моменты от всех рассмотренных вариантов загружения.

Использование предложенной методики определения усилий в элементах ребристого перекрытия позволяет в автоматическом режиме учитывать трещинообразование с помощью метода упругих решений, когда на каждом шаге корректируется жесткость условно упругого элемента, максимальный прогиб которого равен прогибу реального элемента с трещинами.

Приведена также методика расчета ребристых монолитных перекрытий с отверстиями. При этом жесткости ребра и полки представляются в виде функции со скачкообразными изменениями (уменьшениями) в области отверстия. Преимущество предложенной методики расчета заключается в том, что расчет перекрытий без отверстий и с отверстиями производится с использованием той же системы дифференциальных уравнений. Отличием является лишь только то, что в первом случае коэффициенты при неизвестных функциях являются константами,

во втором - переменными.

Приведена методика учета неосевого загружения ребер перекрытия, ког/ нагрузка располагается между ребрами. Для этого в месте действия полосово нагрузки вводится фиктивное ребро с нулевой жесткостью.

Приведен принцип расчета перекрытия при его опирании продольным сторонами. Для этого жесткости крайних ребер, которые опираются на стен! принимаются равными бесконечности.

Приведено сравнение расчетов по предложенной методике с расчетами п методу конечных элементов, проведенными по программе „НЕСОМ".

Ы

Рисунок 2 - Схема загружения плиты перекрытия и возможная схема армирования.

Цифры вверху графика - при представлении полки в виде плоских конечнь элементов. Цифры внизу - по численно-аналитической методике; цифры в скобках при представлении полки плиты в виде стержневых КЭ.

Было проведено сравнение расчетов по МКЭ при моделировании полки двухребристой плиты с помощью плоских конечных элементов и стержневыми конечными элементами. На рисунке 3 приведено это сравнение. У А

Рисунок 3 - Эпюры прогибов в середине полок (между ребрами)

На рисунке видно, что результаты совпадают с высокой степенью точности. В связи с этим в дальнейшем для сравнения теоретических данных с данными численного расчета по МКЭ была принята конечно-элементная модель, состоящая из балок продольного направления, моделирующих работу ребер, и балок поперечного направления (10шт), моделирующих работу полок.

На рисунке 4 приведены графики вертикальных усилий S(x) и поперечных изгибающих моментов М(х) в первом и втором сечениях монолитного ребристого перекрытия, состоящего из 5 ребер сечением 250x250мм, расположенных с шагом 1м, пролетом 5м. Ребра соединены полкой толщиной 50мм. Нагрузка — полосовая на третье (среднее) ребро.

На рисунке видно, что усилия, определенные по предложенной методике и по МКЭ, совпадают с высокой степенью точности. При этом численно-аналитический метод отличается своей простотой, простым учетом трещинообразования, отверстий (не изменяется расчетная схема). Следует отметить, что если делать

S(x), т/м aj уС1ШИЯ s(x) в первом сечении 14

12 10 8 б 4 2

i ;

1 V A.

л ■«е-

/ 4 *

* д 'is' -v —

50 100 150 200 250

S(x), т/м1 ^ УсилияЗ(х) во втором сечении 50

40 30 20 10 0

- „ к

A * - V

i Г r '

-> У ■

а) Моменты М(х) в первом сечении (увеличенные в 1000 раз)

50 100 150 200 250

250

30 25 20 15 10 5 0

6) Моменты во втором сечении (увеличенные в 1000 раз)

Рисунок 4- Сравнение поперечных моментов в первом (а) и во втором (б) сечениях полученных путем расчета по МКЭ и по предложенной методике (верхняя линия)

1-05Вр1

2-05Вр1

50|]. 650 } 650 | 650 | 650 |]30 1-1

II

о

100 , 1 550 11 550 и 550 ) | 550 1 100

2-2

0=

И

1001

2500

1,100

б)

С1

ч

щ

КР1

КР1 КР1 КР1 КР1

£1

1-02ОАШ 2 2-02ОАШ 3-06А1

40] ] 11x7,00=2600_

Рисунок 5 - Опалубочные размеры фрагмента и его армирование: а) опалубочный чертеж; б) армирование фрагмента

>

расчет учета трещинообразования и отверстий по МКЭ, то возникают значительн трудности. Кроме того, точность расчетов по предложенному методу определяет количеством членов ряда Фурье, который очень быстро сходится и не зависит числа точек по длине ребра, а точность расчета по МКЭ зависит от числа элемент по длине.

Таким образом, во втором разделе показана численно-аналитическая методи расчета и ее преимущества, проведено ее сравнение с МКЭ.

Третий раздел посвящен экспериментальному исследованию фрагмен монолитного ребристого перекрытия. Размеры в плане, сечение фрагмента и е армирование приведены на рисунке 5.

Общий вид фрагмента приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Общий вид фрагмента при загружении.

Одновременно с фрагментом были изготовлены бетонные кубы и призмы. Г результатам испытания призм и арматуры получены данные: призменная прочное бетона 11в=16,6МПа; предел текучести арматуры <Ху=481 МПа; времени«

сопротивление разрыву <т„ = 753Мпа. Модуль деформации бетона, определенный во время испытания призм, составил 28000МПа. В процессе испытания определялись прогибы середины пролета ребер.

Полосовая равномерно распределенная нагрузка заменялась четырьмя сосредоточенными силами, расположенными в четвертях пролета. Нагрузка создавалась гидродомкратами, которые были протарированы на стационарном прессе вместе с манометром.

Испытание фрагмента проводилось в три этапа. Сначала загружалось первое ребро в пределах упругих деформаций до появления первых трещин. Затем проводилась разгрузка и загружалось второе ребро также при малых значениях нагрузки до образования трещин. На третьем, последнем, этапе загружалось третье (среднее) ребро вплоть до разрушения фрагмента.

При загружении первого ребра первая трещина образовалась при нагрузке 4,4йН/м во внутреннем углу между первым ребром и полкой, что подтверждает теоретические предположения, а именно: при максимальной нагрузке в отличие от равномерно распределенной на опорах плиты (ребрах) могут возникать положительные моменты.

При загружении второго ребра первая трещина образовалась при нагрузке 4,4кН/м. Эта продольная трещина появилась на верхней грани первого ребра.

Величина максимальной нагрузки при загружении первого и второго ребер составила 6,16 кН/м. При разгрузке показания индикаторов вернулись в исходное положение, что является свидетельством упругой работы фрагмента

На последней стадии загружения фрагмента нагрузка была приложена к третьему ребру.

Сначала, как и при загружении 1-го и 2-го ребер, появлялись продольные трещины в полке перекрытия. При нагрузке 28,77кНУм в третьем загруженном ребре появились нормальные трещины с шириной раскрытия 0,05мм. Нагрузка, при которой образуются трещины по СниП, в предположении работы ребра как одиночной балки таврового сечения, почти в 5 раз меньше реальной нагрузки, при которой образовались нормальные трещины в ребре. Это подтверждает верность предположения о существенном отличии работы ребра по сравнению с

традиционным его расчетом, когда каждое ребро рассчитывается как одиночна балка с нагрузкой, собранной с ее грузовой полосы.

Фрагмент разрушился при нагрузке 40,28кН/м в результате потери несуще: способности наклонного сечения третьего ребра.

Во время действия разрушающей нагрузки ширина раскрытия нормальны; трещин в третьем ребре составила всего лишь 0,3мм, т.е. ребро имело ещ значительный запас прочности нормального сечения. Следовательно, несуща способность ребра при учете пространственной работы перекрытия существен™ больше несущей способности в предположении одиночной его работы.

Характер образования продольных трещин в испытанном фрагмент ребристого монолитного перекрытия полностью соответствует теоретически* представлениям.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что при полосово» загружении ребер максимальные прогибы возникают в загруженном ребре. Ребра удаленные от загруженного, при отсутствии ограничения их отрыва от опоры могу перемещаться вверх (выгибаться).

Продольные трещины в полках первоначально образуются в середине пролет; ребер и, затем, распространяются в сторону опор, что также подтвер'ждае' теоретические выводы, что максимального значения поперечные изгибающие моменты в плите достигают в середине пролета ребер.

Таким образом, проведенные в 3 разделе экспериментальные исследовани; полностью подтвердили теоретические положения.

Четвертый раздел посвящен разработке предложений по расчету 1 конструированию монолитных ребристых перекрытий, а также эффективност) метода расчета.

Расчет перекрытия начинается с составления расчетной схемы. Есл1 перекрытие из п ребер опирается только торцами, то количество секущи: плоскостей будет равно п-1. Если на одной из сторон плита опирается продольно! стороной, то количество секущих плоскостей будет равно п. При этом опирание н. жесткую опору моделируется абсолютно жесткими ребрами. Если перекрыта

оперто по четырем сторонам, то количество секущих плоскостей будет равно п+1 и с двух сторон перекрытия должны быть введены фиктивные абсолютно жесткие ребра. Если на перекрытие действуют неосевые нагрузки, то дополнительно вводятся фиктивные ребра с нулевыми жесткостями.

Приведен алгоритм определения усилий по линиям рассечения при действии любых видов нагрузок.

Приведена также подробная методика определения изгибающих и крутящих моментов в ребрах, поперечных сил в них, а также изгибающих моментов в полках.

После определения усилий по линиям рассечения перекрытия на отдельные тавровые балки, изгибающих и крутящих моментов в ребрах производится прочностной расчет элементов. Плита рассчитывается как балка прямоугольного сечения шириной 1м. При этом в запас прочности рекомендуется рассматривать полосу плиты в середине пролета ребер, что одновременно позволяет армировать плиту сеткой с постоянным по всей длине сечением арматуры. Армирование плиты принимается одинаковым.

Ребра перекрытия рассчитываются по прочности на изгиб с кручением (в отличие от традиционного расчета только на изгиб).

В общем случае рассматриваются различные варианты загружения перекрытия временной нагрузкой. По результатам расчетов на постоянное и различное положение временной нагрузоки строится огибающая эпюра, по которой армируются элементы перекрытия.

Приведен приближенный расчет перекрытия для предварительного определения усилий с целью назначения армирования.

Приведена методика расчета главной балки перекрытия, состоящего из главных и второстепенных балок. Для расчета главная балка отсекается плоскостями, параллельными ее продольной оси. Второстепенные балки с плитой заменяются сплошной плитой с эквивалентной толщиной, определяемой из условия равенства изгибной жесткости сплошной плиты шириной, равной шагу второстепенной балки таврового сечения. Система рассчитывается описанным выше способом, и определяются вертикальные усилия 3;(х) (х- координата вдоль оси

главной балки) и поперечные изгибающие моменты М^х). Поперечные момент] М;(х) являются усилиями, изгибающими второстепенные балки. Вертикальны усилия Б^х) являются изгибающими и оказывают действие на главную балку. Таки образом, методика расчета позволяет рассчитывать как перекрытия с балками одном направлении, так и перекрытия с балками в двух направлениях.

Приведена также методика учета пространственной работы монолитног ребристого перекрытия при обследовании. Если отдельные элементы перекрыта имеют дефекты и повреждения, уменьшающие их несущую способность, то в ряд случаев учет пространственной работы позволяет отказаться от усилени перекрытия, т.к. усилия перераспределяются таким образом, что от элементов дефектами они передаются на элементы, не имеющие повреждения. Предложен также методика расчета прогибов элементов перекрытия.

Дифференциальное уравнение изгиба ¡-того отсеченного ребра выглядит:

у; = (1

где Мд; - функция изгибающих моментов от внешней нагрузки;

М5ц, М5; - соответственно функции изгибающих моментов от усилий Бь слева от ребра и Б; - справа. Следовательно, если определены неизвестные-усили вдоль линий рассечения, то достаточно просто определяются и прогибы.

Для сравнения с экспериментальными данными были посчитаны прогибь ребер экспериментального фрагмента перекрытия в середине пролета. При это; жесткости ребер на изгиб и на кручение вычислялись умножением модул упругости бетона, определенного экспериментальным путем на момент инерцш соответственно при изгибе I и при кручении 1„ определенных для таврового сечения

Сравнение данных, ' полученных теоретически и экспериментально показывает, что они совпадают с высокой степенью точности.

Учет трещинообразования возможен по методике, предложенной во 2-о» разделе. Следует отметить, что во время эксперимента раскрытие трещш происходило при нагрузках, превышающих нормативное значение. В связи с эти» определение прогибов на практике в большинстве случаев можно проводить ]

предположении упругой работы перекрытия.

Учет пространственной работы при действии вертикальных нагрузок на монолитное ребристое перекрытие позволяет экономить значительное количество арматуры за счет существенного уменьшения изгибающих моментов в ребрах пространственно деформируемого перекрытия по сравнению с моментами в отдельно работающих ребрах.

ВЫВОДЫ

1. На основе общей теории построена численно-аналитическая методика определения усилий в монолитном ребристом перекрытии с учетом его пространственной работы путем его рассечения на отдельные тавровые балки.

2. Приведены численные исследования напряженно-деформированного состояния ребристого перекрытия на основе расчетов на ЭВМ с использованием вычислительного комплекса "Яесоп".

3. Предложены способы расчета перекрытий при межреберном приложении нагрузок и различных видах опирания перекрытия. Проанализировано влияние этих факторов на напряженно-деформированное состояние ребристого перекрытия.

4. Показаны примеры расчета монолитного ребристого перекрытия с учетом физической нелинейности и трещинообразования в ребрах и плите. Исследовано влияние трещинообразования на НДС перекрытия.

5. Разработана программа на ЭВМ для расчета монолитного ребристого перекрытия с учетом пространственной работы.

6. Проведены экспериментальные исследования фрагмента перекрытия, которые подтвердили теоретические разработки. Показана возможность разрушения перекрытия в результате образования продольных трещин в местах примыкания полок к ребру.

7. Экспериментально доказано, что при действии локальной нагрузки на одно ребро в полках образуются трещины в зонах, которые при традиционных расчетах считаются сжатыми. Эти факты также подтверждают теоретические исследования.

8. Показано, что при обследовании перекрытий учет их пространствен* работы по предложенной методике позволяет отказаться от усиления конструкци дефектами, а также в некоторых случаях отказаться от усиления перегруженн участков при реконструкции.

9. Показано приемущество применения предложенной методики расчета сравнению с существующими как при проектировании, так и обследоваг перекрытий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Касем Н.Ж. Визначення зусиль у ребрах монолггного перекритгя// ЕНсь Сумського держ.аграрного ушверситету. -N5. - Суми, 2000. - С.35-38.

2.Касем Н.Ж. Розрахунок ребристих перекрить з отворами// Вкпик Сумськс держ.аграрного ушверситету. -N4. - Суми, 1999- - С.38-41.

3.Фомиця Л.М., Аз1зов Т.Н., Касем Н.Ж. Проектування зб^рних зал1зобетош перекрить// Зб1рник наукових статей "Проблеми теорп 1 практики будшництва" Льв1в, 1997.-С. 127-129.

4.Аз!зов Т.Н., Касем Н.Ж. Особливот розрахунку монолтшх ребрист перекрить /ЯИсник Сумського держ. аграрного ушверситету .- N2.- Суми, 1998 С.84-85.

АНОТАЦ1Я

Касем Н. Ж. Просторова робота залЬобетошшх монолтшх ребрист перекрить. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук спещалыистю 05.23.01 - бущвельш конструкций буд1вл) та споруди. - Хариво державна академ!я зал1зничного транспорту, Харыв, 2000.

Дисертащя присвячена дослщженню напружено-деформованого стг окремих елеменпв монолггного ребристого перекритгя при дп р1вном1рню

нер1вно1\«рних вертикальних навантажень при р1зних видах опирання перекриття для розробки рекомендацш по проектуванню.

Розроблено чисельно-аналгтичну методику розрахунку монолтшх ребристих перекрить з урахуваиням просторово1 робота. Наведено систему диференцигаих рттнь, ршення котроУ дозволяе визначити зусилля в елементах ребристого перекриття.

Методика базуеться на використанш принципу розрахунку ребристих плит, який основано на 1'х членуванш на окрем1 таврогл балки 1 визначенш зусиль уздовж лшн розачення. В дашй робот! цей принцип вдосконалено, зроблено необхиш спрощення [ припущення.

За запропонованим методом дослщжено НДС ребристого перекриття. Показано, що при локальних навантаженнях НДС ребристого перекриття у значшй м1р1 В1др!зняеться вщ його НДС при розподшеного навантаження.

• Ключов1 слова: ребристе монолите перекриття, просторова робота, система диференцшних р1внянь, трщиноутворення, вертикалып зусилля, повздовжш згинальш момента.

АННОТАЦИЯ

Касем Н. Ж. Пространственная работа железобетонных монолитных ребристых перекрытий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. -Харьковская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена исследованию напряженно-деформированного состояния отдельных элементов монолитного ребристого перекрытия при действии равномерных и неравномерных вертикальных нагрузок, при различных видах опирания перекрытия для разработки рекомендаций по проектированию.

Разработана численно-аналитическая методика расчета монолитных

ребристых перекрытий с учетом пространственной работы. Приведена сисп дифференциальных уравнений, решение которой позволяет определить усилю элементах ребристого перекрытия.

Методика основана на использовании принципа расчета ребристых пл основанного на их членении на отдельные тавровые балки и определении уст вдоль линий рассечения. В данной работе этот принцип усовершенствован, сдела необходимые упрощения и допущения.

Разработаны принципы расчета ребристых перекрытий с учет трещинообразования, наличия отверстий, различных схем опирания и загружения

Проведены экспериментальные исследования фрагмента монолита ребристого перекрытия.

На основе сравнения данных расчета по предложенной методике с расчете по методу конечных элементов и с результатами физического экспериме показана достоверность методики.

Приводится методика приближенного расчета перекрытия предварительного определения усилий с целью назначения армирования. Дае также методика учета пространственной работы монолитного ребрист перекрытия при обследовании. Показано, что если отдельные элементы перекры имеют дефекты и повреждения, уменьшающие их несущую способность, то в р случаев учет пространственной работы позволяет отказаться от их усиления.

Предложенным методом исследовано НДС ребристого перекрытия. Показа что при локальных нагрузках НДС ребристого перекрытия существенно отличае от его НДС при действии распределенной нагрузки.

Сделаны предложения по расчету прочности и деформативности элемен ребристого перекрытия.

Ключевые слова: ребристое монолитное перекрытие, пространствен работа, система дифференциальных уравнений, трещинообразование, вертикалы усилия, поперечные изгибающие моменты.

ABSTRACT

Qasem N.J. Spatial work of reinforced monolithic ribbed ceilings. - Manuscript.

Candidate of tehnical sciences dissertation speciality 05.23.01 - building constructions edifices and structures. - Kharkiv State Academi of Rail Transport, Kharkiv,2000.

Dissertation is devoted to investigation of tense-deformed state of separate elements of monolithic ribbed ceilings under the influence of even and uneven vertical loadsand with different kinds of lefnsng for working out of recommendations for projecting.

Numerical-analitical methodics of calculation of monolithic ribbed ceilings is worked out taking intu account the spetial work. The system of differentiated equations is given. The sdution of which lets to determine the power in the elements of ribbed ceilings.

Metodics is based upon the usage of principles of calculation is based on the articulation of slabs into separate T-beams and determination of pawer along the line of cutting. In this principle is perfected, all necessary suppositions are made/

The key words: ribbed monolitic ceilings, spetial work, the sistem of differentiated eguations, appering cracks, vertical power.

Автореферат дисертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пространственная работа железобетонных монолитных ребристых перекрытий

Касем Насер Жамаль

Подписано к печати 08.2000 Формат бумаги 64x84 1\16. Бумага писчая. Печать офсетная. Услов.-печ.лист. 1,0. Обл-изд. лист. 1,2. Заказ №309 Тираж 100 экз.

Изд. СумДУ, 240007, г Сумы, ул. Римского-Корсакова, 2.