автореферат диссертации по строительству, 05.23.17, диссертация на тему:Расчет комплексных стержневых элементов строительных конструкций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

АЛИЕВ АРИФ АСЛАН ОГЛЫ

УДК 624.072

РАСЧЕТ КОМПЛЕКСНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

(05.23.17 - Строительная механика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Б А К У - 1997

забота выполнена в Азербайджанском инженерно-строительном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Ф.М.ГАДКИЕВ

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент,

М.А.ГАДЖИЕВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

И.Р.САДЫХОВ

кандидат технических наук, доцент,

И.И.НАДИРОВ

Ведущая организация: "АзГОСПРОЕКТ" Госстроя Азербайджанской Республики

Защита состоится " ^ " мая 199"/ г. в 12°° часов на

заседании Специализированного Совета HQ54.05.02, по адресу: г.Баку, ул. А.Султанова - 5, Азербайджанский инженерно-стротель-ный университет, ауд. 304-1.

С диссертацией можно ознакомится в научной библиотеке университета.

Автореферат разослан " 19 " апРеля 1997 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат технических наук, доцент М.А.ГАДЖИЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Конструкции, в которых совместно работают элементы из различных материалов, уже давно и успешно применяются в различных областях, техники. Особенно широко они стали внедряться в последние десятилетия, когда появилось значительное количество новых эффективных материалов, прежде всего полимеров и композиционных материалов на их основе.

Под комплексными подразумеваются элементы конструкций в которых для совместной работы соединены в единое целое три и более материалов с различными физико-химическими и деформативно-проч-ностными характеристиками. В диссертации исследуется напряженно-деформированное состояние (НДС) и устойчивость железобетонных элементов с внешной стеклопластиковой обойшй, которые относятся к комплексным элементам. Плотный бетон воспринимая основную долью сжимающих напряжений, защищает от коррозии, находящегося в нем стальную арматуру, которая обеспечивает сопротивляемость сечения на растяжение. Усиление железобетонных (ЖБ) элементов тонким слоем стеклопластика существенно повышает их несущую способность. Армированный бетон являясь конструкционным материалом обладает специфическими свойствами, которые оказывают существенное влияние на поведение ЖБ элементов под нагрузкой. Сугубо индивидуальной особенностью армированного бетона, отличающего его от других композитных материалов, является его способность сохрянять эксплуатационные качества при наличии трещин в растянутых зонах.

Помимо расчетов на эксплуатационные нагрузки представляет большой интерес правильная оценка НДС комплексных элементов при высоких уровнях нагружения, когда зависимость между напряжением и деформацией носит ярко выраженный нелинейный характер. Так как только на основе расчетов, базирующихся на нелинейных диаграммах возможно достоверное исследование несущей способности конструкций.

Все сказанное так же относится к вопросу исследования устойчивости комплексных элементов с учетом трещинообразования в растянутых зонах бетона.

Гибкие сжатые, внецентренно сжатые, сжато-изогнутые и изгибаемые комплексные элементы находят большое применение в строительстве и в других областях техники. Поэтому исследование НДС и устойчивости комплексных элементов строительных конструкций с применением реальных нелинейных диаграмм деформирования материа-

лов представляет большой теоретический и практический интерес,чем определяет актуальность поставленных и решенных в диссертационной работе задач.

Исследованию НДС и устойчивости железобетонных и комплексных стержней внесли существенный вклад такие крупные специалисты, как Багданович А.Е., Байков В.Н., Бондаренко В.М., Бондаренко C.B., Брызгалин Г.И., Васильев П.И., Веубеке Ф., Вилин Н.Г., Вшцневец-кий Г.Д.,Ворович Г.В.,Гвоздев A.A., Гуща Ю.П., Колмановский В.Б., Наэрлович H.A., Орлов А.И., Потапов В.Д., Прокович И.Е., Процен-ко A.M., Ржаницын А.Р., Санжаровский Р.С.,Улицкий И.И., Хофф Н, Шагин А.Н., Яковленко Г.П. и др.

Целью настоящей диссертационной работы является выбор расчетной модели, разработка эффективной численной методики и составление программ на алгоритмическом языке FORTRAN-IV для решения следующих задач:

a) Исследование НДС и устойчивости комплексных внецентренно сжатых элементов с применением полной диаграммы деформирования бетона при сжатии;

0) НДС и устойчивость комплексных внецентренно сжатых элементов конструкций с применением неполной нелинейной диаграммы сжатия бетона;

b) НДС изгибаемых комплексных элементов с учетом работы бетона на растяжение в рамках двухпараметрической модели разрушения бетона с применением полной нелинейной диаграммы деформирования бетона при сжатия и упруго-пластической работы арматуры;

г) НДС вышеуказанного изгибаемого элемента с применением не полной диаграммы бетона при сжатии;

Научная новизна. Разработаны эффективные численные методики исследования НДС и устойчивости внецентренно сжатых комплексных элементов с применением реальных нелинейных диаграмм материалов. Построенная методика позволяет применять как полную, т.е. с учетом нисходящей ветви, так и неполную нелинейную диаграмму бетона, упруго-пластическую работу стальной арматуры и разномодульность внешной стеклопластиковой обоймы. Разработана так же эффективная численная методика исследования изгиба комплексных элементов с применением двухпараметрической модели разрушения Л.П.Трапезникова с применением вышеуказанных диаграм деформирования материалов.

Практическая ценность. Рассмотренные б диссертационной работе задачи имеют прямое отношение к практике проектирвания вне-центренно-сжатых и изгибаемых комплексных элементов, поэтому на основе построенных алгоритмов составлены программы, что позволяют использовать результаты настоящей диссертационной работы при проектировании указанных элементов, а также при проведении численных экспериментов для составлении нормативных документов.

Методика исследования. Для решения задачи внецетренного сжатия комплексных стержней рассматриваются распределения напряжений и деформаций в наиболее напряженном сечении, согласно принятым диаграммам деформирования материалов. Далее изогнутая ось стержня аппроксиммируется подходящей кривой и тем самым система с бесконечным числом степеней свободы сводится к системе одной степени свободы. За счет не учета работы бетона на растяжение и разномо-дульности внешной стеклопластиковой обоймы распределение деформа-?тий зависит от шсоты сжатой зоны сечения. Использование приближенного выражения кривизны позволяет связать между собой высоту сжатой зоны,напряжения или деформации крайней сжатой фибры бетона и прогиб наиболее напряженного сечения. После нахождения главных веторов и главных моментов напряжений в компонентах сечения составляются нелинейные уравнения равновесия.

В случае когда для бетона используется полная диаграмма деформирования сжатия в форме В.Н.Байкова разрешающую систему уравнений удается представить в виде полиномов относительно высоты сжатой зоны,что создает определенные удобства при решении системы итерационным способом.Если используется неполная диаграмма бетона в форме В.М.Бондаренко, то в разрешающей системе нелинейных уравнений увеличивается количества уравнений. Привличением численных методов составлены алгоритмы, позволяющие решить полученные системы с любой наперед заданной точностью. Построенная методика позволяет построить кривые состояния и тем самым решить задачу устойчивости комплексных стержней.

При решении задачи изгиба для учета растягивающих напряжения и трещинообразования в бетоне применяется двухлзраметрическая модель разрушения Л.П.Трапезникова. Отдельно исследованы применение полной и неполной диаграммы деформирования бетона при сжатии. Как и при внецентренном сжатии получено нелинейное уравнение, определяющее положение нейтральной оси в сечении, а также формула

для вычисления внутреннего изгибающего момента. Для решения нелинейных уравнений предложены эффективные численные методики, позволяющие решить нелинейную систему уравнений с любой желаемой точностью. Во всех случаях построенные алгоритмы позволяют контролировать изменение НДС от начала до полного исчерпания несущей способности. Для всех алгоритмов составлены соответствущие программы для ЭВМ.

Достоверность предложенной расчетной методики и полученных результатов обусловлена прежде всего строгой в математическом смысле обоснованностью использованных расчетных моделей, ее согласованностью с классическими для подобных задач, качественным совпадением полученных результатов с результатами других исследователей, относящихся к неусиленным элементам. Численными экспериментами подтверждена целесообразность предложенных методик решения указанных задач и достоверность полученных результатов.

На защиту высосится новая разработанная методика и расчетная модель для исследования НДС внецентренно сжатых и изгибаемых и устойчивости внецентренно сжатых комплексных элементов с применением реальных нелинейных диаграмм деформирования материалов, наи-оо.ле» доотояррно отражающих работу конструкции под нагрузкой. По результатам исследований дан некоторый анализ и основные выводы.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в трех статьях автора.

Апробация работы. Основные принятые положения и полученные новые результаты докладывались и получили одобрение на объединенных научных семинарах кафедр "Строительная механика", "Сопратив-ление материалов" и "Теоретическая механика" Азербайджанского инженерно-строительного университета (Баку, 1995, 1996, 199? гг.)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы, влючающего 90 наименований (в том числе 16 на иностранном языке). Общий объем работы 135 страниц, в том числе 23 рисунков и 12 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ведение обосновывается актуальность теш диссертационной работы, сформулированы цель и задачи, отмечаются научная новизна, практическая значимость и достоверность полученных результатов.

ПЕРВАЯ ГЛАВА состоит из трех параграфов. Первый параграф носит обзорный характер и в нем дается краткий обзор литературы по расчету комплексных элементов конструкций.

Во втором параграфе кратко излагаются основные принципы создания железобетонных стержневых элементов с внешним стеклопласти-ковым усилением и обосновывается роль внешнего усиления с тонким слоем стеклопластика.

В третьем параграфе приведены краткие сведения по аналитическому описанию диаграмм сжатия бетона при однократном статическом загружении. Кроме того дан краткий обзор по аналитическому описанию диаграмм деформирования армирующих материалов и приводится краткие сведения по двухпараметрической модели разрушения Л.П.Трапезникова.

ВТОРАЯ ГЛАВА состоит из четырех параграфов.

Первый параграф данной главы посвящен к применению полной диаграммы деформирования бетона при сжатии с нисходящей ветьвю в форме В.Н.Байкова и его сотрудников:

Ч = А, 6е / ^ + А£ ( /£)* + А3 (£« +

Здесь А1, А2, ..., А5 и ен, экспериментально определяемые параметры бетона, причем 5К, деформация, соответствующая максимуму на диаграмме о-е бетона.

Главный вектор сжимающих напряжений в бетонном ядре представлен в традиционной форме

¿/¡-бвВк^, (2)

но параметр ыь определяется точно, а не назначается приближенно по полуэмпирической формуле. В зависимости отположения нейтральной оси этот параметр определяется следующим образом:

при о < ^ ^ 1 + а5

Ц, = (Л/2 + /5 + кХ/^кКЬ +

+ А? ^А)/(А, + А А А584а):

при ^ > 1 + С-5

<08«{£ А, [ 1 - (1- V*)4 1 + т АД11- >

+ { А, ёе4[ 1- (1-1/0' 1>/4 А - А2 к - Аз ^ - (4)

Рис. I.

Аналогично параметр центра тяжести иь определяется также аналитически:

при о < ^ ^ 1

при

^ > 1+0.

Е AjiVO-O

S

<li = 1-

£ A: 8g { i- (l- i/0 }/0+2)

z A, sf1 {1 - Ci- i/r)^1} /о- i) j=i J

(6)

1.0 0.8

0 J, 0.2 0

s -V

/ /

А

Ч 1

CVJ -J Ц} CO о

о ö ö ö

см -T oO О

T-- —

Рис. 2

Для бетона B20 на рис. 2 представлены диаграмма деформирования при сжатии и изменение параметров шь и vb в зависимости от уровня деформаций s~=sb/sR. Как видно изменение этих параметров фактически линейна. Для главных вектор напряжений в других компонентах найдены

Ч = АД

=бс#/ё6аДк(1-4) - (8)

+ <з?'б1а8Ъ^а-2£)- 2 о)

где

1 О

5 ■ (10) о

Моменты нормальных напряжений в компонентах сечения определяются так:

где ^ 0

£ =

(12)

О

Во втором параграфе данной главы составляются разрешающие нелинейные уравнения задачи с использованием уравнений равновесия и плоского распределения деформаций. В результате получены следующие уравнения в безразмерных координатах

М2 + М "А ' (13)

где

= + ёс' Ч а5 С1 - ^ Тс') -12с 1а5 (1 ■- 2 , В2 = < (1 - ) £в (1 -

+ §с/ё,а1(1-аО + Мв а* (1 +

и т.д.

Исключив из уравнений (13) и (14) параметр внешной сжимающей нагрузки получим уравнение четвертой степени относительно параметра сжатой зоны

Ф^ + (15)

В третьем параграфе дается алгоритм для численной реализации полученных нелинейных уравнений, суть которая сводится к следующему. Задается уровень деформаций в сжатом крайнем волокне бетона

ё . Далее принимая в нулевом приближении £=?о=0,3 вычисляются все функции нелинейности, входящие в (15) и решением уравнения четвертой степени определяется параметра £ в первом приближении. Дальше в следующих итерациях функции нелинейности вычисляются по результатам предыдущей итерации. Процесс итераций продолжается до достижения требуемой точности. Таким образом, для принятого уровня деформаций удается находить параметр высоты сжатой зоны | с любой требуемой точностью. Для данных пар , по формулам, приведенным в диссертации вычисляются другие параметры-Р, М, аё. Таким образом, в частности удается построить кривую равновесных состояний Р-I и по ней определить критическую силу комплексного внецентренно сжатого стержня с учетом реальных диаграмм деформирования.

Кроме того в этом параграфе приводится программа на алгоритмическом языке УСЖТКАИ-Г/ для численной реализации задачи.

Четвертый параграф посвящен к численной иллюстрации разработанной методики. Рассмотрен численый пример при следующих исходных данных:

£=7.1 см; Ь = 6.7 см ; = 0.28846 ; 2 си,

^= 0.0166 ; а, =0.05846 ; а2 = о.о?7б9; а3=о.ой1; Р = £ /Ь0 - 37. 3 ; = £¿=0.00194;

Е/ = Е5 = 200000 та- 6; =£т= 0.002^: Е^- 1^000 МПа-Ес= ¿ООООМПа; .

Результаты численного расчета отражнены на рис. 3 а, б На этом рисунке кривые отмеченные цифрой I соответствуют комплексному стержню, кривые помеченные цифрой 2 - элементу без стекло-пластикового усиления, кривые помеченные цифрой 3 - элементу со стеклопластиковой обоймой без сжатой арматуры. Как видно тонкая стеклопластиковая обойма увеличивает критическую силу и критический момент соотвественно на 19,2% и 37,5%. Сжатая арматура повышает критическую силу комплексного элемента на 12,6%, а критического момента 1,37 раза.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА диссертации посвящена исследованию НДС и устойчивости комплескных внецентренно сжатых элементов, когда для

А р-10

3.¿

5.2 2.a i.k 2.0 l.¿ 12 0.8 OA o.o

1.ЧО 2.24 2.00 i-77 i 50

■Í.Oo 0.7? 0-^0 0-1J 0.00

4 7)

1

vo 00 o

Csi

d o o ó o o

-T- UN 4) c0 оч Q

O" ó Ó Ö Ó o V-

9B

бетона учитывается неполная нелинейная диаграмма в форме В.М.Бондаре нко и состоит из семи параграфов.

В первом параграфе с использованием для бетона при сжатии диаграммы деформирования в форме В.М.Бондаренко

составляется главный вектор нормальных напряжений в бетонной части сечения.

Изменение сжимающих напряжений в бетонном ядре согласно исследованиям В.М.Бондаренко принимается по степенному закону

П

(17)

©6г = ®61н/(^.)} ,

где параметр нелинейности п также связывается с напряжением в крайнем сжатом фибре бетона

к = 1" =^(6Е)

(18)

Деформирование стальной арматуры описывается аналогичной (16) зависимостью _, _ , . — — _

8 '= »

^ и "Б ~ ^ ^ • (19)

Стеклопластиковая обойма деформируется линейно, но по разному сопротивляется на растяжению и сжатию. Аналично предыдущей главе найдены главные векторы и главные моменты нормальных напряжений в компонентах сечения.

Во втором параграфе исходя из уравнений равновесия и плоского распределения деформаций по высоте сечения получена следующая нелинейная разрешающая система алгебраических уравнений задачи

З.Ч'-М^"0»*)'

- 15 -

С^о %

где а„, а...... а„ - постоянные числа.

и 1 о

В третьем параграфе из условия раздробления бетона в крайнем сжатом фибре определяется разрушающая нагрузка. В этом случае оь=ё^=1, фь=*ь - т-е- постоянные числа и разрешающая система упрощается и принимает вид

СоА" ;

Решение этой системы осуществляется как и в предыдущей главе, но здесь варьируется значение безразмерного прогиба. Рассмотрен числовой пример и показано увеличение несущей способности усиленного элемента по сравнению с неусиленным. Например для рассмотренного примера разрушающая нагрузка на 23,4%, разрушающий момент на 16,3% больше соответствующих величин неусиленного элемента.

В четвертом параграфе приводится программа для определения параметров НДС в момент разрушения по бетону.

Пятый параграф посвящен построению зависимости . Сначало по программе, проведенной в предыдущих параграфах находится 7раз. Затем отрезок Х<=10; "?раз] делятся на десять равных частей и для границ этих частей определяются параметры НДС. Так как о~<=10;1], то варируя значением ~оь находится значение оь, соответствующее принятому значению параметра безразмерного прогиба. Далее по форму лам, приведенным в диссертации вычисляются другие параметры НДС-Р, о;, о , ~М, х. В результате получается зависимости этих параметров от I.

В шестом параграфе приводится программа на алгоритмическом языке РОГСГОАН-Г/ реализующая решение задачи по вышеописанному алгоритму.

В последнем седьмом параграфе рассмотрены некоторые численные примеры. Исходные данные:

22МПа, лГд= 38; 8: ^=-10; Е&' =Е5= 200000МПа; \к ем; 6"и = 70оМПа; Е^И^ОООМПа.; &=9см;

Ес=200ООМПа; = 0.114 =

ухд = 0.0183; СЦ= 0.0ЙЗ; а2 = 0.0244 ; СЦ = 0.0167 ;

Результаты расчета представлены на рис. 4 а, б сплошной линией. Для оценки влияния стеклопластикового усиления был расчитан тот же самый элемент без усиления. Результаты расчета показаны на этих рисунках штриховой линией. Как видно из приведенных кривых несущая способность усиленного элемента определяется из условия прочности, а не усиленного из условия устойчивости при прочих равных условиях. Тонкое стеклопластиковое усиление повышает несущую спосбность на 24,3%.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА диссертации посвящена исследованию изгиба комплексных элементов с применением двухпараметрическсй модели разрушения бетона Л.П.Трапезникова.

В первом параграфе дается краткое сведение о двухпараметри-ческой модели разрушения материалов типа бетона, предложенной Л.П.Трапезниковым.

Второй параграф данной главы посвящен к исследованию изгиба комплексного элемента с применением для бетонного ядра полной диаграммы сжатия с нисходящей ветвью в форме В.Н.Байкова. Здесь же показан учет работы бетона на растяжении в рамках двухпарамет-рической модели разрушения (см. рис.^).

Согласно двухпараметрической модели разрушения длина зоны предразрушения прямо прапорционально размеру крупного заполнителя бетона: ?0Ь=К0с1тс[х, с!тах - размер крупного заполнителя. Эпюра растягивающих напряжений в зоне предразрушения имеет два участка. На участке псевдопластических деформаций высотой и^Ь, напряжение постаянно, а на участке упругой деформации, как в модели Гриффитса-Ирвина я первой модели Л.П.Трапезникова.

I = 4А8 см.

Стеклопластикобая о&ойма

Рис. 5.

Причем отсчитывается от вершины трещины, К1С- есть критический коэффициент интенсивности напряжения. Так как при растягивающее напряжение равно й^

к« = йи, /щГ и)

а величина растягивающих напряжений на участке псевдопластических деформаций.

§.„ =

■УиГ (24)

С учетом изложенного как и в предыдущих главах составляются главные Еекторы и главные моменты напряжений .в компонентах сечения. Из условий равновесия, а также плоского распределения деформаций получены разрешающие нелинейные уравнения задачи

- 15 -

В,)2

где

о Л л р

и т.д.

Полученная система существенно нелинейна, поэтому ее решение возможно только численными методами. Решение строится следующим образом. Задается уровень деформаций крайнего сжатого волокна бетона. Далее для принятого уровня деформаций из (25) итерационным способом находим высоту сжатой зоны сечения. Затем по формуле (26) вычисляется изгибающий момент, воспринимаемый сечением. Для кавдой пары чисел (£ь. I) вычисляется одновременно приведенная кривизна _

_ эе Ь £е

Таким образом, при найденных значениях автоматически получаются пара чисел (М7 аеУ, которая позволяет построить зависимость "момент-кривизна". По максимому этой диаграммы находится Мсгс. Кроме того построенная кривая М-зе "позволяет вычислить перемещение комплексного элемента.

В третьем параграфе в отличии от предыдущего диаграмма деформирования бетона пли сжатии ппитточяяфря ттг> °.м.Бондаренко, т.е. не учитывается нисходящя ветвь. При этом разрещающие уравнения (25) и (26) отстяются без изменений, но по другому определения коэффициенты В1, В2 , ..., В7 .

В1 = Б; £в - /(2КеЕ68т8е) ^ /Ох* 1) ,

(25)

(26)

Е5 ё£ (1 - (2 - Уй) Н!6Ь / Я, -

- ^ Ее ^е /

и т. д

Кроме того уровень деформаций и параметр нелинейности связываются с уровнем напряжений на крайнем сжатом фибре бетона по формулам В.М.Бондаренко

6£ =ёе(1 + 1Г6*)А• (27)

Здесь решение строится следующим образом. Так как~оьеЮ;1 ] с определенным шагом, пример Л~оь=0,1 задается уровень напряжений крайнего сжатого волокна бетона и с применением (27) из (25) по итерационной схеме находится соответствующее значение высоты сжатой зоны. Дальнейший расчет идентичен предыдущему случаю.

В четвертом параграфе рассмотрены численные примеры.

Пример I. Исходные данные:

З.о 2.0 Ю

о

1- Комплексный элемент с учетом Работы Бетонл на рАСтяженне;

2 - Элемент Без СтеклоплАстикоВой ОБоимы с учетом рАБотм БетонА НА рАстяжение;

3- Элемент вез обоцмы и вез учетл рАвоты еетонА НА рАстчхение;

А- Элемент в овоиме, но Бе5 учетл рАвоты БетоНА НА рАстяженме .

Рис. 6

Eg = 3é?00 МПа; iT= i i m = 3.8 j R% = 29МПа;

6^-0.001989:^=0.^: = R|th«2Mlla.;

Ej = Es= 200000 МПа;yts' = O.Oo42 j0.009¿ •

6T' = " 0.00344 ; Ec' = ^OOOMílaj E^OOOOMílaj

- a5 = 0. L; a, =0.01;

a¿ = 0.017 j a3 = 0.012.7 •

По результатам расчета на рис. 6 построены графики момента от зизны.

Пример 2. Здесь для бетона учитывается полная диаграмма. Расчеты выполнены при следующих данных:

=0.0086 ;yUs = 0.0124 J Es'= Es = 200000МПо._; = 1.2 MUaj

А7 = 1.2МПа; h = S¿ см • R^íyMrk^

6R = 0.OO2 j s; = eT = 0.002 ; E¡> = ^ОООМПа. ■

as' = as = 0.08353; a, = o.oo8i; = 0.0107 ^

Q3=0.00¿4j Í^OOoMÍJaj Eü = i?0000 МПа .

Результаты расчета представлены на рис. 7. Тонкое стекло-пластиковое усиление повышает несущую способность на 24,3%

* 100м

9 1гх о о

<N¡ Ю *Э чг

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана эффективная численная методика исследования напряженно-деформированного состояния внецентренно сжатых усиленных стеклопластиковой обоймой железобетонных элементов прямоугольного сечения, когда для бетонного ядра используется полная диаграмма деформирования при сжатии с нисходящей ветвью, арматура деформируется подчинаясь любой нелинейной диаграмме, а стеклопластиковая обойма как нелинейна деформируемый разномо-дульный материал.

2. Методика позволяет исследовать напряженно-деформированное состояние до исчерпания полной несущей способности комплексного элемента.

3. Разработана эффективная численная методика исследования устойчивости этих элементов с применением реальных нелинейных диаг-рам материалов и трещинообразования в бетонном ядре.

4. На численных примерах установлено сходимость разработанной численной методики и эффективность усиления железобетонных элементов с тонким слоем стеклопластика.

5. Построена эффективная численная методика исследования напряженно-деформированного состояния и устойчивости усиленных элементов с применением неполной диаграммы деформирования бетона при сжатии. Нелинейные деформирования бетона и арматуры приняты в форме В.М.Бондаренко, а стеклопластик моделировался как разномодульный упругий материал.

6. На основании численных примеров показано, что возможны случаи, когда несущая способность не усиленного элемента определяется из условия устойчивости, а при усилении из условия прочности.

7. Построена расчетная методика исследования изгиба комплексного элемента с учетом работы бетона на растяжение. Образование трещин в растянутой зоне сечения учитывался с применением двухпараметрической модели Л.П.Трапезникова.

8. Разработана методика построения зависимости "момент-кривизна" комплексного элемента с применением для бетона при сжатии полной и неполной диаграмм и двухпараметрической модели разрушения Л.П.Трапезникова.

9. На основании численных примеров установлено, что поправка, вносимая с учетом работы бетона на растяжение, не существенны

и ею можно пренебречь. При низких уровнях нагружения учет работы бетона на растяжение существенно влияет только на высоту сжатой зоны.

10.Составлены специальные программы на алгоритмическом языке FORTRAN-IV для всех рассматриваемых задач.

11.Разработанная методика и составленные на ее основе программы должны быть применены всеми проектными организациями, занимающихся проектированием гибких железобетонных и усиленных железобетонных элементов.

Основное содержание диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Алиев A.A. Изгиб усиленной стеклопластиковой обоймой железобетонной балки при кратковременном однократном загружении. Ученые записки АзИСУ, 1996, Jfl, о. 274-276.

2. Гаджиев М.А., Алиев A.A. Устойчивость комплексных элементов строительных конструкций при внецентренном сжатии. В кн.: Сборник научных трудов по механике, АзИСУ, № 7, Баку, 1996 -с. 128-133.

3. Гаджиев М.А., Алиев A.A. Расчет изгибаемых комплексных элементов с применением двухпараметрической модели разрушения Л.П.Трапезникова. В кн.: Сборник научных трудов по механике, АзИСУ, # 7, Баку, 1996 - с. 133-136.

Во второй статье постановка задачи и ее реализация осуществлена в равной мере М.А.Гадаиевым и А.А.Алиевым.

В третьей статье М.А.Гаджиев принимал участие в обсуждении полученных результатов и ее оформлении.

ШМАТ КОНСТРУКСШАЛАРЫНЫН КОМПЛЕКС МИЛВАРИ ЕЛЕМЕНТЛЗРИНИН ЬЕСАБЛАНМАСЫ

А.А.ЭЛИЕВ

Диссертасиз'а иши назик гатлы стеклопластиклэ кучлэндиршмиш дэмир-оетон елементлэрин мэркэздэн харич сыхылмасы вэ а^илмэси замани реал ге^ри-хэтти диаграмларын тетбиги илэ кэркинлик-дефор-масида ьалынын э да^'аныглырынын арашдырылмасына ¡гаер олунмушдур.

Мэркэздэн харич сыхылма заманы 1гэм бетонун сыхылма диаграм-ларынын ашары душэн Г0ЛУНУ да езундэ экс етдирэн там диаграмын, 1гэм да анчаг артан голу ифадэ едэн геери-хэтти дааграмларын твт-биги илэ кэркинлж-деформасид'а иалынын вэ даЗаныглыгынын арашды-рылмасы учун сэмэрэли эдэди методика ишлэнмишдир. Бу заман ар-матурун еластик-пластик иши вэ стеклопластикин сыхылма-дартылмада мухтэлиф модуллу олдугу нэзэрэ алыныб.

Э^илмэ месэлэси ьэлл едилэркэн бетонун дартылмад'а иши вэ онун дартылан зоналарында чатларын эмалэ кэлмэси Л.П.Трапезникову ики параметрли модели чэрчивэсиндэ йэлл олунуб. Бутун бахылан мэсэ-лэлэр учун РОЯТКАЛ-П алгоритмик дилдэ програмлар тэртиб олунмуш ва эдэди мисаллара бахилмышдыр. Харичи стеклопластик кучлэндир-менш еффективлиз'и субут олунмушдур.

THE CALCULATION (ARITHMETICS) OF THE COMPLEX RODS OF THE BUILDING STRUCTURES

ALIYEV A.A.

The dissertation dedicated to the researchs oi the strained and deformed state and stability reinforced by the thin coat of glass-relnforsed-plastlcusing the real non-leneary diagram of deferming.

There lias been worked out the effective numerable methods of researching of the strained state of deforming a stability with the use of complete diagram of deforming of the concrete which (shaus) reflect the descending branch a as ?/ill as the asseending branch of the incomplete diagramm. For this, elastic-plastic rainforsements and the modulus are meant for the glass-reinforsed plastic by thy deforming compression.

As salving the matters of bending of the concrete against the fension a (and) the crack formation in the tensioned zone have been salved by the limits of bi-two-2 parametriced model in the failure of L.R.Trapeznikov.

For all the examined problems of programs have been drawn up in the algorithmic laquage FORTRAN-IV a examined with figures.

There has been proved the effectiveness of the outer glass-rein-forsed-plastic rainforcing.