автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Развитие теории и прикладных методов оценки силового сопротивления монолитных гражданских зданий с учетом нелинейности деформирования

На правах рукописи

ИВАНОВ АКРАМ

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ПРИКЛАДНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

05 23 01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва - 2008

003170276

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский институт коммунального хозяйства и строительства»

Научный консультант

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Назаренко Виталий Григорьевич

доктор технических наук, профессор

Хромец Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор

Кодыш Эмиль Наумович

доктор технических наук, профессор

Зайцев Юрий Владимирович

Ведущая организация

ОАО «ЦНИИПромзданий»

Защита состоится «18» июня 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 153 01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский институт коммунального хозяйства и строительства» по адресу 109029, Москва, Ср. Калитниковская ул, д 30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский институт коммунального хозяйства и строительства»

Автореферат разослан «15» мая 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 153 01

доктор технических наук, профессор Подгорнов Н И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. За последние годы в отечественной практике строительства многоэтажных жилых и общественных зданий широкое распространение получили монолитные здания Такие здания по основным показателям (архитектурных, конструктивных, технологических и экономических) превосходят или равноценны зданиям из сборных элементов (крупнопанельным зданиям) Особенно это относится к зданиям повышенной этажности, подвергающимся значительным горизонтальным и вертикальным нагрузкам. Сборные крупнопанельные здания повышенной этажности не обладают достаточной прочностью, жесткостью и устойчивостью в силу ограниченной прочности и большой податливости контактных сопряжений между сборными элементами

Монолитные многоэтажные здания выполняются, как правило, в виде каркасно-стеновой нерегулярной конструктивной системы с плоскими перекрытиями, обеспечивающей высокие архитектурные и конструктивные показатели. Такие здания имеют существенные особенности как с точки зрения расчета и проектирования конструктивной системы в целом, так и отдельных его элементов

К ним относятся особенности расчета здания как пространственной системы методом конечных элементов с учётом физической и геометрической нелинейности, особенности расчета плоских элементов перекрытий и стен с комплексным учетом действующих на них силовых воздействий, особенности расчета узловых сопряжений колонн и стен с плоскими плитами перекрытий, особенности конструирования монолитных элементов системы и их армирования Между тем, эти особенности комплексно не учитываются в существующих отечественных нормативных документах и в отечественной практике проектирования и строительства, что приводит либо к недостаточной прочности и жесткости таких конструкций, либо к излишнему расходу материалов Одновременно следует отметить, что действующие в настоящее время нормативные документы были разработаны несколько десятилетий назад, когда подобные конструктивные системы имели ограниченное применение в отечественной практике строительства

Представленное исследование посвящено решению важной научной проблемы развития теории железобетонных конструкций в направлении разработки более совершенных методов расчета и конструирования монолитных многоэтажных зданий

Целью диссертационной работы является развитие теории, методов расчета и конструирования монолитных многоэтажных гражданских зданий, оценки силового сопротивления каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями, с учетом нелинейности деформирования, и разработкой рекомендаций по их проектированию на примере высотных жилых домов.

Научную новизну диссертации составляют.

- обоснование и разработка расчетной модели несущей конструктивной системы монолитных многоэтажных зданий в целом и ее элементов на основе усовершенствованной стержневой имитации конечных элементов,

рекомендации по определению нелинейных жесткостных характеристик железобетонных элементов для расчета по первой и второй группам предельных состояний на основе метода конечных элементов с помощью адаптации существующих компьютерных программ,

- обобщенные условия прочности конечного элемента в терминах математического программирования,

- методы расчета узловых сопряжений колонн и плоских плит перекрытий с учетом совместного действия сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенных моментов;

- рекомендации по назначению конструктивных решений для колонн, стен, плоских плит перекрытий по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания.

Практическое значение работы. Разработанные методы расчета несущих систем и ее элементов монолитных многоэтажных зданий с учетом трещинообразования и неупругих свойств материалов позволят с высокой точностью оценить их несущую способность и деформации и

обеспечить экономичные решения с одновременным обеспечением требуемой прочности и жесткости зданий

Автор защищает:

- выявленную специфику силового сопротивления элементов исследуемой пространственной конструктивной системы монолитных многоэтажных зданий с учетом нелинейности силового сопротивления;

- метод по определению жесткостных характеристик железобетонных элементов с учетом трещин и неупругих свойств материалов,

- развитие методов расчета по прочности железобетонных конструкций при совместном действии поперечных и продольных нагрузок, а также На продаплкзакие пр;; ссе;:ссгнс:: декетпии сосредоточенной продольной силы и момента;

- способы назначения рациональных конструктивных параметров несущих железобетонных элементов в зависимости от типа конструктивной системы.

Внедрение результатов диссертационной работы. Результаты диссертации использованы при разработке Свода Правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», Московских Городских Строительных Норм МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» и Свода Правил СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Второй Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса» (Москва, 2003); Третьей Всеукраинской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы железобетона» (Львов, 2003), юбилейной научной сессии «Пространственные конструкции из различных материалов» (Москва, 2003), конференции «Проектирование и строительство многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей» (Москва, 2004);

конференции, посвященной 90-летию со дня рождения П Ф Дроздова (Москва, 2004)

Публикации по теме диссертации. Результаты исследований опубликованы в 27 печатных работах статьях в научно-технических журналах, рекомендованных Перечнем ВАК («Бетон и железобетон», «Промышленное и гражданское строительство»), монографии, сборниках научных трудов, материалах научно-практических конференций и сессий.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, основных выводов и библиографического списка из 189 наименований. Работа изложена на 361 странице, содержит 12 таблиц и 94 рисунка

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается важность решения научной проблемы и актуальность темы диссертации, сформулированы цели исследования, рассмотрена изученность решаемой проблемы, представлены научная новизна, практическое значение и реализация результатов работы.

В первой главе приводится анализ развития отечественного и зарубежного монолитного домостроения, выявлены преимущества и недостатки конструктивных систем многоэтажных зданий

По совокупности архитектурных, конструктивных, технологических и экономических показателей обосновывается вывод, что многоэтажные здания целесообразно выполнять каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими (безбалочными) перекрытиями из монолитного железобетона.

Значительный вклад в развитие теории и методов расчета многоэтажных зданий каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями внесли ученые Бондаренко В.М, Бондаренко С.В , Гвоздев А А, Гранев В.В, Дроздов П Ф , Дзюба В А, Дыховичный Ю.А, Залесов A.C., Карпенко Н И, Кодыш Э.Н., Колчунов В И., Кукунаев В.С , Ляхович J1 С., Маркус Г, Мурашев В.И, Мухамедиев Т.А, Назаренко В Г, Павлов А Б , Панынин JI.JI,

Питлюк Д А , Подольский Д M , Санжаровский Р С, Серых Р JL, Смирнов C.B., Травуш В И., Федоров В С , Хаджи В.В., Хечумов Р А , Хромец Ю Н., Чайка В П, Чистяков Е.А., Штаерман М.Я, Corley W, Jirsa J О

Применяемые ранее методы расчета можно разделить на две группы К первой группе относится расчёт монолитных многоэтажных зданий методом предельного равновесия Ко второй группе - расчет методом заменяющих рам

С внедрением компьютеризации расчет конструктивных систем, особенно нерегулярных, выполняется методом конечных элементов по автоматизированным программам.

С пелью опенки эффективности метода конечных элементов по сравнению с ранее применяемыми методами предельного равновесия и заменяющих рам и внесения необходимых корректив проведен расчетно-сравнительный анализ

При статическом расчете конструктивной системы жесткостные (деформационные) характеристики железобетонных элементов определяются, в основном, как для сплошных упругих тел без учета реально возможного образования трещин и неупругих деформаций Это приводит, с одной стороны, к недооценке прогибов перекрытий и горизонтальных перемещений вертикальных элементов и, с другой стороны, к переоценке максимальных усилий в элементах

В настоящее время предлагается ряд подходов по учету трещин и неупругих деформаций при определении жесткостных характеристик линейных и плоских железобетонных элементов. Вместе с тем предлагаемые подходы содержат громоздкие и достаточно условные зависимости, которые значительно усложняют программные комплексы.

Для расчёта прочности плоских элементов перекрытий и стен на действие изгибающих и крутящих моментов, продольных, поперечных и сдвигающих сил используются различные достаточно условные и приближенные приемы, критерии и модели, которые приводят в одних случаях к переоценке прочности элементов, а в других - к ее недооценке

Одним из наиболее важных и в то же время недостаточно разработанных является расчет прочности узловых сопряжений колонн и стен с плоскими плитами перекрытий. Применяемый в практике проектирования расчет узловых сопряжений колонн на продавливание не учитывает влияние сосредоточенных моментов, действующих в узловом сопряжении, и ряд других факторов, что приводит к существенной переоценке прочности узловых сопряжений у краев и в углах перекрытий, а также в средней зоне перекрытий при различном шаге соседних колонн

При проектировании элементов монолитных зданий (колонн, стен и перекрытий) основные параметры этих элементов (размеры поперечных сечений, относительное содержание арматуры и прочность бетона) и их соотношение устанавливаются, как правило, произвольно без учета их взаимосвязи с основными параметрами зданий (высотой здания и нагрузками на перекрытия), что зачастую не приводит к экономичным конструктивным решениям

В монолитных железобетонных элементах с вязаной арматурой большое значение имеет рациональное конструирование арматуры, особенно в плоских плитах перекрытий и стенах, которое в значительной степени предопределяет общий расход арматуры в конструкциях. В первую очередь, это относится к размещению арматуры по площади плит перекрытий и стен и связано с минимизацией расхода арматуры.

На основе комплексного анализа состояния научной проблемы и с учетом конструктивных систем монолитных зданий и особенностей их расчёта и конструирования были поставлены следующие задачи исследований

- разработка расчетной модели несущей конструктивной системы монолитных многоэтажных зданий в целом и ее элементов на основе усовершенствованной стержневой имитации конечных элементов;

- разработка метода по определению жесткостных характеристик железобетонных элементов с учетом трещин и неупругих свойств материалов;

- разработка методов расчета узловых сопряжений колонн и плоских плит перекрытий с учетом совместного действия сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенных моментов,

- разработка рекомендаций по назначению конструктивных решений для колонн, стен, плоских плит перекрытий по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания.

Во второй главе рассматривается статический расчет монолитных многоэтажных зданий каркасно-стеновой системы с плоскими плитами перекрытий методом конечных элементов с учетом физической нелинейности

При расчете плит перекрытий методом конечных элементов с использованием жесткостных характеристик как сплошного упругого тела наблюдается пиковое распределение изгибающих моментов у колонн, что требует установки в этих участках перекрытий большого количества продольной растянутой арматуры На самом деле, с увеличением изгибающих моментов жесткостные характеристики плоского элемента снижаются в результате образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре и это приводит к более плавному распределению (сглаживанию) изгибающих моментов, что требует более равномерного армирования перекрытий и является положительным фактором с конструктивной, технологической и, следовательно, с экономической точек зрения

Таким образом, представляется целесообразным учитывать при расчете зданий жесткостные характеристики элементов, отражающие образование трещин и развитие неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

При расчете прогибов перекрытий с использованием жесткостных характеристик как сплошного упругого тела получаются заниженные значения прогибов по сравнению с фактическими. Это также требует применения реальных жесткостных свойств элементов, учитывающих образование трещин и развитие неупругих деформаций

Одним из наиболее важных вопросов при статическом расчете конструктивной системы методом конечных элементов является

установление физических соотношений между перемещениями и усилиями Исходная система уравнений, определяющая физические соотношения между деформациями и усилиями плоского элемента плиты, имеет вид

=с1иМх+с112Му+<113Мху, ^ = с12УМх + с122Му + ^3Мху- (1)

■'ху

Рассматриваются плоские прямоугольные элементы плит с продольной растянутой арматурой Аа и расположенной во взаимно перпендикулярных направлениях X и У, совпадающих с направлениями изгибающих моментов Мх и Му. Для этого случая деформационные характеристики плоского элемента с учётом трещин и неупругих деформаций приняты, исходя из деформационных характеристик элемента в направлении соответствующей продольной растянутой арматуры при наличии диагональной трещины. В результате деформационные характеристики плоского элемента определяются по формулам

¿п =

Д

¿12 = 0, йхг =

х,сгс

1

Е>х,сгс/С(8 а'

¿21=0»

•<22 '

Ц

"23

с/г! =

1

у,сгс

Пу,сгс 1 '

(2)

¿3! ="

J_

{

¿32 ="

1

1Вусгс / tga'

1 1 -+-

где Dx ere и Dycrc — изгибные жесткости плоского элемента в направлении действия моментов Мх и Му и, соответственно, в направлении растянутой арматуры Asx и Asy с учетом трещин и неупругих деформаций,

а - угол наклона диагональной трещины (рис 3). Тогда общая система уравнений запишется в виде

= м,

X ^х,сгс

м

ху

I]

м.

ху

D . , ItPCl '

(3)

м„

м„

ху

2D,m Ictga 2D /tga

2Dx¡crc /ctg a 2Dy crc/tg2a

M,

xy

Проведенный численный эксперимент показал, что а колеблется в небольшой окрестности 45°. Принимая угол а равным 45°, расчетные уравнения приводятся к виду.

_ мх

X Dx¡a.c

»0*

м.

(

X

\

У ^У,сгс

, Мху 1 + —— MyJ

(4)

м.

2 D

ху '"LJx,crc

1+-

м

ху

м.

м„

2 D.

>,СГС

Из последних уравнений следует, что деформации плоского элемента (изгибные и крутящие кривизны) зависят от изгибных жёсткостных характеристик и соотношения между крутящими и изгибающими моментами. Численный эксперимент показал также, что крутящие моменты незначительно влияют на результаты расчетов и ими можно пренебречь Тогда расчетная система уравнений может быть записана:

X

А

мх

у

А

у,сгс

2Д

Мх

х,сгс

Очевидно, что деформации плоского элемента в этом случае зависят только от изгибающих моментов и изгибных жесткостей Если же изгибные и крутящие деформации (кривизны) определять только в зависимости от соответствующих изгибающих и крутящих моментов, то расчетные уравнения будут иметь вид-

Пренебрегая по тем же причинам влиянием крутящих деформаций плоского элемента, расчетные уравнения можно представить'

Расчетные уравнения и матрицы деформационных характеристик могут быть непосредственно использованы в компьютерных программах для учета возможного образования трещин и развития неупругих деформаций в железобетонных плитах перекрытий Таким образом, разработанный метод является удобным для учета трещин и неупругих деформаций плоского железобетонного элемента при использовании существующих компьютерных программ, в которых не рассматривается специфика деформирования железобетона.

Расчет выполняется на основе итерационного подхода В первом приближении используются физические соотношения сплошного упругого тела По полученным значениям изгибающих моментов определяются участки перекрытия, где по расчету образуются трещины и для этих фрагментов определяются изгибные жесткостные

ГП _ Мх _ му

)х °х,сгс ' Ыу Ъу,

(6)

характеристики с учетом нелинейности деформирования, соответствующие коэффициенты снижения жёсткостных характеристик сечений. Используя эти характеристики, получаем новое распределение изгибающих моментов в перекрытии. Последующими итерациями получаем окончательное распределение изгибающих моментов в перекрытии, по которым осуществляется расчет прочности, трещиностойкости и деформаций перекрытия

Изгибные жесткостные характеристики могут определяться по деформационной модели. Однако непосредственное использование деформационной модели вызывает значительные трудности. Поэтому для расчета рекомендуется диаграмма "момент-кривизна", полученная на основе общей деформационной модели В общем виде эта диаграмма имеет криволинейный характер и жесткостные характеристики,

М

отвечающие соотношению —, получают переменное значение,

\!г

уменьшающееся с увеличением изгибающего момента до предельных величин.

Криволинейная диаграмма заменяется на кусочно-линейную, состоящую из отрезков, проходящих через граничные точки (рис 1)

Рис. 1. Кусочно-линейная зависимость между изгибающим моментом и

кривизной.

М

Л/3'

1 г

I I

'1 г2

Первый отрезок диаграммы характеризует работу элемента как сплошного упругого тела, второй отрезок - упругую работу элемента с трещинами и третий - неупругую работу элемента с трещинами. Итерационным расчетом устанавливается участок диаграммы, отвечающий величине момента М, определяется кривизна элемента 1 /г, соответствующая величине этого момента, по которой определяется изгибная жёсткость элемента

Из результатов расчетно-сравнительного анализа следует, что диаграммы «момент-кривизна», полученные по деформационной модели и по разработанному методу согласуются между собой

При расчете стен методом конечных элементов использование жёсткостных характеристик, принятых как для сплошного упругого тела, приводит к резкому (пиковому) росту усилий на крайних участках стен Учет влияния трещин и неупругих деформаций может привести к снижению пиковых значений и более равномерному распределению усилий в стене Это, в свою очередь, позволит более экономично проектировать стены

В многоэтажных зданиях каркасно-стеновой конструктивной системы стены в основном предназначены для восприятия горизонтальных и вертикальных нагрузок, действующих в плоскости стены Физические соотношения между деформационными характеристиками и усилиями плоского элемента стены в общем виде записываются

Еу= ¿21Их + а22Иу+ й^А^ , (8)

Учитывая, что на практике стены, как правило, имеют ортогональную сетку продольной вертикальной и горизонтальной арматуры Аа и А!у, совпадающей с направлением нормальных усилий и Агу, деформации в направлении X н У принимаются независимо от усилий соответствующих перпендикулярных направлений В этом случае общая система уравнений имеет вид-

S =dyNy + W (9)

У xy=d'xNx+d'yNy+d'xyNx>,

где dx, dy, dxy, d^ d'x, d'y, d'^ - деформационные характеристики (коэффициенты податливости), учитывающие образование трещин и развитие неупругих деформаций

При действии растягивающих усилий Nx п Ny в обоих направлениях коэффициенты податливости определяются по формулам:

Вг

"'-г

~ху

в

у,сгс

1

d.„ = — ^ В.

\_

Xcrclctga

1

25v

Ictga dy 2В,

y,ere 1

liga

(Ю)

1

y,ero1№ 1

\}Bx,crJctgl « 25v>ot, itga

y,ere '

/

где Вхсгс и Вусгс - характеристики жесткости элемента с учетом нелинейности деформирования,

а - угол наклона диагонального сечения с трещиной. Проведенный численный эксперимент показал, что а колеблется в небольшой окрестности 45° Принимая угол а равным 45°, расчетные уравнения после преобразований можно представить:

Nx f 1+ V

Вх.сгс ч Nx)

/

Ny 1+

В у,ere Ч Nyj

(И)

У

N.

2 В

1 + -

N.

ху

х,сгс V

N.

N„

{

2В

у,сгс

14—3-

N>J

Численный эксперимент показал также, что сдвигающие усилия незначительно влияют на результаты и ими можно пренебречь Тогда система уравнений записывается

Nx

~ п ' ^У ~

Nv

В.

В

у,сгс

JL

2 В

3

2 В .

(12)

Если оценивать деформационные характеристики и гу только в зависимости от нормальных усилий Л^ и а деформационную характеристику у^ только в зависимости от сдвигающих усилий то расчетные уравнения будут иметь вид

sT =-

N,

Nv

Br

-Из.

Уху 2

у,сгс \

(13)

D

V, х,сгс

в

У,ore

При пренебрежении по тем же причинам влиянием сдвигающих деформаций расчетные уравнения можно представить.

Nr

Nv

Br

Z>' = B

(14)

у fire

Жесткостные характеристики при действии растягивающих усилий Вхсгс и Вусгс определяются по кусочно-линейной диаграмме «усилия-деформации», построенной по аналогии с диаграммой «момент-кривизна» и проходящей через граничные точки.

При действии сжимающих усилий и Ыу с учетом принятых допущений расчетная система уравнений имеет вид.

где Вхсот и Вусот - характеристики жесткости элемента при сжатии

Жесткостные характеристики Вх,сот и Вусот определяются по кусочно-линейной диаграмме «усилия-деформации», проходящей через граничные точки.

При действии нормальных усилий Nx и Ny разного знака для растягивающих усилий жесткостные характеристики принимаются равными Всгс, а для сжимающих усилий - равными Всот

При использовании существующих компьютерных программ, в которых усилия в элементах определяются по жесткостным характеристикам, принятых как для сплошного упругого тела, влияние нелинейности деформирования рекомендуется учитывать посредством снижения модуля упругости бетона с помощью коэффициентов, выражающих соотношения между жесткостными характеристиками, учитывающими нелинейность деформирования и жесткостными характеристиками, принятых как для сплошного упругого тела.

Общий порядок расчёта стен аналогичен расчету плит перекрытий с учётом нелинейности деформирования

Численная реализация разработанного метода расчета выполнялась на примере фрагмента плоского железобетонного перекрытия каркасной конструктивной системы с симметричным расположением колонн во взаимно перпендикулярных направлениях

Из анализа результатов проведенных автором расчетных экспериментов следует, что при учете нелинейности деформирования железобетонных элементов имеют место снижение величин опорных изгибающих моментов у средних колонн и несущественное увеличение значений пролетных изгибающих моментов, что позволяет более экономично конструировать армирование перекрытий.

Кроме того, разработанный метод расчета позволяет уточнить прогибы плит, что обеспечивает достоверную оценку деформативности плоских железобетонных перекрытий

Третья глава посвящена статическому расчету железобетонных многоэтажных зданий методом заменяющих рам На основе указанного метода запроектировано и построено большое количество каркасных зданий с плоскими перекрытиями и в этом смысле можно считать, что данный метод является надёжным и прошел испытание временем. Тогда как, расчет на основе компьютерных программ методом конечных элементов используется сравнительно недавно, содержит ряд условностей и, как численный метод, дает лишь конечный результат, а вся процедура расчета остается вне активного мониторинга и оперативной корректировки, и потому результаты расчета зависят от качества программы и от грамотного использования её инженером

3 диссертационной р?боте внполиеч сравнительный анализ результатов расчета каркасных систем с плоскими перекрытиями методом конечных элементов и методом заменяющих рам При расчете методом заменяющих рам каркасная система преобразуется в рамную, состоящую из рядов колонн и условных ригелей. Условный ригель по ширине разделяется на надколонную и межколонную полосы.

Заменяющие рамы рассчитываются на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок Расчет продольных и поперечных заменяющих рам выполняется независимо друг от друга

Расчет по прочности элементов плоского перекрытия при использовании метода заменяющих рам выполняется на действие изгибающих моментов и поперечных сил.

На основе расчетно-сравнительного анализа результатов статического расчёта рассматриваемого фрагмента плоского железобетонного перекрытия каркасной конструктивной системы методом заменяющих рам и методом конечных элементов при различных вариантах моделирования колонн установлено

- величины опорных моментов в надколонной полосе, вычисленные по методу заменяющих рам близки к средним значениям изгибающих моментов в этой полосе при расчете методом конечных элементов в случае моделирования колонн стержнями и близки к максимальным величинам моментов, найденным методом конечных элементов при моделировании колонн объемными элементами и с учетом жёсткой вставки,

- значения опорных моментов в межколонной полосе при расчете методом заменяющих рам близки к средним величинам изгибающих моментов, определенным методом конечных элементов при различных вариантах моделирования колонн,

- величины пролетных моментов, найденные на основе метода заменяющих рам в надколонной и межколонной полосах близки к значениям моментов при расчете методом конечных элементов;

- положительные изгибающие моменты в надколонной и межколонной полосах, а также отрицательные изгибающие моменты в межколонной полосе, при расчете методом заменяющих рам отличаются не более чем на 18% от значений моментов, вычисленных методом конечных элементов при различном моделировании колонн,

- отрицательные изгибающие моменты в надколонной полосе, найденные методом конечных элементов при различных вариантах моделирования колонн отличаются менее чем на 25% от величин моментов при расчете методом заменяющих рам,

- при расчете методом заменяющих рам величины поперечных сил в надколонной полосе занижаются, а в межколонной полосе завышаются по сравнению со значениями поперечных сил, вычисленных методом конечных элементов

В четвёртой главе разработаны методы расчета прочности плоских железобетонных элементов (плоских плит перекрытий, стен) на действие изгибающих и крутящих моментов, продольных, сдвигающих и поперечных сил.

Плоские железобетонные элементы перекрытий и стен каркасно-стеновых конструктивных систем многоэтажных монолитных зданий в общем случае работают под воздействием изгибающих и крутящих моментов, продольных, сдвигающих и поперечных сил. Вместе с тем в нормативных документах по проектированию железобетонных конструкций методы расчета прочности плоских железобетонных элементов на указанную комбинацию силовых воздействий мало представлены

Рассматриваются в предельном состоянии ортогонально армированные плоские элементы, направление арматуры в которых совпадает с направлением координатных осей Принимается, что в

арматуре развиваются только нормальные напряжения. Согласно исследованиям Карпенко НИ влияние касательных напряжений на величину предела текучести пренебрежимо мало

Выделим из рассматриваемого элемента квадратный элемент с единичными размерами по ширине, по боковым сторонам которых во взаимно перпендикулярных направлениях вдоль осей X и У действуют изгибающие моменты Мх и Му, крутящие моменты М^ и поперечные силы <2Х и <2У (рис 2)

Рис. 2. Схема усилий, действующих на выделенный плоский элемент

Элемент представляется состоящим из двух слоев - арматурного слоя, включающего растянутую арматуру, и бетонного слоя, включающего бетон над трещинами (рис 3) От действия изгибающих моментов Мх, Му и крутящих моментов М^ в каждом из этих слоев по боковым граням возникают продольные усилия Ых = Мх / г, Ыу = Му / г и сдвигающие силы Л^ = М^ ! г (рис 3), где г - расстояние между центрами арматурного и бетонного слоев Из плоского элемента наклонным сечением выделяется треугольная призма (рис. 4) с наклонной гранью, совпадающей с линией излома, длиной, равной 1,0 и

Оу

1,0

г

единичной ширины.

углом наклона по отношению к одной из ортогональных граней, равным а. Длина ортогональных граней составляет соответственно cos а я sin а.

Уравнения равновесия внутренних и внешних сил, действующих на выделенный треугольный элемент, имеют вид.

по направлению оси X

Nx cos а + Л^ sin а = Nsx cos а, (16)

Рис. 3. Схема усилий, действующих в бетонном и арматурном слоях выделенного плоского элемента плиты.

по направлению оси Y

Ny sin а + jV4, cos а = Nsy sin а (17)

После преобразований уравнения для арматурного слоя могут быть представлены

Nsx = Nx+Nxytga, Nsy = Ny+Nxy-^~. (18)

Учитывая то, что элемент находится в предельном состоянии, арматура Л, и Ау в трещине по линии излома течет, перепишем (18) в

виде.

1

АЛ = + ^ ^«- АЛ

Рис. 4. Схема усилий, действующих на выделенный плоский элемент с наклонным сечением.

Минимальный суммарный расход арматуры при заданных величинах усилий реализуется при минимуме выражения tga+l/tga, который достигается при а = ±45° В этом случае

A¡XRS=N1+NV , Решая систему (18) относительно ^а, получаем tga =

Последнее выражение совпадает с полученным Гвоздевым А.А. другим путем выражением для а

Согласно основной теореме предельного равновесия, в предельном состоянии из всех статически допустимых полей внутренних усилий действительным будет то, которое доставляет максимум внешним нагрузкам Если принять, что NX,NS и Л'ху меняются

пропорционально одному параметру К, то условия прочности можно записать в обобщенном виде

Л„К^Кп^КпхуГ8а- А Я, к Юг +Кп —, (19)

'8 а

где п - усилие от единичной нагрузки

Предельное равновесие наступает при

К ~ г/.ах (20)

Условие (20) вместе с ограничениями (19) является обобщенным условием прочности конечного элемента в терминах математического программирования

Аналогичные условия прочности выводятся для бетонного слоя-

NЬt^Nx+Nху18а, ^ =Ы +Ы ~ (21)

tg а

Ых + N а<; К МЬу^и. (22)

В связи с тем, что плиты перекрытий относятся, как правило, к слабо армированным элементам, эти условия почти всегда выполняются Конечно, их следует учитывать в сомнительных случаях, например, когда действуют значительные сжимающие усилия.

Сложим правые и левые части неравенств (19) и поделим их на К В результате получим.

(Аа + А!уж, !К>п,+пу+ п1у08а + l/tga) (23)

Условие (20) выполняется тогда, когда правая часть (21) достигает минимума, а это снова приводит нас к а = ±45° Это, однако, не означает того, что во всех случаях нужно принимать такое значение а Оно относится только к конечным элементам, находящимся в предельном равновесии. Понятно, что не все они находятся в этом состоянии

Решая задачу отыскания предельного равновесия конструкции, а не только ее конечного элемента, методами математического программирования, в число переменных задачи следует включать а каждого конечного элемента При этом, к элементам, находящимся в предельном состоянии будут относится те, у которых а = ±45°.

Не разделяя плоский выделенный элемент на отдельные арматурный и бетонные слои, непосредственно из уравнений равновесия моментов в треугольном элементе могут быть выведены зависимости для полных моментов, действующих в нормальных сечениях

MXJtot = Mx+Mxytga, Муj0t = Му + ~~ (24)

•S с

и условия прочности

Mx + Mtga<M i,, М +М ~< М и. (25) / -> tga

Расчет плоского выделенного элемента на действие поперечных сил Qx и Qy, рекомендуется выполнять либо независимо для каждого ортогонального направления X и Г, рассматривая соответствующие положения наклонных сечений

Qx — Qx ult ~ Qbx + Qs .vx, (26)

Qy - Qy ult= Qby + Qi uv,

либо из равновесия внешних и внутренних поперечных сил в треугольном элементе, выделенном из плоского элемента диагональным сечением:

Qx cos а + Qy sin а < Qb + Qsw, (27)

либо, исходя из обобщенного уравнения взаимодействия поперечных усилий, действующих в ортогональных направлениях

f \ 2 2

Qx + Qy <1

v Qx,ult J K Qy,uit /

Выполненный анализ показал, что предпочтительно производить расчет исходя из уравнения взаимодействия поперечных усилий в ортогональных направлениях

В диссертационной работе также представлены принципиальные особенности расчета прочности плоских плит перекрытий по пластическим линиям излома и по выделенным линейным элементам Проведен расчетно-сравнительный анализ разработанных методов и различных подходов оценки прочности плоских перекрытий

Для учета работы стеновых конструкций в своей плоскости и из плоскости разработаны методы расчета прочности по выделенным плоским элементам стен на совместное действие изгибающих и крутящих моментов, продольных, сдвигающих и поперечных сил.

В пятой главе обоснованы и разработаны расчетные модели и методы расчета узловых сопряжений колонн и плоских железобетонных плит перекрытий каркасно-стеновой конструктивной системы на продавливание с учетом совместного действия сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов

Изучению работы плит на продавливание посвящены экспериментальные и теоретические исследования Барановой Т.И, Емурханова К., Качановского СЕ., Коровина НН, Пыжова ЮК., Ругулёва В И, Скачкова Ю.П, Шеховцева И В , Corley B.W., Hawkins N М, Мопсе Р В и других ученых В них было исследовано, в основном, продавливание плит при действии сосредоточенных нормальных сил

Плиты каркасных железобетонных зданий подвергаются действию не только сосредоточенных продавливающих сил, но и сосредоточенных продавливающих моментов Сосредоточенные моменты формируются от действия изгибающих моментов в колоннах у граней плиты, которые должны быть восприняты плитой в зоне продавливания. С другой стороны, сосредоточенные моменты появляются в результате различных по величине изгибающих моментов в плите по обе стороны колонны, которые через зону продавливания передаются на колонны

При расположении колонн в площади плиты перекрытия сосредоточенные моменты образуются в результате различной длины

примыкающих к колонне пролетов плиты, при неравномерной вертикальной нагрузке в примыкающих к колонне соседних пролётах, при действии на каркас горизонтальной нагрузки, воспринимаемой колоннами Кроме того, сосредоточенные моменты возникают в области продавливания у колонн, расположенных у края плиты перекрытия, а также у колонн, расположенных в углах плит, в связи с несовпадением точек приложения продольной силы в колонне и равнодействующей внутренних усилий в участке продавливания плиты Следовательно, воздействие сосредоточенных моментов на плиты каркасных зданий носит массовый характер

Из результатов экспериментальных исследований, выполненных в ЦНИИЭП жилища и НИИЖБ следует, что сосредоточенные моменты оказывают существенное влияние на несущую способность плит при продавливании, снижая предельное значение сосредоточенного нормального усилия на 40 процентов

Для оценки силового сопротивления плоских железобетонных плит продавливанию с учетом воздействия сосредоточенных моментов обоснованы и разработаны расчётные модели, в целом отражающие характер разрушения плит при продавливании и в обобщенном виде представляющие усилия, действующие по поверхности разрушения Исходя из анализа экспериментальных данных, поверхность разрушения плит при продавливании принята для прямоугольных колонн в виде боковой поверхности пирамиды продавливания с углом наклона боковых граней 45° Основание пирамиды у сжатой грани плиты равно поперечному сечению колонны Другое основание находится на уровне продольной растянутой арматуры и образовано наклонными боковыми гранями пирамиды

В расчетной модели, позволяющей учитывать совместное воздействие сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов, наклонная поверхность разрушения представляется в виде условного вертикального поперечного сечения, расположенного по середине поверхности разрушения, с касательными (сдвигающими) напряжениями, действующими по расчетному вертикальному сечению. При воздействии сосредоточенной нормальной силы принимается равномерное распределение касательных напряжений по вертикальному

поперечному сечению, а при воздействии сосредоточенного момента принимается линейное распределение касательных напряжений по контуру расчетного поперечного сечения в направлении действия момента (рис 5) Максимальные величины касательных напряжений в предельном состоянии при совместном воздействии сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов достигают расчетного сопротивления бетона растяжению

Поперечная арматура, расположенная в зоне продавливания, принимается условно сосредоточенной по контуру расчетного поперечного сечения При воздействии сосредоточенной нормальной силы принимается равномерное распределение напряжений в поперечной арматуре по контуру расчетного сечения, а при воздействии сосредоточенного момента принимается линейное распределение напряжений в направлении действия момента При совместном воздействии сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов значения напряжений в поперечной арматуре в предельном состоянии достигают расчетного сопротивления арматуры растяжению

Расчет проводится на основе линейного уравнения взаимодействия относительных значений сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенного момента, хорошо отражающего результаты экспериментальных исследований.

£ + (29)

Л,» м»:,

где ^ и М- сосредоточенная нормальная сила и сосредоточенный момент, действующие в узловом сопряжении плоской плиты перекрытия с колонной,

Ри!, и Миц - предельные значения сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенного момента, воспринимаемые плоской плитой перекрытия в зоне продавливания

При совместном воздействии сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов, действующих в двух взаимно перпендикулярных направлениях, расчет проводится на основе линейного уравнения взаимодействия относительных значений сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенных момента-

Рис 5 Расчётная модель сопротивления плиты продавливанию при действии сосредоточенного момента

а) расчетная схема,

б) эпюра касательных напряжений в расчётном поперечном сечении плиты,

1 - расчётное поперечное сечение плиты;

2 - контур расчётного поперечного сечения

В другой расчетной модели сопротивления плиты продавливанию поверхность разрушения представляется в виде условного горизонтального сечения, проходящего по середине боковой грани пирамиды продавливания, с нормальными напряжениями При действии сосредоточенного момента принимается линейное распределение нормальных напряжений в поперечной арматуре, пересекающей расчётное горизонтальное сечение, и бетоне в направлении действия момента При воздействии сосредоточенной продавливающей силы принимается равномерное распределение нормальных напряжений в бетоне и поперечной арматуре. Величины напряжений з бетоне н з поперечной арматуре в предельном состоянии при совместном воздействии сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов достигают соответствующих расчетных сопротивлений растяжению

На основе указанных моделей разработан расчетный аппарат, позволяющий учитывать совместное воздействие сосредоточенных нормальных сил и сосредоточенных моментов, отсутствие или наличие поперечной арматуры при расположении колонн у края или у угла плоских плит, при действии сосредоточенных моментов в ортогональных направлениях, при неравномерном расположении поперечной арматуры в зоне продавливания, когда положение равнодействующей усилий в арматуре не совпадает с положением равнодействующей усилий в бетоне Анализом результатов выполненных автором численных экспериментов обосновывается, что разработанный метод расчета позволяет достоверно оценивать прочность плит на продавливание при наличии и отсутствии поперечной арматуры в зоне продавливания, а также при различном расположении колон по площади перекрытий и фундаментных плит

В шестой главе выполнен комплексный анализ особенностей различных методов расчета колонн монолитных многоэтажных зданий Расчет колонн, как правило, проводится с учетом влияния продольного изгиба либо по деформированной схеме в составе конструктивной

системы, либо упрощенным способом, выделяя колонну из системы и рассчитывая её на усилия, найденные из расчета системы по недеформированной схеме

При расчете по деформированной схеме колонны представляются в виде стержня, концы которого испытывают поворот и смещение Прогибы и моменты определяются методом последовательных приближений На первом шаге жёсткость на всех участках принимается как для сплошного упругого тела и вычисляются прогибы Далее, используя деформационную модель или по зависимости "момент-кривизна" определяется жесткость Д как частное от деления момента на кривизну С учетом этих жесткостей (переменных по длине стержня) определяются новые значения прогибов и моментов Итерации повторяются до тех пор, пока искомые величины будут отличаться не более чем на заданную величину.

При упрощенном способе рассматривается отдельно колонна, выделенная из системы, на действие усилий по ее концам, полученным из расчета по недеформированной схеме Влияние прогиба на увеличение изгибающего момента в колонне учитывается введением к начальному эксцентриситету продольной силы (или к начальному моменту) коэффициента продольного изгиба ^

М=чМ<ъ (31)

где коэффициент ч определяется по формуле

К,

критическая величина продольной силы А^,. определяется по модифицированной формуле Эйлера

(33)

'о

где О - жесткостная характеристика колонны. В диссертационной работе выполнен расчетно-сравнительный анализ различных подходов определения жёсткостных характеристик Во . £>8 колонн

Жесткостная характеристика £>0 вычисляется по формуле

где (1 /г)- кривизна, определяемая по деформационной модели по заданным значениям Ми N

Жесткостная характеристика А рассчитывается как для сплошного упругого элемента.

А = 0,85 Еь1гЫ (35)

Жесткостная характеристика И2 вычисляется по формуле (34) с использованием кривизны (1/г) элемента с трещинами, определенной по СНиП 2 03 01-84

Жесткостная характеристика А определяется как для условно упругого элемента с трещинами

= ЕьгыЬы- (36)

Жесткостная характеристика А рассчитывается по эмпирической формуле

5 ~

п

°'п +0,1

0,1 + 5,

(37)

Жесткостная характеристика А вычисляется по кусочно-линейным диаграммам "момент-кривизна", построенным с учетом влияния продольной силы N.

Жесткостная характеристика А определяется по формуле

(38)

1--2п

М "

где й = Е,гЫА,г (И0 - хт)

Жесткостная характеристика А рассчитывается по формуле (34), в которой кривизна (1/г) вычисляется по Еигосо<1е-2

П ЯЛ (39)

г ) 0,45 Е$}зо

В диссертационной работе выполнен расчетно-сравнительный анализ указанных жесткостных характеристик Определены и графически представлены соотношения к, = Д /Д. За базовую принята

жесткостная характеристика £>5, полученная по экспериментальным данным и апробированная в практике проектирования Из результатов анализа следует

- не все методики универсальны не позволяют определять жесткостные характеристики колонн с трещинами и без трещин;

- жесткостные характеристики колонн, вычисленные по разным моделям, во многих случаях существенно различаются как между собой, так и от базовой жесткостной характеристики £)5.

Учитывая существенные отклонения жесткостных характеристик по рассмотренным методикам от жесткостных характеристик, принимаемых для расчета гибких элементов, используя коэффициент г], а также ограниченность применения, рекомендуется лля учета влияния продольного изгиба применять модель, основанную на эмпирическом подходе при определении усилий во внецентрено сжатых элементах из расчёта конструктивной системы по недеформированной схеме, либо учитывать переменную по длине жёсткость при расчете по деформированной схеме. При вариантном проектировании или для предварительного назначения армирования следует определять жесткость как для упругого тела с понижающими коэффициентами

В диссертации разработан расчетный аппарат оценки прочности колонн монолитных многоэтажных зданий на действие изгибающих моментов, поперечных усилий, позволяющий учитывать влияние продольной силы Расчёт прочности железобетонных колонн при воздействии изгибающих моментов и продольных сил в общем случае выполняется на основе нелинейной деформационной модели. Прочность колонн прямоугольного и таврового поперечного сечения с арматурой, расположенной у перпендикулярных плоскости изгиба граней при действии усилий в плоскости симметрии нормальных сечений оценивается по предельным усилиям.

Расчёт колонн монолитных зданий на действие поперечных усилий с учетом влияния продольной силы проводится в общем случае по наклонной полосе между наклонными трещинами и по наклонному сечению При расчете по наклонной полосе между наклонными трещинами для учета влияния продольной силы автором получен

коэффициент км, который отражает снижение несущей способности с увеличением соотношения ИМь

Для расчета по наклонному сечению влияние продольной силы рекомендуется учитывать разработанным в диссертации коэффициентом кт, который отражает вначале увеличение поперечной силы, воспринимаемой бетоном, с увеличением соотношения N/Nь, а затем её снижение с дальнейшим увеличением соотношения МЛ^-

В седьмой главе разработаны рекомендации по расчету каркасно-стеновых конструктивных систем монолитных многоэтажных зданий Расчет несущей системы рекомендуется выполнять в два этапа На первом этапе расчет проводится приближенными методами на основе стержневых (консольной и рамной) моделей с учетом рекомендуемых обобщающих понижающих коэффициентов Конструктивные элементы системы заменяются стержнями Сформированная общая стержневая система разделяется вдоль каждой главной оси здания в плане на две подсистемы (с соответствующими расчетными схемами), анализ которых выполняется независимо друг от друга

Первая расчетная схема представлена в виде системы консольных вертикальных стержней (которые заменяют вертикальные несущие элементы конструкции), жестко заделанных в основании и объединенных в горизонтальных плоскостях на уровне перекрытий жесткими связями, шарнирно прикрепленными к вертикальным элементам В рассматриваемой расчетной схеме система консольных стержней рассматривается как один эквивалентный консольный стержень, жестко заделанный в основании, с общей жесткостью при изгибе, равной сумме жесткостей при изгибе стержней, составляющих консольную систему Жесткости 1-х элементов вычисляются как для сплошного упругого тела

N ПС

при —>0,5.

(40)

(41)

Усилия в эквивалентном консольном стержне определены от действия полной горизонтальной (ветровой) расчетной нагрузки, действующей на здание и распределенной по его высоте, и вертикальной расчётной нагрузки, распределенной по уровням перекрытий каждого этажа, равной нагрузке от одного соответствующего этажа здания и приложенной в центре тяжести эквивалентного стержня Изгибающий момент в заделке эквивалентного стержня рассчитан с учетом влияния продольного изгиба по формуле •

Мотх= ПэМ0тл, V, =—(42)

1- — Per

ГД5 -A^ij ИЗГИбигС1Ц11И Г'СГ'СН*. ОТ /^vAvi.!)^ tUjJtijuincuibiiUii

нагрузки

Критическая нагрузка всей консольной стержневой системы,

вычисляется с использованием жесткостной характеристики

D = k"£EbIbi, где к - коэффициент, учитывающий нелинейности i

деформирования. Горизонтальное перемещение верха здания при расчете по деформациям определяется с учетом влияния продольного изгиба.

Вторая расчётная схема представлена в виде многоэтажной рамной стержневой системы с жёсткими узлами, закрепленной от горизонтального смещения на уровне каждого этажа здания. Вертикальные стержни (стойки) заменяют колонны или стены, на которые опирается перекрытие, а горизонтальные стержни (условные ригели) заменяют выделенные полосы перекрытия Изгибающий момент в стойках рассчитан по формуле

М= г, М0> (43)

где 7 - коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба стойки на длине в пределах высоты этажа

Вертикальные перемещения (прогибы) перекрытий в виде условного ригеля вычисляются от длительной части вертикальной нормативной нагрузки с учетом нелинейности деформирования

По результатам расчетов первого этапа устанавливаются ориентировочные величины геометрических параметров элементов,

класс бетона, армирование (класс арматуры и процент армирования) и предварительно оцениваются прогибы и горизонтальные перемещения

На втором этапе реализуется более точный пространственный расчет конструктивной системы компьютерньми программами методом конечных элементов. Рекомендуется использовать жесткостные характеристики элементов, вычисленные с учетом нелинейности деформирования по разработанным в диссертации методам В отдельных расчетных ситуациях допускается принимать жесткостные характеристики с интегральными понижающими коэффициентами По результатам расчетов второго этапа окончательно назначаются конструктивные размеры элементов, класс бетона, армирование (класс арматуры и процент армирования) и уточняются прогибы и горизонтальные перемещения.

Восьмая глава посвящена разработке рекомендаций по назначению конструктивных решений для плоских плит перекрытий, колонн, стен по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания

Конструктивными параметрами плоских плит перекрытий, опирающихся на колонны, являются шаг колонн (пролет плит), внешняя нагрузка на перекрытие, высота сечения плиты, класс бетона, класс арматуры, процент армирования Анализируется регулярная конструктивная система, выполненная в виде симметричного в плане безбалочного перекрытия, опирающегося на колонны с одинаковым шагом во взаимно перпендикулярных направлениях и загруженная вертикальной нагрузкой Приняты шаг колонн равным 4, 6 и 8 м; внешняя расчетная нагрузка на перекрытие (без учета собственного веса плиты) - 5,10 и 15 кН/м2, высота поперечного сечения плит перекрытий - от 0,16 до 0,3 м , класс бетона - В25 и В40

Расчет плит осуществляется методом конечных элементов Жесткостные характеристики элементов определяются с учетом нелинейности деформирования по разработанным в диссертации рекомендациям По полученным расчетным усилиям на основе норм проектирования подбирается армирование, обеспечивающее прочность нормальных сечений. С целью унификации выделяются участки с идентичным армированием Нижнее армирование по результатам

анализа распределения изгибающих и крутящих моментов в плитах устанавливается одинаковым в ортогональных направлениях по вычисленному максимальному изгибающему моменту, действующему в пролетной зоне В надколонных зонах плит перекрытая армирование назначается по максимальным изгибающим опорным моментам, действующим по граням колонн. Поперечная арматура устанавливается из расчета на продавливание узлов сопряжения плит с колоннами по разработанным в диссертации методам Для каждой комбинации конструктивных параметров определяется стоимость плит перекрытий.

Подобный анализ проведен для колонн и стен В качестве одного из результатов обосновывается, что при равных геометрических параметрах стоимость железобетонных колонн, выполненных из высокопрочных бетонов меньше стоимости колонн - из бетонов более низкого класса за исключением случаев, когда предусматривается только конструктивное армирование. Указанное определяется снижением необходимого армирования колонн из бетонов большей прочности Наряду с этим, при использовании одного класса бетона для колонн разных геометрических параметров экономичными являются колонны с большими параметрами, при которых необходимо относительно меньшее армирование по сравнению с колоннами меньших параметров Выявленное является следствием меньшей эластичности тренда стоимости бетона с повышением его прочности по сравнению с трендом стоимости арматуры при уменьшении ее количества Таким образом, колонны для конструктивных систем, испытывающих большие нагрузки экономически рационально выполнять из высокопрочных бетонов.

В диссертационной работе проведен расчетный анализ более 2500 комбинаций конструктивных параметров несущих элементов По результатам анализа приведены табличные и графические данные для конструктивных решений плоских плит перекрытий, колонн, стен по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания, которые рекомендуются использовать в проектной практике при назначении исходных конструктивных параметров несущих элементов

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основе полученных результатов проведенных комплексов теоретических и расчетных исследований сформулированы следующие основные выводы и рекомендации.

1 Анализ отечественной и зарубежной практики строительства многоэтажных жилых и общественных зданий повышенной этажности и тенденций ее развития показал, что монолитные многоэтажные здания являются одним из перспективных направлений в строительстве При этом монолитные многоэтажные здания, выполняемые в виде каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями

и конструктивным требованиям В то же время такие конструктивные системы имеют существенные особенности, не в полной мере учитываемые в отечественной практике проектирования и нормативных документах.

2. Из анализа существующих методов расчета конструктивных систем и выполненных исследований следует, что близкую к действительной картину распределения усилий в несущих элементах конструктивной системы здания позволяет получить пространственный расчет конструктивной системы с использованием метода конечных элементов Причем, важным фактором, влияющим на результаты расчета, является учет при вычислении жесткостных характеристик конечных элементов особенностей работы железобетона (образование трещин, неупругие деформации бетона и арматуры)

3. При прямой замене упругих характеристик бетона на его реальные свойства в расчетной модели необходимо учитывать явление несовпадения нулевых деформаций и нулевых напряжений, а также обеспечивать сходимость итерационного процесса решения задач. Методика определения жесткостных характеристик с помощью диаграмм «момент - кривизна», «нормальная сила - относительная деформация» должна быть ограничена частными эмпирическими диапазонами, которые требует дополнительных обоснований при аппроксимации

Учет физической нелинейности железобетонных элементов рекомендуется осуществлять в рамках существующих компьютерных программ заменой упругих жесткостных характеристик конечных элементов на жесткостные характеристики, определяемые исходя из нелинейности деформирования в зависимости от усилий, действующих в элементах конструктивной системы

Для практического использования рекомендуется определять жесткостные характеристики железобетонных элементов с учетом нелинейности деформирования по разработанному методу, используя диаграммы «момент - кривизна», «нормальная сила - относительная деформация»

4. Проведенный расчетно-сравнительный анализ результатов статического расчёта плоских плит перекрытий с учётом и без учета нелинейности деформирования показал, что учет нелинейности приводит к увеличению прогибов плит и более плавному распределению изгибающих моментов по ее площади, что обеспечивает более достоверную оценку деформаций и усилий в перекрытиях. Аналогичные результаты получены при расчете высоких стен

5. Для статического расчёта регулярных (или близких к ним) конструктивных систем зданий с плоскими перекрытиями наряду с методом конечных элементов рекомендуется применять метод на основе стержневых моделей (метод заменяющих рам), использующий простые расчётные зависимости и апробированный практикой проектирования и строительства.

Проведенный расчетно-сравнительный анализ плоских перекрытий методом конечных элементов и методом заменяющих рам показал, что полученные по этим методам значения усилий близки друг к другу.

6 На основании анализа различных подходов к расчету по прочности плоских железобетонных конструкций (плит перекрытий, стен) на совместное действие изгибающих и крутящих моментов, нормальных и сдвигающих сил, полученных из расчета конструктивной системы методом конечных элементов, установлено, что

предпочтительным для практического применения является расчет по выделенным плоским элементам с использованием критерия прочности конечного элемента в терминах математического программирования, получаемого на основе обобщенного уравнения предельного равновесия, с учетом разработанных рекомендаций по определению предельных усилий

Расчет по прочности при действии поперечных сил рекомендуется проводить, исходя из уравнения взаимодействия поперечных усилий в ортогональных направлениях с учетом влияния нормальных сил по разработанным в диссертации зависимостям

7 При определении усилий в плитах и стенах с использованием стрежневых моделей расчет по прочности плит допускается производить по общим правилам расчета линейных железобетонных элементов, а стен - по деформационной модели с рекомендуемым ограничением предельных относительных деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры или по разработанному методу

8 Расчёт на продавливание плит перекрытий и фундаментных плит в зоне сопряжения плит и колонн является одним из важных расчетов прочности плит, поскольку во многом предопределяет требуемую толщину плит.

Расчет на продавливание следует проводить на совместное действие сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенного момента, вызываемого изгибающим моментом в примыкающих к колонне плитах, передаваемым на колонну, а также в связи с несовпадением точек приложения продольной силы в колонне, расположенной у края перекрытия и равнодействующих внутренних усилий в зоне продавливания

9 На основании анализа форм разрушения плит при продавливании разработаны расчетные модели. В расчетной модели наклонная поверхность разрушения представляется вертикальным поперечным сечением, являющимся проекцией поверхности разрушения на нормаль к плоскости плиты с касательными напряжениями в бетоне, линейно распределенными по расчетному

контуру с максимальным значением, равным расчетному сопротивлению бетона растяжению и с растягивающими напряжениями в сосредоточенной у расчетного контура поперечной арматуре (если она требуется по расчёту), линейно распределёнными по расчетному контуру с максимальным значением, равным расчетному сопротивлению поперечной арматуры растяжению. В другой расчетной модели - рекомендуется принимать горизонтальное продольное сечение, представляющее собой проекцию наклонной поверхности разрушения на горизонтальную плоскость плиты с нормальными напряжениями в бетоне и поперечной арматуре, расположенной в пределах площади этого сечения

* 1С А Лй vu¡jГ«iwwiuOc ДСх1ч'1ш1С Сич^ЦцО А^НсНпОгх СПЛ-Ш. И

сосредоточенного момента следует проводить на основе линейного уравнения взаимодействия относительных значений сосредоточенной силы и сосредоточенного момента.

10 Усилия в колоннах с учетом влияния продольного изгиба рекомендуется определять из расчета по деформированной схеме в составе конструктивной системы, принимая по длине колонн нелинейные жесткостные характеристики, используя разработанные диаграммы, связывающие усилия и деформации или упрощенным способом, применяя коэффициент приведения расчетной длины, выделяя колонну из системы, рассчитанной по недеформированной схеме, принимая жесткость колонны по эмпирической зависимости, а для вариантных расчетов - как для сплошного упругого тела с понижающим коэффициентом

11. Расчет колонн по прочности на действие поперечных сил рекомендуется проводить с учетом влияния продольных сил, используя разработанные в диссертации коэффициенты, понижающие или повышающие сопротивление колонн воздействию поперечных усилий в зависимости от относительной величины продольной силы

12. На основании многофакторного и многовариантного расчетного анализа разработаны рекомендации по назначению конструктивных решений для плоских плит перекрытий, колонн, стен

по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания

13 Расчет каркасно-стеновых конструктивных систем монолитных многоэтажных зданий рекомендуется выполнять в два этапа На первом этапе расчет проводится приближенными методами на основе стержневых (консольной и рамной) моделей с учетом рекомендуемых коэффициентов На втором этапе проводится более точный пространственный расчет конструктивной системы компьютерными программами методом конечных элементов Рекомендуется использовать жесткостные характеристики элементов, вычисленные с учетом нелинейности деформирования по

ПА?П0ЙлТ0ииГП1 г> ЛТ»ЛЛЛПТОТТШ1 ИЙТЛПО!»

-----------»4 !— и-р,«» >

14. Разработаны комплексные рекомендации по расчету и конструированию каркасно-стеновых конструктивных систем монолитных зданий повышенной этажности, включающие метод статического расчета несущих систем с плоскими перекрытиями с учетом нелинейности деформирования на основе адаптации существующих компьютерных программ, усовершенствованные методы расчета по прочности линейных и плоских элементов конструктивной системы и узлов их сопряжения, способы назначения конструктивных решений элементов системы по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров здания и позволяющие с высокой точностью оценивать несущую способность, деформации и определять экономичные решения с одновременным обеспечением требуемой прочности и жесткости зданий

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Иванов А., Махно А.С. Расчет плоских перекрытий монолитных зданий с учётом трещин и неупругих деформаций // ПГС -№1,2003.-С. 50-51

2. Иванов А. Особенности расчета и конструирования каркасных монолитных многоэтажных зданий // Бетон и железобетон - №3, 2003 -С 14-18

3 Иванов А. Расчет конструктивных систем каркасных монолитных зданий методом заменяющих рам // Бетон и железобетон. -№4,2003.-С 12-15.

4. Иванов А. Некоторые проблемы проектирования монолитных железобетонных многоэтажных зданий с плоскими перекрытиями // Строительный эксперт. - №4, 2003 - С 8-9

5. Иванов А. Особенности расчёта и конструирования каркасных монолитных многоэтажных домов//Строитель. -№5,2003 -С 70-72.

6. Иванов А. Конструктивные системы многоэтажных жилых и общественных зданий // ПГС. -№11, 2003. - С 52-53

7 Иванов А. Отдетгъные аспекты васчета монолмтнкх ?д°ний повышенной этажности // Строительные материалы, оборудование и технологииXXI века -№11,2003 -С 48-50.

8. Иванов А. Расчет железобетонных конструкций на продавливание // Пространственные конструкции из различных материалов Исследования, расчет, проектирование, применение: Материалы Юбилейной научной сессии. - М, 2003 - С. 17-18

9. Иванов А. Расчёт плоских элементов железобетонных сооружений на продавливание с учетом сосредоточенного момента // Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса. Материалы второй международной научно-практической конференции.-М.,2003 -С 288-290.

10. Иванов А., Залесов А.С. Расчет прочности плоских плит перекрытий без поперечной арматуры монолитных каркасных зданий на продавливание // Научно-технические проблемы современного железобетона Материалы третьей всеукраинской конференции - Киев, 2003 -Вып. 59, кн. 1.-С 200-203

11 Иванов А. Расчет прочности плоских плит перекрытий с поперечной арматурой монолитных каркасных зданий на продавливание // Научно-технические проблемы современного железобетона. Материалы третьей всеукраинской конференции. - Киев, 2003 -Вып 59, кн. 1 -С 204-207.

12 Иванов А. Расчет прочности стеновых конструкций многоэтажных монолитных зданий при использовании метода конечных элементов//Бетон и железобетон. - №4, 2004 - С 18-20

13 Иванов А. Особенности расчета многоэтажных монолитных зданий с учетом продольного изгиба // Бетон и железобетон - №5, 2004 -С 27-30

14. Иванов А. Особенности применения высокопрочного бетона в колоннах зданий //Строительные материалы - №6,2004 - С. 7

15 Иванов А. Расчет стеновых систем многоэтажных зданий с использованием методов стержневой аналогии // Строительный эксперт -№13,2004 -С 8-9

16 Залесов A.C., Иванов А. Проектирование многоэтажных монолитных зданий // Проектирование и строительство монолитных многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей Материалы научно - практической конференции - М., 2004. -С 19-24.

17 Иванов А. Прочность стен при действии сжимающих и сдвигающих сил в плоскости стены, определяемых методом конечных элементов // Проектирование и строительство монолитных многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей Материалы научно - практической конференции - М, 2004. -С 65-69.

18 Иванов А. Расчет стеновых конструктивных систем монолитных многоэтажных зданий с учетом трещин и неупругих деформаций // Проектирование и строительство монолитных многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей Материалы научно - практической конференции - М, 2004 -С 70-78.

19 Иванов А. Расчет прочности монолитных плоских плит перекрытий на продавливание // Железобетонные конструкции зданий большой этажности Материалы научно-практической конференции -М МГСУ, 2004. - С 15-27

20 Иванов А., Залесов A.C. Методы расчета конструктивных систем каркасных монолитных зданий с плоскими перекрытиями // Железобетонные конструкции зданий большой этажности. Материалы научно-практической конференции -М-МГСУ, 2004 - С 28-36

21. Иванов А. Расчет прочности плоских перекрытий монолитных каркасных зданий на действие изгибающих и крутящих моментов при использовании метода конечных элементов Н Железобетонные конструкции зданий большой этажности1 Материалы научно-практической конференции - М МГСУ, 2004 - С. 37-45

22. Мухамедиев Т.А., Иванов А., Махно A.C. Расчет железобетонных стен методом конечных элементов // Железобетонные конструкции здании большой этажности Материалы научно-практической конференции - М : МГСУ, 2004 - С. 67-75.

23 Мухамедиев Т.А., Иванов А., Махно A.C. К расчёту неразрезных перекрытий монолитных каркасных зданий П Железобетонные конструкции зданий большой этажности- Материалы научно-практической конференции -М-МГСУ, 2004 - С 76-85.

24 Иванов А. Расчет колонн многоэтажных монолитных зданий //Бетон и железобетон -№1,2005 - С 10-12

25 Иванов А., Залесов A.C. Многоэтажные железобетонные монолитные здания Развитие методов расчёта конструктивных систем и несущих железобетонных элементов: Монография - М Эрика, 2006 -141 с.

26. Иванов А. Расчёт железобетонных плит на продавливание // Бетон и железобетон -№2,2008 -С 20-21.

27. Назаренко В.Г., Иванов А. Режимная прочность бетонов // Бетон и железобетон. -№2,2008 -С 28-29

КОПИ-ЦЕНТР св 7 07 10429 Тираж 100 экз тел 8-495-185-79-54 г Москва, ул Енисейская, д 36

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Общая часть.

1.2. Оценка конструктивных систем многоэтажных жилых и общественных зданий.

1.3. Специфика расчета и конструирования монолитных многоэтажных зданий каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями.

1.4. Задачи исследования.

2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МОНОЛИТНЫХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ КАРКАСНО-СТЕНОВОЙ СИСТЕМЫ С ПЛОСКИМИ ПЛИТАМИ ПЕРЕКРЫТИЙ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ.

2.1. Усилия и перемещения, действующие в элементах несущей конструктивной системы.

2.2. Физические соотношения между перемещениями и усилиями

2.3. Физические соотношения между перемещениями и усилиями сплошных упругих элементов.

2.4. Особенности деформирования железобетонных конструкций.

2.5. Разработка предложений по статическому расчету плоских железобетонных элементов с учетом физической нелинейности.

2.6. Анализ результатов статического расчета плоских плит перекрытий с учетом и без учета физической нелинейности.

2.7. Анализ результатов статического расчета стен с учетом и без учета физической нелинейности.

Выводы.

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОНОЛИТНЫХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ МЕТОДОМ ЗАМЕНЯЮЩИХ РАМ.

3.1. Применение метода заменяющих рам.

3.2. Расчет каркасных систем с плоскими плитами перекрытий методом заменяющих рам.

3.3. Анализ результатов статического расчета плоских плит перекрытий методом конечных элементов и методом заменяющих рам.

Выводы.

4. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПЛОСКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ПЛОСКИХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ, СТЕН) НА

ДЕЙСТВИЕ ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ,

ПРОДОЛЬНЫХ, СДВИГАЮЩИХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ.

4.1. Методы расчета прочности железобетонных плит плоских перекрытий.

4.2. Расчет прочности стеновых конструкций.

Выводы.

5. РАСЧЕТ ПЛОСКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ КАРКАСНО-СТЕНОВОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ НА

ПРО ДАВ ЛИВ АНИЕ.

5.1. Расчетные модели железобетонных плит при продавливании сосредоточенной нормальной силой.

5.2. Расчетные модели железобетонных плит при продавливании сосредоточенной нормальной силой и сосредоточенным изгибающим моментом.

Выводы.

Глава 6. РАСЧЕТ КОЛОНН МНОГОЭТАЖНЫХ МОНОЛИТНЫХ

ЗДАНИЙ.

6.1.Особенности расчета многоэтажных монолитных зданий с учетом продольного изгиба.

6.2.,Расчет по прочности колонн многоэтажных монолитных зданий при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил.

Выводы.

7. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ КАРКАСНО-СТЕНОВЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКТИВНЫХ СИСТЕМ МНОГОЭТАЖНЫХ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ.

7.1. Расчет несущей конструктивной системы.

7.2. Расчет и конструирование железобетонных элементов на основе стержневых моделей.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕСУЩИХ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАРКАСНО-СТЕНОВОЙ СИСТЕМЫ

С ПЛОСКИМИ ПЛИТАМИ ПЕРЕКРЫТИЙ.

8.1. Определение оптимальных конструктивных расчетных параметров плоских монолитных железобетонных плит перекрытий.

8.2. Определение оптимальных конструктивных параметров колонн.

8.3. Определение оптимальных конструктивных параметров стен.

Выводы.

За последние годы в отечественной практике строительства многоэтажных жилых и общественных зданий широкое распространение получили монолитные здания. Такие здания по ряду основных архитектурных, конструктивных, технологических и экономических показателей, превосходят или не уступают зданиям из сборных элементов (в т.ч. крупнопанельным зданиям). Особенно это относится к зданиям повышенной этажности, подвергающимся большим горизонтальным ветровым и вертикальным нагрузкам. Заметим, что сборные крупнопанельные здания повышенной этажности не обладают достаточной прочностью, жесткостью и устойчивостью в силу ограниченной прочности и V большой податливости контактных сопряжений между сборными элементами.

Монолитные многоэтажные здания выполняются, как правило, в виде каркасно-стеновой нерегулярной конструктивной системы с плоскими перекрытиями, обеспечивающей заданные архитектурные и конструктивные показатели. Такие здания имеют существенные особенности как с точки зрения расчета и проектирования конструктивной системы в целом, так и отдельных его элементов.

К ним относятся особенности расчета здания как пространственной системы методом конечных элементов с учетом физической и геометрической нелинейности, особенности расчета плоских элементов перекрытий и стен с комплексным учетом действующих на них силовых воздействий, особенности расчета узловых сопряжений колонн и стен с плоскими плитами перекрытий, особенности конструирования монолитных элементов системы и их армирования. Между тем, эти особенности не в полной мере учитываются в существующих нормативных документах и в практике проектирования и строительства, что приводит либо к недостаточной надежности таких конструкций, либо к излишнему расходу материалов. Одновременно следует также отметить, что действующие - в настоящее время нормативные документы были разработаны несколько десятилетий тому назад, когда подобные конструктивные системы имели весьма ограниченное применение в отечественной практике строительства.

Целью настоящей работы является развитие теории, методов расчета и конструирования монолитных многоэтажных гражданских зданий, оценки силового сопротивления каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями, с учётом нелинейности деформирования, и разработкой рекомендаций по их проектированию на примере высотных жилых домов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Обоснование и разработка расчётной модели несущей конструктивной системы монолитных многоэтажных зданий в целом и ее элементов на основе усовершенствованной стержневой имитации конечных элементов в полной равновесной постановке;

- рекомендации по определению нелинейных жесткостных характеристик железобетонных элементов для расчета по первой и второй группам предельных состояний на основе метода конечных элементов с помощью адаптации существующих компьютерных программ;

- методы расчета узловых сопряжений колонн и плоских плит перекрытий с учетом совместного действия сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенных моментов;

- рекомендации по назначению конструктивных решений для колонн, стен, плоских плит перекрытий по критерию их минимальной стоимости и в зависимости от основных параметров конструктивной системы здания. Практическое значение работы заключается в том, что разработанные методы расчета несущих систем и ее элементов монолитных многоэтажных зданий с учетом трещинообразования и неупругих свойств материалов позволяют с высокой точностью оценить их несущую способность и деформации и обеспечить экономичные решения с одновременным обеспечением требуемой конструктивной безопасности зданий.

Автор защищает:

- выявленную специфику силового сопротивления элементов исследуемой пространственной конструктивной системы монолитных многоэтажных зданий с учётом нелинейности силового сопротивления;

- рекомендации по определению жесткостных характеристик железобетонных элементов с учетом трещин и неупругих свойств материалов;

- усовершенствованные на основе проведённых исследований методы расчета по прочности железобетонных конструкций при совместном действии поперечных и продольных нагрузок, а также на продавливание при совместном действии сосредоточенных продольной силы и момента;

- рекомендации по назначению рациональных конструктивных параметров несущих железобетонных элементов в зависимости от типа конструктивной системы.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при разработке Свода правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», МГСН «Многофункциональные высотные здания и комплексы».

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса» (г. Москва, 2003 г.); третьей всеукраинской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного железобетона (г.Львов, 2003 г.); юбилейной научной сессии «Пространственные конструкции из различных материалов» (г. Москва, 2003 г.); конференции «Проектирование и строительство многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей» (г. Москва, 2004 г.); конференции, посвященной 90-летию со дня рождения П.Ф.Дроздова (г. Москва, 2004 г.).

Основные положения диссертации опубликованы в 25 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, общих выводов и списка использованной литературы из 188 наименований. Работа изложена на 362 страницах, содержит 12 таблиц и 94 рисунка.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ, отечественной и зарубежной практики строительства многоэтажных жилых и общественных зданий повышенной этажности и тенденций его развития показал, что монолитные многоэтажные здания являются одним из перспективных направлений в строительстве. При этом монолитные многоэтажные здания, выполняемые в виде каркасно-стеновой конструктивной системы с плоскими перекрытиями достаточно полно удовлетворяют как повышенным архитектурным, так и конструктивным требованиям. В то же время такие конструктивные системы имеют существенные особенности, не в полной мере учитываемые в отечественной практике проектирования и нормативных документах.

2. Из анализа существующих методов расчета конструктивных систем и выполненных расчетов следует, что полную и близкую к фактической картину распределения усилий в несущих элементах конструктивной системы здания позволяет получить п ространстве н н ы й расчет конструктивной системы с использованием метода конечных элементов. Причем основным фактором, влияющим на результаты расчета, является учет в жесткостных характеристиках конечных элементов особенностей работы железобетона (образование трещин, неупругие деформации бетона и арматуры).

3. Рекомендуемая прямая замена упругих характеристик бетона страдает следующими недостатками:

- необходимо построить расчётную модель;

- обязательны итерации при обеспеченной сходимости;

- решение проблемы соосности.

Т.н. упрощенная методика для жесткостных характеристик с помощью диаграмм: «момент-кривизна», «нормальная сила — относительная деформация» без спецблока должна быть ограничена частыми эмпирическими диапазонами и требует специальных обоснований при аппроксимации.

Учет физической нелинейности железобетонных элементов рекомендуется осуществлять в рамках существующих программных комплексов путем прямой замены упругих жесгкостных характеристик конечных элементов на жесткостные характеристики, определяемые с учетом трещин и неупругих деформаций в зависимости от усилий, действующих в элементах конструктивной системы.

Для практического использования рекомендуется определять жесткостные характеристики железобетонных элементов с учетом трещин и неупругих деформации по предлагаемой упрощенной методике с использованием диаграмм деформирования элементов «момент - кривизна», «нормальная сила - относительная деформация».

4. Проведенный сравнительный анализ результатов статического расчета плиты плоского перекрытия с учетом и без учета физической нелинейности показал, что учет физической нелинейности приводит к существенному увеличению прогибов плиты и более плавному распределению изгибающих моментов по ее площади, что обеспечивает более точную оценку деформаций и усилий в плитах плоских перекрытий. Аналогичные результаты получены при расчете высоких стен.

5. Для статического расчета регулярных (или близких к ним) конструктивных систем здания с плоскими перекрытиями наряду с методом конечных элементов рекомендуется применять метод на основе стержневых моделей (метод заменяющих рам), использующий простые расчетные зависимости и апробированный практикой проектирования и строительства.

Проведенный сравнительный анализ результатов расчета плоского перекрытия методом конечных элементов и методом заменяющих рам показал, что полученные по этим методам значения изгибающих моментов достаточно близки друг к другу.

6. На основании анализа различных подходов к расчету по прочности плоских железобетонных конструкций (плит перекрытии, стен) на совместное- действие изгибающих и крутящих моментов, продольных и сдвигающих сил, полученных из расчета конструктивной системы методом конечных элементов, установлено, что наиболее простым и удобным для практического применения является расчет по выделенным плоским элементам с использованием критерия прочности, получаемого на основе обобщенного уравнения предельного равновесия, с учетом рекомендаций по определению предельных усилий.

Расчет по прочности при действии поперечных сил рекомендуется производить исходя из уравнения взаимодействия поперечных усилий в двух ортогональных направлениях с учетом влияния на величину предельных усилий нормальных сил по предлагаемым зависимостям.

7. При определении усилий в плитах и стенах с использованием стержневых моделей расчет по прочности плит можно производить по общим правилам расчета линейных железобетонных элементов, а стен - по деформационной модели с рекомендуемым ограничением предельных относительных деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры или по предлагаемой упрощенной методике.

8. Расчет на продавливание плит перекрытий и фундаментных плит в зоне сопряжения плит и колонн является одним из наиболее важных расчетов прочности плит, поскольку он во многих случаях предопределяет требуемую толщину плит.

Расчет на продавливание следует производить на совместное действие сосредоточенной нормальной силы от колонн и сосредоточенного момента, вызываемого изгибающим моментом в примыкающих к колонне плитах, передаваемым на колонну, а также в связи с несовпадением точек приложения продольной силы в колонне, расположенной у края перекрытия, и равнодействующих внутренних усилий в зоне продавливания.

9. На основании анализа формы разрушения плит при продавливании в виде пространственной наклонной поверхности и усилий, действующих на этой поверхности, рекомендуется принимать в качестве упрощенной расчетной модели вертикальное поперечное сечение, представляющее собой проекцию наклонной поверхности разрушения на нормаль к плоскости плиты с касательными напряжениями в бетоне, линейно распределенными по расчетному контуру с максимальными значениями, равными расчетным сопротивлениям бетона растяжению, и с растягивающими напряжениями в сосредоточенной у расчетного контура поперечной арматуре (если она требуется по расчету), линейно распределенными по расчетному контуру, с максимальными значениями, равными расчетным сопротивлениям поперечной арматуры растяжению.

В качестве предлагаемой альтернативной расчетной модели может рассматриваться горизонтальное продольное сечение, представляющее собой проекцию наклонной поверхности разрушения на горизонтальную плоскость плиты с нормальными напряжениями, действующими по этому сечению в бетоне и поперечной арматуре, расположенной в пределах площади этого сечения.

Расчет на совместное действие сосредоточенной силы и сосредоточенного момента следует производить на основе линейного уравнения взаимодействия относительных значений сосредоточенной силы и сосредоточенного момента.

10. Усилия в колоннах с учетом влияния продольного изгиба рекомендуется определять из расчета или по деформированной схеме в составе конструктивной системы, принимая по длине колонн нелинейные жесткостные характеристики по предлагаемым диаграммам деформирования элементов, связывающих усилия и деформации, или упрощенным способом с использованием коэффициента приведения расчётной длины, выделяя колонну из системы, рассчитанной по недеформированной схеме, и принимая жесткость колонны по эмпирической зависимости, а для предварительных расчетов - как для упругого тела с понижающим коэффициентом 0,4.

11. Расчет колонн по прочности на действие поперечных сил следует производить с учетом влияния продольных сил с помощью предлагаемого коэффициента, понижающего или повышающего сопротивляемость колонн поперечным силам в зависимости от величины относительного уровня продольной силы.

12. На основании многофакторного и многовариантного анализа конструктивных параметров плит перекрытий, колонн и стен по их стоимостному показателю разработаны рекомендации по назначению оптимальных конструктивных параметров (размер поперечного сечения, класс бетона, армирование) элементов каркасно-стеновой конструктивной системы многоэтажных зданий в зависимости от этажности здания, шага колонн и стен, величины нагрузки, исходя из минимальной стоимости рассматриваемых конструкций.

13. Разработанные рекомендации по расчету и конструированию каркасно-стеновых конструктивных систем монолитных многоэтажных зданий повышенной этажности, включающие: методику статического расчета несущих конструктивных систем с плоскими перекрытиями с учетом трещин и неупругих деформаций в элементах системы в рамках существующих компьютерных программ; усовершенствованные методы расчета по прочности линейных и плоских элементов конструктивной системы и узлов их сопряжения; рекомендации по рациональному армированию и определению необходимых конструктивных параметров элементов системы по их минимальной стоимости, позволяют более правильно оценивать распределение усилий и деформаций в конструктивной системе в целом и в ее несущих элементах, эффективно распределять материалы и повысить надежность конструктивных решений.

1. Антонов К.К., Кусоков А.Н. Экспериментальные исследования железобетонных плит, опертых на податливый контур. //Бетон и железобетон, 1965. №5.

2. Андреев В.Г. Прочность внецентренно-сжатых стержней //Бетон и железобетон, 1981. №5.- с. 26-27.

3. Ашкинадзе Г.Н., Соколов М.Е., Мартынова Л.Д. и др. Железобетонные стены сейсмических зданий. //Исследования и основы проектирования: М.: Стройиздат (Совм. Изд. СССР-Греция), 1988.

4. Банков В.Н., Горбатов C.B., Димитров З.А. Построение зависимости между напряжениями и деформациями сжатого бетона по системе нормируемых показателей. //Строительство и архитектура. /Известия ВУЗов, 1977. №6. -с. 15-18.

5. Банков В.Н., Додонов М.И., Расторгуев B.C. и др. Общий случай расчета прочности элементов по нормальным сечениям //Бетон и железобетон, 1987. -№5.-с. 16-18.

6. Бамбура А.Н. Диаграмма "напяжение деформация" для бетона при центральном сжатии. //Вопросы прочности, деформативносги и трещиностойкости железобетона. - Ростов-на-Дону, РИСИ, 1980. - с. 19-22.

7. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. -М.: Госстройиздат, 1961. — 96 с.

8. Берг О .Я., Смирнов HJ3. Об оценке прочности элементов конструкций при плоском напряженном состоянии. //Транспортное строительство. 1965. №9.

9. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. -Харьков: ХГУ, 1968. 323 с.

10. Бондаренко В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. М.: Стройиздат, 1982. - 287 с. "

11. Бондаренко В.М., Тимко Н.Т., Шагин А.Л. Расчет железобетонных плит и оболочек методом интегрального модуля деформаций. Изд-во Харьковского университета. Харьков, 1967.

12. Бондаренко A.B., Карпенко Н.И. Экспериментальная проверка и исследование параметров теории деформирования железобетонных плит с трещинами, работающих в двух направлениях. //Прочность и жесткость железобетонных конструкций. НИИЖБ, М.: Стройиздат, 1971.

13. Бургман В.В., Фишерова М.Ф. Многоэтажные здания, возводимые методом подъема перекрытий или этажей //Совершенствование типов промышленных зданий. ЦНИИПромзданий, М.: Стройиздат, 1967. -вып. 4.

14. Бургман В.В., Шумилин А.Б. Натурные испытания безбалочного бе с капительного перекрытия Государственного архива г. Москвы, возводимого методом подъема. //Конструктивные решения многоэтажных зданий. М.: Стройиздат, 1975. - Вып. 27.

15. Варвак П.М. и др. Таблицы для расчета прямоугольных плит. Киев, 1959.-419 с.

16. Вилен Ф.И, Расчет плит по методу предельного равновесия с учетом уточненной схемы излома. //Бетон и железобетон, 1968. №3.

17. Галеркин Б.Г. Упругие тонкие плиты. Л.-М.: Госстройиздат. 1933. -с.20-21,

18. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М: Мир. 1984. -428 с.

19. Гвоздев A.A., Залесов A.C., Титов И.А. Силы зацепления в наклонных трещинах. //Бетон и железобетон, 1975. №7. - с. 44-49.

20. Гвоздев A.A. К вопросу о предельных условиях (условиях текучести) для ортотропных сред и для изгибаемых железобетонных плит. //Строительная механика. М„ Стройиздат, 1966.

21. Гвоздев A.A., Мурашев В.И. Безбалочные перекрытия. //Справочник проектировщика железобетонных конструкций: ОНТИ, 1935.

22. Гвоздев A.A., Карпенко Н.И. Работа железобетона с трещинами при плоском напряженном состоянии. //Строительная механика и расчет сооружений, 1965. №2.

23. Гвоздев A.A. Расчет несущей способности конструкции по методу предельного равновесия. -М.: Госстройиздат, 1949. -280 с.

24. Гвоздев A.A. Определение величины разрушающей нагрузки для статически неопределимых систем, претерпевающих пластические деформации. //Труды конференции по пластическим деформациям. М., 1936. М.-Л.: АН СССР, 1938.

25. Гениев Г.А., Тюпин Г.А- Некоторые вопросы теории упругости и пластичности железобетона при наличии трещин. //Новые методы расчета строительных конструкций. -М: Стройиздат, 1968.

26. Глуховскип А.Д. Железобетонные безбалочные бескапительные перекрытия для многоэтажных зданий. -М.: Госстройиздат, 1956.

27. Глуховский А.Д. Железобетонные безбалочные перекрытия в холодильном строительстве //Строительная промышленность, 193 i. № 2-3.

28. Голосов В.Н., Боришанский М.С., Коровин H.H. Расчет плит свайных ростверков на продавливание //Основания, фундаменты и механика грунтов, 1974. №4. - с. 32-35.

29. Динеску Т., Шандру А., Рэдулеску К. Скользящая опалубка. М.: Стройиздат, 1975.

30. Додонов М.И., Мухамедиев Т.А. Расчет на ЭВМ прогибов неразрезных точечно опертых железобетонных плит с учетом процесса трещинообразования. //Известия ВУЗов. Сер. Строительство и архитектура, 1980.-№1.-с. 25-29.

31. Додонов М.И., Мухамедиев Т.А. Экспериментальное исследование монолитных безбалочных перекрытий многоэтажных зданий с нерегулярной сеткой колонн. //Известия ВУЗов. Сер. Строительство и архитектура, 1977. -№10. с. 155-159.

32. Дорфман А.Э., Левонтин Л.Н. Проектирование безбалочных бескапительных перекрытий. -М.: Стройиздат, 1975. 128 с.

33. Дорфман А.Э. Сендеров Б.В., Торопцев A.B., Шапиро Г.А. Новые конструкции безбалочных бескапптельных перекрытий для общественных зданий. -М.гЦНТИ, 1970.

34. Дроздов П.Ф., Дзюба В.А., Паньшпн Л.Л. Прочность диафрагм каркасных многоэтажных зданий. //Бетон и железобетон, 1985. №2. - с. 23-24.

35. Дроздов П.Ф., Додонов М.И., Паньшин Л. Л., Саруханян Р. Л. Проектирование и расчет многоэтажных гражданских зданий и их элементов. ~М.: Стройиздат, 1986. 351 с.

36. Дроздов П.Ф. Конструирование и расчет несущих систем многоэтажных зданий и их элементов. М.: Стройиздат, 1977. -222 с.

37. Дыховичный Ю.А. Конструирование и расчет жилых и общественных зданий повышенной этажности. М.: Стройиздат, 1970. - 247 с.

38. Еврокод-2. Проектирование железобетонных конструкций, английского, 1995. 144 с.- Перевод с

39. Едике Ю. История современной архитектуры. М: Искусство, 1972. -246 с.

40. Ермуханов К. Сопротивление балок и плит разной ширины действию концентрированной нагрузки. Дисс. канд. техн. наук. - М.: 1980. - 129 с.

41. Железобетонные стены сейсмических зданий. М: Стройиздат, 1988.

42. Зайцев Ю.В. Исследование перераспределения усилий в неразрезных железобетонных балках . Дисс. канд. техн. наук. —М.: 1960. - 141 с.

43. Залесов A.C., Ермуханов К.Е., Качановский С.Г. Продавливание железобетонных плит //Исследование железобетонных конструкций при статических, повторных и динамических воздействиях. М.: ИИИЖБ, 1984. -с. 17-22.

44. Залесов A.C., Ермуханов К.Е. Переход от разрушения по наклоному сечению к продавливанию. //Поведение бетонов и элементов железобетонных конструкций при воздействии различной длительности. -М.: НИИЖБ, 1980.-с. 66-84.

45. Зайцев Л.Н. Расчет прогибов железобетонных квадратных плит, заделанных по двум смежным сторонам и свободно опертых по двум сторонам. //Бетон и железобетон, 1964. №7.

46. Залесов A.C., Качаковскии С.Г. Продавливание и переходные формы разрушения в плитах с поперечной арматурой //Бетон и железобетон, 1983. \ №4.-с. 15.

47. Залесов A.C., Климов Ю.А. Развитие физической модели работы железобетонного элемента при действии поперечных сил с учетом условий деформирования //Напряженное состояние бетонных и железобетонных конструкций. -М.: НИИЖБ, 1986. с. 92-105.

48. Залесов A.C., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов и продольных сил. //Бетон и железобетон. 1996. -№5. - с. 16-18.

49. Звездов А.И., Залесов A.C., Мухамедиев Т.А., Чистяков Е.А. Расчет прочности железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил по новым нормативным документам.// Бетон и железобетон. 2002. - №2. - с. 21 -25.

50. Иванов А., Залесов A.C. Методы расчета конструктивных систем каркасных монолитных зданий с плоскими перекрытиями. Сб. «Железобетонные конструкции зданий большой этажности», Москва, МГСУ, 2004 г., с. 28-36.

51. Иванов А. И. Конструктивные системы многоэтажных жилых и общественных зданий. ПГС №11, с. 52-53, 2003 г.

52. Иванов А. Некоторые проблемы проектирования монолитных железобетонных многоэтажных зданий с плоскими перекрытиями. -«Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века» № 11, с. 48-50, 2003 г.

53. Иванов А. Особенности расчета и конструирования каркасных монолитных многоэтажных зданий. «Бетон и железобетон» Лг»3, с. 14-18, 2003 г.

54. Иванов А. Расчет конструктивных систем каркасных монолитных зданий методом заменяющих рам. «Бетон и железобетон» №4, с. 12-15, 2003 г.

55. Иванов А., Махно А.С. Расчет плоских перекрытий монолитных зданий с учетом трещин и неупругих деформаций. -ПГС №1, с. 50-51, 2003 г.

56. Измайлов Ю.В., Кирпий А.Ф., Бубуенок И.В. и др. Сейсмостойкость монолитных зданий в Кишиневе при землетрясении 1986 г. // Жилищное строительство. 1987. - №8.

57. Измайлов Ю.В. Сейсмические монолитные здания. Кишинев, Карта Молдовенэскэ, 1989.

58. Индустриальное домостроение из монолитного бетона. М.: Стройиздат, 1976.

59. Индустриальные методы монолитного домостроения. //Тезисы сообщений Всесоюзного совещания в Вильнюсе 1-3 октября 1987. -М.: Госгражданстрой, 1987.

60. Инструкция по расчету и конструированию безбалочных перекрытий. -М.:ЦНИПС, 1931.

61. Инструкция по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций с учетом перераспределения усилий. -SML: Госстройиздат, 1961.-111с.

62. История русской архитектуры. — Москва: Госиздат по строительству и архитектуре, 1951.-462 с.

63. Карпенко Н.И. К построению обобщенной зависимости для диаграммы деформирования бетона //Строительные конструкции. Минск, 1983. - с. 164-173.

64. Карпенко Н.И. К построению условий прочности бетонов при неодноосных напряженных состояниях //Бетон и железобетон, 1985. -№10. с. 35-37.

65. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А. Определение кривизны и удлинения железобетонных элементов с трещинами. //Бетон и железобетон, 1981. Ж2. -с. 17-18.

66. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. 1996.-413 с.- М.: Стройиздат,

67. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Сапожников М.А. К построению общей методики расчета статически неопределимых стержневых железобетонных конструкций на основе метода конечных элементов. //Строительная механика и расчет сооружений, 1990. №1.

68. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. -М.: Стройиздат, 1976.- 208 с.

69. Качановский С.Е. Сопротивление сплошных плит с поперечной арматурой действию концентрированной нагрузки. Дисс. канд. техн. наук.- М.: 1982.-171 с.

70. Каюмов Р.Х. Экспериментальное исследование несущей способности гибких железобетонных стоек из высокопрочных бетонов при длительном действии нагрузки. -Строительные конструкции. -Киев. Будивельник, 1971. Вып. XVIII.-С. 113-123.

71. Келдыш В.М. Нормирование расчета железобетонных безбалочных перекрытий. //Строительная промышленность, 1927. №4.

72. Кликукас П.П. Блочно-щитовая опалубка для возведения монолитных зданий. //Тезисы совещания «Монолитное строительство» (16 марта 1984) -Вильнюс: Минстрой ЛитССР, 1984.

73. Климов Ю.А. Внутренние усилия в наклонном сечении при расчете прочности железобетонных элементов //Бетон и железобетон, 1990. №1. - с. 16-18.

74. Кодыш Э.Н., Трекин H.H. Пластинчато-стержневая модель ячейки перекрытия для расчета на горизонтальные нагрузки. //Материалы XXX

75. Всероссийской научно-технической конференции/ Актуальные проблемы совремнного строительства. Пенза, ПГАСА, 1999. - с. 56-57.

76. Козачевский А.И., Крылов С.М. Исследование перераспределения усилий в сложных стержневых системах с учетом неупругих свойств железобетона //Совершенствование расчета статически неопределимых железобетонных конструкций. М.: 1968. - с. 34-35.

77. Коровин H.H. Продавливание плит ростверков прямоугольными колоннами //Элементы и узлы каркасов многоэтажных зданий. -М.: Стройиздат, 1980. с. 30-40.

78. Коровин H.H. Экспериментальное исследование работы узла сопряжения безбалочного бескапительного перекрытия с колонной //Исследование железобетонных конструкций при статических, повторных и динамических воздействиях. М.; НИИЖБ, 1984. - с. 36-47.

79. Красновский Б.М., Сагадаев P.A. Монолитный бетон на индустриальной основе. М.: Знание, 1988. - Сер. Строительство и архитектура. - №!.

80. Крылов С.М. Перераспределение усилий в статически неопределимых железобетонных конструкциях. М.: Стройиздат, 1964. - 164 с.

81. Кукунаев B.C. Методы расчета же л ез о бета н ных плит с трещинами с учетом совместного действия изгибающих и крутящих моментов, нормальных и касательных сил. Дисс. канд. техн. наук. - М.: 1975. - 136с.

82. Левин Э.И., Грабайс Н.Д. Строительство зданий из монолитного железобетона в объемно-псреставной опалубке в г. Кишиневе. //Бетон и железобетон. 1982. - №2.

83. Лемыш Л.Л. Расчет железобетонных конструкций по деформациям и несущей способности с учетом полных диаграмм деформирования бетона и арматуры. //Труды ЦНИИПромзданий: Железобетонные конструкции иромышленных зданий. М.: Стройиздат, 1984. — с. 74-89.

84. Лолейт А.Ф. О необходимых запасах прочности безбалочных перекрытий //Строительная промышленность, 1926. №11.

85. Лукаш П. А. Основы нелинейной строительной механики. -М.: Стройиздат, 1978. 278 с.

86. Маилян Д.Р. Зависимость предельной сжимаемости бетона от армирования и эксцентриситета сжимающего усилия. //Бетон и железобетон. 1980. -№9. - с. 11-12.

87. Маилян Л.Р. Сопротивление железобетонных статически неопределимых балок силовым воздействиям. — Ростов-на-Дону, РГУ, 1989. 192 с.

88. Маилян Р.Л. Учет работы арматуры за физическим или условным пределом текучести //Бетон и железобетон, 1989. №3. - с. 16-18.

89. Маркус Г. Упрощенный расчет плит. М.: Госстройиздат, 1934.

90. Момбеков И.А. Прочность железобетонных плит с поперечной арматурой на продавливание. Автореферат дисс. канд. техн. наук. - Ташкент, 1990. -20 с.

91. Мураше в В.И. Трешиноустойчивость, жесткость и прочность железобетона. -М.: Машстройиздат, 1950. -263 с.

92. Мухамедиев Т.А. К вопросу расчета железобетонных стержней с учетом физической и геометрической нелинейности. //Расчет конструкций и теплофизика зданий и сооружений АПК. — М.: 1989. с. 19-26.

93. Мухамедиев Т.А., Иванов А., Махно A.C. К расчету неразрезных перекрытий монолитных каркасных зданий. Сб. «Железобетонные конструкции зданий большой этажности», Москва, МГСУ, 2004 г., с. 76-85.

94. Мухамедиев Т.А., Иванов А, Махно A.C. Расчет железобетонных стен методом конечных элементов. Сб. «Железобетонные конструкции зданий большой этажности», Москва, МГСУ, 2004 г., с. 67-75.

95. Мухамедиев Т. А. Методы расчета статически неопределимых железобетонных стержневых и плоскостных конструкций с учетом нелинейных диаграмм деформирования материалов и режимов нагружения. -Дисс. докт. техн. наук. М.: 1990. - 343 с.

96. Мухамедиев Т. А. Моделирование поведения изгибаемых железобетонных стержневых элементов с трещинами в стадии, близкой к разрушению. //Прочностные и деформационные характеристики бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1981. - с. 128-139.

97. Мухамедиев Т. А. Определение напряженно-деформированного состояния в нормальном сечении железобетонных элементов. //Конструкции и расчет жилых и промышленных зданий сельскохозяйственного назначения. -М.: ЦНИИЭПСельстрой, 1987.-е. 50-56.

98. Мухамедиев Т.А., Сапожников М.А. Расчет стержневых элементов и систем из них с учетом режимов кратковременных нагружений. /Новые экспериментальные исследования и методы расчета железобетонных конструкций. —М.: НИИЖБ, 1989.-е. 119-128.

99. Научно-технический прогресс в области индустриализации монолитного домостроения. //Тезисы докладов Всесоюзного совещания в г. Кишиневе (2527 октября 1978): М,, 1ДНТИ по гражданскому строительству и архитектуре, 1978.

100. Некоторые вопросы статического расчета многоэтажных каркасно-панельных зданий как пространственных систем. ЦНИИстроительных конструкций, 1975. - Вып. 31. — 316 с.

101. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Москва, Стройиздат, 1978. с. 69-75.

102. Паньшин JI.J1. Автоматизированный расчет нормальных сечений железобетонных конструкций. //Экспериментальные и теоретические исследования конструкций полносборных общественных зданий. М.: 1985. -с. 83-93.

103. Паньшин Л.Л. Предельные состояния каркасно-связевых несущих систем. Автореф. Дисс. докт. техн. наук. -М.: МИСИ, 1984. - 38 с.

104. Паыьшин JI.J1. Расчет многоэтажных зданий как пространственных систем с учетом нелинейной деформации связей //Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. 1971. - Вып. 3. -с. 81 -89.

105. Питлюк Д. А., Подольский Д.М., Яковенко Г.П. Исследование пространственной жесткости высотного здания на модели. //Строительство и архитектура. — JI.: 1967. №12.

106. Подольский PLC. Железобетонные безбалочные перекрытия. М.: ГИЗ, 1928.

107. Подольский Д.М. Метод расчета пространственных стержневых систем с податливыми связями //Прикладная механика. К.: АН УССР, 1967. - т.Ш. -Вып. 12.

108. Попкова О.М. Конструкции высотных зданий за рубежом (обзор)/Зарубежный опыт строительства. М.: ЦИНИС Госстроя СССР, 1973.

109. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84).-М.гЦИТП, 1986.- 191 с.

110. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). Москва: Стройиздат, 1989.

111. Применить метод конечного элемента для расчета на ЭВМ проектируемых каркасно-панельных высотных зданий как единых пространственных систем с целью выявления резервов несущей способности и экономии материалов // НТО/ ЦНИИСК, 1980. 112 с.

112. Пыжов Ю.К. Прочность опорных зон безбалочных железобетонных плит перекрытий при продавливании. -Дисс. канд. техн. наук. Ленинград: 1989. - 143 с.

113. Пыжов Ю.К., Стернин Х.Х. Исследование влияния некоторых характеристик железобетонных плит на их сопротивление продавливанию //Проектирование зданий, сооружаемых методом подъема этажей и перекрытий. -Л.: ЛенЗНИИЭП, 1976. с. 70-77.

114. Расчет колонн многоэтажных монолитных зданий при действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил. ПГС.

115. Расчет строительных конструкций с применением электронных машин. -М.: Стройиздат, 1967.-400 с.

116. Рекомендации по конструированию и расчету несущих систем бескаркасных зданий. М.: ЦНИИЭПжи л и ща, 1982.

117. Рекомендации по обеспечению трещиностойкости монолитных стен. -М.: ЦНИИЭПжилища, 1984.

118. Рекомендации по привязке и применению унифицированных переставных опалубок «Гражданстрой для монолитного домостроения. М.: Стройиздат, 1986.

119. Рекомендации по проектированию конструкций бескаркасных монолитных зданий. -М: ЦНИИЭПжилища, 1976.

120. Рекомендации по расчету и конструированию сейсмостойких зданий из монолитного бетона. -М.: ЦНИИПИМонояит, 1989.

121. Рекомендации по расчету прочности и оптимизации армирования стен бескаркасных зданий. М.: ЦНИИЭПжилища, 1976.

122. Рекомендации по рациональному применению конструкций из монолитного бетона для жилых и общественных зданий. М: ЦНИИЭПжилища, 1983.

123. Рекомендации по технологии возведения монолитных гражданских зданий. М.: ЦНИИЭПжилища, 1987.

124. РСН 13-87. Строительство монолитных зданий в сейсмических районах Молдавской ССР. Кишинев: Тимпул, 1988.

125. Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1975. - 193 с.

126. Руководство по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями. -М.: Стройиздат, 1979. 63 с.

127. Руководство по проектированию конструкций и технологии возведения монолитных бескаркасных зданий. М.: Стройиздат, 1982.

128. Санжаровский P.C. О некоторых моделях и гипотезах теории железобетона. //Исследования по расчету строительных конструкций. —Л.: 1979.-с. 27-34.

129. Сергиевский А.Д. О расчете пли г на продавливание. //Бетон и железобетон, 1962. Лг«6.

130. Симонов В.Л. Прочность и деформации полносборных железобетонных каркасов общественных зданий. Автореферат дисс. канд техн. наук. -М.: 1990.-21 с.

131. Скачков Ю.П. Силовое сопротивление и разработка методов расчета железобетонных ростверков. Дисс. докт. техн. наук. - Пенза: 2002.- 489 с.

132. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Шапошников H.H. и др. Расчет сооружений с применением вычислительных машин. М.: Госстройиздат, 1967.

133. Смирнов C.B., Ордоваев Б.С., Залесов A.C. Расчет прочности стен и диафрагм методом однорядных полей. //Бетон и железобетон, 1996. -№ 6.

134. Смирнов С.Б. Прочностной расчет рам и плит на базе теории предельного равновесия. МИСИ им. Куйбышева, 1990.

135. СН 451-72. Временные указания по проектированию гражданских зданий, возводимых методом подъема перекрытий и этажей. — М: Стройиздат, 1974. 94 с.

136. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. -М.: Госстрой СССР, 1987.-35с.

137. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Госстрой СССР, 1989. - 77 с.

138. Соколов М.Е., Альтшуллер Е.М. О строительстве зданий из монолитного бетона. //Жилищное строительство. 1981, - №12.

139. Соколов М.Е., Глина Ю.В., Мартынова Л.Д. и др. Типовые решения элементов и узлов монолитных и сборно-монолитных зданий. //Жилищное строительство. 1987. - №9.

140. Соколов М.Е, Научно-технический прогресс в монолитном домостроении. М: Знание, 1989. - 63 с.7

141. Соколов М.Е., Семенец Г.Г., Цирик Я.И. Совершенствован ие конструктивных решений гражданских зданий, возводимых в индустриальной опалубке. М.: Стройиздат, 1981.

142. Соколов М.Е. Типы монолитных и сборно-монолитных зданий. //Жилищное строительство. 1982. - Ж7.

143. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры (проект): НИИЖБ, 2002.

144. Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.-Л., ОГИЗ, Гостехиздат, 1946.-531 с.

145. Усовершенствование конструкций безригельиых каркасов с рекомендациями по расчету и конструированию. //Научно-исследовательская работа. М.: ЦНИИЭПжи л и ща, 1990. - 56 с.

146. Ханджи В.В. Расчет многоэтажных зданий со связевым каркасом. М.: Стройиздат, 1977.- 187 с.

147. Хейфец Л.М., Пыжов Ю.К. Сопротивление продавливанию тоиких железобетонных плит. //Вопросы расчета конструкций зданий с учетом условий их работы. — Л.: ЛенЗНИИЭП, 1972. — с. 52-57.

148. Хечумов P.A., Кепплер X., Прокофьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций. -М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 1994. 352 с.

149. Цирко Я.М., Альтшуллер Е.М. и др. Индустриальное и монолитное домостроение в крупных городах Советского Союза (обзор). М.: ГОСИНТИ, 1975.

150. Чайка В.П. Особенности деформирования тяжелого бетона при неоднородном кратковременном сжатии. //Бетон и железобетон, 1987. №1. -с. 42-43.

151. Чистяков Е.А. Основы теории, методы расчета и экспериментального исследования несущей способности сжатых железобетонных элементов при статическом нагружении. Дис. докт. техн. наук. Москва, 1988.- 638 с.

152. Шевченко Н.К. и др. Испытание модели 30-этажного каркасного здания, строящегося на пр. Калинина в Москве. //Строительная механика и расчет сооружений. 1967. №5.

153. Шеховцов И.В. Прочность и деформативность железобетонных плит без поперечной арматуры при продавливании. Дисс. канд. тахн. наук. -Одесса: 1992.-167 с.

154. Штаерман М.Я. Ивянский A.M. Безбалочные перекрытия. М.: Госстройиздат, 1953. - 336 с.

155. Щерба Г.М. Развитие жилищного строительства с применением монолитного бетона в нашей стране. Монолитное домостроение. - М.: ЦНИИЭПжил и ща, 1976.

156. ACJ 318-83. Building Code Requirements for Reinforced Concrete. -Detroit, Michigan, 1985. 112 p.

157. American National Standard Code Requirements for Minimum Design Loads in Buildings and Other Structures. ANSI A58.1, 1982.

158. Andreasen В., Nielsen M.P. Dome Effect in Reinforsed Concrete Slabs. -1986.

159. B.A.E.L.83. Régies techniques de conception et de caleul des ouvrages et constructions en bétoton armé suivant la méthode des étate limites. - Paris, 1984.-324 p. .

160. BBK 79. Regulations for Concrete Structures. Volume 1. Design. -Stockholm: Swedish Building Centre, 1983.

161. BS 8110 1985. Structural use of concrete. Part 1. Code for practice for design and construction. Britisch Standarte Institution: London, 1985.

162. Bulding Code Requirements for Reinforced Concrete (ACJ 318-89)/ -American Concrete Institute, 1989. 353 p.

163. CEB-FIP Model Code 1990. //Bulletin dinformation. Jfc 213/214.- Lausanne, 1993.-437 p.

164. CEB Model Code for Seismie Design of Concrete Structures. CEB, 1985. -Bulletin X« 165.

165. Corley B.W., Hawkins N.M. Shearhead Reinforcement for Slabs. //Journal of the American Concrete Institute, 1968. №10. - p. 811-824.

166. Corley W.G., Jirsa J.O. Equivalent Frame Analisis for Slab Design.//ACI Journal, 1970. Praceedings V.67/ -№ 11.-p. 875-884.

167. DIN 1045. Beton und Stahlbeton. Bemessung und Ausführung. — Deutsches Institute für Normung. Berlin Köln, 1978.

168. Eurocode 2: Design of concrete structures Part 1.1: General rules and rules for buildings (EN 1992-1-1). - Brussels, 2003. - 225 p.

169. Fafitis A. Non-linear analisis of framed structures by Computer. //Indian Concrete Journal. 1982/ -V/ 56/ - Ks.5. - p. 130-137.

170. Gehler W., Hütter A. Knickversuche mit Stahlbetonsäulen. Deutcher Ausschuss für Stahlbeton. Berlin, 1954, Heft 113, s. 4-56.

171. Johansen K.W. Bruchmomente der Kremzweise bewehrete Rlatten. Abhand- Jungen, 1932.

172. Kukulski W. Résistance des murs tn béton non armé Soumis a des charges verticales//Cahiers du centre scientifique et technique du bâtiment. — Avril 1966 — cahier 681. №79. 42 p.

173. Larsson L.E. Bearing capacity of plain and reinforced concrete walls'/ Doktorsavhandlinger Vid Chalmers Teknicka Hôgscolo. Goteborg. 1959.- № 20.- 248 p.

174. Morice P.B, Local Effect of Concentrated Load on Bridge Desk Slab Panels. //Civil Engineering. A Public Works Review, 1956. -№597. p. 304-306. - №598. -p. 436-438.

175. Nielsen M.P. Optimum design of reinforced concrete shells and slabs. 1974. -p. 190-200.

176. Nielsen M.P. Theory of Plasticity for Reinforced Concrete Slabs. 1979.

177. Nielsen M.P. Limit Analysis of Reinforced Concrete Shell //IASS Simposium on Non-classical Shell Problems.-Warsaw, 1963.1. T)

178. Punching of structural concrete slabs. //Technical report" Fib.-2001/-bulletin 12. -307p.

179. Punching Shear in Reinforced Concrete. // № 168. -232 p.

180. Rambell B.J. Reinforced concrete Columns. Teknisk forlag. - Kobenhavn, 1951.-54 s.

181. Richart F., Kluge R.M. Tests of Reinforced Concrete Slabs Subjected to Concentrated Loads //University of Illinois Engineering Station. Bulletin JVb 314, 1939.

182. Rosenthal J. Experimental investigation of Flate Plate Floors. //Journal of the American Concrete institute, 1959, 31.- 32.-p. 153-166.