автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Сейсмостойкость одноэтажных каркасных зданий при знакопеременном нелинейном деформировании железобетонных колонн

На правах рукописи

ВОРОНОВ Андрей Анатольевич

Р Г 6 од -&МАР 2000

СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ ОДНОЭТАЖНЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ЗНАКОПЕРЕМЕННОМ НЕЛИНЕЙНОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2000

Работа выполнена на кафедре строительной механики Казанской государственной архитектурно-строительной академии.

Научный руководитель - советник РААСН, доктор технических наук,

профессор

Мирсаяпов Илнзар Талгатович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Саргсян Акоп Егишевич - кандидат технических наук, доцент Ласьков Николай Николаевич

Ведущая организация - научно-производственная фирма

"Татинвестгражданпроект" кабинета министров Республики Татарстан

Защита состоится 13 марта 2000 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К 064.77.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Казанской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: г.Казань, ул. Зеленая, 1, ауд. Б-122.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Казанской государственной архитектурно-строительной академии.

Совет направляет Вам для ознакомления данный реферат и просит Ваши отзывы и замечания в двух экземплярах, заверенные печатью, направлять по адресу: 420043, г.Казань, ул.Зеленая, 1, Казанская государственная архитектурно-строительная академия.

Автореферат разослан 8 февраля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Н533.{о-028.66,0

А.М.Сулейманов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений всегда являлось одной из основных задач при проектировании и возведении зданий и сооружений в сейсмоопасных районах. В последнее время её актуальность существенно возросла в связи с участившимися случаями землетрясения, в том числе с большими человеческими жертвами и огромным материальным ущербом. Причем интенсивность почти всех крупных землетрясений была выше прогнозируемой картами.

В России более 30% территории являются сейсмоопасными с расчетной интенсивностью землетрясений 7-9 баллов. Сюда относятся обширные площади Сибири и Дальнего Востока, Забайкалье, Камчатка, Сахалин, Курильские острова, Татарстан и т.д.

Новая нормативная карта сейсмического районирования Российской Федерации ОСР - 97 "Общее сейсмическое районирование территории РФ", введенная в действие в феврале 1998 г., наглядно подтверждает тенденцию увеличения 8-9 бальных районов. Только в последнее время повышена фоновая сейсмичность в Забайкалье, Татарстане, в районах Северного Кавказа, на Сахалине, у побережья Черного моря и др. В связи с этим затраты на сейсмостойкое строительство и антисейсмическое усиление будут возрастать. Поэтому одной из важных задач сейсмостойкого строительства является снижение до минимума затрат на усиление конструкций при одновременном обеспечении их сейсмостойкости.

В настоящее время расчет зданий и сооружений на сейсмические воздействия производится в соответствии со СНиП П-7-81, в основу которых заложено упругое деформирование конструкций с введением условных эмпирических коэффициентов, учитывающих различные формы разрушения элементов системы и образование пластических шарниров, что приводит к значительным отклонениям результатов расчета и проектирования от фактической работы конструкций при реальных землетрясениях и не всегда позволяет получить одновременно надежные и экономичные проектные решения. Поэтому весьма актуальным и своевременным является разработка новых-усовершенствованных методов расчета сейсмо-

стойкости, наиболее правильно отражающих поведение зданий при землетрясениях.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнялась в рамках МНТП "Архитектура и строительство" по теме 03.0109.98 "Разработка физико-математических моделей, методов и программного обеспечения для оценки сейсмостойкости зданий и сооружений" в период с 1998 по 2000 гг., работы по которой выполняются на кафедре "Строительная механика" Казанской ГАСА под руководством советника РААСН, д.т.н., проф. И.Т.Мирсаяпова.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка нового метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов (колонн) при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических и усовершенствованного динамического метода расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона на основе деформационной модели железобетона с учетом реальной схемы разруше-. ния вертикальных несущих элементов и предыстории нагружения.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

- анализ результатов существующих экспериментальных исследований выносливости сжато-изогнутых железобетонных элементов (колонн) при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, выявление основных закономерностей усталостного разрушения, развития деформаций и напряжений в отдельных компонентах наклонного сечения;

- качественный анализ напряженно-деформированного состояния и предельных усилий в отдельных компонентах наклонного сечения сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

- качественный анализ методов оценки сейсмостойкости сжато-изогнутых железобетонных элементов по наклонным сечениям;

- качественный и количественный анализ и сравнение основных национальны?! нормативных методов расчета сейсмостойкости зданий: России, Европейскогс

комитета по бетону (ЕКБ), США, Новой Зеландии, Японии и Португалии; разработка на основе теоретических исследований деформационного метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, наиболее полно учитывающего напряженно-деформированное состояние элемента, включающего условия равновесия, деформирования и предельные величины внутренних усилий в наклонном сечении;

■ разработка динамического метода расчета одноэтажных каркасных зданий на сейсмические воздействия, исходя из деформационной модели железобетона с учетом одновременного изменения изгибной и сдвиговой жесткости;

- оценка точности предлагаемого метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических путем сравнения теоретических результатов с данными эксперимента.

Автор защищает:

- результаты теоретических исследований по определению напряжений и усилий во всех компонентах наклонного сечения сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил (в бетоне над вершиной наклонной трещины, в продольной и поперечной арматуре, в связях сцепления и зацепления вдоль наклонной трещины при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических);

- результаты качественного и количественного анализа существующих методов расчета сейсмостойкости зданий и сооружений по нормам проектирования: России, ЕКБ, США, Новой Зеландии, Японии и Португалии;

- метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на основе использования полной системы уравнений равновесия, предельных усилий в бетоне и арматуре, деформационных зависимостей, аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния компонентов

наклонного сечения, прочностных и деформативных свойств и режимов деформирования материалов в составе конструкции при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

- динамический метод расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона на сейсмические воздействия на основе деформационной модели железобетона, учитывающий реальную схему разрушения вертикальных несущих элементов и предысторию нагружения;

- результаты проверки точности и надежности предлагаемого метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических различными экспериментальными данными.

Научную новизну работы представляют:

- общие уравнения механического состояния бетона над наклонной трещиной, продольной и поперечной арматуры в наклонных сечениях сжато-изогнутых железобетонных элементов с учетом неупругих свойств бетона, реальных режимов деформирования материалов в составе конструкции при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

- метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на основе аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния компонентов наклонных сечений, физико-механических свойств и режимов деформирования материалов в составе конструкций при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

- динамический метод расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона на сейсмические воздействия на основе деформационной модели железобетона с учетом одновременного изменения изгибной и сдвиговой жесткости, учитывающий реальную схему разрушения вертикальных несущих элементов и предысторию нагружения;

- методика трансформирования диаграмм деформирования бетона и арматуры

для учета влияния знакопеременных малоцикловых нагружений типа сейсмических на прочностные и деформативные свойства материалов.

Практическое значение работы заключается в том, что в результате выполненных исследований разработаны метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил, наиболее полно учитывающий напряженно-деформированное состояние элемента при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, и динамический метод расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона, позволяющий повысить надежность, а в ряде случаев - расчетную несущую способность, и за счет этого получить наиболее экономичные их конструктивные решения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Казанской ГАСА в период с 1996 по 1999 гг., на 3-й Российской конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмостойкому районированию (г.Сочи, 12-15 октября 1999 г.), на Российском научно-практическом семинаре по проблемам реконструкции и возрождения исторических городов (г.Казань 1999 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и библиографии. Общий объем диссертации - 194 страницы, в том числе 140 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 1 таблица и список использованных источников - на 14 страницах из 148 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ состояния каркасных зданий после землетрясений показывает, что наиболее характерными и опасными повреждениями являются разрушение при-опорных участков колонн по наклонным сечениям от преобладающего влияния поперечных сил с образованием системы перекрестных трещин.

Особенно опасными для одноэтажных каркасных зданий являются совместное действие вертикальной и горизонтальной составляющих сейсмической нагрузки. Поэтому при расчете и проектировании сейсмостойких одноэтажных кар-

касных зданий необходимо учитывать реальную работу и реальный характер разрушения вертикальных несущих элементов при сейсмических воздействиях.

Изучением вопросов сейсмостойкости зданий и сооружений в разные годы занимались Я.М.Айзенберг, В.В.Болотин, С.В.Поляков, В.К.Егупов, Т.Ж.Жунусов,

B.А.Ильичев, А.И.Цейтлин, И.И.Гольденблат, К.С.Завриев, И.Л.Корчинский,

C.В.Медведев, А.Г.Назаров, Н.А.Николаенко, А.Е.Саргсян, С.Б.Смирнов, А.М.Курзанов, А.П.Кириллов, Т.Р.Рашидов, В.А.Ржевский, Ф.Омори, Х.Аояма, Н.Мононобе, М.Био, И.Джирса, Д.Уайт, М.Соузен, И.Мейер, У.Мацусима и др.

Основное внимание исследователей уделялось вопросам прочности и напряженно-деформированного состояния отдельных конструктивных элементов и зданий в целом при сейсмических воздействиях. В процессе этих исследований накоплен огромный экспериментальный материал по данному вопросу, разработаны целый ряд предложений по усовершенствованию действующих условно-статических методов расчета сейсмостойкости.

В действующих отечественных (СНиП II-7-81) и международных нормативных документах по сейсмостойкому строительству (нормы Японии, США, ЕКБ, Португалии, Новой Зеландии и др.) используется метод расчета на условные горизонтальные сейсмические нагрузки, основанный на общих принципиальных позициях, в основу которых заложено упругое деформирование конструкций с введением условных эмпирических коэффициентов. Эти методы расчета не в состоянии учитывать экспериментально установленный реальный характер разрушения и реальные режимы деформирования колонн при определении предельных сейсмических сил на одноэтажные каркасные здания из железобетона.

Анализ исследований поведения зданий и сооружений при сейсмических воздействиях показывает, что сейсмические силы, действующие на здания и сооружения при землетрясениях, наряду с характеристиками движения грунтов основания, существенно зависят от изменения прочностных и деформативных свойств и реального характера деформирования основных несущих конструкций.

Поэтому для расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий, прежде всего, необходимо разработать расчетную модель деформирования и ме-

тодику расчета прочности колонн при сейсмических воздействиях.

Для разработки расчетной модели деформирования и методики расчета прочности вертикальных сжато-изогнутых несущих железобетонных элементов одноэтажных каркасных зданий при знакопеременных малоцикловых нагружени-ях типа сейсмических использовалась деформационная расчетная модель железобетона, предложенная А.С.Залесовым, и развитая в дальнейшем И.Т.Мирсаяповым и Ф.М.Ахметовым для случая одностороннего многоциклового нагружения без учета действия продольных сил.

В качестве расчетной модели деформирования рассматривается деформирование блока элемента между двумя параллельными наклонными сечениями, расположенными на некотором характеристическом расстоянии друг от друга. Деформирование выделенного расчетного блока принимается в виде плоского поворота наклонных сечений относительно вершины наклонной трещины и сдвига наклонных сечений относительно друг друга (рис.1).

а) в одном направлении; б) в обратном направлении; в) при повторном нагружении

Предельное состояние элемента при действии повторяющихся малоцикловых нагрузок характеризуется достижением предельных усилий (деформаций и

напряжений) в одном из компонентов наклонного сечения (бетоне сжатой зоны над вершиной наклонной трещины, поперечной арматуре, продольной растянутой или сжатой арматуре). Связь между усилиями и перемещениями отдельных компонентов наклонного сечения выражается через характеристики жесткости и податливости бетона и арматуры с учетом их неупругого деформирования.

Для колонн с двойной продольной арматурой в расчетной схеме наклонного сечения общие усилия рассматриваются в виде продольных и поперечных составляющих следующих усилий относительно продольной оси элемента: продольное Nb(t) и поперечное Qb(t) усилия в бетоне сжатой зоны над вершиной наклонной трещины, продольные (осевые) N:{t) и N/(t) и поперечные (нагельные) Qs(t) и Q/(t) усилия в продольной растянутой и сжатой рабочей арматуре соответственно, пересекающей наклонную трещину, поперечное Qsw(t) усилие в поперечной арматуре, пересекающей наклонную трещину, и усилия зацепления по поверхности наклонной трещины Tcrc(t) (рис. 1).

В общем виде расчетная модель при действии начальной горизонтальной нагрузки в одном из направлений включает систему из трех уравнений равновесия (продольных и поперечных сил, изгибающих моментов) и два условия деформирования (поворот и сдвиг наклонных сечений) (рис.1,а):

£ЛГ= 0; 2£? = 0; Ш=0; £Д, = 0; 2Д„ = 0. (1-5)

Использование этих условий приводит к следующей системе уравнений:

Nb(0+N<s(0-N3(0-Ns(0 = N-, (6)

Qs (0+Qs» (0+Qt (0+el (0 - Q3 (0 = Q\ (?)

(8)

SNbNb(Qsma-5QbQb(t)cosa _ x(t) SNsNs (0 sin a + SQsvQsw (0 cos a h0- x(t)' SQbQb (0 sin a + SmNb (t) COS a + SQ, Q's (t) sin a + SN, N¡ (t) cos a = = ¿Qs-Ms, (Osina - SNsNs (i) cosa + SQsQs (t) sin a. (10)

При циклическом иагружении происходит уменьшение сил сцепления и зацепления по берегам наклонной трещины вследствие истирания неровностей поверхности, поэтому при малоцикловом нагружении с небольшой погрешностью можно принять Q3{t) = 0 и Л'5(г) = 0. В связи с этим из общей системы, состоящей из пяти уравнений, получаем систему, состоящую из четырех уравнений, включающую три уравнения равновесия (6,7, 8) и деформационное уравнение сдвига (10).

Из решения этой системы после некоторых преобразований и упрощений получаем выражения для усилий, действующих в наклонном сечении:

ь.к

ВД = ВД + - N = ВД + А'Х _ к =

1Ы! Х\Ч

(П)

= ^(0

х0)

-Я;

д/!(1) = А'!а/!в5т<р1 = зт <рх = А'Х^^Кт р,;

I,

ъ<2

(12)

(13)

(14)

6,(0 = этЭ = зш© = Л А

БШ© =

= ЛД вд] 1 + 44'

;

(15)

5тах

bN х(0 Ьы

втОх

а'Е' '¿б

с х — 2

1 + ■

'ОТ

х-а.

I

ьы

1 +

'¿е

^Qsina + NÍSi

'Ns

A E

y—1 sin 0 sin cz(Sqsw - 8qs) + eos a

hu

L 'sN

+ 6

Ns

l + AE;

■iriSNb x(í)-as

¡bN *(0

A E

s sin0sino:(£gw -6Qs) + cosa

'sN

с X — 2 A'E' 1+ ' s S^smpi bQ

+ SNb eos а S S lbN *(') £ 1 + sin p, bQ

(16)

M + j

2 J * s IbN *(0

lsN

¡bN

L bQ

•.(17)

При нагружении элемента в противоположном направлении изменяются траектории наклонных трещин, образующих расчетные наклонные блоки, положение сжатой и растянутой зон, а также направление усилий в продольных и поперечных стержнях (рис.1,6, в). Поэтому при таком нагружении отдельные компоненты наклонного сечения работают в условиях знакопеременного малоциклового нагружения и, следовательно, прочностные и деформативные свойства необходимо оценивать для этих условий нагружения.

Для учета влияния знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического на прочностные и деформативные свойства материалов и на напряженно-деформированное состояние сжато-изогнутых элементов разработана методика трансформирования исходных диаграмм деформирования бетона и арматуры и аналитические зависимости для описания этих диаграмм.

Влияние циклического знакопеременного нагружения на изменение напряженно-деформированного состояния учитывается путем изменения коэффициен-

тов податливости компонентов наклонного сечения (бетона, продольной и поперечной арматуры).

Коэффициенты податливости бетона над вершиной наклонной трещины при малоцикловом нагружении определяются по формулам: - в продольном направлении:

1ьм( О

1+-

<хГ(Мо)

Eb(t0)bx(t)a)m - в поперечном направлении:

he(<)

(18)

<wo=-

1+. *„(*)

<*Ъ vA)

(19)

Ь0 Еь((о)Ьх(1)соьв

где 4Л(г), 4е(г) - длина активного деформирования бетона в продольном и поперечном направлении соответственно; ес,{Щ - усредненные относительные деформации бетона на участке с трещинами; сош - коэффициент полноты эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны над вершиной наклонной трещины; соьв - коэффициент полноты эпюры касательных напряжений в бетоне сжатой зоны.

Коэффициенты податливости продольной растянутой арматуры при малоцикловом нагружении определяются по формулам: - в продольном направлении:

(20)

ЕЛ

■ в поперечном направлении:

w-Ш- <21>

где /!Л<0, ~ длина активного деформирования арматуры при малоцикловом нагружении; ^ - момент инерции.

Коэффициенты податливости продольной сжатой арматуры определяются по формулам:

■ в продольном направлении:

- в поперечном направлении:

Выражение для определения коэффициента податливости поперечной арматуры при малоцикловом нагружении представляется в виде:

^0(0 = —^—' (24)

где /ле(7) - длина активного деформирования поперечной арматуры при малоцикловом нагружении; сотд - коэффициенты полноты эпюры напряжений.

Оценка прочности сжато-изогнутых элементов в зоне одновременного действия изгибающего момента, продольных и поперечных сил включает проверку прочности компонентов наклонного сечения (бетоне сжатой зоны над вершиной наклонной трещины, продольной и поперечной арматуре, пересекающей наклонную трещину).

Проверка прочности бетона производится, исходя из критерия прочности бетона в условиях плоского напряженного состояния. В качестве критерия прочности бетона сжатой зоны над вершиной наклонной трещины принимается зависимость, связывающая предельные продольные и поперечные усилия в бетоне над наклонной трещиной:

агчо , егчо^ (25)

^ь.иК Оь.иИ

где N\,тах, - продольные и поперечные усилия в бетоне сжатой зоны в произвольный момент времени (I), соответствующий N циклам нагружений, при максимальном значении нагрузки цикла; Иы„ - предельные значения продольных и поперечных усилий в бетоне сжатой зоны, соответствующие пределам выносливости материала к моменту времени (0, соответствующему N циклам нагружений

при заданном режиме.

Проверка прочности продольной арматуры, пересекающей наклонную трещину, производится, исходя из предельного состояния арматурного стержня, подвергающегося изгибу и осевому растяжению от действия поперечных и продольных сил Л^т1Х. Критерии прочности продольной арматуры в предельном состоянии определяются неравенствами:

+ 1; (26) " I,«// Уг.иЬ

сГ{1) < (27)

где - продольные и поперечные усилия в продольной растянутой

арматуре при максимальном значении нагрузки цикла в произвольный момент времени (г), соответствующий N циклам нагружений; - предельные зна-

чения продольных и поперечных усилий в продольной арматуре, соответствующие пределу выносливости материала к моменту времени (/), соответствующему N циклам нагружений при заданном режиме; - деформации в продольной

растянутой арматуре при максимальном значении нагрузки цикла в произвольный момент времени (г), соответствующий N циклам нагружений; £вгер - предельные деформации арматурного стержня при заданном режиме и количестве циклов на-гружения.

Проверка прочности поперечной арматуры в пределах длины наклонной трещины производится, пренебрегая незначительным ее изгибом вдоль продольной оси расчетного элемента, исходя из предельного состояния при осевом растяжении от действия только поперечных сил (0. Критерий прочности поперечной арматуры в предельном состоянии определяется неравенствами:

егчо^е^,; (28)

(29)

где 0), С*(0 ~~ поперечные усилия и деформации в поперечной арматуре при максимальном значении нагрузки цикла в произвольный момент времени (О, соответствующий N циклам нагружений; <2,щи/, - предельные значения усилий в

поперечной арматуре, соответствующие пределу выносливости материала к моменту времени (*), соответствующему N циклам нагружений при заданном режиме; - предельные деформации арматурного стержня при заданном режиме и количестве циклов нагружения.

Полученная модель используется в дальнейшем для оценки сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий. Для этого в качестве расчетной модели одноэтажного каркасного здания при сейсмических воздействиях принимается консольная система с одной степенью свободы, жестко заделанная в основание, сопротивляющаяся воздействию горизонтальной силы ОД, приложенной в центр сосредоточенной массы на конце консоли. Считается, что ригель системы недеформируем и шарнирно соединен с колоннами.

Динамический расчет железобетонных конструкций зданий и сооружений производится на основе динамических уравнений равновесия (движения) системы. При этом помимо инерционных сил в уравнения движения включаются силы сопротивления системы (восстанавливающие силы) как функция ее перемещения Щу) и внешние силы от сейсмических воздействий как функция времени ОД (рис.2).

Расчет сейсмостойкости зданий сводится к оценке прогибов конструкций здания, т.е. предельное состояние системы определяется достижением перемещений у(1) конструкций от движений грунта за принятое расчетное время (/), соот-

Нк

Д.-/7ГГ7-' ---1———

эп.у- эп.М эп. О

в) ветствующее количеству

циклов (И) и периоду воздействия нагрузки (Г), предельных значений перемещений (уи„). При этом при каждом цикле нагружения должно выполнять-

ся условие:

Рис.2. Расчетная схема здания: а) эпюра кривизны; б) эпюра изгибающих моментов; в) эпюра поперечных сил

<УЖУ (ЗО;

Если при заданной приведенной массе системы тп и ускорении основания %({) перемещения системы у{1) не достигают предельных значений перемещений уи,„ то сейсмостойкость конструкции обеспечена. Если деформации системы превосходят предельные значения, то сейсмостойкость конструкции недостаточна.

Расчет предельной сейсмической силы производится в следующей последовательности. Исходя из деформационной модели сжато-изогнутого железобетонного элемента, при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, в условиях знакопеременного малоциклового нагружения, основанной на уравнениях равновесия, условиях деформирования и диаграмм деформирования бетона и арматуры, методом последовательного приближения определяются внутренние усилия в компонентах наклонного сечения (формулы 11 - 17) и перемещения элемента, соответствующие этим усилиям.

В рамках принятой расчетной модели (рис.3) перемещение элемента при заданной нагрузке определяется совокупностью деформаций блоков Вь В2, Вг и связей, представляющих собой соответственно бетон сжатой зоны над вершиной на-

Ряс.З. Расчетная схема для оп- •_ _ _

ределения перемещений эле- где М,, И1, £>, - изгибающий момент, продоль-мента при совместном действии

изгибающих моментов, попе- ная и поперечная сила от действия единичной

клонной трещины, продольную и поперечную арматуру в местах пересечения наклонной трещиной.

с

Перемещения элемента при заданных внешних нагрузках N и 50 определяются по известной формуле Мора как перемещения, вызванные деформациями составляющих блоков, стержней и связей с учетом их неупругого деформирования в процессе знакопеременного малоциклового нагружения (рис.3):

речных и продольных сил

силы, приложенной по направлению искомого

перемещения; М„ Лг,-, Q¡ - изгибающий момент, продольная и поперечная сила от действия заданных внешних нагрузок N и Вм, Вк, Вд - изгибная, продольная и сдвиговая жесткости блоков, стержней и связей, вычисляемые с учетом проявления неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

Соответствующие усилия от действия единичной силы определяются, полагая, что они распределяются между блоками, стержнями и связями в пролете среза так же, как и при заданном уровне нагружения.

Сумма перемещений, обусловленных деформациями блоков и связей, определяет искомое перемещение элемента при заданной внешней нагрузке:

У&) = Уш + Увг + Ув з + Ум+Уьа + У*»» (32)

где ут, ум, >'вз - перемещения элемента при заданной нагрузке, обусловленные деформациями блоков Вь В2, В3; уьа, ум, ушв - перемещения элемента, обусловленные деформациями бетона, поперечными деформациями продольной и поперечной арматуры в месте ее пересечения критической наклонной трещиной.

После определения суммарных перемещений элемента вычисляем условную интегральную изгибную жесткость, которая учитывает одновременное изменение изгибных, продольных и сдвиговых деформаций элемента:

МН\ _ 5йН\ В элем - зХ0 = з^ • (3)

В общем случае общая жесткость системы Ясист определяется в виде суммы жесткостей элементов 5шем, входящих в ее состав, т.е.

Яс„ст=£ямсм, (34)

1

где п - количество колонн в составе поперечной рамы.

После вывода уравнения перемещений и определения условной изгибной жесткости элемента переходим к определению предельной сейсмической силы.

Деформирование системы при сейсмическом воздействии принимается на основе диаграммы состояния системы. При деформировании системы в соответствии с диаграммой состояния уравнение движения системы имеет вид:

+ = (35)

mn mn

В s

Обозначив —— -cp\ и — = y0 (í), уравнение (35) запишется в виде: т„ т„

КО + РоЯО = M0sin<pt. (36)

Решение уравнения (36) в произвольный момент времени (t¡) при любом ко-шчестве N циклов нагружения имеет вид:

v S

y(t,) = Ур,О,-)eos<p0¡t, + sin<p0it, + ^ 2° 2

-x

<Po i ™n(<Pl -<P<3i)

f \

<p¡

Sin veos H--cosvsinp0¡/(.

fb-^-sin^.+v), (37)

тЛ<Р, ~<Ры)

•де уР,(0 - пластические перемещения системы в момент времени /,, определяются то формуле:

УРШ =>'(Ам) ~УеЬ (38)

~де /,■ - соответствует количеству N циклов нагружения; _Кгм) - перемещение системы в момент времени /,„,; (ры - частота собственных колебаний системы, вычислимая с учетом изменения условно приведенной жесткости в процессе сейсмиче-жих колебаний; о1 - скорость колебания системы в момент времени

После определения перемещений системы на каждом этапе нагружения из сравнения движения (36) можно вычислить соответствующие ускорения системы

/

K0 = .yo(0sinpf-po

Ц . „ , L St

Ур1 С/) c°s <Poih: + —1- sin <Püih

о

<Pdi -vi)

/ А

Vi

sin veos +—cosvsm^o,/,-

<POÍ

T—ITsin(M- +V)

mÁ<P¡ -ni)

■ (39)

Зная массу т„ и ускорение системы _у(/(), можно определить величину сейсмического усилия £(0 в произвольный момент времени (/):

5(г) = Д/п,Я',)- (40)

где Д - коэффициент динамичности.

При этом на каждом цикле нагружения проверяется условие _>>(/,) < т.е.

при найденном ускорении системы Я?,) перемещения системы _у(/,) не должны достигать предельных перемещений уцЛ(/).

Величина предельной сейсмической силы 5(г)„/, будет определяться по формуле (40) при значениях у{1), соответствующих предельным перемещениям Х'<) = УМ> ГДе Уип(*) определяется по формуле (32) при значениях деформаций материалов еь = еьи, е, < <

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ последствий разрушительных землетрясений показывает, что в одноэтажных каркасных зданиях из железобетона основным видом разрушения является разрушение вертикальных несущих элементов (колонн).

2. При землетрясениях, а также при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического, железобетонные колонны разрушаются по наклонным сечениям после образования системы перекрестных наклонных трещин. Поэтому при разработке усовершенствованных методов расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона необходимо учитывать экспериментально установленный реальный характер разрушения и реальные режимы деформирования колонн при сейсмических воздействиях.

3. В отечественных (СНиП П-7-81) и международных нормативных документах по сейсмостойкому строительству (нормы Японии, США, ЕКБ, Португалии, Новой Зеландии и др.) используется статический метод расчета на условные сейсмические нагрузки, основанный на общих принципиальных позициях, в основу которых заложено упругое деформирование конструкций с введением некоторых обобщенных корректив, учитывающих податливость систем, образование пластических шарниров и особенностей сейсмического воздействия. В отечественных и зарубежных нормах проектирования отсутствуют конкретные указания по динамическому расчету сейсмостойкости зданий и сооружений, позволяющие учитывать реальный характер разрушений и реальную работу конструкций в зависимости от конструктивной схемы зданий.

4. Разработан общий метод расчета выносливости наклонных сечений вер-

тикальных несущих элементов на основе деформационной модели железобетона при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического, с использованием полной системы уравнений равновесия, деформационных зависимостей по наклонному сечению, предельных усилий в бетоне и арматуре, аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния в компонентах наклонного сечения, прочностных и деформативных свойств материалов в составе конструкции. Жесткости, напряжения и коэффициенты асимметрии цикла напряжений в отдельных компонентах наклонного сечения, вычисляются с учетом их изменения в процессе малоциклового нагружения вследствие проявления виброползучести бетона сжатой зоны в связанных условиях. В диссертации приведены уравнения функций податливости отдельных компонентов наклонного сечения с учетом неупругих свойств бетона, реальных режимов деформирования материалов в составе конструкции в условиях знакопеременного малоциклового нагружения. Предложенный метод расчета позволяет с высокой точностью оценить напряженно-деформированное состояние и выносливость наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил на всех стадиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического.

5. В диссертации предложена методика трансформирования исходных диаграмм деформирования бетона и арматуры для учета влияния знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического. Полученные аналитические зависимости для описания трансформированных диаграмм деформирования бетона и арматуры при знакопеременном малоцикловом нагружении в компактной форме учитывают наблюдаемые в экспериментах влияние уровня максимальной нагрузки цикла на прочность, начальный модуль упругости и относительные деформации материалов. Использование предложенных способов трансформирования исходных диаграмм деформирования материалов позволяет более точно оценивать напряженно-деформированное состояние и выносливость сжато-изогнутых железо-

бетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических.

6. Результаты расчета по предложенному методу удовлетворительно согласуются с существующими экспериментальными данными, полученными разными авторами при испытании 60 сжато-изогнутых железобетонных элементов, отличающихся размерами, прочностью бетона, содержанием продольной и поперечной арматуры и параметрами малоциклового нагружения.

7. Разработан новый динамический метод расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона с использованием предложенной в диссертации деформационной модели сжато-изогнутых элементов при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения, учитывающий реальный характер разрушения и реальные условия деформирования вертикальных несущих элементов (колонн). Предложенный метод позволяет аналитическим путем учитывать влияние неупругих свойств железобетона, накопление повреждений в материалах, изменение напряженно-деформированного состояния в сечениях конструкции и изменение прочностных и деформативных свойств материалов на величину сейсмической силы, воспринимаемую одноэтажным каркасным зданием из железобетона. Это позволяет повысить надежность, а в ряде случаев - расчетную несущую способность, и за счет этого получить более экономичные их конструктивные решения.

8. Использование предложенной в диссертации деформационной модели сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения позволяет определять предельные сейсмические силы, воспринимаемые как вновь проектируемыми, так и эксплуатируемыми одноэтажными каркасными зданиями с учетом предыстории нагружения и накопленных в предыдущих этапах нагружения дефектов и повреждений. Поэтому она может быть использована при оценке остаточного ресурса одноэтажных каркасных зданий из железобетона, подлежащих усилению по требованиям сейсмической безо-

пасности.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A. Прочность железобетонных конструкций по наклонному сечению при сейсмических воздействиях/ЛОбилейная научно-техническая конференция Ивановской ГАСА, посвященная 15-летию учреждения ИИСИ. Сборник тезисов докладов и материалов. - Иваново, 1996. - С.137.

2. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A. Расчет железобетонных элементов при сейсмическом воздействии с учетом изменения изгибной и сдвиговой жесткости. Материалы 49-й республиканской научной конференции. Сборник научных трудов. - Казань, КГАСА, 1998. - С.162-169.

3. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A. Прямой динамический расчет сейсмостойкости каркасных зданий из железобетона. Материалы 50-й республиканской научной конференции. Сборник научных трудов аспирантов. - Казань, КГАСА, 1999.-С.90-94.

4. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A., Нуриева Д.М. Оценка сейсмостойкости каркасных зданий на основе расчетной деформационной модели железобетона/ЯЗестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. Вып. 2. - Нижний Новгород, 1999. - С.13-18.

5. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A., Лекарев H.A. Оценка сейсмостойкости зданий на основе деформационных моделей железобетона. Материалы 3-й Российской конференции по сейсмостойкому строительству и сейсмическому районированию (Сочи, 12-15 октября 1999 г.). - Сочи, 1999. - С.66.

6. Мирсаяпов И.Т., Воронов A.A. Прочность железобетонных колонн одноэтажных каркасных зданий при сейсмических воздействиях/Материалы Российского научно-практического семинара по проблемам реконструкции и возрождения исторических городов. - Казань, КГАСА, 1999. - С.59-78.

3-1

Корректура автора

Подоисано в печать 7 Oí. ZtVO¿ Формат 60x84/16

Заказу. Печать RISO Объем 1,0 усл.-печ.л.

Тираж 100 экз._Бумага тип. № 1_Учетн.-изд.л. 1,0

Печатно-множительный отдел КГАСА Лицешия № 03/380 от 16.10.95 г. 420043, Казань, Зеленая, 1

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ОДНОЭТАЖНЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ.

1.1. Характерные примеры разрушения железобетонных каркасных зданий при сейсмических воздействиях.

1.2. Особенности сейсмических воздействий.

1.3. Работа материалов при малоцикловом нагружении.

1.3.1. Сталь.

1.3.1.1. Влияние числа нагружений на прочностные и деформативные характеристики стали при малоцикловом нагружении.

1.3.1.2. Влияние скорости нагружений на прочностные характеристики стали при малоцикловом нагружении.

1.3.2. Бетон.

1.3.2.1. Влияние числа нагружений на прочностные характеристики бетона при малоцикловом нагружении.

1.3.2.2. Влияние скорости нагружения на прочностные характеристики бетона при малоцикловых нагружениях.

1.4. Работа сжато-изогнутых элементов (колонн) при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ.

2.1. Этапы развития теории сейсмостойкости.

2.1.1. Статическая теория определения сейсмических сил Ф.Омори.

2.1.2. Динамическая теория расчета сейсмостойкости Н.Мононобе.

2.1.3. Динамическая теория расчета сейсмостойкости К.С.Завриева.

2.1.4. Спектральный метод расчета сейсмостойкости.;.

2.2. Национальные нормы расчета сейсмостойкости зданий и сооружений.

2.2.1. Нормы России.

2.2.2 Проект новой редакции СНиП.

2.2.3. Нормы США.

2.2.4. Международные нормы ЕВРОКОД-8 и МОДЕЛЬ-КОД ЕКБ.

2.2.5. Нормы Японии.

2.2.6. Нормы Новой Зеландии.

2.2.7. Нормы Португалии.

2.2.8. Предложение Я.М.Айзенберга (Госстрой).

2.2.9. Метод бегущей волны А.М.Курзанова (Академстройнаука).

2.2.10. Прямой динамический метод расчета.

2.2.11. Ударно-волновая концепция С.Б.Смирнова.

2.3. Существующие методы расчета прочности наклонных сечений железобетонных колонн при сейсмических воздействиях.

2.3.1. Нормы России.

2.3.2. Нормы США.

2.3.3. Нормы Японии.

2.4. Сопоставительные расчеты сейсмической силы на одноэтажное промышленное здание по национальным нормам.

2.4.1 Исходные данные и расчетные предпосылки.

2.4.2. Результаты расчета сейсмической силы £тах.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

3. РАСЧЕТ ВЫНОСЛИВОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН В ЗОНЕ СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ, ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ ПРИ ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ

МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЖЕНИЯХ ТИПА СЕЙСМИЧЕСКИХ.

3.1. Напряженно-деформированное состояние при первом статическом нагружении до уровня максимальной нагрузки цикла.

3.1.1. Напряженно-деформированное состояние при разрушении по бетону сжатой зоны над вершиной наклонной трещины.

3.1.1.1. Факторы, влияющие на образование и развитие наклонных трещин и разрушение при статическом нагружении.

3.1.1.1.1. Поперечное армирование.

3.1.1.1.2. Прочность бетона.

3.1.1.1.3. Продольное армирование.

3.1.1.1.4. Наличие продольной силы.

3.2. Текущее напряженно-деформированное состояние при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических.

3.3. Напряженно-деформированное состояние при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических.

3.3.1. Общие положения.

3.3.2. Основные предпосылки, принципы и допущения.

3.3.3. Уравнения равновесия.

3.3.4. Условия деформирования.

3.3.5. Общая система расчета.

3.3.6. Коэффициенты податливости.

3.3.7. Влияние знакопеременного малоциклового нагружения на напряженно-деформированное состояние.

3.3.7.1. Изменение коэффициента податливости бетона сжатой зоны.

3.3.7.2. Изменение коэффициента податливости продольной растянутой арматуры.

3.3.7.3. Изменение коэффициента податливости поперечной арматуры.

3.3.8. Оценка прочности компонентов наклонного сечения.

3.3.8.1. Прочность бетона сжатой зоны.

3.3.8.2. Прочность продольной растянутой арматуры.

3.3.8.3. Прочность поперечной арматуры.

3.3.9. Аналитические зависимости для описания диаграмм деформирования бетона.

3.3.9.1. Диаграмма деформирования бетона при знакопеременном малоцикловом нагружении.

3.3.10. Диаграмма деформирования арматурной стали.

3.3.10.1. Исходные диаграммы.

3.3.10.2. Аналитические зависимости для описания диаграмм деформирования арматурных сталей при однократном кратковременном статическом нагружении.

3.3.10.3. Диаграмма деформирования арматуры при знакопеременном малоцикловом нагружении.

3.3.10.3.1. Диаграмма состояния при упругом деформировании арматуры.

3.3.10.3.2. Диаграмма состояния при упругопластическом деформировании арматуры.

3.3.10.4. Диаграмма деформирования арматуры на участках между трещинами.

3.3.11. Экспериментальная проверка.

4. Динамический метод расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона.

4.1. Расчетные предпосылки.

4.2. Вывод уравнения движения рамы.

4.3. Определение предельной сейсмической силы.

Из всех стихийных бедствий (пожары, тайфуны, шторма, цунами, циклоны и т.д.) землетрясения являются наиболее разрушительными и неотвратимыми. Ежегодно на земном шаре происходит несколько сот тысяч больших и маленьких землетрясений. К счастью, большинство из них, имеют небольшую силу или проявляются в ненаселенных районах. Но если очаги сильных землетрясений располагаются близко к густонаселенным районам это влечет за собой большие катастрофические последствия, связанные с повреждением и обрушением недостаточно прочных (не сейсмостойких) сооружений.

Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений всегда являлось одной из основных задач при проектировании и возведении зданий и сооружений в сейсмоопасных районах. В последнее время её актуальность существенно возросла в связи с участившимися случаями землетрясения, в том числе с большими человеческими жертвами и огромным материальным ущербом. Причем интенсивность почти всех крупных землетрясений была выше прогнозируемой картами. В подтверждение этого можно привести хронологию землетрясений произошедших за последний год: 25 января 1999 г. города Армения и Перейра (Колумбия), 6 баллов; 29 марта 1999 г. север Индии, 6,8 баллов; 17 августа 1999 г. эпицентр в г.Измит (Турция), 7,4 баллов; 7 сентября 1999 г. область Аттика (Греция), 5,9 балла; 21 сентября 1999 г. центральная часть Тайваня, 7,6 балла; 30 сентября 1999 г. Дагестан (Россия), 7,5 балла; 11 ноября 1999 г. эпицентр в 100 км от Стамбула (Турция), 6 баллов; 12 ноября 1999 г. эпицентр в 170 км от Анкары (Турция), 6,5 баллов; 15 ноября 1999 г. северо-восточные районы Турции, 5,7 балла.

Анализ этих разрушительных землетрясений показал, что сохранность зданий во многом зависит от способности колонн и других вертикальных несущих элементов работать в неупругой стадии, а большинство повреждений каркасных зданий и сооружений связано с разрушением железобетонных колонн по наклонной трещине или по наклонной полосе.

Эти землетрясения еще раз убедительно продемонстрировали необходимость в усовершенствовании практических методов расчета сейсмостойкости зда7 ний и сооружений в целом и их отдельных конструктивных элементов.

В России более 30% территории являются сейсмоопасными с расчетной интенсивностью землетрясений 7-9 баллов. Сюда относятся обширные площади Сибири и Дальнего Востока, Забайкалье, Камчатка, Сахалин, Курильские острова, Татарстан и т.д.

Для нашей страны успешное решение задач сейсмостойкого строительства имеет особое значение, поскольку масштабы сейсмической опасности в России огромны, а усилия по повышению сейсмической безопасности населения недостаточны. Кроме того, многие научно-исследовательские институты и центры, специализирующиеся на изучение данного вопроса, принадлежали бывшим союзным республикам, которые с распадом СССР вышли из его состава, оставив Россию один-на-один с этой проблемой.

Новая нормативная карта сейсмического районирования Российской Федерации ОСР - 97 "Общее сейсмическое районирование территории РФ", утверждённая 23 марта 1997 г., введена в действие в феврале 1998 г. Она наглядно подтверждает тенденцию увеличения 8-9 бальных районов. Только в последнее время повышена фоновая сейсмичность в Забайкалье, Татарстане, в районах Северного Кавказа, на Сахалине, у побережья Черного моря и др. В связи с этим затраты на сейсмостойкое строительство и антисейсмическое усиление будут возрастать. Поэтому одной из важных задач сейсмостойкого строительства является снижение до минимума затрат на усиление конструкций при одновременном обеспечении их сейсмостойкости.

Изучением вопросов сейсмостойкости зданий и сооружений в разные годы занимались Я.М.Айзенберг, В.В.Болотин, С.В.Поляков, В.К.Егупов, Т.Ж.Жунусов,

B.А.Ильичев, А.И.Цейтлин, И.И.Гольденблат, К.С.Завриев, И.Л.Корчинский,

C.В.Медведев, А.Г.Назаров, Н.А.Николаенко, А.Е.Саргсян, С.Б.Смирнов, А.М.Курзанов, А.П.Кириллов, Т.Р.Рашидов, В.А.Ржевский, Х.Аояма, И.Джирса, Д.Уайт, М.Соузен, И.Мейер, У.Мацусима, У.Танака и многие другие [31, 36, 37, 56, 62, 69 - 74, 80, 89, 91, 98,105,111-116, 123].

В настоящее время расчет зданий и сооружений на воздействие сейсмиче8 ских нагрузок производится в соответствии со СНиП П-7-81 [118], в основу которых заложено упругое деформирование конструкций с введением условных эмпирических коэффициентов, учитывающих различные формы разрушения элементов системы и образование пластических шарниров.

Расчет прочности элементов производится по предельным усилиям, воспринимаемым элементом в нормальных, наклонных и пространственных сечениях и определяемым с учетом неупругой работы материалов и накопления повреждений. Вводимые коэффициенты условий работы, учитывают особенности сейсмического воздействия. В процессе расчета определяются сейсмические нагрузки, приходящиеся на каждый элемент, и сравниваются с их несущей способностью. Такой подход рассматривается как условный статический метод расчета на сейсмические воздействия. Этот метод расчета учитывает различные формы разрушения элементов, а также наличие микро- и макроповреждений условными эмпирическими коэффициентами, как при определении сейсмической нагрузки, так и при расчете прочности отдельных элементов, что приводит к значительным отклонениям результатов расчета и проектирования от фактического характера работы конструкций при реальных землетрясениях, и не всегда позволяет получить одновременно надежные и экономичные решения.

Поэтому весьма актуальным и своевременным является разработка новых усовершенствованных методов расчета сейсмостойкости, наиболее правильно отражающих поведение зданий при землетрясениях, и обеспечивающих большую надежность и в тоже время экономичность проектных решений.

Целью диссертационной работы является разработка нового метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических и усовершенствованного динамического метода расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона на основе деформационной модели железобетона с учетом реальной схемы разрушения вертикальных несущих элементов и предыстории нагружения.

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка исполь9 зованных источников. Во введении работы обосновывается актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи диссертации, ее научная новизна, приводится информация о практической ценности и о реализации результатов исследований.

В первой главе проведен обзор и анализ существующих результатов экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и характера разрушения бетона и арматуры, а также вертикальных несущих железобетонных элементов каркаса одноэтажных зданий по наклонным сечениям при малоцикловом нагружении.

Вторая глава посвящена анализу и сравнению основных существующих национальных нормативных концепций и методов оценки сейсмостойкости зданий и сжато-изогнутых железобетонных элементов по наклонным сечениям.

В третьей главе предлагается динамический метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, и приводится сравнение результатов теоретической проверки предлагаемого метода расчета с существующими опытными данными.

В четвертой главе предлагается динамический метод расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона на сейсмические воздействия, исходя из деформационной модели железобетона с учетом одновременного изменения изгиб-ной и сдвиговой жесткости.

В работе поставлены следующие задачи:

1. Анализ результатов существующих экспериментальных исследований выносливости сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, выявление основных закономерностей усталостного разрушения, развития деформаций и напряжений в отдельных компонентах наклонного сечения.

2. Качественный анализ напряженно-деформированного состояния и предельных усилий в отдельных компонентах наклонного сечения сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа

10 сейсмических.

3. Качественный анализ методов оценки сейсмостойкости сжато-изогнутых железобетонных элементов по наклонным сечениям.

4. Качественный и количественный анализ и сравнение основных национальных нормативных методов расчета сейсмостойкости зданий: России, Европейского комитета по бетону (ЕКБ), США, Новой Зеландии, Японии и Португалии.

5. Разработать на основе теоретических исследований деформационный метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических, наиболее полно учитывающего напряженно-деформированное состояние элемента, включающего условия равновесия, деформирования и предельные величины внутренних усилий в наклонном сечении.

6. Разработка динамического метода расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона на сейсмические воздействия, исходя из деформационной модели железобетона с учетом одновременного изменения изгибной и сдвиговой жесткости.

7. Оценка точности предлагаемого метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических путем сравнения теоретических результатов с данными эксперимента.

На защиту выносятся:

• результаты теоретических исследований по определению напряжений и усилий во всех компонентах наклонного сечения сжато-изогнутых железобетонных элементов (в бетоне над вершиной наклонной трещины, в продольной и поперечной арматуре, в связях сцепления и зацепления вдоль наклонной трещины) при знакопеременном малоцикловом нагружении типа сейсмического;

• результаты качественного и количественного анализа существующих методов расчета сейсмостойкости зданий и сооружений по нормам проектирования: России, ЕКБ, США, Новой Зеландии, Японии и Португалии;

• метод расчета выносливости наклонных сечений железобетонных сжато

11 изогнутых элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на основе использования полной системы уравнений равновесия, предельных усилий в бетоне и арматуре, деформационных зависимостей, аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния компонентов наклонного сечения, прочностных и деформативных свойств и режимов деформирования материалов в составе конструкции при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

• динамический метод расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона на сейсмические воздействия на основе деформационной модели железобетона, учитывающий реальную схему разрушения вертикальных несущих элементов и предысторию нагружения;

• результаты проверки точности и надежности предлагаемого метода расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических различными экспериментальными данными.

Научную новизну работы представляют:

• общие уравнения механического состояния бетона над наклонной трещиной, продольной и поперечной арматуры в наклонных сечениях сжато-изогнутых железобетонных элементов с . учетом неупругих свойств бетона, реальных режимов деформирования материалов в составе конструкции при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

• метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил на основе аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния компонентов наклонных сечений, физико-механических свойств и режимов деформирования материалов в составе конструкций при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических;

• динамический метод расчета одноэтажных каркасных зданий из железобетона

12 на сейсмические воздействия на основе деформационной модели железобетона с учетом одновременного изменения изгибной и сдвиговой жесткости, учитывающий реальную схему разрушения вертикальных несущих элементов и предысторию нагружения; • методика трансформирования диаграмм деформирования бетона и арматуры для учета влияния знакопеременных малоцикловых нагружений типа сейсмических на прочностные и деформативные свойства материалов.

Практическое значение работы заключается в том, что в результате выполненных исследований разработаны: метод расчета выносливости наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил, наиболее полно учитывающий напряженно-деформированное состояние элемента при знакопеременном малоцикловом нагружении типа сейсмического и динамический метод расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона, позволяющий повысить надежность, а в ряде случаев - расчетную несущую способность, и за счет этого получить наиболее экономичные их конструктивные решения.

Объем работы. Общий объем работы - 194 страницы, в том числе 140 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 1 таблица и список использованных источников - на 14 страницах из 148 наименований.

Диссертационная работа выполнялась на кафедре строительной механики Казанской государственной архитектурно-строительной академии в 1996 - 1999 гг. под руководством советника РААСН, доктора технических наук, профессора И.Т.Мирсаяпова.

13

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ последствий разрушительных землетрясений показывает, что в одноэтажных каркасных зданиях из железобетона основным видом разрушения является разрушение вертикальных несущих элементов (колонн).

2. При землетрясениях, а также при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического, железобетонные колонны разрушаются по наклонным сечениям после образования системы перекрестных наклонных трещин. Поэтому при разработке усовершенствованных методов расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий необходимо учитывать экспериментально установленный реальный характер разрушения и реальные режимы деформирования вертикальных несущих элементов при сейсмических воздействиях.

3. В отечественных (СНиП П-7-81) и международных нормативных документах по сейсмостойкому строительству (нормы США, Японии, ЕКБ, Португалии, Новой Зеландии и др.) используется статический метод расчета на условные сейсмические нагрузки, основанный на общих принципиальных позициях, в основу которых заложено упругое деформирование конструкций с введением некоторых обобщенных корректив, учитывающих податливость систем, образование пластических шарниров и особенности сейсмического воздействия. В то же время имеются существенные различия при учёте особенностей работы отдельных конструктивных систем.

4. В отечественных и зарубежных нормах проектирования отсутствуют конкретные указания по динамическому расчету сейсмостойкости зданий и сооружений, позволяющие учитывать реальный характер разрушений и реальную работу конструкций в зависимости от конструктивной схемы зданий.

5. Разработан общий метод расчета выносливости наклонных сечений вертикальных несущих элементов на основе деформационной модели железобетона при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического, с использованием полной системы уравнений равновесия, деформационных зависи

179 мостей по наклонному сечению, предельных усилий в бетоне и арматуре, аналитических диаграмм деформирования материалов с учетом одновременного изменения напряженно-деформированного состояния в компонентах наклонного сечения, прочностных и деформативных свойств материалов в составе конструкции. Жесткости, напряжения и коэффициенты асимметрии цикла напряжений в отдельных компонентах наклонного сечения вычисляются с учетом их изменения в процессе малоциклового нагружения вследствие проявления виброползучести бетона сжатой зоны в связанных условиях. В диссертации приведены уравнения функций податливости отдельных компонентов наклонного сечения с учетом неупругих свойств бетона, реальных режимов деформирования материалов в составе конструкции в условиях знакопеременного малоциклового нагружения.

Предложенный метод расчета позволяет с высокой точностью оценить напряженно-деформированное состояние и выносливость наклонных сечений сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил на всех стадиях знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического.

6. В диссертации предложена методика трансформирования исходных диаграмм деформирования бетона и арматуры для учета влияния знакопеременного малоциклового нагружения типа сейсмического. Полученные аналитические зависимости для описания трансформированных диаграмм деформирования бетона и арматуры при знакопеременном малоцикловом нагружении в компактной форме учитывают наблюдаемые в экспериментах влияние уровня максимальной нагрузки цикла на прочность, начальный модуль упругости и относительные деформации материалов. Использование предложенных способов трансформирования исходных диаграмм деформирования материалов позволяет более точно оценивать напряженно-деформированное состояние и выносливость сжато-изогнутых железобетонных элементов при знакопеременных малоцикловых нагружениях типа сейсмических.

7. Результаты расчета по предложенному методу удовлетворительно согласуются с существующими экспериментальными данными, полученными разными

180 авторами при испытании 60 железобетонных сжато-изогнутых элементов, отличающихся размерами, прочностью бетона, содержанием продольной и поперечной арматуры и параметрами малоциклового нагружения.

8. Разработан новый динамический метод расчета сейсмостойкости одноэтажных каркасных зданий из железобетона с использованием предложенной в диссертации деформационной модели сжато-изогнутых элементов при совместном действии изгибающих моментов, поперечных и продольных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения, учитывающий реальный характер разрушения и реальные условия деформирования вертикальных несущих элементов (колонн). Предложенный метод позволяет аналитическим путем учитывать влияние неупругих свойств железобетона, накопление повреждений в материалах, изменение напряженно-деформированного состояния в сечениях конструкции и изменение прочностных и деформативных свойств материалов на величины сейсмических сил, воспринимаемых одноэтажным каркасным зданием из железобетона, что позволяет повысить надежность, а в ряде случаев - расчетную несущую способность, и за счет этого получить более экономичные их конструктивные решения.

9. Использование предложенной в диссертации деформационной модели сжато-изогнутых железобетонных элементов при совместном действии изгибающих моментов, продольных и поперечных сил в условиях знакопеременного малоциклового нагружения позволяет определять предельные сейсмические силы, воспринимаемые как вновь проектируемыми, так и эксплуатируемыми одноэтажными каркасными зданиями с учетом предыстории нагружения и накопленных в предыдущих этапах нагружения дефектов и повреждений. Поэтому она может быть использована при оценке остаточного ресурса одноэтажных каркасных зданий из железобетона, подлежащих усилению по требованиям сейсмической безопасности.

181

1. Абаканов М.С., Бакаров К.К. Работа преднапряженных колонн при действии динамического типа сейсмических нагрузок//Строительство в особых условиях. Сейсмостойкое строительство. Экспресс-информация ВНИИС, 1983. -Вып. 7. С.11-14.

2. Айзенберг Я.М. Некоторые уроки землетрясения в Армении 7 декабря 1988 г.//Строительство и архитектура. Сер. Сейсмостойкое строительство. Экспресс информация. - М., 1992. - Вып. 2. - С.2-7.

3. Айзенберг Я.М. Сейсмическая опасность в России//Промышленное и гражданское строительство. 1996. № 3. - С.35-36.

4. Алиев Р.Д. Расчет прочности элементов по наклонным сечениям//Бетон и железобетон. 1993. № 9. - С.22-25.

5. Ахметов Ф.М. Выносливость железобетонных изгибаемых элементов при совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил: Дис. . канд. техн. наук. Казань, 1998. - 236 с.

6. Ашкинадзе К.Г. Последствия землетрясения 14 марта 1992 г. в г.Эрзенджан (Турция)//Строительство и архитектура. Сер. Сейсмостойкое строительство. Экспресс информация. - М., 1992. - Вып. 7 - 8. - С.36-39.

7. Бабич Е.М., Погорельчик А.П. Прочность бетона после действия малоцикловой сжимающей нагрузки//Изв. вузов. Раздел "Строительство и архитектура". 1976. № 4. - С.33-36.

8. Бабич Е.М., Погорельчик А.П., Залесов А.С. Работа элемента на поперечную силу при немногократно повторных нагружениях//Бетон и железобетон. 1981. № 6. - С.89.

9. Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. М.: Стройиздат, 1970.-272 с.

10. Байков В.Н., Горбатов C.B., Димитров З.А. Построение зависимости между напряжениями и деформациями сжатого бетона по нормируемым показате-лям//Изв. вузов. Строительство и архитектура. Новосибирск, 1977. № 6. -С.28-30.182

11. Байков В.Н., Мадатян С.А., Дудоладов JI.C. и др. Об уточнении аналитических зависимостей диаграмм растяжения арматурных сталей//Изввестия ВУЗов. Сер. Строительство и архитектура. 1983. № 9. - С.1-5.

12. Бацанадзе И.З. Прочность железобетонных колонн по наклонным сечениям при разрушении от совместного действия знакопеременных поперечных и продольных сил типа сейсмических: Дис. . канд. техн. наук. М., 1983. -189 с.

13. Бачинский В.Я., Бамбура А.И., Ватагин С.С. О построении диаграмм состояния бетона по результатам испытаний железобетонных ба-лок//Строительные конструкции. Киев. - 1985. Вып.38. - С.43-46.

14. Бекметов В.Г. Прочность аргилитобетонных элементов при сейсмических нагрузках: Дис. . канд. тех. наук. -М., 1984. 143 с.

15. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. -М.: Стройиздат, 1962. 146 с.

16. Берг О.Я. Исследование прочности и долговечности бетона транспортных сооружений. Сб. научн. тр. ЦНИИСК. М.: Транспорт, 1966. - Вып.60. -С.16-28.

17. Берг О.Я., Писаренко Г.И., Хромец Ю.А. Исследование физического процесса разупрочнения бетона при действии статических и многократно повторяющихся нагружениях. Сб. научн тр. ЦНИИСК. М.: Транспорт, 1966. -Вып.60. -С.48-61.

18. Берг О.Я., Щербаков E.H., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971. - 208 с.

19. Бердыев P.C. Влияние нагрузки типа сейсмической на слабоармированные элементы//Строительство и архитектура Узбекистана. Узбекистан, 1966.183

20. Беспаев A.A., Боргатин B.C. Провести исследование несущей способности изгибаемых и внецентренно-сжатых элементов при импульсивном динамическом действии поперечных сил. НТО КазпромстройНИИпроект, Алма-Ата, 1976.

21. Беспаев A.A., Боргатин B.C. Исследовать сейсмостойкость железобетонных элементов с высоким процентом армирования. НТО КазпромстройНИИпроект, Алма-Ата, 1976.

22. Беченева Г.В. Прочность бетона при немногочисленных повторных нагру-жениях. Сб. научн. тр. ЦНИИСК. М., 1961. - Вып.6. - С.217-225.

23. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. -Харьков.: Издат-во ХГУ. 1968. - 323 с.

24. Бронский А.П., Клюшников В.Д., Мазино Р.Н., Работнов Ю.Н. Шестериков С.А. Динамическая прочность строительных материалов ПМТФ. М.: Стройиздат, 1962. - 216 с.

25. Внуков O.A., Гроздов В.Т. Прочность и деформативность керамзитобетона при кратковременном динамическом нагружении/ТБетон и железобетон. 1986. С.26-27.

26. Гаф Г.Дж. Усталость металлов. М.: ОНТИ, 1935. - 216 с.

27. Гвоздев A.A., Залесов A.C. К расчету прочности наклонных сечений железобетонных элементов//Бетон и железобетон. 1978. -№11.- С.27-28.

28. Городецкий В.А. Прочность железобетонных колонн по наклонным сечени184ям при сейсмических нагрузках: Дис. канд. техн. наук. М., 1979. - 162 с.

29. Дучинский Б.Н. Выносливость элементов сварных мостовых конструкций, работающих при переменных и знакопеременных напряжениях. Тр. Всесо-юзн. научно-исслед. ин-татрансп. строит-ва. -М.: Трансжелдориздат, 1956. -Вып.29. С. 136-142.

30. Евсеев С.Н. Исследование прочности некоторых видов конструктивного легкого бетона и его компонентов в интервале скоростей нагружения от статических до динамических: Дис. канд. техн. наук. Ереван, 1974. - 173 с.

31. Ерышев В.А. Метод расчёта деформаций железобетонных стержневых и плитных конструкций при повторных, знакопеременных и других видах сложного нагружения: Автор, дис. . д-ра. техн. наук. Москва, 1997. - 49 с.

32. Жаров A.M., Никипорец Г.Л. О классификациях сейсмического движения грунта, использующих инструментальные данные//Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности. М.: Наука, 1975. - С. 179-193.

33. Жунусов Т.Ж., Пак Э.Ф., Лапин В.А. Сейсмостойкость каркасных зданий. -Алматы, 1990. С.49-140.

34. Завриев К.С., Назаров A.B., Айзенберг Я.М. Основы сейсмостойкости зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1970. - 224 с.

35. Залесов A.C., Ильин О.Ф., Титов И.А. Напряженное состояние перед разрушением. В кн.: Новое о прочности железобетона. М.: Стройиздат. -1977. -С.76-93.

36. Залесов A.C., Маилян Р.Л., Шеииа С.Г. Прочность элементов при поперечном изгибе с продольными сжимающими силами высокого уровня// Бетон и железобетон. 1984. № 3. - С.34-35.

37. Залесов A.C., Шевляков В.Ф. Прочность сжатых элементов при действии знакопеременных нагрузок типа сейсмических//Бетон и железобетон. 1986. -№ 6. С.17-18.

38. Залесов A.C., Кодыш Э.Н., Лемыш Л.Л., Никитин И.К. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформативности. М.:Стройиздат. - 1988, - 320 с.185

39. Залесов A.C. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов при действии поперечных сил//Инженерные проблемы современного железобетона. Сб. научн. ст. Международной конференции по бетону и железобетону.-Иваново, 1995. -С.113-120.

40. Иванов-Дятлов И.Г., Моисенко В.И. Исследование усталости железобетонных и керамзитобетонных конструкций при повторных нагрузках. Сб. тр. МАДИ. М.: Автотрансиздат, 1958. - С.82-123.

41. Каранфилов Т.С., Волков Ю.С. Обзор исследований по прочности и де-формативности бетона при многократном приложении нагрузки. Тр. Гидропроекта. М., 1963. - Сб. 10. -С.167-191.

42. Каранфилов Т.С., Волков Ю.С. Воздействие многократно-повторной нагрузки на железобетонные конструкции. Тр. Всесоюзн. проектнно-изыскат. и науч.-иссл. ин-та Гидропроект. М., 1966. - Сб. 13. - С. 110-119.

43. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры./ТНапряженное деформированное состояние бетона и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1986.-С.7-25.

44. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А. Диаграмма деформирования бетона при немногократно-повторных нагружениях.//Экспресс информация ВНИИС Госстроя СССР.-М., 1987.-№ 1.-С.З-5.

45. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Ерышев В.А., Кузнецов A.B. Расчет железобетонных стержневых конструкций при немногократных повторных и знакопеременных нагрузках. Тольятти, 1989. - 108 с.

46. Карпухин Н.С. Исследование выносливости бетона в связи с расчетом мостовых конструкций по предельным состояниям. Тр. МИИТ. М., 1962. -Вып. 152.

47. Карпухин Н.С. Исследование выносливости армированных призм под воздействием многократно приложенной сжимающей нагрузки. Тр. МИИТ. М., 1962. Вып. 152.-С. 147-153.

48. Кацадзе Т.А. Экспериментальное исследование колонн из высокопрочных186бетонов//Сейсмостойкое строительство. Сб. трудов ЦИНИС: Реферат. М., 1979. - Вып. 9. - С.12-14.

49. Квирикадзе О.П. Прочность и модуль деформаций бетона при разных скоростях нагружения//Бетон и железобетон. 1974. № 5. - С.38-39.

50. Килимник Л.Ш. Повреждение конструкций при сильных землетрясени-ях//Бетон и железобетон. 1979. № 11.-С.11-13.

51. Кириакиди Г.Н., Шеина С.Г. Сопротивление внецентренно-сжатых элементов без раскосных ферм поперечной силе//Бетон и железобетон. 1978. № 10. - С.8-9,

52. Кириллов А.П. Выносливость гидротехнического железобетона. М.: Энергия, 1978. - 272 с. ил.

53. Кириллов А.П., Саргсян А.Е., Крылов В.В. Взаимодействие фундаментов соотужений электростанций с основанием при динамических нагрузках. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 216 с

54. Кириллов А.П. Прочность бетона при динамических нагрузках//Бетон и железобетон. 1987. № 5. - С.38-39.

55. Кириллов А.П., Мирсаяпов И.Т., Мирсаяпов Илыиат. Выносливость сборно-монолитных железобетонных конструкций: Учебное пособие/ Иванов. инж.-строит. ин-т. Иваново, 1990. - 92 с.

56. Климов Ю.А. Теория и расчет прочности, трещиностойкости и деформатив-ности железобетонных элементов при действии поперечных сил. -Автореф. дис. д-ра. техн. наук. Киев. -1992. - 48 с.

57. Кодекс образец ЕКБ-ФИП для норм железобетонных конструкций. - М., 1984.-С.284.

58. Корчинский И.Л. Несущая способность материалов при немногочисленных повторных нагружениях//Бюллетень строительной техники. М., 1958. № 3.

59. Корчинский И.Л. Влияние протяженности в плане зданий на величину возникающей в нем сейсмической нагрузки. В кн.: Сейсмостойкость промышленных зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1962. - С. 161-170.

60. Корчинский И.Л., Беченева Г.В. Прочность строительных материалов при187динамических нагружениях. -М.: Стройиздат, 1966. 212 с.

61. Котов Ю.И. Исследования прочности и деформаций бетона, аглопоритобе-тона и газосиликатов при динамических нагрузках: Автор, дис. . канд. тех. наук. -М., 1967.- 19 с.

62. Котов Ю.И., Потапова Г.В. Исследование прочности бетона при немногочисленных повторениях нагрузки. Тр. ЩЩИСК. М., 1970. - С.126-133.

63. Котов Ю.И. Прочность тяжелого и легких бетонов при однократных динамических воздействиях//Матер. к Всесоюз. совещанию по сейсм. стр-ву. М.: Стройиздат, 1971.-С.4-72.

64. Красновский P.O., Кроль И.С., Тихомиров С.А. Аналитическое описание диаграммы деформирования бетона при кратковременном статическом сжатии//Исследования в области измерений механических свойств материалов. -Москва, 1976. С.56-60.

65. Кулыгин Ю.С., Подгорный В.А., Еримбетов Б.Т. Повреждения каркасных зданий при Кайраккумском землетрясении и мероприятия по дальнейшему повышению их сейсмостойкости//Развитие методов расчета на сейсмостойкость. Сб. научн. тр. М., 1987. - С.82-98.

66. Курзанов А.М. Расчет зданий на сейсмическую нагрузку методом бегущей волны//Промыпшенное и гражданское строительство. 1996. № 6. - С.53-55.

67. Курзанов А.М. Осторожно! Нормативный спектральный метод расчета зданий на сейсмостойкость//Промыншенное и гражданское строительство. 1997. -№ 1. С.43-44.

68. Курзанов А.М. Противоречия в СНиПе "Строительство в сейсмических рай-онах//Промышленное и гражданское строительство. 1997. № 2. - С.59-59.

69. Курзанов А.М. Идентификация расчетной модели бегущих в здании сейсмических поперечных волн//Промышленное и гражданское строительство. 1997. -№ 4. С.57-59.

70. Курзанов А.М. Инженерный расчет зданий на сейсмостойкость методом бегущей волны//Промьппленное и гражданское строительство. 1997. № 6. -С.57-58.188

71. Курзанов А.М. Инженерный расчет зданий на сейсмостойкость методом бегущей волны//Промышленное и гражданское строительство. 1997. № 7. -С.60-61.

72. Маилян JI.P. Сопротивление железобетонных статически неопрелелимых балок силовым воздействиям. Ростов-на-Дону. Издательство Ростовского университета. - 1989. - 176 с.

73. Мамедов Г.М., Алиев Р.Д. Учет продольной арматуры и преднапряжения в оценке прочности наклонных сечений/ТБетон и железобетон. 1984. № 3. -С.32-34.

74. Марин Н.И. Влияние повторных нагрузок на прочность конструкций ма-шин//Прочность и износ горного оборудования. М.: Техиздат, 1959.

75. Мартемьянов А.И. Проектирование и строительство зданий и сооружений в сейсмических районах: Учеб. пособие для вузов по спец. "Пром. и гражд. стр-во". М.: Стройиздат. 1985. - 255 с. ил.

76. Материаловедение. Учебник для высших учебных заведений/Под ред. Б.Н.Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.

77. Медведев C.B., Карапетян Б.К., Быховский В.А. Сейсмические воздействия на здания и сооружения. М., 1968.

78. Мирсаяпов И.Т. Выносливость железобетонных конструкций при режимном многократно повторяющемся циклическом нагружении и изменяющихся реологических свойствах бетона. Дис. . д-ра. техн. наук. М., 1993, - 714 с.

79. Мирсаяпов И.Т. Выносливость железобетонных конструкций при режимном нагружении: Учебное пособие. Иванов, инж.-строит. ин-т. Иваново, 1993. -88 с.

80. Мирсаяпов И.Т. Уравнения выносливости арматуры при режимном нагру189жении//Инженерные проблемы современного железобетона. Сб. научн. ст. Междунар. конф. по бетону и железобетону. Иваново, 1995. - С. 186-192.

81. Мирсаяпов И.Т. Оценка выносливости нормальных сечений стержневых железобетонных изгибаемых элементов при нестационарном многократно повторяющемся циклическом нагружении//Изв. вузов. Строительство. 1994. -№ 12.-С.6-12.

82. Мирсаяпов И.Т., Абрамов A.A. Малоцикловая выносливость железобетонных изгибаемых элементов при работе арматуры на упруго-пластической стадии//Изв. вузов. Строительство. 1998. № 3. - С.60-65.

83. Мэнсон С.С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1974. - 344 с.

84. Надирадзе А.Д. Несущая способность бетона при повторных нагружени-ях//Сообщения АН ГСС, XXXVIII. Тбилиси, 1965. - С.48-52.

85. Назаров А.Г. Метод инженерного анализа сейсмических сил, издательство АН Арм. ССР. Ереван, 1959. - 141 с.

86. Никифоров С.Н. Теория упругости и пластичности. М.: Стройиздат, 1955. -284 с.

87. Николаенко H.A. Вероятностные методы днамического расчета машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1967. - 215 с.

88. Николау В. Влияние скорости нагружения на прочность бетона и железобе-тона//Бетон и железобетон. 1953. № 5. - С.18-19.

89. Ньюмарк Натан М., Розенблюэт Эмилио. Основы сейсмостойкого строительства: Сокр. пер. с англ. Г.Ш.Подольского. Под. ред. Я.М.Айзенберга. -М.: Стройиздат, 1980. 344 с. ил.

90. Пепанян A.A. Анализ поведения некоторых типов зданий со сборным железобетонным каркасом во время Спитакского землетрясения// Строительство и архитектура. Сер. Сейсмостойкое строительство. Экспресс информация. -М., 1992. - Вып. 7 - 8. - С.7-9.

91. Поляков C.B. Последствия сильных землетрясений. М.: Стройиздат, 1978.

92. Поляков C.B., Кулыгин Ю.С., Городецкий В.А., Гвоздев A.A., Залесов190

93. A.C., Ильин О.Ф. Прочность колонн по наклонным сечениям при действии сейсмических нагрузок//Бетон и железобетон. 1979. № 6. - С. 13-14.

94. Поляков C.B., Кулыгин Ю.С., Бацанадзе И.З., Залесов A.C. Прочность колонн каркасных зданий при сейсмических нагрузках/ТБетон и железобетон. 1982.-№ 11. С.12-13.

95. Поляков C.B. Сейсмостойкие конструкции зданий: (основы теории сейсмостойкости). Учеб. пособие для строит, спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1983. - 304 с. ил.

96. Попов H.H., Расторгуев Б.С. Расчет железобетонных конструкций на действие кратковременных динамических нагрузок. -М.:Стройиздат, 1964. 207 с.

97. Поляков C.B., Кулыгин Ю.С., Уразиманов М.Р. Прочность колонн по наклонным сечениям при действии сейсмических нагрузок//Бетон и железобетон. 1986.-№ 12. С.21-23.

98. Попов H.H., Трекин H.H., Матков Н.Г. Влияние косвенного армирования на деформативность бетона//Бетон и железобетон. 1986. № 11.- С.33-34.

99. Попов H.H., Матков Н.Г., Гончаров A.A. Внецентренно сжатые элементы с продольной высокопрочной арматурой при статическом и динамическом на-гружении//Бетон и железобетон. 1990. -№11.- С.32-33.

100. Прочность, структурные изменения и деформации бетона//Под ред. д-ра т.н., проф. А.А.Гвоздева. М.: Стройиздат, 1978.

101. Ржевский В.А., Аванесов Г.А. Параметры предельных состояний железобетонных элементов и рамных каркасов//Бетон и железобетон. 1979. № 6. -С.17-18.

102. Сейсмостойкие здания и развитие теории сейсмостойкости: По материалам VI Международной конференции по сейсмостойкому строительству/ В.И.Бунэ, Т.Ж.Жунусов, В.А.Ильичев и др.: Под ред. С.В.Полякова и А.В.Черкашина. М.: Стройиздат, 1984. - 255 с. ил.

103. Силкин Е.А. Ударно-циклическая прочность сталей, применяемых в сельскохозяйственном машиностроении. -М.: Машиностроение, 1964.

104. Скрамтаев Б.Г., Панфилова Л.И. Об усталости бетона//Строительная про191мышленность. 1939. № 5.

105. Скоробогатов С.М. Основы теории расчета выносливости стержневой арматуры железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1976. - 108 с.

106. Сорокин Е.С. Динамический расчет несущих конструкций зданий. М.: Госстройиздат, 1956.-257 с.

107. Смирнов-Аляеев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. M.-JL: Машгиз, 1961. - 463 с.

108. Смирнов С.Б. Причины разрушения "сейсмостойких" железобетонных зданий и принципы эффективной сейсмозащиты//Бетон и железобетон. 1994. -№ 3. - С.22-25.

109. Смирнов С.Б. Исследование достоверности резонансно-колебательной модели сейсмического разрушения сооружений//Бетон и железобетон. 1995. -№ 1. - С.23-26.

110. Смирнов С.Б. Критический анализ современной теории и практики сейсмо-защиты зданий и принципы их совершенствования/ТБетон и железобетон. -1995. № 2. - С.48-49.

111. Смирнов С.Б. Известны ли нам причины сейсмических разруше-ний//Промышленное и гражданское строительство. 1996. - № 2. - С.26-27.

112. Смирнов С.Б. О новых принципах эффективной сейсмозащиты зданий и о реальной ситуации в этой сфере//Промышленное и гражданское строительство. 1997. № 6. - С.55-56.

113. Смирнов С.Б. Об истинном смысле "сейсмограмм", "акселерограмм", положенных в основу СНиПа//Промышленное и гражданское строительство. -1998. -№ 1. -С.54-55.

114. СНиП П-21-75. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1976. - 89 с.

115. СНиП II-7-81. Строительство в сейсмических районах. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1982. - 51 с.

116. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Строительные нормы и правила. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 80 с.

117. Ставров Г.Н., Руденко B.B. Прочность и деформативность бетона при малоцикловых воздействиях большой интенсивности//Всесоюзный симпозиум: Малоцикловая усталость элементов конструкций/Тезисы докладов и сообщений. Паланга, Вильнюс. Вып. 3. 1979.

118. Сюэхиро К. Инженерная сейсмология. М.: Стройиздат, 1936.

119. Уразиманов М.Р. Прочность железобетонных колонн и узлов из легкого бетона при нагрузках типа сейсмических: Дис. . канд. техн. наук. М., 1984. -211 с.

120. Цейтлин С.Ю. Железобетонные преднапряженные элементы с поперечными трещинами от обжатия. Исследование и создание методов расчета экономичных конструкций: Автор, дис. . д-ра. техн. наук. Москва, 1997. -46 с.

121. Чо Шуфунь Совершенствование методов расчета стержневых железобетонных конструкций на сейсмические воздействия с учетом нелинейной работы железобетона: Дис. . канд. техн. наук. -М., 1996. -167с.

122. Шейкин А.Е. Ползучесть при повторных нагрузках и модуль деформаций бетона. Исследование железобетонных и сварных мостовых конструкций//Труды МИИТ, 1956.

123. Шкербелис К.К. О связи между деформациями бетона и скоростью нагру-жения. В кн.: Исследования по бетону и железобетону. - Рига, 1958. Вып. 3. - С.205-214.

124. Яковлев С.К. Исследование приспособляемости железобетонных конструкций при действии повторных кратковременных нагрузок: Дис. . канд. техн. наук.-М., 1984.-187 с.

125. Яшин A.B. Прочность и деформативность бетона при различных скоростях нагружения/ТВоздействие статических, динамических и многократно повтор193ных нагрузок на бетон и элементы железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1972. - С.23-40.

126. Яшин А.В. Некоторые данные о деформациях и структурных изменениях бетона при осевом сжатии//Новое о прочности железобетона. М.: Стройиздат, 1977. С.17-30.

127. ACI Committee Report. "Commentary on Building Code Reguirements for Reinforced Concrete" 1977.134. "ACI Standart for Structural Calculation Reinforced Concrete Structures" 1971.

128. Antrim J., Mc Loughlin J.F. Fatigue Study of AirEntrained Concrete. Journal of the American Concrete Institute. May, 1959. - Vol. 30, № 5.

129. Biot M. Theory of vibration of buildings during earthquake. "Zeitschrift fur Angewandte Mathematik and Mechanik", Band 14 Heft 4, August, 1934.

130. Documentacija 2a gradevinarstvo i arhitekturu, DGA-685 (1964) Gradjevinski pravilnici Konstrukcije u trusnim podrucjima (Yugoslavia).

131. Gray Warren H., Mc Loughlin J.F., Antrim John D. Fatigue Properties of Lightweight Aggregate Concrete. Journal of the American Concrete Institute. August, 1961. Vol. 58, № 5. Proceedings, 5.

132. Earthquake regulations Rumanian peaple's republic.

133. Hashem, M.M. "Shear response of reinforced concrete T-beams to static and repeated Loads", M.Sc. thesis Hs-siut University, Egypt, 1979.

134. Hotano Т., Tsutgumi H. Dinamical Compressive Deformation and Failure of Concrete under Earthguake Load//Reprints I WCEE, July 15, Tokyo, July 18, Kyoto, 1960.

135. Housner G.W. Characteristics of Strongmotion Earthquake, Bulletin of the Seis-mological Society of America, vol. 37,1,1937.

136. Housner G.W., Martel R.R., Alford L.L. Spectrum Analysis of Strong-Motion194

137. Earthquakes. "Bull, of the Seism. Soc. of America", v.43,1953, № 2.

138. Hudson D.E., Alford L.L., Housner G.W. Measured Respons of structure to an Explosive-Generated Ground Shoch//Seismic Socciasion of America. 1954. -Vol. 44.

139. Mononobe N. Journal of the Civil Engineering Society, Tokyo, 1920.

140. NZS 4203:1976, New Zealand Standard, Code of Practice for General Structural Design and Design Loadings for Buildings, Standard Association of New Zealand, 80 pp.

141. Omori F. Pablications of the earthquake investigations in fereign languages, № 4, Tokyo, 1900.

142. Stussi F. Die Theorie der Dauerfestigkeit und die Versuche von August. Wohler, Zurich, 1958.