WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Пащанин Андрей Алексеевич

РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЪЕМНЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.23.01 – строительные конструкции, здания и сооружения А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2011г.

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона имени А.А.Гвоздева (НИИЖБ имени А.А.Гвоздева) - ОАО "НИЦ "Строительство" Научный руководитель - д. т. н., проф. Залесов Александр Сергеевич

Официальные оппоненты:

Алмазов Владлен Ованесович, д. т. н., проф., МГСУ, доц. по кафедре.

Соколов Борис Сергеевич, к.т.н., ОАО "НИЦ "Строительство" - НИИЖБ, зам. зав. лаб.

Ведущая организация - ООО «ТЕХСОФТ»

Защита состоится «27 » марта 2012 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 303.020.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Открытом Акционерном обществе «Научноисследовательский центр «Строительство» по адресу: 109428, Москва, ул. 2-я Институтская, д.6 (корпус 5, конференц-зал НИИЖБ им. А.А. Гвоздева)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «НИЦ «Строительство».

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ОАО « НИЦ «Строительство» http://www.cstroy.ru Отзывы на автореферат диссертации, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 109428, Москва, 2-я Институтская, 6, ОАО «НИЦ «Строительство», отдел подготовки кадров Зикееву Л.Н.

тел/факс 8 (499) 170-68-18, e-mail: zikeev@cstroy.ru Автореферат разослан «___» ___________ 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук Л.Н. Зикеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Согласно отечественным Нормам расчет прочности линейных железобетонных конструкций производится по нормальным сечениям на действие изгибающих моментов и продольных сил, по наклонным сечениям на действие продольных, поперечных сил и изгибающих моментов, по пространственным сечениям на действие изгибающих и крутящих моментов, продольных и поперечных сил.

Методы расчета прочности железобетонных элементов не имеют универсального характера и содержат эмпирические зависимости.

Деформационная модель для расчета по нормальным сечениям принята для практического использования. Многочисленные попытки разработать более совершенные и универсальные методы расчета по наклонным сечениям на основе стержневых аналогий пока еще не привели к желаемым результатам, что косвенно свидетельствует о невозможности построения универсальной теории расчета по наклонным сечениям на основе стержневой теории железобетона.

В настоящее время в практических расчетах балки моделируются стержневыми конечными элементами (далее к.э.), а балки-стенки – плоскими к.э. В результате имеются различные алгоритмы подбора арматуры и конечные результаты при достаточно условной границе между данными конструкциями.

Для создания универсального метода целесообразно моделирование железобетонных конструкций объемными к.э., что позволит отказаться от использования весьма условных и несовершенных методов расчета прочности железобетонных конструкций по нормальным, наклонным и пространственным сечениям и каркасно-стержневым моделям. Вместо этого прочность конструкций будет оцениваться исходя из прочности отдельных к.э., находящихся под воздействием полного комплекса силовых факторов.

Целью настоящей работы является разработка методики расчета прочности железобетонных балочных конструкций с использованием объемных конечных элементов.

Научную новизну работы составляют:

Расчетная модель на основе объемных конечных элементов для оценки прочности всех типов железобетонных балочных конструкций при действии поперечной силы, изгибающего момента, при совместном действии поперечной силы и изгибающего момента, при совместном действии продольной и поперечной силы.

Сопоставление данных конечно-элементного расчета с методиками расчета балочных конструкций при действии поперечных сил, приведенными в нормативных документах.

Сопоставление данных конечно-элементного расчета с натурными экспериментами по испытанию по прочности балочных конструкций при действии поперечных сил.

Рекомендации по расчету прочности железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов.

Практическая значимость работы заключается в решении научной и практической проблемы расчета прочности балочных железобетонных конструкций методом конечных элементов. Разработанные рекомендации по расчету балочных конструкций методом конечных элементов предложено включить в актуализированный СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

Достоверность результатов подтверждена соответствием методики законам строительной механики, теории упругости и пластичности, близостью к экспериментальным данным, а также методикам нормативных документов.

На защиту выносится:

Метод расчета прочности балочных железобетонных конструкций с использованием объемных конечных элементов.

Результаты сопоставления предлагаемой методики с данными нормативных документов.

Результаты численного моделирования натурных экспериментов по разрушению железобетонных балок при действии поперечных сил.

Внедрение результатов работы. Результаты работы учтены при выполнении научно-технического сопровождения проектирования объектов:

«Международный аэропорт Домодедово. Пассажирский терминал «Домодедово-2», Многофункциональный комплекс на Аминьевском шоссе.

Апробация работы. Основное содержание работы

изложено в 3 печатных работах, которые опубликованы в журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, рекомендаций по расчету прочности железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов, выводов, списка литературы и приложения.

Общий объем: 179стр., 16 таблиц, 139 рисунков, 1 приложение, список литературы из 131 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ даны сведения об актуальности работы, научной новизне, и практической значимости полученных результатов.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ рассматриваются общие вопросы расчета прочности железобетонных балочных конструкций. Особое внимание уделено расчету железобетонных конструкций на действие поперечной силы. Данному вопросу посвящены работы А.А. Гвоздева, А.С. Залесова, М.С. Боришанского, В.О. Алмазова, Е.А. Чистякова, С.Б. Крылова, Н.И. Карпенко, Т.И. Барановой, Б.С. Соколова, В.В. Михайлова, А.Ф. Милованова, А.А. Ильина, В.И. Мурашева, М.Б Краковского, В.Н. Байкова, И.К. Никитина и др. Общее количество исследований в области прочности железобетонных конструкций при действии поперечной силы таково, что перечисление их в рамках настоящей работы не представляется возможным.

Расчет по нормальным сечениям с использованием деформационной модели является универсальным и принят в качестве основного в Нормах1,2,СП 52-101-2003. "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры". М, 2004.

ACI 445R-99. Recent Approaches to Shear Design of Structural Concrete. Reported by Joint ACI-ASCE Committee 445.

Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1: General rules and rules for buildings.

При анализе предлагаемых указанными выше Нормами методик расчета прочности при действии поперечной силы, указываются ограничения по их применению в современном компьютерном проектировании. Нормативные методики содержат эмпирические зависимости и расчетные модели, сложно поддающиеся программированию, и отражают, как правило, лишь частные случаи расчета. По результатам выполненного анализа делается вывод, что ни одна из описанных в Нормах методик не имеет значительных преимуществ и не отвечает законам строительной механики и сопротивления материалов. В основу каждой методики положена умозрительная модель, снабженная набором эмпирических коэффициентов [2]. Находясь в рамках стержневой теории железобетона, невозможно выделить универсальную методику расчета железобетонных конструкций, и необходимо искать качественно новые альтернативные подходы к решению данной задачи. Расчет с использование объемных к.э. позволит отказаться от эмпирических методик и является универсальным для всех классов балочных железобетонных конструкций.

Применение метода конечных элементов для расчета железобетонных конструкций рассмотрено в работах: А.С.Залесова, В.А.Семенова, В.О. Алмазова, А.С.Городецкого, С.Б.Крылова, Б.С.Соколова, Н.И.Карпенко, В.В. Шугаева, А.В. Перельмутера и др.

В настоящей работе рассматриваются однопролетные балки при b/h=1/2, 1/3, 1/4, расстоянии от опор до сосредоточенной нагрузки а=h0, 2h0, 3h0, 4h0, продольной арматуре класса А500 при µs=0,5%, 1%, классе бетона В25 и В40, без поперечной арматуры и с поперечной арматурой класса А240 при µsw=0,1%, 0,25%, 0,5%. Общий вид расчетной модели представлен на рис. 1. Данная схема загружения наиболее характерна для экспериментальных исследований.

Для обоснования предлагаемой методики выполнено сравнение наиболее распространенных Рисунок 1. Общий вид рассматриваемой балки критериев прочности железобетона при сложном нагружении. Данному вопросу посвящены работы А.А. Гвоздева, А.С. Залесова, Г.А. Гениева, Н.И. Карпенко, П.П. Баландина, А.И. Боткина, А.Н. Василькова, А.С. Липатова, Л.К. Лукши, И.Н. Миролюбова, С.В. Серенсена, И.И. Тарасенко, М.М. Филоненко-Бородича, A.M. Фрейденталя, К.К. Шкербелиса, Е. Шлейхера, Ю. Ягна и др. В качестве рабочего критерия принят критерий4, который записывается в виде:

а) б) Рисунок 2. Поверхность разрушения по теории Вильяма-Варнке. а) объемное напряженное состояние, б) плоское напряженное состояние F/fc - S 0; (1) где F – функция состояния главных напряжений; S - поверхность разрушения, выраженная в компонентах главных напряжений следующими параметрами: t – коэффициент передачи касательных напряжений по открытой трещине, c – коэффициент передачи касательных напряжений по закрытой трещине, ft – прочность при одноосном растяжении, fc – прочность при одноосном сжатии, fcb – прочность при двухосном сжатии, h – гидростатическое напряжение, f1 – максимальные сжимающие напряжения при двухосном сжатии, наложенные на гидростатическое напряжение, f2 – максимальные сжимающие напряжения при трехосном сжатии, наложенные на гидростатическое напряжение, Tc – понижающий коэффициент для модуля упругости разрушенного конечного элемента.

Далее описывается общий случай напряженно-деформированного состояния железобетонного к. э. с позиций общего случая закона Гука в Willam, K. J., and Warnke, E. D., "Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete", Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering, Vol. 19, ISMES, Bergamo, Italy, p. 174 (1975).

обратной форме и конечноэлементная реализация в ПК «ANSYS» с использованием конечного элемента «solid65».

Рисунок 3. Общий вид конечного элемента solidОбратная форма закона Гука:

D, (2) где - вектор напряжений;

[D] - матрица жесткости;

- вектор деформаций (1 ) 0 0 (1 ) 0 0 (1 ) 0 0 (1 2) E 0 0 0 0 D (3) (1 )(1 2) (1 2) 0 0 0 0 (1 2) 0 0 0 0 2 Данная матрица известна как упругая, она характеризует работу железобетона до момента трещинообразования.

При образовании трещины в плоскости YOZ, матрица жесткости преобразуется к следующему виду:

t R (1 ) 0 0 0 0 E 1 0 0 0 (1 ) (1 ) 0 0 0 E (1 ) (1 ) D (4) (1 ) t 0 0 0 0 0 0 0 0 0 t 0 0 0 0 2 В направлении, перпендикулярном трещине, материал работает с пониженным модулем Rt. Не обеспечивается передачи деформации в плоскости трещины (остальные коэффициенты в первой строке равны нулю). Сдвиги вдоль трещины передаются с пониженным значением, поперек трещины – с обычным значением (упругим). По аналогии происходит преобразование матрицы при образовании трещин в двух и трех плоскостях, а также при закрытии трещин.

По умолчанию рассматриваемый конечный элемент моделирует упругое поведение материала вплоть до разрушения.

При достижении напряжениями предела прочности при растяжении ft происходит скачок (падение) напряжений и плавное Рисунок 4. Моделирование трещинообразования падение уровня напряжений вплоть до нулевой отметки одновременно с ростом деформаций. Модуль упругости бетона после разрушения принимается равным Rt. Неупругая модель железобетона характеризуется тем, что линейный участок диаграммы 0-ft заменяется трехлинейной диаграммой СП.

Арматура моделируется стержневым конечным элементом «link8».

Диаграмма принимается двухлинейной. В качестве модели пластического поведения материала используется билинейное кинематическое упрочнение.

Расчет выполняется итерационным методом с использованием процедуры Ньютона-Рафсона и полной глобальной матрицы жесткости.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ выполнен расчет серии железобетонных балок и сопоставление результатов с результатами расчетов по наиболее значимым нормативным документам: СП, EN-2 и ACI 445R-99. Обозначение экспериментальных балок представлено в таблице 1. Для сопоставления результатов определено распределение погрешности конечно-элементных расчетов по отношению к нормативным документам. Примеры графиков распределения погрешности приведены на рис.5, 6.

Таблица 1.

Наименование № Шифр параметра параметра 1 Класс бетона A – В25 B – ВПроцент продольного 2 I – 0,5% II – 1% армирования Процент поперечного 3 1 – 0,0% 2 – 0,1% 3 – 0,2% 4 – 0,5% армирования, Отношение ширины 4 1- b/h =1/2 2 - b/h =1/3 3 - b/h =1/балки к высоте, b/h 5 Пролет среза 1- h0 2 - 2h0 3 - 3h0 4 - 4hВ большинстве расчетных случаев погрешность численных расчетов не превышает 10-20%, что является вполне допустимым, учитывая принципиальные различия и эмпирический характер нормативных моделей.

Наибольшая погрешность имеет место для СП при малых пролетах среза (1h0).

Средняя погрешность результатов расчета балок с поперечной арматурой составляет =23,3%(СП=32%, EN=23%, ACI=15%). Наибольший разброс имеет место при значительных пролетах поперечного армирования (µsw=0,5%).

Рисунок 5. Распределение относительной погрешности балок с пролетом среза 3h Рисунок 6. Распределение относительной погрешности для балок с процентом поперечного армирования sw=0,25% Предлагаемый расчет позволяет наглядно судить о характере разрушения железобетонных балок и учитывать особенности каждой железобетонной конструкции в прямом виде посредством задания прочностных характеристик материала, вида и расположения арматуры в теле бетона. Методики Норм позволяют сделать это лишь косвенно. СП не учитывает влияние продольной арматуры на прочность наклонного сечения, Евронормы – совместную работу сжатого бетона и поперечной арматуры, Американские нормы – влияние пролета среза на прочность наклонных сечений. Кроме того, возможно отследить предел, при котором критическая трещина возникает в пролете (разрушение по нормальному сечению) до наступления критической стадии в пролете среза. В ходе конечно-элементного расчета контролируется достижение поперечной арматурой текучести и одновременное достижение бетоном предельной стадии Рисунок 7. Разрушение балки по нормальному работы.

сечению µsw=0,00µsw=0,0Рисунок 8. Положение Рисунок 9. Характер разрушения балок по критической трещины в балках наклонному сечению в зависимости от без поперечной арматуры процента поперечного армирования Большое влияние на характер наклонных трещин оказывает поперечное армирование. При отсутствии или незначительном количестве поперечной арматуры развивается одна критическая трещина. При увеличении поперечного армирования имеет место множество трещин с меньшей шириной раскрытия.

Неравномерность напряжений в поперечной арматуре в пределах наклонного сечения также находит свое отражение в численном эксперименте.

Имеется множество примеров удачного использования рассматриваемого метода для расчета железобетонных балок по стадии разрушения при

Отличие между методикой СП и данными численного экспериментов при

Очертание эпюры нормальных сжимающих напряжений в бетоне соответствует принятой диаграмме деформирования.

При численном моделировании варианта разрушения «по бетону» (>R) критерием разрушения будет являться достижение деформациями в крайнем сжатом волокне бетона предельной величины 0,0035 в соответствии с принятой диаграммой деформирования бетона. Отличие между данными СП и численным экспериментом 6,1%. Учитывая достаточную условность формулы СП по определению граничной высоты сжатой зоны, данную погрешность следует признать удовлетворительной.

Для демонстрации универсальности предлагаемой методики рассмотрим совместное действие продольной и поперечной нагрузки на простую двухопорную балку. Поперечная нагрузка прикладывалась в виде давления через распределительную стальную пластину. Продольное сжимающее давление прикладывалось непосредственно к торцу балки.

Рис.10. График несущей способности балки при совместном действии продольной и поперечной силы Полученный график зависимости несущей способности по наклонному сечению от уровня обжатия соответствует представлениям теории железобетона.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ выполнено численное моделирование натурных испытаний балок средней высоты, высоких и коротких балок. Пошагово рассматривалось развитие трещин в бетоне, напряжений в арматуре и бетоне, пластических деформаций в продольной и поперечной арматуре. Несущая способность балок по результатам расчетов сравнивалась с данными натурных экспериментов. Для верификации полученных результатов выполнен расчет экспериментальных балок по СП.

Балки средней высоты В экспериментах И.А. Титова испытывались балки с одиночной арматурой сечением 150х300(h)мм и пролетом среза 600мм. Класс бетона балок, а также проценты продольного и поперечного армирования приняты переменными.

По результатам натурных экспериментов получены две характерные схемы трещинообразования. В балках без поперечной арматуры, как правило, образовывалась одна наклонная трещина, распространяющаяся к грузу. Перед разрушением отмечена трещина вблизи приложения нагрузки, распространяющаяся вниз. В балках с поперечной арматурой отмечена обширная зона трещинообразования. Разрушение балки происходит из-за разрушения сжатой зоны бетона над критической наклонной трещиной.

а) б) Рисунок 11. Картина разрушения балок: а) балка без поперечной арматуры, б) балка с поперечной арматурой По результатам конечно-элементного расчета получено хорошее количественное и качественное согласование как с данными экспериментов, так и действующей методикой расчета балок по наклонному сечению. График зависимости несущей способности балок от процента поперечного армирования приведен на рис.12.

В работе Ч. Игнатавичюса рассматриваются балки из бетона переменного класса сечением 150х300(h)мм и пролетом среза 375-1000мм с продольным армированием из 4 18мм А500 и поперечным армированием в виде двухсрезных хомутов из 4 Вр-I с шагом 50 – 150мм (µSW=0,167%-0,5%).

Рисунок 12. Зависимость прочности балок процента поперечного армирования По результатам расчетов получено хорошее качественное и количественное согласование результатов. Относительная погрешность конечно-элементных расчетов в среднем не превышает 10-15%. Наибольшее отклонение 26% получено для балки с большим поперечным армированием (0,5%) и пролетом среза 750мм. Погрешность методики СП доходит до 67% (идет в запас прочности). Величину погрешности следует признать удовлетворительной, учитывая недостаточность данных об экспериментальной модели. В частности отсутствуют данные о размерах грузовых и опорных площадок, диаграммах бетона, продольной и поперечной арматуры.

Примеры графиков зависимости несущей способности балок от пролета среза представлены на рис.13, 14. Из графиков видно, что кривая результатов конечно-элементного расчета, лежит ближе к данным экспериментов и обе кривые имеют схожие очертания.

Рисунок 13. Графики несущей способности балок серии АВ-Рисунок 14. Графики несущей способности балок серии АВ-1’’ Высокие балки В качестве примера высокой балки выполнено моделирование балки №9М.С. Боришанского из серии проведенных им испытаний. Расчетная схема балки приведена на рис. 15. Исходные данные: Rb=13,3МПа, Rbt=0,9МПа (принято по СП), Rs=275,7МПа, As=38,2см2, Rsw=317МПа, Asw=8,34см2, Pразр = 545кН.

Первые трещины зафиксированы на нижней грани балки под нагружающей пластиной (в зоне максимального изгибающего момента) при M=74 кН.м, расчетный момент трещинообразования Mcrc=80,5кН.м(=8,4%).

При увеличении нагрузки до 100кН отмечается появление наклонных трещин.

При этом дальнейшее развитие нормальной трещины не наблюдается.

Рисунок 15. Расчетная схема балки Это говорит о том, что разрушение произошло по наклонному сечению. Об этом также свидетельствует достижения поперечной арматурой предела текучести. Автором натурного эксперимента зафиксировано разрушение в левом пролете. Отличие между данными натурного и численного экспериментов составляет 3%.

Рисунок 16. Эпюры пластических деформаций в поперечной арматуре Рисунок 17. Схема разрушения балки №911 М.С. Боришанского Рисунок 18. Схема разрушения конечно-элементной модели балки (На рисунке показаны главные растягивающие деформации) Короткие балки В работе выполнено конечно-элементное моделирование разрушения серии балок без поперечной арматуры сечением 150х300(h)мм и пролетом среза 270мм из научно-технического отчета МАДИ №01830028190. Класс продольной арматуры А400, Rb=24,6Мпа, Rbt=2,12Мпа.

Относительная погрешность конечно-элементных расчетов не превышает 16,5%. Погрешность расчета по СП доходит до 46,4%. Полученная по результатам расчетов предельная стадия работы конструкции отвечает данным натурных экспериментов.

Трещинообразование начинается в пролете среза. По мере роста нагрузки увеличивается зона развития наклонных трещин, параллельно развиваются трещины в пролете среза. В предельной стадии видна сплошная зона трещинообразования от верхней до нижней грани балки.

При увеличении продольного армирования отмечен рост несущей способности по наклонному сечению, что отмечено и авторами натурных экспериментов.

Рисунок 19. Графики зависимости несущей способности балок от процента продольного армирования а) в) б) б) а) главные растягивающие деформации, б) главные пластические сжимающие деформации, в) общий вид экспериментальных балок после разрушения Рисунок 20. Результаты расчета балки пролетом 375мм с поперечной арматурой (µSW=0,25%) ВЫВОДЫ 1. Предложенная методика расчета прочности железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов пригодна для практического использования. Рассматриваемая методика является универсальной, позволяет описывать напряженно-деформированное состояние железобетонных балок вплоть до стадии разрушения при действии продольной и поперечной сил, изгибающих моментов, а также произвольных комбинаций данных усилий.

2. Новая методика позволяет комплексно оценивать прочность рассматриваемой конструкции, и, в отличие от эмпирических стержневых моделей, не требует выполнения последовательности расчетов по нормальным, наклонным, пространственным сечениям и пр. При отсутствии сходимости расчета вследствие разрушения нескольких конечных элементов и превращении системы в статически изменяемую, расчет приостанавливается автоматически. На основании полученной картины разрушения можно судить о его характере. Нагрузка на балку в последней сошедшейся итерации и является ее несущей способностью.

3. Предлагаемая методика отвечает современным требованиям расчета строительных конструкций с использованием компьютерной техники.

Моделирование железобетонных конструкций объемными элементами позволяет отказаться от весьма условных эмпирических расчетных моделей.

4. Полученные результаты расчета балочных конструкций методом конечных элементов имеют хорошее согласование с расчетами следующих Норм:

СП, Eurocode 2, ACI 445R-99. При этом, результаты расчетов по предлагаемой методике дают более точную оценку прочности наклонного сечения, т.к. в рамках одной методики, приведенной в каждом из рассмотренных нормативных документах, сложно учесть все факторы, влияющие на сопротивление балок действию поперечной силы. Например, отечественные Нормы не учитывают влияние продольной арматуры на прочность наклонного сечения, Американские нормы принимают длину пролета среза постоянной и т.д. Величину погрешности конечноэлементных расчетов по отношению к нормативным методикам следует признать удовлетворительной, учитывая сложность механизма разрушения железобетонных конструкций по наклонному сечению, описываемую Нормами с использованием эмпирических и полуэмпирических зависимостей.

5. Полученные в работе результаты расчетов при моделировании натурных экспериментов по испытанию железобетонных балок, также имеют хорошее согласование с опытными данными. Величины несущей способности, картины трещинообразования и схемы разрушения балок отвечают экспериментальным данным. Рассмотренный при расчетах широкий диапазон изменения основных факторов, влияющих на прочность наклонного сечения: пролет среза, отношение ширины балки к высоте, класс бетона, наличие поперечного армирования, процент продольного и поперечного армирования, свидетельствует об универсальности предлагаемой методики.

6. Указанный подход к расчету железобетонных конструкций на примере двухопорной однопролетной балки отличается простотой и ясностью получаемых результатов. В связи с хорошим совпадением результатов расчета с данными натурных экспериментов и методиками расчета нормативных документов может рекомендоваться для практического использования при расчете реальных конструкций, а также численного моделирования экспериментов по испытанию железобетонных конструкций.

7. При современном многообразии и сложности железобетонных конструкций и конструктивных систем, в конечном счете, необходим переход на качественно новый уровень в проектировании (после проведения необходимых верификационных расчетов всех классов задач).

Использование объемных конечных элементов позволит объединить расчеты по нормальным, наклонным и пространственным сечениям и будет служить универсальным средством оценки несущей способности всех классов железобетонных конструкций. Осуществляемый при этом переход от внутренних усилий, действующих в сечении, к напряжениям в конечных элементах бетона и арматуры точнее соответствует представлениям сопротивления материалов, теории упругости и теории пластичности.

8. В конечном итоге представляется целесообразным переход от методики нормативных документов с рассмотрением предельных усилий в элементе на рассмотрение напряжений. Данный подход является наглядным и дает ясное представление о напряженно-деформированном состоянии конструкции.

9. На первоначальных этапах расчет прочности с использованием объемных конечных элементов следует отразить в Нормах для оценки прочности наклонных сечений. Классический расчет по наклонным сечениям следует оставить в качестве альтернативного, как это сделано для расчета по предельным усилиям в нормальных сечениях (данный расчет является дополнением к расчету по деформационной модели).

Основное содержание диссертации представлено в следующих публикациях:

1. Залесов А.С. Расчет балочных железобетонных конструкций с помощью объемных конечных элементов [Текст]. / А.С. Залесов, А.А. Пащанин, С.И.

Дубинский // Бетон и железобетон, 2010, вып.

2. Залесов А.С. Расчет прочности железобетонных балок с использованием объемных конечных элементов в развитие норм по проектированию железобетонных конструкций [Текст]. / А.С. Залесов, А.А. Пащанин // Строительная механика и расчет сооружений, 2011, вып. 4.

3. Пащанин А.А. Расчет экспериментальных железобетонных балок при действии поперечных сил с использованием объемных конечных элементов [Текст]. / А.А. Пащанин // Бетон и железобетон, 2011, вып. 6.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.