Автореферат диссертации (1141451), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Методологической основойисследований служили труды отечественных и зарубежных авторов в областинаучных исследований усталостного сопротивления и выносливостижелезобетонных конструкций, сопротивления железобетонных конструкцийдействию поперечных сил при статическом нагружении, сцепления арматуры сбетоном при статическом нагружении, механики твердого тела, расчетныхтехнологий, реализующих многоэтапный конечноэлементный анализ, а такжегипотезы, принятые в теории железобетона, строительной механике,общепринятые численные методы расчетного анализа.6Экспериментальные исследования были выполнены с использованиемсредств испытаний и измерений, в том числе:- испытательных машин, позволяющих производить нагружение образцов собеспечением контроля усилий, передаваемых на образец;- средств измерения деформаций, перемещений;- программно-технический комплекс, изготовленный с применениемпромышленных микроконтроллеров, конструктивно и программно совместимыхс IBM PC;- портативный компьютерный термограф ИРТИС-2000 с ноутбуком дляконтроля гистерезисных энергопотерь при циклических нагрузках.Проведение и обработка результатов экспериментов были выполнены всоответствии с требованиями и рекомендациями ГОСТов и нормативныхдокументов.Научная новизна работы состоит в следующем:- Разработаны основные положения теории выносливости железобетонныхконструкций, отличающиеся от ранее существовавших тем, что позволяютучитывать в расчетах одновременное изменение напряженно-деформированногосостояния железобетонных конструкций, прочностных и деформативных свойстви режимов деформирования бетона и арматуры в составе конструкций в процессециклического нагружения, а также реальные формы их усталостногоразрушения.- Разработаны новые методика и методы расчета железобетонных конструкцийна выносливость, учитывающие одновременное изменение НДС элементов,прочностных и деформативных свойств и режимов деформирования бетона иарматуры, а также реальные формы усталостного разрушения в зоне совместногодействия изгибающих моментов и поперечных сил.- Установлены экспериментально обоснованные механизмы усталостногоразрушения железобетонных конструкций при совместном действииизгибающих моментов и поперечных сил при различных пролетах среза.- Для моделирования всех возможных вариантов механизмов разрушенияразработана система критериев выносливости железобетонных конструкций присовместном действии игибающих моментов и поперечных сил, основанная начастных характеристиках выносливости бетона и арматуры, и условий ихсовместной работы.- Установлены параметры предельного состояния железобетонных конструкцийпри многократно повторяющихся нагрузках для различных пролетов среза.- Разработаны экспериментально обоснованные расчетные модели усталостногосопротивления железобетонных изгибаемых элементов действию поперечных силпри различных пролетах среза.- Аналитические уравнения для оценки предела выносливости и описанияизменений усталостной прочности бетона сжатой зоны.- Аналитические уравнения для описания изменений смещений арматуры взаделке при многократно повторяющихся нагрузках.- Аналитические уравнения для оценки предела выносливости и описанияизменений усталостной прочности сцепления арматуры с бетоном и усталостной7прочности анкеровки арматуры.- Новые, экспериментально обоснованные, теоретическиеданные,овыносливости, о характере образования, развития усталостных трещин примногократно повторяющихся нагрузках, усталостного разрушения бетонных ижелезобетонных элементов при местном сжатии и железобетонных изгибаемыхэлементов в зоне действия поперечных сил.- Экспериментально обоснованные теоретические результаты о характерераспределения наибольших напряжений железобетонных изгибаемых элементовв зоне действия поперечных сил и при местном сжатии, полученные методомконтроля гистерезисных энергопотерь. По результатам численных исследований установлены: распределение напряжений в бетоне, в поперечной и продольной арматуре взоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил приразличных пролетах среза; характер образования и развития трещин в зоне совместного действияизгибающих моментов и поперечных сил при различных пролетах среза; пределы выносливости железобетонных элементов при различных пролетахсреза; теоретические линии выносливости железобетонных элементовприразличных пролетах среза.Теоретическая значимость работы:- Разработанная теория выносливости железобетонных конструкций присовместном действии игибающих моментов и поперечных сил уч итывают врасчетах реальные режимы деформирования бетона и арматуры в составеконструкций в процессе циклического нагружения, а также реальные формы ихусталостного разрушения.- Универсальность предложенных базовых положений теории выносливостипри совместном действии игибающих моментов и поперечных сил являетсяосновой построения теории выносливости железобетонных конструкций приразличных видах напряженно-деформированного состояния.- Предложенные новые методика и методы расчета железобетонных конструкцийна выносливость корректно отражают и в расчетах учитывают одновременноеизменение напряженно-деформированного состояния элементов, прочностных идеформативных свойствбетона и арматуры, а также реальные формыусталостного разрушения в зоне совместного действия изгибающих моментов ипоперечных сил.- Выявленные механизмы усталостного разрушения и система критериеввыносливости железобетонных конструкций определяют и обозначаютпредельные состояния железобетонных конструкций с различными пролетамиисреза при совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил примногократно повторяющихся нагрузках..8- Предложенные расчетные модели усталостного сопротивления совместномудействию игибающих моментов и поперечных сил при различных пролетах срезаотражают действительную работу и усталостное разрушение железобетонныхконструкций при многократно повторяющихся нагрузках..- Теоретические данные о выносливости, о напряженно-деформированномсостоянии, о характере образования, развития усталостных трещин примногократно повторяющихся нагрузках, усталостного разрушения бетонных ижелезобетонных элементов при местном сжатии и железобетонных изгибаемыхэлементов в зоне действия поперечных сил.Практическая значимость работы:- Установлены экспериментально обоснованные механизмы усталостногоразрушения железобетонных конструкций при совместном действииизгибающих моментов и поперечных сил при различных пролетах среза.- Установлены закономерности изменения НДС железобетонных конструкций,прочностных и деформативных свойств и режимов деформирования бетона иарматуры в составе конструкций в процессе циклического нагружения.- Разработана система критериев выносливости железобетонных конструкцийпри действии поперечных сил при различных пролетах среза.- Определены пределы выносливости бетона сжатой зоны, продольной ипоперечной арматуры, а также анкеровки продольной арматуры.- Определены и обозначены научно обоснованные параметры предельногосостояния железобетонных конструкций при совместном действии изгибающихмоментов и поперечных сил при многократно повторяющихся нагрузках, чтопозволяет повысить надежность оценки выносливости конструкций и зданий вцелом.На защиту выносятся:- Основные положения теории выносливости железобетонных конструкций.- Классификация расчетных случаев выносливости железобетонных элементовпри совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил.- Классификация, качественная и количественная оценка стадий НДСжелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действияизгибающих моментов и поперечных сил при многократно повторяющихсянагрузках.- Общие положения и концепция построения расчета выносливостижелезобетонных изгибаемых элементов при совместном действии изгибающихмоментов и поперечных сил при различных пролетах среза.-Возможные механизмы усталостного разрушения железобетонных конструкцийпри совместном действии изгибающих моментов и поперечных сил приразличных пролетах среза.- Система критериев выносливости железобетонных конструкций присовместном действии изгибающих моментов и поперечных сил.-9- Параметры предельного состояния железобетонных элементов при действиипоперечных сил при различных пролетах среза для многократно повторяющихсянагрузок.- Новые методика и методы расчета железобетонных конструкций навыносливость,учитывающие одновременное изменение НДС элементов,прочностных, деформативных свойств, режимов деформирования бетона иарматуры в составе конструкций в процессе циклического нагружения, а такжереальные формы усталостного разрушения в зоне совместного действияизгибающих моментов и поперечных сил.- Расчетные модели усталостного сопротивления железобетонных элементовсовместному действию изгибающих моментов и поперечных сил при различныхпролетах среза.- Методы расчета напряжений в бетоне, арматуре и в заделке арматуры, атакже их коэффициентов асимметрии цикла с учетом режимов реальногодеформирования бетона и арматуры в составе конструкций при циклическомнагружении.- Методы расчета пределов выносливости бетона, арматуры и анкеровкиарматуры с учетом изменения коэффициентов асимметрии цикла напряжений изза развития деформаций виброползучести бетона в стесненных условиях.- Результаты численного анализа сопротивления железобетонных элементовпри различных пролетах среза методом конечных элементов с применением ПКЛира и ПК Ansis.- Результаты экспериментальных исследований усталостного сопротивленияжелезобетонных балок при различных пролетах среза по обоснованию основныхположений теории выносливости железобетонных конструкций, системкритериев выносливости железобетонных конструкций при действиипоперечных сил,разработанных расчетных моделей усталостногосопротивления, гипотез, положенных в основу новых методики и методоврасчета железобетонных конструкций на выносливость.Степень достоверности результатов исследования.Представленные в диссертации результаты исследований, выводы изаключения подтверждаются использованием общепризнанных математическихмоделей, методов расчета и расчетных технологий, а также удовлетворительнойкорреляцией результатов численных исследований и данных физическихэкспериментов, в том числе: проведенными экспериментальными исследованиями по изучениюфизических процессов упругого и неупругого деформирования и разрушенияжелезобетонных балок в условиях совместного действия изгибающих моментови поперечных сил; корректным применением методов теории железобетона, теории твердогодеформируемого тела, строительной механики и теории сооружений; проведенными теоретическими исследованиями по разработке методамоделирования неупругого деформирования бетона и усталостного разрушенияжелезобетонных элементов; корректным применением сертифицированных расчетных комплексов;10 применением при выполнении экспериментальных исследованийсовременных контрольно-измерительных приборов и регистрирующегооборудованиясавтоматизированнымпрограммно-математическимобеспечением обработки и анализа результатов испытаний; сравнительным анализом и сходимостью результатов физическихэкспериментов и численных исследований, выполненных на основеразработанных методов моделирования неупругого деформирования иразрушения железобетона.Реализация результатов исследований.Основные положения исследований и полученные результатыиспользованы:- Казанским институтом «ГИПРОНИИАВИАПРОМ» в процессе проектированияреконструкции и технического перевооружения промышленных предприятий,для проверки выносливости наклонных сечений при усилении железобетонныхконструкций различных промышленных зданий.- Научно-проектно-производственной фирмой «Фундаментспецремонт» впроцессе проектирования строительства и реконструкции зданий различногоназначения для проверки выносливости железобетонных конструкций придействии поперечных сил.При разработке следующих нормативно-методических документов и патента:- Патент на изобретение №2315271 / Способ определения зон концентрациинапряжений в строительных конструкциях.

Характеристики

Список файлов диссертации