Результати роботи використані при проведенні робіт з обстеження й оцінювання технічного стану перекриття надсилосного поверху Дніпродзержинського коксохімзаводу; оцінювання надійності перекриттів із малорозмірних елементів житлових будівель у м. Дніпропетровську.

Особистий внесок здобувача. Розроблена методика оцінки надійності залізобетонних елементів з комплексними перерізами за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, з використанням модельних уявлень залізобетону і рівнянь механічного стану матеріалів (отримала подальший розвиток).

Проведено аналіз і отримані дані про рівень надійності залізобетонних елементів з комплексними перерізами за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, виявлені резерви міцності (отримано вперше).

Розроблена методика раціонального проектування перекриттів із малорозмірних залізобетонних елементів на основі імовірнісного підходу; запропонована нова конструкція балок перекриттів (деклараційний патент України №99063636); сформульовані пропозиції по врахуванню виявлених закономірностей в нормах проектування залізобетонних конструкцій (запропоновано вперше).

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертації обговорювались і доповідались на 9-му і 10-му Польсько-Українському семінарі "Теоретичні основи будівництва" (2001, 2002 р.р.); на міжнародній конференції "Стародубівські читання" у Придніпровській державній академії будівництва та архітектури (2001р.); на наукових семінарах кафедри залізобетонних і кам'яних конструкцій Придніпровської державної академії будівництва та архітектури (2000-2003 р.р.).

У вступі розкрито суть і стан наукової проблеми, обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, викладені мета, основні задачі дослідження, наукова новизна і практична цінність.

У першому розділі перераховані основні області застосування елементів з комплексними перерізами, в тому числі перекриттів із малорозмірних елементів. Практика будівництва і реконструкції свідчить про перспективність використання збірно-монолітних конструкцій, зокрема перекриттів із малорозмірних елементів. Тому необхідно підвищення їх техніко-економічних показників.

Прийнятий в теперішній час метод розрахунку залізобетонних конструкцій за методом граничних станів виходить із передумов, що в конструкції можуть одночасно знаходитись елементи із найневигіднішими значеннями фізико-механічних характеристик матеріалів (робоча арматура, бетон каменів-вкладишів, бетон балок, бетон замонолічування). Крім того, не враховується мінливість геометричних параметрів, які визначають робочу висоту перерізу (висота перерізу, величина захисного шару), які в деяких конструкціях мають більш важливе значення в забезпеченні надійності порівняно із міцнісними характеристиками матеріалів.

Перспективним напрямком в удосконалюванні і розвитку методів розрахунку залізобетонних конструкцій з комплексними перерізами є використання модельних уявлень залізобетонних елементів і результатів випробувань найпростіших зразків матеріалів (діаграми ). До даного напрямку відноситься і чисельно-аналітичний метод оцінки НДС залізобетонних елементів, оснований на використанні модельних уявлень залізобетону і аналітичних залежностей між напруженнями і деформаціями в бетоні і арматурі. Цей метод дозволяє більш точно враховувати особливості роботи бетону і арматури в складі конструкцій, і з єдиних позицій оцінювати напружено-деформований стан на всіх стадіях.

Для раціонального проектування конструкцій с комплексними перерізами необхідно використання імовірнісних методів розрахунку, які дозволяють оцінювати рівень надійності конструкції.

Розглянуті основні методи імовірнісного розрахунку, що використовуються для рішення задач теорії надійності: метод послідовної заміни випадкових аргументів, метод лінеаризації, метод статистичних випробувань (Монте-Карло), метод чисельної лінеаризації та ін.

На теперішній час імовірнісні методи розрахунку є складними і недоступними інженерам-практикам. Необхідна розробка інженерних методів розрахунку і методики раціонального проектування залізобетонних конструкцій з комплексними перерізами, які враховували би положення імовірнісного розрахунку.

На основі аналізу проблеми зроблено наступні висновки:

1) сучасна практика будівництва і реконструкції житлових будинків свідчить про перспективність використання збірно-монолітних перекриттів із малорозмірних елементів, що являються конструкціями з комплексними перерізами;

2) розрахунок комплексних конструкцій, що складаються з декількох елементів з різними фізико-механічними характеристиками за методом граничних станів, може приводити до підвищеної надійності властивостей конструкцій внаслідок неврахування імовірності одночасної появи в конструкції матеріалів з несприятливими, з погляду надійності, значеннями характеристик. Для виявлення рівня надійності залізобетонних конструкцій з комплексними перерізами необхідне використання імовірнісних підходів;

3) аналіз робіт, присвячених розробці методів розрахунку залізобетонних конструкцій, свідчить, що в якості детермінованої моделі для імовірнісного розрахунку залізобетонних конструкцій з комплексними перерізами коректним є використання методів, у яких застосовуються рівняння механічного стану матеріалів.

У другому розділі, з метою апробації і оцінки точності чисельно-аналітичного методу розрахунку НДС, розроблено алгоритм розрахунку залізобетонних малорозмірних перекриттів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, за діючими вітчизняними нормами і чисельно-аналітичним методом оцінки НДС.

Проводилось співставлення результатів розрахунку з даними, отриманими розрахунком за методикою діючих норм. Остання приймалась в якості еталонної.

Розрахунок за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, виконано для елементів таврового і комплексного перерізу.

Розрахунок був виконаний для елементів, армованих сталлю класу А-ІІІ, бетон балки - класу В20, монолітний бетон заповнення пазух - класу В25, бетон каменів-вкладишів - класу В15, при різних варіантах армування елементів (відношення змінювалося від 0,05 до 1,4).

Аналіз проведених розрахунків дозволяє зробити висновок, що чисельно-аналітичний метод розрахунку НДС залізобетонних конструкцій із задовільною точністю оцінює міцність елементів (похибка не перевищує 5,5 %).

Отже, у подальших імовірнісних розрахунках є коректним використання чисельно-аналітичного методу розрахунку НДС залізобетонних елементів.

У третьому розділі розроблено методику, алгоритми і програму імовірнісного розрахунку залізобетонних конструкцій методами лінеаризації; послідовної заміни випадкових аргументів; чисельної лінеаризації; статистичних випробувань (Монте-Карло). Програма реалізована в математичному пакеті "Mathcad Professional 2000". Програма дозволяє знаходити статистичні характеристики функції міцності при відомих статистичних характеристиках мінливих параметрів і проводити аналіз надійності залізобетонних елементів, що згинаються, за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі.

З метою оцінки точності методів імовірнісного розрахунку досліджувалися залізобетонні елементи прямокутного і таврового перерізів. Мінливими параметрами прийняті такі: опір арматури розтягу, опір бетону стиску, геометричні параметри перерізів.

Результати проведених досліджень свідчать, що найбільш точним імовірнісним методом (за критерієм найменшого значення коефіцієнта варіації міцності елемента) для побудови розподілу функції міцності залізобетонних елементів, що не описується в явному вигляді, є метод статистичних випробувань, а для функції міцності, що описується в явному вигляді аналітичними виразами - метод лінеаризації. При цьому спостерігаються незначні розбіжності між коефіцієнтами варіації міцності елемента, що отримані за допомогою різних імовірнісних методів, тому всі вони можуть використовуватися для імовірнісних розрахунків.

Для дослідження законів розподілу міцності залізобетонних елементів, що згинаються, з комплексними перерізами, нормальними до повздовжньої осі, розглянуто елементи з геометричними характеристиками, приведеними на рис. 2.

Мінливими параметрами прийняті такі: опір арматури, опір бетону балки, каменя-вкладиша, заповнення пазух, геометричні параметри. Статистичні характеристики опору матеріалів визначалися за формулами:

;

;

;

,

де - відповідно середні квадратичні відхилення опорів арматури і бетону;

- відповідно середнє, нормативне і розрахункове значення опору арматури;

- відповідно середнє, нормативне і розрахункове значення опору бетону.

Мінливість геометричних параметрів приймалась згідно діючих нормативних документів (система забезпечення геометричної точності в будівництві), відповідно яким ширина поля допуску геометричних параметрів (від номінального чи середнього значення) приймається рівною трьом середньоквадратичним відхиленням. Отже, нормовану величину середньоквадратичного відхилення геометричного параметра можна визначити за формулою

,

де - середньоквадратичне відхилення геометричного параметра ,

- граничне відхилення параметра, що допускається.

Установлено, що розподіл міцності залізобетонних елементів, що згинаються, за перерізами, нормальними до повздовжньої осі, можливо описати розподілом Гауса. Розбіжності між статистичними характеристиками міцності елементів, отриманими при апроксимації статистичного ряду міцності розподілами Гауса і Пірсона є несуттєвими (рис. 4). Розподіл міцності залізобетонних елементів, що згинаються, відрізняється від нормального лише незначним ексцесом і асиметрією, що підтверджується близькими до нуля значеннями цих характеристик.

У третьому розділі розроблено методику, алгоритм і програму імовірнісного розрахунку міцності залізобетонних елементів, що згинаються, з використанням методу чисельної лінеаризації і чисельно-аналітичного методу оцінки НДС.

У запропонованій методиці міцність залізобетонних елементів прийнята розподіленою за нормальним законом (Гауса). Тому для визначення міцностей по перерізах, нормальних до подовжньої осі елементів, із забезпеченістю 0,99865 і 0,95 використовувалися такі формули:

;

,

де - відповідно, міцність по перерізах, нормальних до повздовжньої осі елемента з забезпеченістю 0,99865 і 0,95;

- математичне сподівання міцності за перерізами, нормальними до повздовжньої осі залізобетонного елемента;

- середнє квадратичне відхилення міцності за перерізами, нормальними до повздовжньої осі залізобетонного елемента.

Результати проведених розрахунків свідчать, що при врахуванні нормованої мінливості визначальних параметрів, забезпеченість міцності залізобетонних елементів прямокутного, таврового і комплексного перерізів у діапазоні зміни параметра = 0,2…1,4 - завищена. Ці результати можна пояснити спільним впливом мінливості визначальних параметрів конструкцій на мінливість їхніх властивостей.

У четвертому розділі приведені результати оцінки надійності за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі елементів, що згинаються, з комплексними перерізами.

З метою порівняння результатів, одержаних напівімовірнісним методом (методом граничних станів) і імовірнісним методом, розглянуті залізобетонні елементи, що згинаються, з комплексними перерізам. Враховувалась мінливість: а) опору матеріалів; б) опору матеріалів і геометричних параметрів перерізів. При цьому розглядалися дев'ять варіантів комбінацій класів бетону компонентів комплексного елемента (табл. 1.).

Таблиця 1. Комбінації класів бетону компонентів елементу з комплексним перерізом

З метою оцінки надійності залізобетонних елементів з комплексними перерізами обчислювалися значення функції безпеки:

,

де - математичне сподівання міцності;

- розрахункова міцність (обчислена за нормами проектування) чи міцність з певною забезпеченістю (обчислена імовірнісним методом).

Також обчислювалося відношення

що характеризує зайві запаси ( ) чи недостатню забезпеченість розрахункової міцності в порівнянні з забезпеченістю 0,99865 (коефіцієнт запасу міцності ). Крім того, були визначені коефіцієнти варіації міцності елементів.

З огляду на те, що конструктивні малорозмірні елементи перекриттів виготовляються з бетону класу не більш В30, при розробці практичних рекомендацій враховувалися результати досліджень надійності міцності для варіантів 1...6 (табл. 1).

Апроксимація найменших значень коефіцієнта запасу міцності має такий вигляд:

У п'ятому розділі розроблено методику раціонального проектування малорозмірних залізобетонних конструкцій перекриттів, суть якої полягає в мінімізації витрат матеріалів (бетону й арматури) з урахуванням необхідної надійності міцності конструкцій.

Відповідно до розробленої методики раціонального проектування був проведений розрахунок залізобетонних елементів, що згинаються, з комплексним перерізом.

Балки і монолітний бетон виготовлені з важкого бетону з розміром гранітного щебеню 5 - 10 мм, камені-вкладиші виготовлені із шлакобетону. При цьому використаний шлакопортландцемент активністю

осадка конусу бетонної суміші - ОК=3 см.

У розрахунках враховувалася мінливість опору матеріалів і геометричних параметрів перерізу.

На першому етапі розрахунку були виявлені зайві запаси надійності міцності і можливість знизити клас бетону балки, каменів-вкладишів, монолітного бетону, а також знизити витрати арматури.

Площа перерізу арматури була знижена на 2,9%; 5%; 8% і 12%, відповідно, для , рівного 0,4; 0,6; 0,8; 1,0.

Економія цементу після корегування вихідного класу бетону склала для: бетону балки - 35,6%, 15,1% при =1,20 і =1,40, відповідно; монолітного бетону - 13,1%; бетону каменя-вкладиша - 21,7%.

Результати оцінки надійності конструкцій приведено в табл. 2.

Таблиця 2. Результати розрахунків міцності залізобетонних елементів, що згинаються

Примітка. ^* В чисельнику - вихідний варіант; в знаменнику - за методикою раціонального проектування.

Висновки

У дисертаційній роботі наведене рішення наукової задачі, що полягає в удосконаленні метода розрахунку залізобетонних елементів перекриттів з комплексними перерізами за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, на основі теорії надійності будівельних конструкцій, що дозволяє досягнути економії матеріальних ресурсів на стадії проектування залізобетонних конструкцій.

Проведені дослідження дозволяють зробити наступні висновки:

1. Перекриття із малорозмірних елементів є комплексними, тому що в їхній склад входять конструктивні елементи з різними фізико-механічними характеристиками. В даний час для розрахунку залізобетонних елементів, що згинаються, з комплексними перерізами, існує два підходи:

метод розрахунку залізобетонних конструкцій за граничними станами (метод діючих вітчизняних норм);

метод розрахунку з використанням модельних уявлень залізобетону і рівнянь механічних станів матеріалів. До даного напрямку відноситься і чисельно-аналітичний метод оцінки НДС залізобетонних елементів.

2. З метою апробації й оцінки точності чисельно-аналітичного методу розрахунку НДС розроблений алгоритм розрахунку залізобетонних малорозмірних перекриттів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, за діючими вітчизняними нормами і чисельно-аналітичним методом оцінки НДС. Проведено розрахунок міцності по перерізах, нормальних до повздовжньої осі, для елементів таврового і комплексного перерізів при різних варіантах армування.

Аналіз даних проведених розрахунків свідчить, що чисельно-аналітичний метод розрахунку НДС залізобетонних елементів із задовільною точністю оцінює міцність перерізів, нормальних до повздовжньої осі (розбіжність не перевищує 5,5 %), і його можна використовувати для імовірнісного розрахунку залізобетонних конструкцій.

3. Розроблено методику, алгоритми і програму імовірнісного розрахунку залізобетонних конструкцій методами лінеаризації; послідовної заміни випадкових аргументів; чисельної лінеаризації; статистичних випробувань (Монте-Карло). Програма реалізована в математичному пакеті "Mathcad Professional 2000". Програма дозволяє знаходити статистичні характеристики функції міцності при відомих статистичних характеристиках мінливих параметрів і проводити аналіз надійності залізобетонних елементів, що згинаються, за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі.

4. Результати проведених досліджень свідчать, що найбільш точним імовірнісним методом (за критерієм найменшого значення коефіцієнта варіації міцності елемента) для побудови розподілу функції міцності залізобетонних елементів, що не описується в явному вигляді, є метод статистичних випробувань, а для функції міцності, що описується в явному вигляді аналітичними виразами - метод лінеаризації. При цьому спостерігаються незначні розбіжності між коефіцієнтами варіації міцності елемента, отриманими різними імовірнісними методами, тому всі вони можуть використовуватися для імовірнісних розрахунків.

5. Установлено, що розподіл міцності залізобетонних елементів, що згинаються, за перерізами, нормальними до повздовжньої осі, можливо описати розподілом Гауса. Розбіжності між статистичними характеристиками міцності елементів, отриманими при апроксимації статистичного ряду міцності розподілами Гауса і Пірсона є несуттєвими.

6. Результати проведених розрахунків свідчать, що при врахуванні нормованої мінливості визначальних параметрів, забезпеченість міцності залізобетонних елементів прямокутного, таврового і комплексного перерізів у діапазоні зміни параметра = 0,2…1,4 - завищена. Ці результати можна пояснити спільним впливом мінливості визначальних параметрів конструкцій на мінливість їхніх властивостей.

7. З метою дослідження надійності малорозмірних залізобетонних елементів перекриттів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, були проведені імовірнісні розрахунки залізобетонних конструкцій у широкому діапазоні армування , при різних комбінаціях класів бетону балок, каменів-вкладишів, монолітного бетону , при врахуванні різної змінюваності визначальних параметрів (міцності бетону й арматури, геометричних параметрів).

8. Сформульовано практичні рекомендації в рамках діючих норм (методики граничних станів) з розрахунку міцності перекриттів із малорозмірних елементів по перерізах, нормальних до повздовжньої осі. Відповідно до рекомендацій, міцність елемента, отриману за методикою діючих норм, необхідно домножати на коефіцієнти запасу міцності, що мають такий вигляд:

9. Розроблено методику раціонального проектування малорозмірних залізобетонних конструкцій перекриттів, суть якої полягає в мінімізації витрат матеріалів (бетону й арматури) з урахуванням необхідної надійності міцності конструкцій.

З використанням розробленої методики раціонального проектування був проведений розрахунок залізобетонних елементів, що згинаються, з комплексним перерізом. В результаті була виявлена можливість знизити: а) площу перерізу арматури на 2,9%; 5%; 8% і 12%, відповідно, для , рівного 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; б) клас бетону балки, монолітного бетону, каменя-вкладиша, в результаті чого економія цементу склала для: бетону балки - 35,6%, 15,1%, відповідно, при =1,20 і =1,40; монолітного бетону - 13,1%; бетону каменя-вкладиша - 21,7%.

Список опублікованих праць

1. Савицкий Н.В., Тищенко Е.А. Обеспеченность прочности железобетонных элементов с комплексными сечениями // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА, 2001. Вып. 14. - с. 102 - 106 (автором проведені розрахунки по визначенню надійності комплексних залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі).

2. Савицкий Н.В., Швец Н.А., Тищенко Е.А. Экономическая эффективность проектирования железобетонных конструкций перекрытий из мелкоразмерных элементов вероятностным методом // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА, 2001. Вып. 15. - с. 22 - 28 (автором, згідно з запропонованою методикою, визначена можлива економія матеріалів залізобетонних конструкцій перекриттів із малорозмірних елементів).

3. Савицкий Н., Швец Н., Тищенко Е. Методы вероятностного расчета железобетонных конструкций и оценка их точности // Theoretical Foundations of Civil Engineering, No 9. - Warsaw: Wydawniczej Politechniki Warszawskiej, 2001.-pp. 153 - 158 (автором проведено імовірнісні розрахунки залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, з використанням різних методів імовірнісного розрахунку; для метода статистичних випробувань отримана оптимальна кількість статистичних випробувань).

4. Савицкий Н.В., Тищенко Е.А. Анализ плотностей распределения вероятностей несущей способности железобетонных элементов // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА, 2002. Вып. 16. - с. 47 - 53 (автором виконані імовірнісні розрахунки комплексних залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, при використанні законів розподілу Пірсона і Гауса).

5. Савицкий Н., Тищенко Е. Расчет прочности изгибаемых железобетонных элементов с комплексными сечениями // Theoretical Foundations of Civil Engineering, No 10. - Warsaw: Wydawniczej Politechniki Warszawskiej, 2002. - т.2, pp. 797 - 802 (автором проведено розрахунки комплексних залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі).

6. Пат. 34342 А, МПК 6 Е04В1/04. Залізобетонна балка / В.С. Магала, М.В. Савицький, О.А. Шевченко. - №99063636; Заявл. 29.06.99; Опубл. 15.02.01. Бюл. №1. - 2 с (автором виконано літературний аналіз існуючих конструкцій залізобетонних балок).

7. Савицкий Н.В., Тищенко Е.А. Использование вероятностных методов для расчета железобетонных конструкций // Строительство. Материаловедение. Машиностроение (серия Стародубовские чтения). Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА, 2002. Вып. 16. - с. 47 - 53 (автором виконано співставлення результатів проведених імовірнісних розрахунків залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі, отриманих при використанні різних методів імовірнісного розрахунку).

Анотація

Тищенко О.А. Надійність перекриттів із малорозмірних залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2002.

У дисертації викладені основні теоретичні дослідження методів розрахунку міцності комплексних залізобетонних елементів за перерізами, нормальними до повздовжньої осі. Виконано оцінку точності методів імовірнісного розрахунку і дослідження законів розподілу міцності комплексних залізобетонних елементів по перерізах, нормальних до повздовжньої осі. Розроблено методику, алгоритми і програму імовірнісного розрахунку комплексних залізобетонних елементів, що згинаються. З використанням розробленої методики проведений аналіз надійності комплексних залізобетонних елементів за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі. Сформульовані пропозиції для норм проектування залізобетонних конструкцій з розрахунку комплексних залізобетонних елементів, що згинаються, за міцністю перерізів, нормальних до повздовжньої осі. Запропонована методика раціонального проектування комплексних залізобетонних елементів.

Ключові слова: залізобетонні елементи з комплексними перерізами, згин, міцність, надійність, імовірнісний розрахунок, оцінка надійності, забезпеченість міцності, раціональне проектування, малорозмірні конструкції перекриттів.

Аннотация

Тищенко Е.А. Надежность перекрытий из мелкоразмерных железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск, 2002.

В диссертации изложены основные теоретические исследования методов расчета прочности комплексных железобетонных элементов по сечениям, нормальным к продольной оси.

Разработана методика, алгоритмы и программа вероятностного расчета железобетонных конструкций методами линеаризации; последовательной замены случайных аргументов; численной линеаризации; статистических испытаний (Монте-Карло). Программа позволяет находить статистические характеристики функции прочности при известных статистических характеристиках изменчивых параметров и проводить анализ надежности изгибаемых железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что наиболее точным вероятностным методом (по критерию наименьшего значения коэффициента вариации прочности элемента) для построения распределения функции прочности изгибаемых железобетонных элементов по сечениям, нормальным к продольной оси, которые не описываются в явном виде, является метод статистических испытаний, а для функции прочности, описываемой в явном виде аналитическими выражениями - метод линеаризации. При этом наблюдаются незначительные расхождения между коэффициентами вариации прочности элемента, полученными разными вероятностными методами, поэтому все они могут использоваться для вероятностных расчетов. Установлено, что распределение прочности изгибаемых железобетонных элементов по сечениям, нормальным к продольной оси, возможно описать распределением Гаусса. Расхождения между статистическими характеристиками прочности элементов, полученными при аппроксимации статистического ряда прочности распределениями Гаусса и Пирсона являются несущественными. Распределение прочности изгибаемых железобетонных элементов отличается от нормального лишь незначительным эксцессом и асимметрией, что подтверждается близкими к нулю значениями этих характеристик.

Разработана методика, алгоритмы и программа вероятностного расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов с использованием метода численной линеаризации и численно-аналитического метода оценки напряженно-деформированного состояния. Результаты проведенных расчетов свидетельствуют, что при учете нормируемой изменчивости определяющих параметров, обеспеченность прочности изгибаемых железобетонных элементов прямоугольного, таврового и комплексного сечений в диапазоне изменения параметра = 0,2 … 1,4 - завышенная. Эти результаты можно объяснить совместным влиянием изменчивости определяющих параметров конструкций на изменчивость их свойств. С использованием разработанной методики проведен анализ надежности комплексных железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси. Сформулированы практические рекомендации в рамках действующих норм (методики предельных состояний) по расчету прочности перекрытий из мелкоразмерных элементов по сечениям, нормальным к продольной оси. Разработана методика рационального проектирования мелкоразмерных железобетонных конструкций перекрытий, суть которой заключается в минимизации затрат материалов (бетона и арматуры) с учетом необходимой прочности конструкций.

Ключевые слова: железобетонные элементы с комплексными сечениями, изгиб, прочность, надежность, вероятностный расчет, оценка надежности, обеспеченность прочности, рациональное проектирование, мелкоразмерные конструкции перекрытий.

Summary

Tishchenko Е.А. Reliability of overlaps of small-sized of reinforced-concrete elements on strength of cross-sections, normal to a centerline. - Manuscript.

A thesis for the candidate of technical sciences degree in speciality 05.23.01 - structural elements, buildings and structures. Prydnieprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture, Dnepropetrovsk, 2002.

In the thesis the basic idealized researches of methods of strength calculation of composite reinforced-concrete elements on cross-sections, normal to a centerline are explained. The estimate of probability calculation methods accuracy and research of distribution laws of composite reinforced-concrete elements strength on cross-sections, normal to a centerline is performed. The method and program of the probabilistic calculation of flexible reinforced-concrete elements with composite cross-sections are developed. Using the designed method the analysis of composite reinforced-concrete elements reliability on strength of cross-sections, normal to a centerline is carried out. The proposals for the standards of designing the reinforced-concrete structures by the calculation of strength of flexible composite reinforced-concrete elements on cross-sections, normal to a centerline are given. The method of rational designing the composite reinforced-concrete elements is offered.

Keywords: reinforced-concrete elements with composite cross-sections, bending, strength, reliability, probabilistic calculation, analysis of reliability, maintain of strength, rational design, small-size structure of overlaps.

Размещено на Allbest.ru