Вдосконалення інженерного методу розрахунку міцності похилих перерізів попередньо-напруженних таврових залізобетонних балок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вдосконалення інженерного методу розрахунку міцності похилих перерізів попередньо-напруженних таврових залізобетонних балок

Дорофєєв В.С., Карпюк В.М., Карпюк Ф.Р. (Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна)

В результаті виконаного експерименту одержані математичні залежності впливу різних факторів на величину поперечної сили, що сприймається перерізом, довжину проекції небезпечної похилої тріщини c₀, величину нагельного ефекту Q_s, а також коефіцієнт ц_b2. Приведені результати розрахунку несучої здатності дослідних балок, виконані за рекомендаціями діючого CНиП 2.03.01-84*, російського СНиП 52.01, Єврокода 2, з використанням вдосконаленої інженерної методики та їхнє порівняння з дослідними даними даних.

В остані 10-15 років назріла проблема перегляду діючих [1] і створення нових вітчизнянних національних норм проектування. І якщо розрахунку нормальних перерізів прогінних залізобетонних конструкцій у літературі присвячено багато , то прогнозу несучої здатності приопорних ділянок мало. За думкою авторів [2], розробників російських національних норм [3], чисельні пропозиції щодо розрахунку міцності похилих перерізів прогінних залізобетонних конструкцій ще не досягли того рівня, щоби їх можна було прийняти у якості нормативних. Узвязку з цим в нових російських нормах [3] пішли шляхом спрощення із виразу(66) для Q_b щезли коефіцієнти ц_f та ц_n, а також понизили значення коефіцфєнта ц_b2 з 2,0 до 1,5, що, в цілому, як видно із порівняння табл.1, привело до зменшення точночті прогнозу несучої здатності похилих перерізів: коефіцієнт варіації х збільшився від 21,9% за [1] до 56,3% за [3], що підтверджує актуальність даної роботи.

Виходячи з цього, на кафедрах залізобетонних і кам'яних конструкцій та опору матеріалів ОДАБА були виконані широкомаштабні експериментальні дослідження [4], одержані нові дані про НДС приопорних ділянок попередньо-напруженних таврових залізобетонних балок за методикою [5].

Порівняння результатів розрахунків міцності похилих перерізів дослідних балок за різними нормативними методиками з даними експерименту (табл. 1) показало незадовільну їхню збіжність.

До завершення розробки і уточнення існуючої деформаційної моделі або інших моделей, заснованих на теорії пластичності залізобетону, експрес оцінку міцності похилих перерізів залізобетонних елементів, що згинаються, уперихідний період рекомендується виконувати за вдосконаленою авторами статті інженерною методикою діючого СНиП 2.03.01-84*[1], яка базується на адекватних математичних моделях основних параметрів працездатності дослідних балок.

Ці моделі комплексно ураховують дію дослідних факторів і мають достатню інформаційну забезпеченість. Після видалення незначимих і перерахунку тих коефіцієнтів в рівняннях регресії, що залишилися, заміни кодованих змінних на натуральні значення ці моделі перетворюються на звичейні поліноми першої або другої степені, які можна застосувати при такому співідношенні дослідних факторів: c/h0=0,75...3,25; b/f/b=1,75...4,25; h/f/h0=0,14...0,40; мsw=0,0016...0,0060; уsp=0...375Mпа при середніх значеннях коефіцієнта повздовжнього армування (мsw=0,0024...0,0014).

Відносну довжину проекції похилої тріщини визначаємо за допомогою полінома:

Звідси величина проекції похилої тріщини:

Величина поперечної сили, яка сприймається поперечною арматурою:

Причому поперечна арматура, яку пересікає похила тріщина, досягає межі текучості.

Коефіцієнт , який інтегрально ураховує декілька факторів, для важкого бетону може бути визначений за допомогою залежності:

Таблиця 1 Результати порівняння розрахунків несучої здатності похилих перерізів попередньо напружених таврових залізобетонних балок з експериментальними даними

Коефіцієнти та , як підтвердили екперементальні дослідження, доцільно визначити за [1]:

Поперечна сила, яка сприймається бетоном:

Величина нагельного ефекту, що сприймаються повздовжньою арматурою:

Величина руйнуючої поперечної сили по похилій тріщині:

Вплив дослідних факторів на вихідний параметр ц_b2 показано на мал.1. Як видно з математичної моделі (4), ц_b2 найбільше залежить від коефіцієнта поперечного армування (), і відношення ширини звісів полички до товщини ребра ().

Рис.1. Сумісний вплив факторів (відносного прогону зрізу c/h₀, відношення звісів полички b^/_f/b, та поперечного армування м_sw) на величину коефіцієнта ц_b2, який інтегрально ураховує вид, напружений стан бетону і можливі сили зчеплення вид, напружений стан бетону і можливі сили зчеплення

Висновки:

1. Порівняння результатів розрахунків несучої здатності похилих перерізів за нормативними методиками з експериментальними даними показало незадовільну їхню збіжність (табл.1).

Рис.2. Сумісний вплив факторів (відносного прогону зрізу с/h₀, поперечного армування м_sw та величини попереднього напруження у_sp) на величину нагельного ефекту Q_s що сприймається повздовжньою арматурою.

Рис.3. Сумісний вплив факторів (відносного прогону зрізу а/h₀ та величини попереднього напруження у_sp) на величинуc₀/h_0.

2. На перехідний період до становлення деформаційного методу доцільне використання за пропонованої інженерної мнтодики для прогнозу міцності похилих перезів ЗБК.

3. Для випадків складного навантаження балок бажано розвивати деформаційну модель їхньої роботи, застосовувати сучасні методи механіки залізобетону з урахуванням його пластичних та пружнопластичних властивостей.

переріз тріщина залізобетонний балка

Література

1. СНиП 2.03.01-84^*. Бетонные и железобетонные конструкции /Госстрой СССР. - М.:ЦИТП Госстороя СССР, 1985. - 79с.

2. Звездов А.И., Залесов А.С., Мухамедиев Т.А., Чистяков Е.А. О новых нормах проектирования железобетонных и бетонных конструкций // Бетон и железобетон. - 2002. - № 2. С. 2 - 6; №3 С. 10-13; №4. С. 16 - 18.

3. СП 52-101-2004. Бетонные и железобетонные конструкции. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. Госстрой России.- ГУП “НИИЖБ”, 2004. - 55с.

4. Дорофеев В.С., Карпюк В.М., Аветисян А.Г., Крантовская Е.Н., Карпюк Ф.Р., Шепетюк Н.И., Ярошевич Н.Н. О необходимости и постановке системных исследований прочности, трещиностойкости и деформативности приопорных участков железобетонных элементов, испытывающих сложные деформации, с целью уточнения и развития методов их расчета. // Будівельні конструкції/ Зб. наук. праць, вип. 62. -Київ.: НДІБК, 2005. С. 160-167.

5. Вознесенский В.А. Статические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. - 2-е изд., испр. и доп. - М: Финансы и статистика, 1981, С. 215.

6. ENV 1992-1-1:Eurocod 2; Desiqn of Concrete Structures. Part 1; General rules and Rules for Buildinqs. European Prestandart. Iune, 1992.

Размещено на Allbest.ru