ТЕГІС ТЕМІРБЕТОН ҚАБЫҚША ЖАБЫНДАРДЫҢ ТҰРАҚТЫЛЫҒЫ

STABILITY OF FLAT REINFORCED CONCRETE SHELLS OF COATINGS

Kamila Sanalbay

Master's student, Department of construction and building materials, KazNRTU named after K. I. Satpayev,

Kazakhstan, Almaty

Saule K. Dostanova

scientific adviser, Doctor of technical sciences, Professor of KazNRTU named after K. I. Satpayev,

Kazakhstan, Almaty

Қазіргі уақытта құрылыста жұқа қабырғалы жабындар сияқты құрылымдар кеңінен қолданылады. Олар жоғары беріктігі мен сенімділігі бар тиімді құрылымдар [1-3]. Сонымен қатар, әлемдегі соңғы бұзылулардың деректері бұл құрылымдардың жеткіліксіз тұрақтылығын көрсетеді. Бұл оларды пайдалану кезінде тепе-теңдік формаларының тұрақтылығының жоғалуы мүмкін және одан әрі деформация процесінде көптеген жағдайларда олардың сарқылуына әкеледі. Жүк көтергіштігі. Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, жұқа қабырғалы құрылымдардың бұзылуының 45% - ы тұрақтылықты жоғалту себебінен болады. Көптеген эксперименттік деректер бастапқыда толық емес, бірақ тұрақтылықтың жергілікті жоғалуын көрсетеді, бұл болашақта жеткілікті үлкен аумақты қамтуы мүмкін және жойқын салдарға әкелуі мүмкін.

Бұл жұмыста жабындардың тегіс темірбетон қабықшаларының тұрақтылығының жоғалуы қарастырылады, олар бір Дат түзеді. Сандық есептеу үшін вариация әдісі қолданылады. Лагранж принципіне сүйене отырып, жүйенің толық энергиясының өзгеруі нөлге тең болуы керек. Қарастырылып отырған жабындардың қабықшалары дискретті қаттылық қабырғалары, қаттылық диафрагмалары және іргелес панельдердің шекарасындағы қисықтық сынықтары түрінде дизайн ерекшеліктеріне ие.

Серпімді икемді тегіс қабықшалар теориясы мен Кирхгоф-Клебштың жұқа шыбықтар теориясына негізделген толық потенциалдық энергияның көрінісі [4-5]:

Э=S V +S V + S V - SA - S A -S A,

мұндағы V, V, V- тиісінше ықтимал деформация энергиясы I –ші қабықшаның, қабырғаның және контур элементінің;

A , A,   A- қабықшаның, контурдың және қаттылық қабырғаларының бірдей бөліктерінде таралған сыртқы күштердің потенциалы.

Энергияның функционалдығы барлық тегіс тікбұрышты ішкі қабаттардың және олармен шектесетін қабырғалардың энергияларының қосындысы түрінде ұсынылған. Қабырғалар арасындағы тегіс қабықша панельдері әр панельде тұрақты болатын әртүрлі физика-геометриялық сипаттамаларға ие болуы мүмкін.

Жиектердің дискретті орналасуын және контурдың жекелеген элементтерін (хі координаталарымен) есепке алу Дирактың дельта - функциясын енгізу арқылы жүргізіледі [4-5]:

0, егер   х¹х_i

d (х)=  

1, егер   х=х_i

Қабықша алдын-ала дайындалған деп болжаймыз, егер іргелес тақталардың шекарасында беткі сынықтар мүмкін болса, онда қабықшаның қисаюын келесі түрде көрсетуге болады [4-5]:

К₁₌  К₁₁ +

K= К₂₁ + ,

мұндағы Хевисайдтың бірлік функциясы Г_о(х-х_i) = 0 , егер х=х_i немесе 1,  егер х>х_i.

I –ші бөліктегі тегіс қабықша үшін деформацияның потенциалдық энергиясы ортаңғы беттің деформация энергиясынан және иілу энергиясынан тұрады, яғни

V= (V)_ср  + (V)_изг ,

мұндағы (V)_ср  - орта бетінің деформация энергиясы, ал (V)_изг  - иілу деформациясының энергиясы.

Жазықтықтағы тікбұрышты қабықшалардың мойынтірек қабілетін зерттеу, олар үшін қатынасы К₁/ К₂ > 5 қисықтық радиусы q / q_р –де жүктеме нәтижесінде 0,63 –тен басталады, мұндағы qP-деструктивті жүктеме, ал q-берілген жүктеме, қабықшаның үзілуінің эллиптикалық схемасы пайда болады, шиеленіс жағдайына сәйкес қабықшаның ауытқуларының максималды мәні өрістің ортаңғы аймағына түседі және шекті күйде қабықшаның пішінінің өзгеруіне әкеледі, содан кейін мақта.       Алынған сыну схемасы эллиптикалық деп аталады, өйткені өрістің сыну контурлары концентрлік эллипстердің құрылымы тұрғысынан болады, сондықтан бұл жұмыста эллиптикалық контурдың бір тістерін қалыптастыру үшін тұрақтылықтың жоғалуы зерттеледі. Мұндай тұжырымдағы тұрақтылық мәселесін қарастыру құрылыс тәжірибесінде қолданылатын тегіс қабықшалардың – қисықтықтың негізгі радиусы 5-10 есе өзгеретін трансмиссиялық қабықшалардың болуымен байланысты. Айта кету керек, ауытқулардың максималды мәні δ²Э=0 сәйкес келетін төменгі критикалық жүктемеге сәйкес келеді.

Бұл жұмыста 1-ден 10-ға дейін өзгеретін К1 С2 кезінде тегіс қабықшалар қарастырылған [6]. Қисықтық қатынасы 1-ге тең болса, эллиптикалық тіс шеңберге өтеді (сурет. 1).

Сурет. 1. Бір майысуды қалыптастыру үшін қабықшаның тұрақтылығын жоғалту

Біркелкі бөлінген жүктеменің белгілі бір мәні бойынша қабықшада контур теңдеуі бар эллипс түрінде тіс пайда болады деп болжаймыз

1 - =0 ,

Мұндағы  а , в – эллипстің негізгі радиусы.

Келесі қатынастарды белгілесек С = а/ l₁ = в/ l ₂  где l₁ , l ₂ – жоспардағы қабықшаның өлшемдері, контурдың теңдеуін келесі түрде жазуға болады:

С² – ( х²  +у² ) =0

Майысқан контур бойымен (х=а, у=в) толық қысу шарттары орындалатынын қабылдаймыз

U = V = W = ,

Мұндағы U, V, W –х,у,z осьтері бағытында қозғалыс компоненттері.

Белгісіз қозғалыс функцияларының қатарға ыдырауын қолдана отырып, майысу аймағын біріктіре отырып, біз U_о, V_о, W _о  параметрлері және майысу мөлшерін сипаттайтын с параметрі арқылы көрсетілген жүйенің толық энергиясының функционалдығын аламыз. Осы параметрлерді өзгерте отырып, біз теңдеулер жүйесін аламыз, онда қиғаштар мен иілу өлшемдері белгісіз. Келесі өлшемсіз шамаларды енгіземіз [6]:

q^o=    ;   g=  ;    l =R₂  /  R₁  ,

R₂ ,   R₁ – қабықшаның қисықтығының негізгі радиусы.

Жұмыста эллиптикалық параболоид тәрізді тегіс темірбетон қабығының тұрақтылығы туралы есеп жасалды.

1-кестеде төменгі критикалық жүктемелердің параметрлерінің кейбір мәндері, тегіс қабық үшін қисықтық радиусының қатынасына байланысты W_o майысуының ортасындағы майысулар мен майысулар өлшемдері келтірілген.

Кесте 1.

Төменгі критикалық жүктемелер параметрлері

Кестеден қисықтық радиусының қатынасы жоғарылаған сайын критикалық жүктеме артып, Қиғаштың ортасындағы қиғаштық пен иілу мөлшері азаятынын көруге болады. Ең қауіпті жағдай l =1 болған кезде сфералық қабықшаға сәйкес келеді. Бұл жағдайда минималды критикалық жүктеме кезінде майысу мөлшері мен қабықшаның иілу мәні артады.

Қорытынды: Жабындар қабықшаларының тұрақтылығын зерттеу кезінде сыртқы жүктеменің шағын мәндері кезінде үлкен деформациялармен қатар жүретін орнықтылықты жоғалтудың төмен нысандарын анықтау қажет. Тұрақтылықты жоғалтудың толық көрінісі үшін әртүрлі факторларды ескеріп, тұрақтылықты зерттеуге ықтималды көзқарасты қолдану қажет.

Әдебиеттер тізімі:

1. Канчели Н.В. кеңістіктік Құрылыс құрылымдары.- М.: Ғылым, 2004.- 119с.
2. Колчунов В.И., Пятикрестовский к.п., Клюева Н.В. жабындардың кеңістіктік құрылымдары. – М., АСВ, 2008.- 352с.
3. Леденев В. В. Құрылыстағы қабық құрылымдары. Оқу. жәрдемақы.- Тамбов, ФГБОУ, "ТГТУ", 2016.- 272с.
4. Александров А. В., Лащенников Б. Я., Шапошников А.Н. Құрылыс механикасы. Жұқа қабырғалы кеңістіктік жүйелер, Мәскеу, 1983, 488 Б.
5. Құрылыс механикасы: Жоғары оқу орындарына арналған оқулық. 1 бөлім. М. Жоғары Мектеп, 2007. 703 Б.
6. Достанова с. х., Касымова Г. Т. тегіс қабықшалардың тұрақтылығын зерттеу. Республикалық ғылыми еңбектер жинағы.- техн. конференция "сәулет және құрылыс: жағдайы және даму болашағы".- Астана, ЕҰУ. Л. Гумилев, 2012.