Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XXII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 01 июня 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Архитектура, Строительство

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Котенок И.В., Трифонова А.В. ВОПРОСЫ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ УЧЁТЕ ЗАПРОЕКТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XXII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(22). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/11(22).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ВОПРОСЫ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ УЧЁТЕ ЗАПРОЕКТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Котенок Ирина Викторовна

магистрант кафедры «Строительные конструкции» Брянского государственного инженерно-технологического университета,

РФ, г. Брянск

Трифонова Анастасия Викторовна

магистрант кафедры «Строительные конструкции» Брянского государственного инженерно-технологического университета,

РФ, г. Брянск

Моргунов Михаил Валерьевич

научный руководитель,

канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительные конструкции» Брянского государственного инженерно-технологического университета,

РФ, г. Брянск

Вопрос сохранения устойчивости строительных конструкций при запроектных воздействиях изучается на протяжении многих десятков лет, серьезные исследования, затрагивающие эту тему, обозначились с 1990 г. Наиболее известными являются работы Ю.М. Стругацкого, П.Г. Еремеева, Г.А. Гениева, Ю.И. Кудишина, Г.И. Шапиро и др.  [1].

Вместе с тем, расчет устойчивости строительных конструкций при внезапных запроектных воздействиях определяется исходя из расчетов элементов на надежность, согласно утвержденным нормам и правилам.

В настоящее время общепризнанно, что надежность конструкции является тем показателем, который позволяет объективно оценить проектное решение. Действительно, большинство норм проектирования, основан­ных на теории надежности, склонны определять цель строительного проектирова­ния и оценки состояния существующих и усиливаемых конструкций как «достиже­ние приемлемой вероятности отказа или надежности конструкций или сооружений».

В соответствии с современными представлениями расчет несущей способно­сти сжатого элемента по нормальным сечениям может осуществляться двумя ос­новными методами: методом предельных усилий и диаграммным методом [1]. Оба эти метода отражены в действующих российских нормах и нормах EN 1992-1-1 [6, 7], а также включены в российские нормы [5].

Суть единого для всех стран расчета по предельным усилиям в определении несущей способности как уравновешенной суммы предельных усилий в бетоне и арматуре сечения. Отличие заключается в определении предельного усилия в бе­тоне, основанном на упрощении формы сжатой зоны и эмпирических данных. Трансформация метода предельных усилий происходила со временем. Основные отличия заключались в форме эквивалентной эпюры сжатой зоны, учета допусти­мых усилий в арматуре, разделения на виды внецентренного сжатия и иных эмпи­рических соотношениях [2].

Метод расчета внецентренно сжатых элементов по предельным усилиям после 2003 года в отечественных нормах [4, 5] в дальнейшем дополнен бо­лее универсальным диаграммным методом расчета. Метод предельных усилий также включен в [6]. Основное отличие нового документа от предыдущих заключается в расширении возможностей для расчета конструкций из высокопроч­ного бетона.

Расчет по прочности нормальных сечений по методу предельных усилий в [6] производят в зависимости от соотношения между значением относи­тельной высоты сжатой зоны бетона , определяемого из соответствующих усло­вий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны , при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению [3].

Значение граничной относительной высоты сжатой зоны :

                                                                                                                   (1)

где относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных ;

       относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных .

                                                                                                                        (2)

Условие равновесия сечения записывается в виде:

                                                (3)

где  расстояние от точки приложения продольной силы N до центра тяжести сечения растянутой или наименее сжатой (при полностью сжатом сечении элемента) арматуры, которое принимается в соответствии с п. 8.1.14 [5].

При  высота сжатой зоны определяется по формуле:

                                                                                                                 (4)

При  высота сжатой зоны определяется по формуле:

                                                                                                         (5)

Стоит отметить, что формула (5) была получена с применением упрощенной зависимости между напряжениями в растянутой арматуре и относительной высо­той сжатой зоны [6]:

                                                                                                                   (6)

Как отмечено в работе [2] - эта зависимость удовлетворительно совпадает с более точным решением при бетонах класса не выше В30 и арматуре А1-АШ (А240-А400). В нормах [5] существовало ограничение на при­менение такой упрощенной формулы. Для других классов арматуры и бетона рас­чет проводился по уточненной методике с учетом полноты эпюры сжатой зоны (общий случай расчета). Аналогичное ограничение было введено и в нормативные документы Белоруссии СНБ 2.03.01, разработанные также в развитие методик СНиП 2.03.01-84 в 2003 г. При этом расчет при прочности бетона выше С25/30 (класс В 30) авторы белорусских норм рекомендовали проводить только по дефор­мационной модели. В [6] никаких ограничений на применение формулы (6) не накладывается.

При этом, формула (1) определения граничной относи­тельной высоты сжатой зоны , упрощена по сравнению с формулой для вычисления граничной относительной высоты сжатой зоны в редакции норм [5], для которых исследования надежности проводились ранее. Исходные данные, а также сравнение результатов расчета по новой формуле и старой формуле норм 1984 г. представлено ниже.

Рассмотрим колонну со следующими исходными данными:  = 400 мм,   = 400 мм,  = 1650 мм. Расчет проводится по следующей комбинации расчетных усилий: N = 1371,22 кН, в том числе от длительных нагрузок Nl = 1281,19 кН и соответствующий момент М = 4,31 кН×м, в том числе от длительных нагрузок  Мl = 3,91 кН×м. Бетон тяжелый класса В25: Rb = 14,5 МПа, Eb = 30000 МПа. Арматура продольная рабочая класса А400: Rs = 365 МПа, Rsw = 290 МПа, Rsc = 365 МПа, Es = 200000 МПа,  390 МПа, .

Результаты расчета по рассматриваемым методам железобетонного элемента на устойчивость приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты расчета исследуемой колонны

Расчетные данные

СНиП 2.03.01-84

СП 63.13330.2012

0,657

0,656

0,604

0,528

172

175

14,3

14,3

28 437,5

29 635,5

Прочность по предельному моменту сечения

0,711

0,724

Продольная сила при учете прогиба при гибкости  14

0,048

0,046

 

Как видно из данных, представленных в таблице 1, имеют­ся значительные расхождения в оценке величины . Результат расчета по совре­менной формуле представляет собой осредненную величину , вычисленную по старым нормам, при этом удовлетворительное совпадение наблюдается только для бетонов класса В30-40.

В результате, современная методика расчета по предельным усилиям не­сколько упрощена и не может считаться полностью идентичной разработанной ра­нее. Вопрос новой проверки и учета действительной работы, в том числе для высо­копрочных бетонов является актуальным.

 

 

Список литературы:

  1. Котенок И.В. Проблемы расчета железобетонных конструкций при внезапных запроектных воздействиях / И.В. Котенок, А.В. Трифонова, М.В. Моргунов // Научное сообщество студентов. Междисциплинарные исследования. – 2017. – Вып. 8 (19). – с. 20-25.
  2. Кузеванов Д.В. Надежность внецентренно сжатых железобетонных элементов при расчете по прочности нормальных сечений: Автореф. дис. на соиск. науч. ст. канд. техн. наук. – Москва, 2012. – 27 с.
  3. Моргунов М. В. Анализ живучести железобетонных стержневых конструкций при потери устойчивости. // Проблемы инновационного биосферно-совместимого социально-экономического развития в строительном, жилищно-коммунальном и дорожном комплексах: материалы 3-й междунар. науч.-практич. конф. (9-10 апреля 2013 г. Брянск) в 2-х томах. Т.1 / Брян. гос. инженер.-технол. акад. – Брянск, 2013.– С. 303-308
  4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 195 с.
  5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 80 с.
  6. СП 63.13330-2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. – М.: Минрегион России, 2011. – 161 с.
  7. EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings - CEN, Brussels, 2004 - 225p.
  8. EN 1992-1-1:2004/AC2010 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.