ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Приводятся результаты экспериментально-теоретических исследований, разработанных большепролетных сборно-монолитных железобетонных оболочек сложной геометрии, собираемых из укрупненных монтажных элементов. Исследования проводились на натурных составных оболочках пролетом 48 и 96 м, ее укрупненных элементов 3х18м и 3х24м, а также на модели оболочки в масштабе 1:10 и 1:4. Исследовано напряженно-деформированное состояние оболочек подобного типа при разных вариантах монтажа и раскружаливания конструкции. Даются рекомендации по рациональным методам возведения оболочек из укрупненных элементов для уникальных зданий общественного назначения.

В большинстве современных исследований, как правило, не учитывается случайный характер сейсмического воздействия, которое является ярко выраженным нестационарным случайным процессом. Адекватная оценка сейсмостойкости зданий и сооружений возможна только на основе методик, позволяющих учесть большую изменчивость параметров сейсмического воздействия. В статье представлена вероятностная методика расчета многоэтажных железобетонных зданий, проектируемых в сейсмически районах с учетом физической, геометрической и конструктивной нелинейности, а также взаимодействия сооружения с нелинейно-деформируемым основанием. Разработанная методика позволяет обеспечить требуемый уровень сейсмостойкости для проектируемых зданий на основе критерия необрушения. В качестве примера рассматривается расчет многоэтажного железобетонного здания. Внешнее сейсмическое воздействие рассматривается в виде нестационарного случайного процесса, который получен посредством умножения стационарного случайного процесса на детерминированную огибающую функцию. Для моделирования нелинейной работы железобетонных конструкций используется модель бетона с функцией накопления повреждений при циклических нагрузках, а также учитывающая деградацию прочности и жесткости материала при интенсивном землетрясении. Расчет проводился с использованием явных методов интегрирования уравнений движения на вычислительном кластере с применением технологии параллельных вычислений. Представленная методика позволяет исследовать характер разрушения железобетонных конструкций при интенсивных землетрясениях и выявлять зоны с дефицитом несущей способности. Предлагаемый вероятностный подход к моделированию сейсмического воздействия как реализации нестационарного случайного процесса с заданными параметрами совместно с учетом нелинейного деформирования железобетонных конструкций здания и основания позволяет управлять уровнем надежности и проектировать здания с заданной обеспеченностью сейсмостойкости.

В публикации представлены результаты опытного конструирования корпуса закладного датчика напряжений, позволяющего определять напряжения в сечении масштабных лабораторных монолитных конструкций, выполненных на основе минеральных и полимерных вяжущих (бетон, гипс и т.п.). Задачами конструирования являлась разработка конструктивного решения корпуса датчика напряжения на основе тензорезисторов, имеющего малые размеры, низкую стоимость изготовления, а также высокую разрешающую способность и стабильность показаний на всем участке чувствительности (напряжение до 400 кгс/см2).Датчик напряжения позволяет с высокой точностью определять напряжение в лабораторных конструкциях, не оказывая значительного влияния на напряженно-деформированное состояние сечения на разных этапах работы конструктивного элемента.

Существующие подходы к проектированию узлов объединения монолитных сталежелезобетонных перекрытий оперируют прочностными и деформативными характеристиками анкерных упоров, которые определяются путем сдвиговых испытаний. В статье рассмотрены основные механизмы разрушения узла объединения сталежелезобетонного перекрытия на уголковых анкерных упорах, закрепляемых с помощью стальных дюбелей; дана оценка влияния основных конструктивных параметров узла на прочность и деформативность данных упоров. В статье проанализированы результаты сдвиговых испытаний, выполненных как авторами, так и другими исследователями. Установлена зависимость прочности и деформативности уголковых анкерных упоров от их высоты, ориентации относительно вектора сдвигающей силы и геометрических параметров профилированного настила.

Основными показателями долговечности, которые характеризуют время работы конструкции до наступления аварийного состояния, являются общий срок службы и остаточный срок эксплуатации, определение которых позволяет более обоснованно подойти к вопросу планирования текущего или капитального ремонта в здании.Рассмотрены наиболее распространенные инженерные методики, которые позволяют прогнозировать для железобетонных конструкций остаточный срок эксплуатации: по нормативным срокам и объектам-аналогам, по внешним признакам, на основе изменения коэффициентов запаса и по критерию прочности. Для ряда методик приведены их модификации. По результатам анализа методик были установлены их основные преимущества и недостатки.В качестве предложения по совершенствованию существующих подходов предложена методика, в которой за остаточный срок эксплуатации принят интервал между визуальными обследованиями.

В железобетонных балках может возникать местная низкая прочность бетона при определенных условиях, например, плохая практика строительства может вызвать такие проблемы как пустоты в бетоне, образование полостей на поверхности, образование трещин в блоках, появление поверхностных раковин и создать участки с низкой прочностью бетона. В этом исследовании представлена реакция изгибаемых шарнирно опертых железобетонных балок с различными местными участками низкой прочности бетона вдоль пролета. Для описания свойств бетона приняты модифицированные модели, а для свойств стали -идеальная упругопластическая модель. Балка разделена на три основные части: одна чувствительна к изгибающему моменту, вторая чувствительна к сдвигу, а третья чувствительна к сцеплению. Переменные включали два типа прочности бетона и один диаметр арматуры. Результаты исследования показывают, что наиболее критическая область с низкой прочностью бетона вдоль пролета балки представляет собой зону вблизи опор, что отражается на пластичности кривых нагрузка-прогиб. Разработана новая обобщенная эмпирическая модель для предсказания эффекта снижения несущей способности от местного низкопрочного бетона.