МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ПЛИТ ПЕРЕКРИТТЯ З УРАХУВАННЯМ ЇХ ПРОСТОРОВОЇ РОБОТИ

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

         У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, наведена загальна характеристика роботи, сформульовані мета і задачі дослідження, надані відомості про наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, вказаний особистий внесок здобувача, а також відомості щодо апробації результатів дисертаційної роботи.

 У першому розділі виконаний аналіз експериментальних та теоретичних досліджень просторової роботи залізобетонних перекриттів. Приведені їх достоїнства, недоліки, можлива область застосування. Для цього використані дослідження провідних фахівців з цієї проблематики – Т.Н. Азізова, Р.Л. Айвазова, О.В. Александрова, К.М. Арзуманяна, В.М. Байкова, О.О. Гвоздева, В.Н. Горнова, Б.Г. Гнідця, В.С. Дорофєєва, О.С. Залесова, В.Г. Крамаря, М.В. Савицького, О.С. Семченкова, С.О. Слободянюка, Л.І. Стороженко, О.Л. Шагіна, В.С. Шмуклера.                                                                                                         

Проаналізовані методи розрахунку та моделювання будівель і споруд, доведено, що для визначення напружено-деформованого стану, в основному, застосовується метод скінченних елементів (МСЕ).

         Комп’ютерному моделюванню конструкцій різного ступеню складності, дослідженню сумісної роботи конструкцій при різних навантаженнях, врахуванню сумісної роботи конструкцій, дослідженню нелінійної роботи конструкцій присвячені роботи – М.С. Барабаш, Ю.В. Гензерського, О.С. Городецького, А.А. Деркачова, А.І. Кісіль, В.І. Кравченко, А.А. Манжоса, І.В. Матвєєва, Ю.І.Немчинова.

        У результаті, проведеного аналізу, зроблені висновки, про те що до сьогоднішнього часу немає досить обґрунтованих рекомендацій до скінченно-елементного моделювання залізобетонних перекриттів. Для отримання надійних результатів потрібна методика, що дозволяє обґрунтовано виконувати уточнення розрахункових схем з урахуванням реальних властивостей матеріалів, конструкцій, їх сполучень і просторового характеру деформації, формувати просторові розрахункові моделі перекриттів для реалізації по методу скінченних елементів.

З урахуванням аналізу стану питання сформульовані мета та задачі досліджень, викладені у вступі.

        У другому розділі викладено результати досліджень напружено-деформованого стану залізобетонних перекриттів чисельним методом (метод скінченних елементів) із застосуванням ПК «ЛІРА-САПР» (ліцензія №1 д/2244).

        У останні десятиліття нестримно розвиваються чисельні дослідження, що дозволяють оцінювати як напружений стан|достаток|, так і міцність не тільки|не лише| плоских, але і просторових конструкцій.

        При виконанні перевірочних розрахунків у разі їх обстеження завжди постає проблема вибору адекватної розрахункової моделі конкретної конструкції або будівлі в цілому. Друга проблема – врахування попередніх деформацій будівлі від примусових деформацій ґрунтових основ, які призводять до зміни висотного положення конкретних конструкцій, осідання їх опорних частин тощо.

        Враховуючи велику кількість будівель типових серій, а також необхідність перевірочних розрахунків при їх обстеженні для визначення експлуатаційного ресурсу, особливої актуальності набувають рекомендації щодо складання розрахункових моделей залізобетонних плит перекриттів для реалізації методом скінченних елементів.

       Дослідження виконані у вигляді чисельного експерименту. За об'єкт досліджень прийняті розрахункові моделі збірної залізобетонної багатопустотної плити перекриття марки ПК60-15-8 без попереднього напруження типової серії 1.141-1 вип.63. Будівля в процесі експлуатації отримала нерівномірні осідання, викликані просіданням ґрунтів основи.

       Перерізи та найбільш розповсюджені розрахункові моделі плити перекриття наведені на рис. 1.

       Розглянуто п’ять варіантів розрахункових моделей: варіант 1 – спрощена балочна  модель  плити  перекриття  з  приведеними  характеристиками  перерізу, яка моделюється стержневим скінченним елементом прямокутного перерізу (рис. 1, а), що шарнірно спирається на зовнішні та внутрішні несучі стіни будівлі; варіант 2 – спрощена балочна модель (рис. 1, б), яка моделюється стержневим скінченним елементом двотаврового перерізу; варіант 3 – спрощена модель плити прямокутного перерізу з приведеними характеристиками (рис.1, в), яка моделюється прямокутними скінченними елементами пластини, що працює на згин; варіант 4 – просторова модель плити коробчастого перерізу (рис. 1, г), яка моделюється прямокутними скінченними елементами оболонки; варіант 5 – просторова модель плити фактичного перерізу (рис. 1, д), яка моделюється тривимірними скінченними елементами – призмами, з урахуванням розташування робочої арматури.

      Плита шарнірно спирається на зовнішні та внутрішні несучі стіни. Закріплення – шарнірне, за лінійними ступенями свободи вузлів. Завантаження – постійним навантаженням (власна вага та вага конструкції підлоги) та тимчасовим корисним навантаженням на перекриття.