Введение к работе
Актуальность исследований. Дальнейшее развитие строительства в современных условиях направлено на всё большее удовлетворение потребности общества в качестве, комфортабельности и художественном содержании зданий и сооружений, а наряду с этим на обеспечении большей надежности и экономичности инженерно-технических систем. Если рассматривать архитектурные проекты, выставляемые на международных конк>рсах, то заметно стремление авторов к нестандартным формам и оригинальным художественным образам. Следует констатировать, что это неизбежно влечет за собой усложнение конструкций, и как следствие их работу в условиях сложных силовых и деформационных воздействий. За счет этого усложняется специфика работы элементов конструкций и, соответственно, для проектировщиков, воплощающих эти проекты в жизнь, возникает необходимость в методах расчета сложно-Еіалряжеильпс конструкций. Одним из видов сложного силового воздействия на элементы является совместное продольное сжатие и кручение, которое до настоящего времени еще недостаточно изучено.
На совместное действие продольного сжатия (растяжения) и кручения работают такие элементы конструкций, как верхние пояса крайних железобетон-ных стропильных ферм, контурные элементы сводчатых конструкций, стойки высоковольтных линий электропередач, винтовые сваи при устаповке их в проектное положение, колонны промышленных и гражданских зданий при особых воздействиях (сейсмических, от осадок опор, от разгона или торможения мостовых кканов) и многие еругие.
Проведенные до настоящего времени исследования по данной тематике выполнены, в основном, применительно твердому и анизотропному телу, но для реальных конструкций, особенно, для железобетонных элементов исследований проведено крайне мало. В связи с этим возникла актуальная потребность в экспериментально-теоретическом исследовании напряженно-деформированного гостояния элементов, находящихся под комбинированным воздействием сжатия 2 кручением и разработки методов расчета элементов по предельным состояниям.
Учитывая практическую потребность в таких методах расчета и недоел точную изученность явления, автор считаст актуальной проблему углубленног исследования прочности и жесткости железобетонных элементов прямоупш ного сечения при сжатии с кручением.
Цель диссертационной работы состоит в изучении напряжение деформированного состояния железобетонных призматических стержней пр: комбинированном воздействии продольного сжатия и кручения в различных и соотношениях на основе 3кспериментальных исследований, разработке методо расчета прочности и деформативности элементов с учетом пространственно! работы внутренних сил и сложного напряженного состояния арматуры и бете на, Б том числе, приемов кривых взаимодействия, а также методики статическс го расчета плоских стержневых систем, включающих элементы, подверженны сжатию с кручением с учетом неупругого деформирования при сложных воз действиях, включающих крутящие моменты.
Научную новизну работы составляет следующее:
расчетная модель прочности элементов, подверженных сжатию с круче нием;
методика расчета жесткости сжато-скручиваемых элементов с учето! неупругого деформирования бетона и арматуры;
методика статического расчета стержневых систем, элементы которы подвержены сложный воздействиям кручения со сжатием;
рекомендации по применению разработанной методики расчета прочно сти сжато-скручиваемых элементов с использованием приема кривых взаимо действия;
результаты экспериментального исследования реальной работы железо бетонных элементов под названными нагрузками.
На защиту выносятся:
- методика расчета несущей способности, деформативности и жесткост,
железобетонных стержней прямоугольного сечения на действие продольно!
сжимающей силы и крутящего момента;
результаты экспериментальных исследований железобетонных призма-яческих стержней, находящихся под воздействием сжимающей силы и крутя-tero момента;
методика расчета железобетонных стропильных ферм, находящихся под эздействием узловых сил, приложенных с эксцентриситетом из плоскости кон-грукции;
методика определения несущей способности сжато-скручиваемых желе-)5етонных стержней по графикам кривых взаимодействия.
Практическая ценность работы заключается в том, что полученные ре-^льтаты послужат основов длд внесения додолнений и измемений в сущест-уютщк нормы проектирования железобетонных конструкций и дальнейшей азработки методов расчета элементов конструкций, подверженных сжатию с ручением.
Разработанная методика рекомендуется для использования в проектной рактике с целью повышения надёжности рассчитываемых конструкций, а так-:е более рационального использования физико-механических свойств бетона и рматуры в конструкциях при сложных воздействиях, что позволит получить пределенный экономический эффект.
Основные научные положения диссертации докладывались па научных гминарах кафедры ЖБК МГСУ и научно-технических конференциях ряда на-эных и учебных институтов.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих вы-эдов и рекомендаций, списка использованной литературы. Общий объем рабо-а 217 страниц, в том числе: 143 страницы машинописного текста, 24 рисунка, таблицы, 7 фотографий, 39 графиков, 116 наименований публикаций россий-ких и зарубежных авторов.