|
Связь работы с научными программами. Работа выполнялась в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ (межвузовских научных и научно-технических программ) на 1997-1999 годы по госбюджетной теме № 0037 "Разработка усиленных железобетонных конструкций после воздействия технологических температур и пожара" и госбюджетной теме №.0060 «Дослідження залізобетонних конструкцій з новими видами термічно зміцненої зварювальної арматури, що працює в умовах нормальних, підвищених та високих температур.»
Целью исследования является совершенствование методов расчета :.:с::сл:тіьіх конструкций с учетом оценки их огнестойкости и остаточной прочности.
Объект исследования - огнестойкость монолитных железобетонных конструкций зданий.
Предмет исследования - статически неопределимые железобетонные конструкции зданий, их работа при температурном режиме пожара в стадии близкой к разрушению.
Методы исследования — разработка методов расчета несущей способности статически неопределимых железобетонных конструкций на основе решения нелинейных уравнений теплопроводности, учета физической нелинейности бетона и арматуры при нагреве, применения численных исследований и натурных огневых испытаний.
Научная новизна работы:
- показано, что приведеные в нормативных документах данные о коэффициентах условий работы арматуры у и коэффициентах снижения модуля упругости бетона (3bt от температуры не согласованы, что приводит к существенным погрешностям в расчетах. Определено условие, которое обеспечивает снижение прочности и повышение деформативности арматуры при нагреве;
- разработана методика исследования полных диаграмм "а-є" арматуры; предложена и изготовлена новая установка, позволяющая проводить испытания по различным режимам, в том числе в релаксационном, определять полную диаграмму «напряжение - деформация» арматуры с нисходящей ветвью при повышенных и высоких температурах (Заявка на изобретение № 99042203 от 3.04.2001);
- разработана методика масштабирования машинных диаграмм, которая дает возможность использования существкющих гидравлических прессов для определения полных относительных удлинений при максимальной нагрузке, 5тах, соответствуюшдл. временному сопротивлению сЕ;
- получены результаты экспериментальных исследований прочностных и деформативных характеристик арматуры классов А500С при нагреве;
- проведено исследование целесообразности дополнительного деформационного упрочнения арматуры класса А500С. Установлено, что деформационное упрочнение стержневой арматуры серповидного профиля класса А500С с вытяжкой до контролируемого удлинения 3 % увеличивает проч-пиогь до 14 %;
- разработана методика и проведено численное моделирование температурных полей в сечениях основных элементов железобетонных конструкций зданий при одностороннем трехстороннем и четырехстороннем нагреве и стандартном температурном режиме пожара. Получены данные для расчета несущей способности каркасных статически неопределимых железобетонных зданий на современных программных комплексах. Даны графики распределения їсміїературьі в поперечных сечениях колонн и ригелей наиболее распространенных размеров;
- разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния статически неопределимых железобетонных конструкций при пожаре. Проведено численное моделирование усилий и перемещений в каркасных многоэтажных монолитных зданиях с использованием ПК Лира Windows.
Исследовано влияние расположения и объема очагов пожара на формирование усилий в процессе развития пожара в плоских и пространственных рамных системах с учетом физической нелинейности. Разработаны конструктивные решения, минимизирующие температурные усилия при пожаре;
- получены результаты экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния статически неопределимых железобетонных конструкций;
- разработаны предложения по расчету огнестойкости монолитных железобетонных конструкций с новыми видами арматуры.
Практическое значение полученных результатов состоит в том, что разработанная методика, алгоритмы решения и программы на ПЭВМ позволяют повысить точность расчета монолитных железобетонных конструкций, разработать рациональные конструктивные решения с обеспеченным пределом огнестойкости.
Внедрение работы. Результаты работы внедрены при разработке новой серии предварительно напряженных железобетонных 9-ти метровых пустотных плит, армированных стержневой арматуры класса А500С и А400С, свариваемых стыков и совместной работы с бетоном на ЖБК-5 г. Харькова; использованы при подготовке инструктивных документов и в методических рекомендации для курсантов и слушателей ХИПБ МВД Украины.
Личный вклад соискателя определяется:
- разработкой методики исследования прочностных и деформативных характеристик арматуры и новой установки, позволяющей определять полную диаграмму «напряжение - деформация» арматуры с нисходящей ветвью при повышенных и высоких температурах;
- экспериментальными исследованиями характеристик нових видов арматуры классов А500С, А400С при нагреве; целесообразности дополнительного деформационного упрочнения арматуры класса А500С;
- разработкой методики численного моделирования температурных полей в сечениях основных элементов железобетонных конструкций зданий и исходных данных для расчета несущей способности каркасных статически неопределимых железобетонных зданий на современных программных комплексах;
- разработкой методики расчета огнестойкости монолитных каркасных зданий с учетом физической нелинейности бетона и арматуры при нагреве и охлаждении;
- анализом влияния локального нагрева на прочность соседних элементов, влияния воздействия объема очагов пожара, их расположения, расчетных схем каркасов статически неопределимых железобетонных конструкций , их пространственной работы;
- экспериментальнымим исследованиями напряженно-деформированного состояния статически неопределимых железобетонных конструкций.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на второй Всеукраинской научно-технической конференции "Научно-практические проблемы современного железобетона" (Киев, 1999г.), научных конференциях ХГТУСА 1995-2001 гг.
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в б печатных работах.
| 
