Г. С. Славчева, Е. М. Чернышов
К учету фактора изменения эксплуатационного влажностного состояния современных высокопрочных бетонов при определении их расчетных характеристик
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация. В статье представлены результаты экспериментально-теоретических исследований влияния влажностного состояния на строительно-технические свойства высокопрочных модифицированных бетонов (High Perfomance Concrete), полученных с использованием комплексной добавки МБ-4. Выполненными ранее исследованиями установлено, что для высокопрочных модифицированных бетонов характерно более интенсивное проявление влажностных напряжений по сравнению с обычными тяжелыми бетонами. В связи с чем в данной работе рассмотрены прикладные вопросы обоснования значений коэффициентов линейных влажностных деформаций и коэффициентов условий работы высокопрочных модифицированных бетонов с учетом их влажностного состояния. На основании анализа результатов выполненных исследований разработаны указания по назначению величин коэффициентов линейной усадки и набухания модифицированных бетонов, а также рекомендации по определению коэффициентов условий работы для определения расчетных характеристик модифицированных бетонов в зависимости от влажностных условий эксплуатации конструкций.
Ключевые слова: высокопрочные модифицированные бетоны, влажностные воздействия, расчетные характеристики.
В. И. Морозов, Ю. В. Пухаренко, А. О. Хегай
Моделирование микротрещинообразования фибробетона методами механики разрушения
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Аннотация. Методами механики разрушения и теории трещин исследуется процесс развития микротрещин, ориентированных вдоль сжимающих усилий. Теоретически описывается эффект торможения развития микротрещин с уменьшением расстояния между армирующими волокнами. В основу расчетной модели положен принимаемый по заранее заданной функции закон изменения нормальных напряжений в армирующем волокне в окрестности микротрещины. Величина коэффициента интенсивности напряжений и его критическое значение определяется суммированием решения двух задач – Фламана для полубесконечной пластины под влиянием касательного усилия и Ирвина для пластины с изолированной трещиной под влиянием растягивающей нагрузки. Получены количественные результаты, адекватно описывающие процессы развития микротрещин, наблюдаемые в экспериментах.
Ключевые слова: механика разрушений, критический коэффициент интенсивности напряжений, мера сингулярности.
В. Г. Суханов, В. Н. Выровой, В. С. Дорофеев
Роль трещин в структурном развитии строительных композитов
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В работе рассмотрены вопросы самоорганизации материала при действии на строительные конструкции как сложные открытые системы эксплуатационных нагрузок. Показано, что движущими процессами спонтанной перестройки сложноорганизованных материалов являются процессы, обусловленные неравновесным состоянием активных элементов структуры, к которым отнесены технологические трещины и внутренние поверхности раздела. Проанализированы возможные механизмы структурной перестройки за счет изменения параметров активных элементов и предложены способы направленной организации начальной структуры материала, обеспечивающей безопасное функционирование конструкции.
Ключевые слова: сложная система, активные элементы структуры, технологические трещины и внутренние поверхности раздела, структурные блоки, самоорганизация.
Ю. В. Зайцев, В. Д. Кулиев, П. С. Султыгова
О прочности многослойных элементов конструкций при наличии краевой трещины продольного сдвига во второй упругой среде
Московский государственный открытый университет имени В. С. Черномырдина
Аннотация. На основе исследования процесса разрушения многослойных материалов с краевой трещиной продольного сдвига получены формулы, с помощью которых исследовано комплексное влияния геометрических и физико-механических свойств слоев многослойного материала на коэффициент интенсивности напряжений KIII при заданных внешних нагрузках. Найдены условия, при выполнении которых можно предсказать траекторию развития краевой трещины продольного сдвига в многослойных материалах, что дает возможность управлять направлением ее роста.
Ключевые слова: долговечность, усталость, критическая длина трещины.
Н. И. Карпенко, С. Н. Карпенко, В. И. Травуш
О методах расчета высотных зданий и сооружений из монолитного железобетона на основе послойной детализации
Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук
Аннотация. Рассмотрены различные факторы, существенно влияющие на результаты расчета зданий из монолитного железобетона, среди которых: точность расчетных конечно-элементных моделей (точности отображения в моделях реальных соединений стержневых и плоских элементов, назначение шага конечно-элементной сетки, учет совместной работы несущего каркаса с основанием, массивности, стадийности возведения и др.); влияние физической нелинейности на результаты расчета по двум группам предельных состояний; состояние нормативной базы в части расчета высотных зданий (о «Своде правил по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций»); обеспечение живучести зданий при некоторых техногенных воздействиях (террористического характера). Обобщается опыт расчетов зданий из монолитного железобетона (в основном, в г. Москве), выполненных лабораторией «Проблемы прочности и качества в строительстве» НИИСФ Российской академии архитектуры и строительных наук [2–10] (ниже обобщенно «Лабораторией»). Расчеты выполнялись по программному комплексу «Лира Windows», а также по программам и методикам «Лаборатории» с учетом физической нелинейности, трещинообразования, ползучести и особенностей моделирования узлов соединения различных элементов.
Ключевые слова: высотные здания, методы расчета, модели, послойная детализация, физическая нелинейность, модели узлов соединения, экстремальные воздействия, взрыв, пожар, прочность, подбор арматуры, стадийность возведения.
Л. И. Стороженко a, А. И. Лапенко b, А. В. Нижник a, С. А. Мурза a
Расчет сталежелезобетонного безбалочного перекрытия аналитическим методом
a Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
b Национальный авиационный университет
Аннотация. В статье приведены результаты теоретических и численных исследований напряженно-деформированного состояния конструкций сталежелезобетонных безбалочных перекрытий, на основе которых построена методика их расчета аналитическим методом с использованием линейных конечных элементов, разработанных Т. Н. Азизовым [1, 2]. Использованые линейные конечные элементы позволяют с приятной точностью наряду с учетом поперечных сил взаимодействия плит учитывать также изгибающие моменты, касающиеся усилия и возникающие силы распора в конструкциях. Представлены решения системы уравнений совместимости деформаций методики линейных конечных элементов, которая полностью учитывает все компоненты напряженно-деформированного состояния объектов исследования. Решение полученной системы уравнений представлены в виде разложения в ряды Фурье. С использованием результатов аналитических решений выполнены соответствующие расчеты сил и перемещений исследуемых конструкций, на основе которых проведен сравнительный анализ с расчетами, выполненными с использованием метода конечных элементов. Проведено сравнение результатов расчета по полученной методике и методом конечных элементов.
Ключевые слова: сталежелезобетонные безбалочные перекрытия, совместная работа, метод линейных конечных элементов.
А. Я. Барашиков, О. В. Яцько
Исследование влияния условий сцепления внутренней поверхности трубы с бетоном в трубобетонных конструкциях
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Аннотация. Рассмотрена тема актуальности использования трубобетонных колонн в составе каркасов многоэтажных зданий. Как пример, приводится расчет пространственных компьютерных моделей 30-этажного дома, проанализированы определенные динамические характеристики и уровень внутренних усилий в элементах каркасов с учетом сейсмической нагрузки. Представлены результаты исследования и компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния трубобетонных колонн под действием сконцентрированной осевой и вертикальной циклической нагрузки. Целью исследований является оценка прочности, пластичности и характера разрушения трубобетонных колонн, без учета адгезии между сталью и бетоном. Учитывая, что усилия сжатия главным образом воспринимает бетонное ядро, распределенная нагрузка к поперечному сечению стальной оболочки не прикладывается, с целью наглядно продемонстрировать передачу вертикального давления на трубу, за счет совместной работы бетона и стали. Результаты исследования показали, что при отсутствии сцепления между элементами образца, деформации сосредоточены в области бетонного ядра, и почти не передаются на стальную оболочку, что существенно влияет на характер разрушения как бетонного ядра, так и всей конструкции в целом. Данные моделирования согласуются с гипотетически предусмотренными значениями.
Ключевые слова: трубобетонные конструкции, объемное напряженное состояние,адгезия, конечно-элементная модель, реакция на действие сейсмических нагрузок.
В. В. Губанов, А. Н. Кульчицкий
Особенности расчёта локального усиления дымовых труб
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье рассматриваются особенности расчёта локального усиления дымовых труб для различных видов повреждений, таких как прогар, вогнутость оболочки, эксцентриситет стыковки царг. Дымовые трубы как листовые конструкции в отличие от стержневых имеют свою специфику повреждаемости и свою специфику усиления. Для данного вида конструкций выполнена классификация конструктивных решений усиления стволов металлических дымовых труб с различными вариантами повреждения. Рассмотренные варианты усиления относятся к усилению без существенного изменения конструктивной формы и расчётной схемы конструкции. Приведены результаты численных исследований напряжённо-деформированного состояния участков дымовых труб с различными конструктивными решениями усиления. Определены наиболее рациональные методы усиления для различных видов повреждений.
Ключевые слова: дымовые трубы, напряженно-деформированное состояние, усиление, запас несущей способности, конструктивные решения.