Напружено-деформований стан сталебетонних конструкцій при термосилових впливах

Abstract

UA: Дисертація присвячена дослідженню напружено-деформованого стану сталебе- тонних конструкцій в умовах температурного нагріву. Новизну роботи обумовлює запропоновані і експериментально обґрунтовані варіанти вогнезахисту сталебетон- них конструкцій; розроблені комп'ютерні моделі для чисельного дослідження пове- дінки конструкції із зовнішнім листовим армуванням при термосиловому впливі; методика розрахунку НДС конструкцій з урахуванням не лінійності деформування бетону та сталі. У роботі виконано аналіз теоретичних і експериментальних досліджень напру- жено-деформованого стану конструкцій при теплових, силових і термосилових впли- вах. Запропоновано та експериментально обґрунтовано ефективні варіанти вогнезахис- ту сталебетонних конструкцій із зовнішнім листовим армуванням, що дозволяють за- безпечити необхідну межу їх вогнестійкості згідно з діючими нормативними докумен- тами. У роботі наведені техніко-економічні розрахунки ефективності використання сталебетонних конструкцій (плит та балок) із зовнішнім листовим армуванням у порів- нянні з залізобетонними. Результати проведених досліджень впроваджені в проектні рішення при реко- нструкції об'єктів промислового призначення в м. Харкові. RU: Диссертация посвящена исследованию напряженно-деформированного со- стояния сталебетонных конструкций в условиях температурного нагрева. Новизну роботы обуславливают предложенные и экспериментально обоснованные варианты огнезащиты сталебетонных конструкций; разработанные компьютерные модели для численного исследования поведения конструкции с внешним листовым армирова- нием при термосиловом воздействии; методика расчета НДС конструкции с учетом нелинейности деформирования бетона и стали. В работе выполнен анализ теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния конструкций при тепловых, силовых и термосиловых воздействиях. Исследованы особенности поведения сталебетонных конструкций при высоких температурах. Показано, что в условиях действия высоких температур при разработке методики расчета конструкций с внешним листовым армированием на термосиловое воздействие необходимо учитывать поведение бетона как капиллярно-пористого те- ла, а также процессы тепло- и массопереноса в бетоне. Предложены и экспериментально обоснованы эффективные варианты огнеза- щиты сталебетонных конструкций с внешним листовым армированием, позволяю- щие обеспечить требуемый предел огнестойкости в соответствии с действующими нормативными документами. Разработаны трехмерные компьютерные модели, которые учитывают основные условия нагружения и опирания балок, а также нелинейные зависимости «напряже- ния-деформации» для бетона и внешнего армирования. Оценка адекватности полученных результатов выполнялась путем сопостав- ления данных прочностного расчета с экспериментальными данными по разруше- нию сталебетонных балок при действии только силовой нагрузки и данными, полу- ченными в результате конечно-элементного моделировании в программном ком- плексе ANSYS. В работе приведены технико-экономические расчеты, которые позволяют судить об эффективности использования сталебетонных конструкций с внешним листовым армированием по сравнению с железобетонными. Показано, что при одинаковых раз- мерах конструкции (балок) прирост несущей способности составляет 10-12 %; при одинаковой несущей способности экономия в материалах составляет 15 %. Результаты проведенных исследований внедрены в проектные решения при реконструкции объектов промышленного назначения в г. Харькове. EN: The thesis is devoted to the research of the stress-strained state of steel-concrete constructions in conditions of temperature heating. The novelty of the work is determined by proposed and experimentally grounded versions of the fire barrier of steel-concrete constructions; the computer models for the numeric research of behavior of construction with external sheet reinforcement in thermal and force action have been worked out; the stress-strained state calculation procedure of the construction regarding to deformation non-linearity of concrete and steel. The analysis of theoretical and experimental investigations of the stress-strained state of constructions under thermal, force and thermal and force actions has been per- formed in the work. The peculiarities of the steel-concrete construction behavior at high temperatures a have been studied. Effective solutions of the fire barrier of steel-concrete structures with the external sheet reinforcement making it possible to operating normative documents are proposed and experimentally substantiated. Technical and economical estimations of effectiveness application of steel-concrete structures (beams and plates) with the external sheet reinforcement by comparison with the reinforced concrete ones are given in the work. The results of the performed investigations have been introduced into design solu- tions in reconstruction of industrial projects in Kharkov.