Напружено - деформований стан сталебетонних і залізобетонних елементів, що згинаються, при силових та температурних впливах

Abstract

UA: У дисертації розглядаються однопрольотні і багатопрольотні (нерозрізні) балки при силових та температурних (включаючи і пожежу) впливах. Бетон представлено пористим (20…30%) вологим (~3%) трифазним середовищем (твердий несучий матеріал; сукупність рідких включень у порах; газ у порах). Сталебетонні балки армовані листовим армуванням в розтягнутій зоні і стержневим у стислій – для сприйняття від’ємних згинальних моментів. Передбачається, що поверхня балки піддається впливу температури Tf (стандартної пожежі) з боку сталевого листа (одномірний тепловий вплив), із трьох і чотирьох сторін (двовимірний тепловий вплив). В дисертації здійснено зіставлення теоретичних і експериментальних даних, а також чисельні дослідження впливу навантаження, класу бетону, марки сталі, товщини сталевого листа, способів захисту, розташування теплового впливу на вогнестійкість та несучу здатність сталебетонних і залізобетонних балок. RU: В диссертации рассматриваются однопролетные и многопролетные (неразрезные) балки при силовых и температурных (включая и пожар) воздействиях. Бетон представлен пористой (20…30%) влажной (~3%) трехфазной средой (твердый несущий материал; совокупность жидких включений в порах; газ в порах). Сталебетонные балки армированы листовой арматурой в растянутой зоне и стержневой в сжатой – для восприятия отрицательных изгибающих моментов. Предполагаем, что поверхность балки подвергается воздействию температуры Tf (стандартного пожара) со стороны стального листа (одномерное тепловое воздействие), с трех и четырех сторон (двумерное тепловое воздействие). Температурное поле в сечении балки рассчитывается с учетом внутренней подвижной границы парообразования. На границе сечения с горячей средой ставится граничное условие третьего рода с учетом лучистого теплообмена. На границе парообразования накладывается условие неразрывности. Численно задача решается путем дискретизации и последующего применения метода прогонки. В приложении к диссертации описаны работа программы расчета температурно-влажностных полей, блок – схема и пример. Получены решения для расчета НДС сталебетонных и железобетонных статически определимых и статически неопределимых однопролетных балок на термосиловые воздействия. Представлены уравнения для нахождения прогибов y(x), максимальных кривизн Kmax, нейтральной оси. Записаны условия возникновения трещин, разрушения бетона сжатой зоны, потери прочностных свойств стальным листом. Шагово-итерационными методами осуществлена численная реализация полученных решений. В процессе последовательных приближений переменной величиной является жесткость в опасном сечении. Найденные решения для однопролетных балок явились основой для оценки огнестойкости неразрезных балок на ЭВМ по специально составленной программе, текст которой приведен в приложении к диссертации. В диссертации осуществлено сопоставление теоретических и экспериментальных данных, а также численные исследования влияния нагрузки, класса бетона, марки стали, толщины стального листа, способов защиты, расположения теплового воздействия на огнестойкость и несущую способность сталебетонных и железобетонных балок. EN: One-flying and multiflying beams at power and temperature (including and a fire) influences are considered. Concrete is presented porous (20...30… 30 %) damp (~3 %) by the three-phase environment (a firm bearing material; set of liquid inclusions in times; gas in porous) Steel-concrete beams are reinforced by sheet armature in the stretched zone and rod in compressed - for perception of the negative bending moments. It is supposed, that the surface of a beam influences temperatures Tf (a standard fire) from a steel leaf (one-dimensional thermal influence), from three and four sides (bidimentional thermal influence). In the dissertation comparison theoretical and experimental data, and also numerical researches of influence of loading, a class of concrete, mark of steel, thickness of a steel leaf, ways of protection, an arrangement of thermal influence on fire resistance and bearing ability of steel-concrete and ferro-concrete beams is carried out.