РОЗДІЛ 2
ВРАХУВАННЯ РЕАЛЬНИХ УМОВ РОБОТИ ПРИ РОЗРАХУНКУ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ПЛИТ
2.1. Розвиток методів розрахунку залізобетонних плит
Дослідженню напружено-деформованого стану залізобетонних конструкції типу
пластин і оболонок присвячено багато теоретичних і експериментальних робіт.У
роботах М.Губера і Т.Маркуса [125, 202, 203] методи розрахунку залізобетонних
плит вперше розглянуті з урахуванням деяких особливостей матеріалу плит.
М.Губер запропонував розглядати залізобетонну плиту як пружну ортотропну
пластину, згин якої описується таким рівнянням:
(2.1)
де
Dx i Dy– згинні жорсткості з урахуванням армування;
– жорсткість плити на крутіння;
–значення інтенсивності розподіленого навантаження, діючого на плиту у цій же
точці.
Однак для залізобетонних плит передумови теорії пружних пластин виконують лише
на перших етапах деформування, до появи у бетоні тріщин. З виникненням перших
тріщин картина напружено-деформованого стану армованої плити в значній мірі
ускладнюється: різко зростають напруження у арматурі, зменшується висота
стиснутої зони, частина розтягнутої зони бетону виключається з роботи,
підвищується відносна деформативність стиснутої зони бетону. Наслідком цього є
порушення лінійного зв’язку між прогинами і навантаженням та неможливість
безпосереднього використання апарату теорії пружності, про що свідчать
експериментальні дослідження [107, 110].
Дослідження, в яких розроблені методики розрахунків залізобетонних пластин за
межами пружності, а також численні пропозиції з розрахунку залізобетонних плит
за межами їх пружної роботи показують, що усі методи можна умовно поділити на
три основні різновиди [89, 165].
До першої групи відносять методи, які використовують технічні теорії розрахунку
пружних пластин з уведенням корегуючих коефіцієнтів для циліндричних
жорсткостей [67, 124, 146, 177]. На таких передумовах, як правило, ґрунтуються
різноманітні норми проектування та інструкції. Наприклад, інструкція [72]
рекомендує занижувати модуль пружності бетону в 3-4 рази. Однак, як відмічає
Г.К.Хайдуков [180], таке зменшення модуля деформацій за рахунок пластичності і
повзучості бетону, а також утворення тріщин для пластин, що мають нерівномірне
поле напружень, виявляється мало ефективним і дозволяє лише грубо оцінити
істинний напружено-деформований стан конструкцій.
Загальним для пропозицій першої групи є розгляд залізобетонної плити як
ортотропної, головні осі симетрії якої проходять уздовж арматурних стержнів. В
роботах [7, 119] згинальні жорсткості і у рівнянні (2.1) визначають як для
балок за В.І.Мурашевим [139], а для крутильної – пропонуються різні формули.
При цьому вважають, що жорсткість у одному напрямку не залежить від величини
зусиль у перпендикулярному напрямку, тобто не враховують особливості,
обумовлені складним напруженим станом конструкцій.
Роботу розтягнутого бетону між і над тріщинами враховують коефіцієнтом ys,
величину якого приймають згідно [174] як для балок в залежності від діючих у
перерізі згинаючих моментів. Спроби пов’язати значення ys з фактором складного
напруженого стану бетону у перерізі плити у розглянутих роботах не здійснені.
Про можливу залежність ys від співвідношень Mx i My звернуто увагу у [22]. В
роботі [119] коефіцієнт ys пропонують приймати від ys=0,3 при навантаженні
тріщиноутворення, до ys=1,0 – при руйнівному навантаженні. Однак багато авторів
[61, 137, 140, 142] відмічають, що прийняття коефіцієнту ys=1,0 для
слабоармованих елементів буде суттєвим його завищенням.
Оцінку деформативності стиснутої зони плит при визначенні і проводили з
урахуванням відомого коефіцієнту yb, нормованого у [174]. Л.О.Мельніковою [128]
зроблена спроба урахування складного напруженого стану стиснутої зони бетону за
допомогою співвідношення теорії пластичності.
Питанням жорсткості залізобетонних плит з тріщинами займались О.О.Гвоздєв [43],
М.І.Карпенко [91], А.М.Корольов [106] і С.М.Крилов [107], Я.Д.Лівшиц і
М.М.Онищенко [119], Є.О.Палатніков [150], М.Кметов та ін. Основні положення в
цих роботах є загальними, тобто вважається, що залізобетонна плита працює як
ортотропна, головні осі симетрії якої проходять вздовж арматурних стержнів
[59]. У авторів даного напрямку спостерігаються великі розбіжності при оцінці
жорсткості залізобетонних плит на крутіння.
На основі дослідів Баха і Графа [191] зроблено висновок про значне зниження
крутильної жорсткості у порівнянні зі згинальною у плитах, які працюють з
тріщинами. Так, Є.О.Палатніков [150] у розрахунках залізобетонних плит на
пружній основі після появи тріщин взагалі нехтує роботою перерізу на крутіння,
що, як показано С.М.Криловим і А.М.Корольовим, призводить до суттєвих похибок
[107].
В.М.Байков і В.Ф.Владіміров [7], визначаючи згинальні жорсткості за теорією
В.І.Мурашева, суттєво занижували жорсткість плити на крутіння, прийнявши
співвідношення між згинальною і крутильною жорсткостями постійними на всьому
діапазоні роботи плити з тріщинами. В цій роботі зроблена спроба пов’язати
жорсткості з характером розташування тріщин по відношенню до арматури.
У роботі [207] описується спосіб конструювання залізобетонних плит складної
конфігурації з опиранням на точкові опори і з різними умовами опирання уздовж
контуру. Наведено прості правила визначення згинаючих моментів у плиті, що
зводять до використання формул балочної теорії. До аналогічних висновків
приходять автори [107] шляхом співставлення експериментальних даних [191] з
розрахунковими за формулами Гальоркіна і уточненням жорсткості за Мурашевим.
Тут же зазначено, що розрахунок плит за балочною схемою, яка ігнорує крутні
моменти, дає настільки велику пох
- Київ+380960830922