Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Будівельні конструкції, будівлі та споруди


Като Лоренс Альберт. Вогнестiйкiсть статично невизначених сталезалiзобетонних конструкцiй : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2008.



Анотація до роботи:

Като Лоренс Альберт. Вогнестійкість статично невизначених сталезалізобетонних конструкцій. - Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2007 р.

Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і новому рішенню наукової проблеми - розробки методики розрахунку вогнестійкості статично невизначених сталезалізобетонних конструкцій.

Проведено чисельне моделювання температурних полів у стале залізобетонних балках. Досліджено особливості нестаціонарних температурних полів у їх перерізах при пожежі. Отримано розрахункові розподіли температури в сталевій секції і залізобетоні для комбінованих конструкцій без теплового захисту, з боковим тепловим захистом шаром цементно-піщаної штукатурки, із всебічною теплоізоляцією штукатуркою. Розроблено методику визначення розрахункових параметрів для призначення реальної й "ефективної" еквівалентної температури.

Розроблено гармонізовану з Еврокодом методику розрахунку вогнестійкості нерозрізних сталезалізобетонних конструкцій з використанням методу граничної рівноваги, деформаційної моделі.

Проведено дослідження шарнірів пластичності в сталезалізобетонних конструкціях за допомогою чисельного моделювання їх напруженого стану в лінійній і нелінійній постановки. Отримано, що температурний момент приводить до перерозподілу зусиль. Досліджено напруження й деформації в прикордонному шарі між сталевою секцією і залізобетонною плитою.

Виявлені характерні стадії руйнування, об'ємний характер пластичних шарнірів у сталезалізобетоні.. Отримано поля пластичності в металі, тріщиноутворення й руйнування в бетоні.

Проведено експериментальні дослідження пластичних шарнірів, виявлені особливості роботи сталезалізобетонних конструкцій при нагріванні. Підтверджено наукові положення, які прийняті при розробці методики розрахунку їхньої вогнестійкості. При спільній дії навантаження й температури в балці відбувся перерозподіл зусиль внаслідок виникнення в ній температурного моменту, що при нагріванні знизу розвантажував прольотний переріз і довантажував опорні.

Отримані результати підтвердили справедливість розробленої методики розрахунку вогнестійкості нерозрізних сталезалізобетонних балок.

Результати роботи проваджені в проектування, будівництво будинку при реконструкції у м. Харкові і у навчальному процесі.

У дисертації наведені теоретичне узагальнення й нове рішення наукової проблеми - розробки методики розрахунку вогнестійкості статично невизначених сталезалізобетонних конструкцій. Рішення проблеми оцінки несучої здатності комплексних нерозрізних сталезалізобетонних конструкцій проведено теоретичними й експериментальними методами, у результаті яких запропонована інженерна методика розрахунку меж вогнестійкості будівельних конструкцій нерозрізних перекриттів з обліком фізичної й геометричної нелінійності бетону й стали.

1. Проведено чисельне моделювання температурних полів у сталезалізобетонних балках методом кінцевих елементів на основі рішення нелінійного диференційного рівняння теплопровідності з нелінійними граничними умовами. Досліджено особливості нестаціонарних температурних полів у перерізах сталезалізобетонних конструкцій при пожежі.

2. Отримано розрахункові розподіли температури в сталевій секції і залізобетоні для комбінованих конструкцій без теплового захисту, з боковим тепловим захистом шаром цементно-піщаної штукатурки, із всебічною теплоізоляцією штукатуркою.

3. Розроблено методику визначення розрахункових параметрів для призначення реальної і "ефективної" еквівалентної температури.

4. Розроблено гармонізовану з Еврокодом методику розрахунку вогнестійкості нерозрізних сталезалізобетонних конструкцій з використанням методу граничної рівноваги, деформаційної моделі. Запропоновані критеріальні рівняння для визначення меж вогнестійкості нерозрізних сталезалізобетонних балок.

5. Проведено дослідження шарнірів пластичності на підставі аналізу існуючих методик руйнування нерозрізних залізобетонних, сталевих і сталезалізобетонних конструкцій, у результаті якого сформульовані завдання експериментальних досліджень.

6. Проведено чисельне моделювання напружено-деформованого стану статично невизначених сталезалізобетонних конструкцій на прикладі дослідної трьохпрольотної нерозрізної балки при впливі навантажень і температури по різних розрахункових схемах: стержневої, плоскої лінійної і нелінійної. Отримано, що температурний момент приводить до перерозподілу зусиль, розвантажуючи прольотний переріз і довантажуючи опорні. Після утворення пластичних шарнірів на опорах величина температурного моменту залишається постійної протягом подальшого підвищення температури.

Досліджено напруження й деформації в прикордонному шарі між сталевою секцією і залізобетонною плитою при різній кількості і розташуванні анкерів.

7. Результати нелінійного розрахунку з урахуванням фізичної нелінійності бетону, арматури і сталевої секції, а також послідовності додатка власної ваги, нормативного навантаження і нагрівання та предісторії завантаження виявили характерні стадії руйнування. Отримано поля пластичності в металі, тріщиноутворення й руйнування в бетоні, що показують об'ємний характер пластичних шарнірів у сталезалізобетоні.

8. Проведено експериментальні дослідження пластичних шарнірів у сталезалізобетонній нерозрізний і вільно обпертій балці. Виявлено зони пластичності в металі і руйнування в бетоні. Результати досліджень показують необхідність застосування для оцінки їхньої несучої здатності деформаційної моделі.

9. В результаті експериментальних досліджень виявлені особливості роботи сталезалізобетонних конструкцій при нагріванні. Підтверджено наукові положення, які прийняті при розробці методики розрахунку їхньої вогнестійкості.

При спільній дії навантаження і температури в балці відбувся перерозподіл зусиль внаслідок виникнення в ній температурного моменту, що при нагріванні знизу розвантажував прольотний переріз і довантажував опорні. Пластичні шарніри в опорних перерізах балки виникли при відносно невисоких температурах. Подальше нагрівання не викликало збільшення температурного моменту. Прольотний момент після виникнення пластичних шарнірів зменшився і не мінявся протягом наступного нагрівання, що не привело до створення третього пластичного шарніра.

Отримані результати підтвердили справедливість розробленої методики розрахунку вогнестійкості нерозрізних сталезалізобетонних балок.

10. Впровадження результатів роботи в проект реконструкції будинку по вул. Шевченко (літ. А-2) у м. Харкові, Україна, показало ефективність розробленої методики визначення вогнестійкості перекриттів.

Основні положення дисертації опубліковано у следуючих работах:

1. Фомин С. Л., Като Лоренс Албат. К расчету огнестойкости комплексных балок // Науковий вісник будівництва.-Вип.30.-Том 1.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2005.-С. І-144-І-148.

2.ФоминС.Л.,КатоЛоренсАлбат Исследование работы сталежелезо-бетонных неразрезных балок при нагреве // Науковий вісник будівництва.-Вип. 38.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2006. - С.30-34.

3. Фомин С. Л., Като Лоренс Албат Экспериментальное исследование пластических шарниров в сталежелезобетонных неразрезных балках // Науковий вісник будівництва.-Вип. 40.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2007.-С.78-85.

4. Фомин С. Л., Като Лоренс Албат Численное моделирование температурных полей в сталежелезобетонных неразрезных балках при пожаре // Науковий вісник будівництва.-Вип. 41.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2007. - С.157-164.

5. Фомин С. Л., Като Лоренс Албат Расчет огнестойкости неразрезных сталежелезобетонных балок // Комунальне господарство міст: Наук.-техн. сб.-Вип. 76.-К.: Технiка, 2007.-С. 462-468.

6. Като Лоренс Албат Экспериментальное исследование комплексных балок с коробчато-забетонированным профилем // Науковий вісник будівництва.-Вип. 43.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2007. - С.28-32.