Расчет железобетонных балок и плит при кратковременном динамическом нагружении

Содержание
Введение 4
Глава 1. Обзор научной и нормативной литературы современного состояния и перспективы развития методов обеспечения надежности железобетонных конструкций зданий и сооружений при кратковременном динамическом нагружении 8
1.1. Состояние вопроса 8
1.2. Развитие методов динамического расчета железобетонных
конструкций 12
1.3. Методы обеспечения надежности железобетонных конструкций при кратковременном динамическом нагружении 23
Глава 2. Расчет железобетонных балок и плит при кратковременном динамическом нагружении 28
2.1. Физические уравнения плоского напряженного состояния железобетона 28
2.1.1. Напряжения и деформации при плоском напряженном состоянии 29
2.1.2. Соотношения между напряжениями в бетоне и деформациями
элемента 35
2.1.3. Соотношения между напряжениями в арматуре и деформациями элемента 42
2.1.4. Общие физические соотношения для железобетона при плоском напряженном состоянии 45
2.1.5. Учет локальной разгрузки 49
2.2. Физические соотношения расчета железобетонных плит 52
2.2.1. Многослойная модель деформирования 53
2.2.2. Обобщенные физические соотношения 58
2.3. Динамический расчет железобетонных балок и плит методом конечного элемента 60
2.3.1. Матрица жесткости прямоугольного конечного элемента 62



2.3.2. Матрица масс 68
2.3.3. Методы численного решения динамической задачи. Интегрирование уравнения движения методом Newmark-? 69
Глава 3. Конструктивные решения 73
3.1. Объект исследования 73
3.1.1. Металлический каркас 75
3.1.2. Железобетонный каркас 76
3.1.3. Металлический каркас с монолитным ядром жесткости 77
3.2. Выводы исходя из результатов 78
Общие выводы по работе 83
Список используемой литературы 85

Весь текст будет доступен после покупки

Кратковременные динамические нагрузки возникают в результате взрыва конденсированных взрывчатых веществ либо взрывного горения газо-, паро- или пылевоздушных горючих смесей, террористических актов. Такие воздействия, характеризующиеся высокой интенсивностью и малым временем действия, приводят не только к значительному материальному ущербу, но и к гибели людей.
Кратковременным динамическим нагрузкам подвержен широкий спектр зданий и сооружений различного назначения. В первую очередь необходимо отметить сооружения гражданской обороны, предназначенные для защиты населения от ядерных и обычных средств поражения. Для данных сооружений рассматриваемые воздействия являются проектными, конструкции проектируются из условия полного восприятия динамических нагрузок при возможности значительных пластических деформаций.
В производственных зданиях и сооружениях кратковременные динамические нагрузки носят аварийный характер. Согласно актуальным данным МЧС РФ, число происшествий, связанных с динамическими взрывными воздействиями с каждым годом увеличивается, при этом данные воздействия затрагивают не только промышленные объекты, но и сооружения жилого и социально-бытового назначения. Рост числа происшествий и интенсивности воздействия обусловлен развитием взрывоопасных производств, особенно химической, нефтегазовой и других отраслей промышленности, увеличением мощностей технологического оборудования. В связи с этим, можно отметить, что последствия аварийных воздействий с каждым годом усугубляются, что выражается ростом травматизма, человеческих жертв и материального ущерба.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Обзор научной и нормативной литературы современного состояния и перспективы развития методов обеспечения надежности железобетонных конструкций зданий и сооружений при кратковременном динамическом нагружении
1.1. Состояние вопроса
Здания и сооружения в процессе эксплуатации могут воспринимать особые (специальные) однократные нагрузки большой интенсивности. Для зданий и сооружений гражданской обороны указанные нагрузки являются основными и учитываются при проектировании их несущих элементов. Основной функцией указанного класса зданий и сооружений является восприятие динамических воздействий от средств поражения. Кроме этого, значительная часть производственных, административных, общественных и жилых зданий и сооружений могут оказаться объектами динамического воздействия аварийного характера. Такие воздействия могут возникать в результате детонации взрывоопасных веществ, обусловленной их утечками или нарушениями технологического процесса (в производственных сооружениях), утечки с последующей детонацией бытового газа (в жилых и других зданиях), прогрессирующего обрушения части или целого здания (в сооружениях любого типа), террористических актов (в зданиях и сооружениях, разрушение которых причиняет наибольшие человеческие жертвы и материальный ущерб).
Кратковременные динамические воздействия аварийного характера на здания и сооружения, возникновение которых не удается избежать, наносят не только значительный материальный ущерб, но также могут приводить к травмам и гибели людей. По данным МЧС РФ число техногенных аварий растет (рис. 1), при этом отмечается резкий рост материального ущерба (в 5-6 раз в 2018 году по отношению к 2017 году), что свидетельствует об увеличении масштабов чрезвычайных ситуаций. Рост мощностей технологического оборудования также ведет к более масштабному воздействию на конструкции в результате аварий.
Число происшествий, связанных с динамическими воздействиями аварийного характера, остается достаточно большим, и, в последние годы, неуклонно растет. При этом данные воздействия затрагивают не только промышленные объекты, но и сооружения жилого и социально-бытового назначения (рис. 1.1.2, а). Число взрывов в зданиях и сооружениях жилого и социально-бытового назначения увеличивается с каждым годом (рис. 1.1.2, б).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аванесов М.П., Бондаренко В.М., Римшин В.И. Теория силового сопротивления железобетона. – Барнаул, 1996. – 169 с.: ил.
2. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие в 5-ти книгах. Под ред. В.А. Котляревского и А.В. Забегаева. – М.: Изд-во АСВ: 1 книга, 1995, 320 с.; 2 книга, 1996, 383 с.; 3 книга, 1998, 416 с.; 4 книга, 1998, 208 с.; 1 книга, 2001, 416 с.
3. Алмазов В.О., Плотников А.И., Расторгуев Б.С. Проблемы сопротивления зданий прогрессирующему разрушению // Вестник МГСУ. – 2011. – №2. – С. 15 – 20.
4. Артемьев А.Е. Силы зацепления, действующие по бортам нормальных трещин, их влияние на работу изгибаемых железобетонных элементов. Автореферат дис. канд. техн. наук. – Ленинград, 1984. – 16 с.
5. Артемьев А.Е. Экспериментальные исследование сил зацепления в трещине / Совершенствование методов расчета и исследование новых типов железобетонных конструкций: межвузовский тематический сборник трудов // Ленинград, 1983. – С. 93 – 97.
6. Александров А.В., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности: Учеб. для строит. спец. ВУЗов. – М.: Высш. шк., 1990. – 400 с.: ил.
7. Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. – М.: Стройиздат, 1970. – 292 с.

Весь текст будет доступен после покупки