Напряженно-деформированное состояние сталебетонных плит при силовых и температурных воздействиях

Abstract

RU: Диссертация посвящена разработке математического аппарата для расчета напряженно-деформированного состояния сталебетонных плит на силовые и температурные воздействия. Проведен анализ литературных источников, посвященных описанию существующих видов конструктивных решений зданий и сооружений, в которых использована внешняя листовая арматура. Обзор накопленного материала показал, что характер деформирования и исчерпания несущей способности изгибаемых в двух направлениях сталебетонных плит, подвергающихся не только силовым, но и температурным воздействиям, в том числе в условиях стандартного пожара, исследован недостаточно. Разработана и экспериментально обоснована методика расчета изгибаемых в двух направлениях сталебетонных плит при силовых и температурных воздействиях, в том числе и в условиях стандартного пожара, с учетом нелинейности деформирования и трещинообразования бетона в условиях плоского напряженного состояния, пластических деформаций стального листа за пределом упругости, податливости объединения листа с бетоном. Получена полная система уравнений, описывающая напряженно-деформированное состояние малого элемента сталебетонной плиты под действием поперечной нагрузки и температуры. Аппроксимацией экспериментальных диаграмм деформирования бетона для конкретных видов двухосного напряженного состояния получены аналитические зависимости, связывающие напряжения и деформации для широкого класса бетонов. Сформулированы начальные и граничные условия, определяемые закреплением плиты и отмеченными выше воздействиями. Моделирование процесса деформирования сталебетонной плиты осуществляется шагами. Действие температуры учитывается уравнением стандартного пожара и моделируется как добавка к нагрузке в каждой точке конечно-разностной сетки. Численная реализация напряженно-деформированного состояния сталебетонных плит при синхронном воздействии кратковременной нагрузки и температуры осуществляется в среде Borland Paskal 7.0. Предложенная методика расчета позволяет определить несущую способность сталебетонных нагруженных плит при различных схемах температурных воздействий, в том числе и с учетом противопожарных покрытий. Проведен анализ численных расчетов несущей способности, деформаций, напряжений, внутренних усилий сталебетонных плит при действии статически приложенной нагрузки и стандартного пожара. Исследовано влияние прочности бетона, марки стали, толщины стального листа, воздушного зазора между стальным листом и бетоном, защитных покрытий на предел огнестойкости сталебетонных плит. Действие стандартного пожара осуществлялось по различным схемам (пожар со стороны стального листа, со стороны бетона, с обеих сторон). Выполнено сравнение теоретических и экспериментальных данных. При нормальной температуре сравнение проводилось с экспериментальными исследованиями, проведенными в Харьковском национальном автомобильно-дорожном университете и с исследованиями, выполненными в Национальном Университете Сингапура. При определении предела огнестойкости сравнение производилось с экспериментальными исследованиями Милованова А.Ф. Показана эффективность использования сталебетонных плит с различными способами защиты. Оценена стоимость 1 м2 сталебетонной плиты с противопожарной защитой.

EN: Thesis is devoted to the development of mathematical device for calculating stressed-deformed state of steel-concrete slabs under power and temperature influences. The method of calculating of bended in two directions steel-concrete slabs under power and temperature influences including standard fire conditions taking into account concrete nonlined deformation and crack forming under flat stressed states, plastic deformations of steel sheet exceeding limit elasticity and resilience of connecting sheet with concrete was developed and experimentally well founded. The system of equations describing stressed-deformed steel-concrete slab small element state under diametrical load and temperature influences was obtained. Analysis of numerical stab calculations with different material durable and geometrical characteristics and temperature protection and influences schemes was carried out.