Материал: Строительная механика и сопротивление материалов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

Коэффициенты

( ̇

), вычисленные по формулам (47), и отклонения

( ̇ ),

квадраты отклонений, ∑[

( ̇ )] записываем в табл. 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

̇

( ̇)

( ̇

)

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

 

 

 

( ̇ )

 

[

( ̇ )]

 

по (45)

по

(37),

 

 

 

 

 

( ̇

)

 

( ̇ )

 

[

( ̇ )

 

( ̇ )]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(38), (39)

 

 

из табл.1

 

по (47)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

4

5

 

 

6

 

 

 

7

 

 

 

8

̇

0,10730

1,07916

 

0,050

1,0632

 

 

1,0560

 

 

 

-7,2324

 

 

52,3077

 

 

 

 

 

0,100

1,0744

 

 

1,0788

 

 

 

4,3792

 

 

19,1771

̇

0,10129

1,08520

 

0,050

1,0765

 

 

1,0627

 

 

 

-13,8123

 

 

190,7801

 

 

 

 

 

0,100

1,0931

 

 

1,0852

 

 

 

-7,9101

 

 

62,5696

̇

0,095625

1,12310

 

0,045

1,0853

 

 

1,0871

 

 

 

1,8453

 

 

3,4053

 

 

 

 

 

0,090

1,1233

 

 

1,1227

 

 

 

-0,6497

 

 

0,4221

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

328,6619

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.Функция

( ̇

)

 

 

 

 

 

При

 

и

 

коэффициент

принимает только положительные значе-

ния с максимумом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ̇

)

 

 

 

( ̇)

( )

 

( ̇)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и постоянными

 

 

 

 

 

( ̇

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ̇) (

)

 

 

 

 

( ̇)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, с учѐтом (45) и (37), (38), (39) будем иметь: параметры

функции

( ̇ ) ( ̇ ) ( ̇ )

(

)

 

 

(

)

}

(48)

(

)

 

 

 

Установленные

по

формулам

(48)

коэффициенты

( ̇

) ,

с отклонениями

 

( ̇ ), [

( ̇

)]

и ∑[

 

( ̇

)] представлены в табл. 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

( ̇)

 

( ̇

)

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

( ̇ )

 

 

[

( ̇ )]

 

по (45)

 

по

(37),

 

 

 

 

 

( ̇

)

( ̇ )

[

( ̇ )

 

 

( ̇

)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(38), (39)

 

 

 

из табл.1

 

по (47)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

 

 

4

 

5

 

6

 

7

 

 

 

 

 

8

̇

0,10730

 

1,07916

 

0,050

 

1,0632

1,0629

 

-0,2789

 

 

 

 

0,0778

 

 

 

 

 

 

0,100

 

1,0744

1,0790

 

4,5681

 

 

 

 

 

20,8674

̇

0,10129

 

1,08520

 

0,050

 

1,0765

1,0698

 

-6,7153

 

 

 

 

45,0948

 

 

 

 

 

 

0,100

 

1,0931

1,0852

 

-7,9059

 

 

 

 

62,5029

̇

0,095625

 

1,12310

 

0,045

 

1,0853

1,0984

 

13,0604

 

 

 

 

170,5732

 

 

 

 

 

 

0,090

 

1,1233

1,1229

 

-0,4213

 

 

 

 

0,1775

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

229,2936

50

 

Наименьшая из сумм ∑[

( ̇

)] имеет место, см. табл. 6, 7, 8, для привлекаемых

в дальнейших исследованиях зависимостей (48).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Расчѐт разрушающих усилий

 

 

 

Найдѐм (табл. 9):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предельные усилия

( ̇ )

 

( ̇

)

 

 

( ̇

) ;

 

 

(49)

 

абсолютные

 

( ̇

)

( ̇

)

 

 

 

 

( ̇

)

 

 

(50)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и относительные

( ̇

)

 

[

( ̇ )⁄

 

 

( ̇

)]

 

 

 

 

 

(51)

отклонения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

( ̇ )

 

 

 

 

Усилия, кН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отклонения

 

 

по (48)

( ̇ ) по

 

 

( ̇ ) по

 

 

 

 

( ̇

)

 

 

 

 

( ̇ ), кН

( ̇ ),

 

 

 

табл. 1

 

 

(49)

 

 

 

 

по табл. 1

 

 

 

 

по (50)

% по (51)

1

2

3

4

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

7

8

̇

0,050

1,0629

222,5

 

 

 

236,23

 

 

 

 

236,3±17,7

 

 

-0,07

-0,03

 

0,100

1,0790

193,50

 

 

208,79

 

 

 

 

207,9±14,7

 

 

0,89

0,43

̇

0,050

1,0698

217,75

 

 

232,95

 

 

 

 

234,4±18,6

 

 

-1,45

-0,62

 

0,100

1,0852

190,20

 

 

206,41

 

 

 

 

207,9±10,8

 

 

-1,49

-0,72

̇

0,045

1,0984

205,10

 

 

225,28

 

 

 

 

222,6±15,7

 

 

2,68

1,20

 

0,090

1,1229

181,60

 

 

203,92

 

 

 

 

204,0±13,7

 

 

-0,08

-0,04

 

 

Расхождения между расчѐтными равнодействующими внутренних сил

( ̇ ) и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ̇ ) составляет от -0,72 % до 1,20 %.

средними опытными разрушающими нагрузками

 

 

Усилия

 

( ̇ ) располагаются (см. рис. 2) в границах доверительных интервалов

[

 

( ̇ )

 

 

 

( ̇ )

 

 

 

 

 

] с погрешностями

 

 

 

 

при вероятности

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2

 

 

Здесь : □, ○, ∆ - средние опытные разрушающие силы ( ̇ );

 

■, ●, ▲ – предельные расчѐтные усилия

( ̇ );

 

- границы доверительных интервалов

( ̇ ) при вероятности

.

51

 

 

 

Выводы

 

 

Назначены коэффициенты увеличения

( ̇

) базовых усилий

( ̇ ) по срав-

нению с предельными ( ̇ ) ядровых состояний.

 

 

На основании выполненных исследований при эксцентриситетах

( ̇) выбрана

функция

 

 

 

( ̇ )

 

( )

(43)

с зависимостями от скорости нагружения ̇параметрами , по (48).

Определены равнодействующие внутренних сил

 

 

( ̇ )

( ̇ )

( ̇ ),

(49)

которые располагаются в границах доверительных интервалов средних опытных разрушающих нагрузок ( ̇ ) при вероятности , а относительные отклонения ( ̇ ) от

( ̇ ) составляют -0,72 %, …, 1,20 %.

Полученные результаты могут найти применение для оценки предельных усилий элементов из мелкозернистого бетона при стандартных условиях нагружения.

В дальнейшем полагается предложить методику определения разрушающих нагрузок внецентренно сжимаемых коротких стержней с учѐтом сопротивления материалов растянутой части сечения.

Библиографический список

1.Столяров Я.Б. Введение в теорию железобетона/ Столяров Я.Б. –М.-Л.:. Сторйиздат,

1941. - 447 с.

2.Остроменцкий Ю.Ц. Сложное сопротивление нелинейно-упругого стержня прямоугольного сечения/ Остроменцкий Ю.Ц.// Расчѐт пространственных систем и сооружений, взаимодействующих с грунтом: сб. тр. МИСИ. - М., 1968. - №53

3.Лекишвили Г.Л. Работа внецентренно сжатых бетонных коротких элементов при малых эксцен-

триситетах: дис. на соиск. …. канд техн. наук/ Лекишвили Г.Л. - Тбилиси, 1967 4. . Пирадов А.В. К расчѐту несущей способности внецентренно сжатых элементов/ А.В. Пирадов,

В.И. Аробелидзе, А.Г. Хуцишвили// Бетон и железобетон. – М., 1988. - №6. – С. 43-44.

5.Урзун И.А. Реализация диаграмм деформирования бетона при однородном и неоднородном напряжѐнных состояниях/ И.А. Урзун// Бетон и железобетон. – М., 1991. С. 19-20.

6.Гениев Г.А. Некоторые задачи расчѐта стержней при общей нелинейной зависимости напряжений и деформации/ Г.А. Гениев// Исследования по вопросам строительной механики и теории пластичности; ЦНИИПС. - М., 1956.

7.Гвоздев А.А. Основные направления развития теории железобетона/ А.А. Гвоздев, О.Я. Берг // Бетон и железобетон. – М.,1970. - №4.

8.Яшин А.В. Прочность и деформации бетона при различных скоростях нагружения/А.В. Яшин// Воздействие статических, динамических и многократно повторяющихся нагрузок на бетон и элементы железобетонных конструкции; НИИЖБ. - М.: Стройиздат, 1972. – С. 23-39.

9.Синозерский А.Н. Анализ эмпирических зависимостей деформация-напряжение, учитывающих скорость нагружения при центральном сжатии мелкозернистого бетона/ А.Н. Синозерский // Современные методы статического и динамического расчѐта сооружений и конструкций.- Воронеж,

2002. - Вып.6. - С. 30-34.

10.Синозерский А. Н. Определение базовых усилий и напряжѐнно-деформированного состояния призм из мелкозернистого бетона при внецентренном сжатии / А. Н. Синозерский, Р. А. Мухтаров // Научно-технический журнал ВГАСУ. Строительная механика и конструкции. Воронеж– 2012. – Вып. №1(4). – С.72-83.

11.Синозерский, А. Н. Базовые и предельные ядровые состояния внецентренно сжатых коротких бетонных элементов квадратного сечения / А. Н. Синозерский, Р. А. Мухтаров // Научно-

52

технический журнал ВГАСУ. Строительная механика и конструкции. Воронеж– 2014. – Вып. №2(9). – С.64-72.

12.Синозерский, А. Н. Оценка напряжѐнно-деформированного состояния внецентренно сжимаемых со стандартной скоростью призм из мелкозернистого бетона/ А. Н. Синозерский, Р. А. Мухтаров, А.В. Козлова // Научно-технический журнал ВГАСУ. Строительная механика и конструкции. Воронеж– 2016. – Вып. №1(12). – С.29-38.

13.Goschy B. Using the ultimate strehgth theory in design eccentrically loaded rectangular concrete columns, ―Civil Engineering ant Publie Works Review‖, March 1961, v. 56, №656.

14.Viest J. M., Elstner R. C., Hognestad E., Sustaind load strength of eccentrically loaded short reinforced concrete columns, ―Gournal of the American Concrete Institute‖, March, №7, 1956.

Reference

1.Stolyarov Ya.B. Introduction into the reinforced concrete theory. –М.-L.:. Stroiizdat, 1941. - 447 p.

2.Ostromentsky Yu.Tz. Complicated resistance of non-linear elastic rod of square section. Calculation of spatial systems and structures interacting with ground. Collection of works MISI. - М., 1968. - №53

3.Lekishvily G.L. Eccentrically compressed bituminous short elements operation at small eccentricities: PhD thesis. – Tbilisi, 1967.

4.Piradov A.V., Arobelidze V.I., Khutzeshvily A.G. For calculation of bearing capacity of eccentrically compressed elements. Concrete and reinforced concrete. – М., 1988. - №6. – 43-44 p.

5.Urzun I.A. Realization of concrete deformation diagrams at homogeneous and nonhomogeneous stressed modes. Concrete and reinforced concrete. – М., 1991. 19-20 p.

6.Geniev G.A. Some problems of rods design at total nonlinear dependence of stresses and deformations. Researches on problems of structural mechanics and theory of elasticity; TzNIIPS. - М., 1956.

7.Gvozdov А.А., Berg O.Ya. Main directions of the development of the theory of reinforced concrete – М.,1970. - №4.

8.Yashin A.V. Concrete durability and strain at different load rates. Statistic, dynamic and repetitive loads effect on concrete and reinforced structures; NIIZHB. - М.: Stroiizdat, 1972. – 23-39p.

9.Sinozersky А.N. Analysis of empirical dependences strainstress considering load rate at eccentrically compression of fine-grained concrete. Modern methods of statistic and dynamic design of structures and constructions.- Voronezh, 2002. - Isue.6. - 30-34p.

10.Sinozersky А.N., Mukhtarov R.A. Definition of basic forces and deflected mode of prisms from finegrained concrete at eccentrically compression, ScientificTechnical journal of VGASU. Structural Mechanics and structures. Voronezh– 2012. – Isue. №1(4). – 72-83p.

11.Sinozersky А.N., Mukhtarov R.A. Basic and limited core states of eccentrically compressed short concrete elements of square sections. Scientific-technical journal of VGASU. Structural Mechanics and structures. Voronezh– 2014. – Issue. №2(9). – 64-72p.

12.Sinozersky А.N., Mukhtarov R.A. Kozlova A.V. Assessment of deflected mode of eccentrically compressed with standard rate prisms from fine-grained concrete. Scientific-technical journal of VGASU.

Structural Mechanics and structures. Voronezh– 2016– Issue №1(12). –.29-38 p.

13.Goschy B. Using the ultimate strength theory while designing eccentrically loaded rectangular concrete columns, ―Civil Engineering ant Public Works Review‖, March 1961, v. 56, №656.

14.Viest J. M., Elstner R. C., Hognestad E., Sustained load strength of eccentrically loaded short reinforced concrete columns, ―Journal of the American Concrete Institute‖, March, №7, 1956.

53

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

УДК 669.01(075.8)

НАДЕЖНОСТЬ НЕСУЩЕГО КАРКАСА РЕКОНСТРУИРУЕМОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ ПРИ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИИ

В.С. Сафронов1, Д.Т. Чан2

Воронежский государственный технический университет1,2

Россия, г. Воронеж

1Д-р техн. наук, проф. кафедры строительной механики, тел.: +7 (473) 2715230, е-mail: vss22@mail.ru

2Магистрант кафедры строительной механики

Предлагается и апробируется на реальном объекте методика расчета параметров надежности несущей системы длительно эксплуатируемого одноэтажного многопролетного здания, подвергаемого перепрофилированию с изменением внутреннего технологического процесса и нагруженности конструктивных элементов каркаса. Количественные параметры надежности несущей системы определяются по вероятностным показателям отказа составляющих элементов конструктивной схемы здания. Разброс прочностных характеристик материалов и грунта основания, а также действующих постоянных и временных нагрузок принимается по нормальному закону с математическим ожиданием и коэффициентом вариации, зависящими от рекомендуемых действующими нормами коэффициентов надежности. Приводятся результаты численных исследований надежности составляющих конструктивных элементов несущей системы реконструируемого здания в зависимости от способов их объединения.

Ключевые слова: производственное здание, перепрофилирование, несущая система, надежность отдельных конструкций, ферма, колонна, фундамент, грунт основания, расчетный алгоритм, пример расчета, логарифмический показатель надежности.

RELIABILITY OF RECONSTRUCTED INDUSTRIAL BUILDING LOAD-BEARING FRAMEWORK AT

ITS LINE OF BUSINESS CHANGE

V.S. Safronov1, D.T. Chan2

Voronezh State Technical University1,2

1Dr of Tech. Sc., professor of department of Structural Mechanics, tel.: +7 (473) 2715230, е-mail: vss22@mail.ru

2Undergraduate of Structural Mechanics

The calculation method of load bearing system reliability parameters of long term operated one storied multispan building under restructure with change of inner technological process and structural members work load is suggested. Quantitative parameters of load bearing system reliability are determined according to the probabilistic failure rate of building structural layout constituent elements. Range of strength property of materials and bottom soil and also constant and temporary loads is taken due to the normal law with mathematical expectation and constant of variation depending on reliability coefficient recommended by operational standards. Numerical researches results of reconstructed building structural elements load bearing system reliability in dependence on their conjunction methods are presented.

Keywords: industrial building, line of business change, load bearing system, reliability of separate structures, truss, column, foundation, bottom soil, calculation algorithm, calculation example, logarithmic reliability coefficient

____________________________________

© Сафронов В.С., Чанг Д.Т., 2018

54