ІНСТИТУТ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І БЕТОННОГО БЕТОНУ КОНСТРУКЦІЯ ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БРАУНШВЕЙГ ДИРЕКТОР ПРОФ

; u ІНСТИТУТ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І БЕТОННОГО БЕТОНУ КОНСТРУКЦІЯ ТЕХНІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БРАУНШВЕЙГА ДИРЕКТОР: ПРОФ. DR.-ING. К. КОРДІНА Підсумковий звіт 30-021> 2/001 щодо дослідницького проекту "Дослідження несучої та деформаційної поведінки тонких залізобетонних стін, що піддаються нецентровим навантаженням" БІБЛІОТЕКА Jnstltut 1l1r будівельні матеріали, спеціальне будівництво та захист

інститут

"s; t, -t 8:;: Uil.3ci" lweig Beethovenstra'Ja 52. Q - 3300 Braunschw

Dipl.-Ing. К.Х. Клієнт Шторкебаума Міністерства внутрішніх справ Північного Рейну-Вестфалії VB 1-72.02 - No 48/74 Брауншвейг, у серпні 1976 р.

Зміст Сторінка 1. Вступ 1 1.1 Загальне 1 1.2 Завдання 2 1.3 Визначення стін 3 1.4 Методи розрахунку для ексцентрично навантажених тонких стін та огляд літератури 4 2. Спосіб розрахунку 7 2.1 Опис рішення 7 2.2 Визначення несучої здатності 9 2

-3 Припущення щодо розрахунку 9 2.4 Метод рішення 12 2.5 Обговорення критеріїв руйнування 15 2.6 Розгляд крутильної жорсткості 18 3. Розрахунок випробуваних стінок 23 із порівнянням експериментальних та обчислювальних результатів 3.1 Огляд 23 3.2 Розміри,

Характеристичні значення вихлопу та арматури 26 3.3 Результати вимірювань 26 3.4 Перерахунки випробувань 27 3.5 Порівняння розрахункових граничних навантажень з іншими методами та з результатами випробувань 31 4. Загальна поведінка несучої та деформації та дослідження параметрів 34 4.1 Загальна поведінка несучої та деформації 34 4.2 Дослідження параметрів 45 5. Висновки з пропозиціями щодо вдосконалення поточного шляху проектування залізобетонних стін, що утримується з чотирьох сторін, згідно з DIN 1045, 6-й зведення 58

Бібліографія [1] Бетонна та залізобетонна конструкція, розміри та виконання - D1N 1045, видання, січень 1972 р. [2] Німецький комітет із залізобетону, випуск 220, Розміри бетону та залізобетонних компонентів, Берлін, 1972 р. [3] Левицький, Карвоскі, Павліковський: Житлові будинки з бетону та залізобетону, Дюссельдорф, 1971. [4] Віганд, Е.: Внесок у стійкість до вигину залізобетонних стін із нелінійним законом еластичного матеріалу. Дисертація, Т.Х. Дармштадт, 1970. [5] Віганд, Е .; Ушліш, Д.: Таблиці визначення несучої здатності залізобетонних стін, 1973 р., Ще не опубліковані. [6] Кордіна, К.; Шторкебаум, К.Х .: Дослідження несучих навантажень ексцентрично напружених залізобетонних стін, звіт про дослідження, T.U. Брауншвейг, 1973. [7] Губер, "'. Т.: Теорія залізобетонних залізобетонних плит, Der Bauingenieur, 1923, 1924, 1925, 1926 [8] Шторкебаум, К.Х .: Визначення несучої здатності чотиристоронніх геїв-

проведення залізобетонних плит, публікація в підготовці

, [9] Кваст, Ю.: Відповідні спрощення для вирішення несучої задачі ексцентрично пресованої примітивної залізобетонної колони прямокутного перерізу, дисертація Т.У. Брауншвейг, 1970 р. [10] Хвалла, Е.: Допоміжні таблиці для розрахунку проблем напружень теорії 11-го порядку та за Кніком: k: problemen, Кельн, 1959 р. [11] HSU, T.T.C.: Торсія структурного бетону - поведінка армованого

ncrete MeQlbers, Публікація ACI, SP - 18, 1968.! iH "l. '& Wüt", 8'

[12] Бей, Х.: Осьове обертання від кручення на стадії II з одночасною дією згинального моменту, сили зсуву та нормальної сили, бетонна та залізобетонна конструкція, 7/1970. [13] Ojha, S.K.: Жорсткість та деформаційна поведінка залізобетонних та попередньо напружених бетонних балок при поєднаному напруженні кручення, згинального моменту, поперечної сили та осьової сили. Звіт про дослідження Т.У. Брауншвейг, 1973. [14J Німецький комітет із залізобетону, випуск 240: Допоміжні засоби для розрахунку внутрішніх сил та змін форми залізобетонних конструкцій, Берлін 1976 [15J Ernst, G.C.; Громандік, Дж. Дж.; Riveland, A.R.: Нееластичне вигинання армованих плит, Університет Небраски, 1953

- 1-1. Вступ 1.1 Загальні положення Дослідницький проект "Дослідження несучої та деформаційної поведінки ексцентрично напружених, тонких залізобетонних стін" є продовженням теоретичних досліджень основ залізобетонних стрижневих та поверхневих конструкцій, а також програми випробувань, проведеної від імені Держави Північний Рейн-Вестфалія на чотиристоронніх, ексцентрично навантажених Залізобетонні стіни. Основні дослідження включають. Створення електронно-комп’ютерної програми фінансувалося за рахунок власних коштів. Результати тесту для перших перерахунків

Тоді виявилося, що використовувана в той час комп’ютерна модель м’яко крученої балочної решітки забезпечує надто низькі навантаження порівняно з результатами випробувань, а також з результатами Віганда [4J. У контексті цього дослідження слід принаймні приблизно взяти до уваги крутильну жорсткість і вивчити її вплив на висоту навантажень. Крім того, слід розробити реалістичні критерії руйнування для кращого обліку запасів несучих стін. Більш детальне пояснення теоретичної основи та опис комп'ютерної програми, розробленої для цієї мети, можна знайти в подальшій роботі - в процесі підготовки - яка узагальнює результати наших власних досліджень із основними частинами двох дослідницьких проектів, згаданих вище [8J.

- 2-1.2 Завдання У цій дисертації слід вивчити несучу та деформаційну поведінку чотиригранних залізобетонних стін при ексцентричному одновісному навантаженні. З цією метою проводяться розрахунки несучого навантаження на відповідно підібраних балках балок з урахуванням реалістичних матеріальних законів та деформацій відповідно до теорії 11-го порядку

- 3-1.3 Для визначення стін Відповідно до [1J, стінки - це переважно дископодібні компоненти, які піддаються стиску. На додаток до опор та каркасів у залізобетонній конструкції, вони представляють ще один вертикальний несучий елемент, який - на відміну від перших двох - навряд чи мав справу в теорії чи експериментах дотепер; Причиною цього є в першу чергу загалом низький коефіцієнт використання дискових структур. У jü

Розробки, які з часом стали впізнаваними - тобто постійно зростаюча стрункість та використання більших центрів навантаження - дають початок дослідженням, які повинні мати на меті більш точно врахувати фактичну поведінку навантаження та деформації. Загалом для стін розрізняють: а) несучі стіни для поглинання вертикальних і горизонтальних навантажень; б) стіни жорсткості, які використовуються для підтримки несучих стін; в) ненесучі стіни, які піддаються напрузі власною вагою, і, серед іншого, Отримані завдання розподілу навантаження та жорсткості. Зі збільшенням стрункості та ексцентричності питання підтримки стіни стає більш важливим. Залежно від вибору прямокутних країв, які неможливо перенести на рівень стіни, розрізняють стіни, які утримуються з двох, трьох або чотирьох сторін. Наступні дослідження стосуються несучих стін, утримуваних з чотирьох сторін з перпендикуляром L, що діє паралельно площині стіни

- 4-1.4 Методи розрахунку для ексцентрично навантажених тонких стін та огляд літератури Відповідно до пояснень у Розділі 1.3, тут будуть обговорені лише ті методи розрахунку, які, крім ефекту несучої плити, також можуть враховувати несучий ефект плити, щоб задовольнити проблеми тонких, ексцентрично навантажених - і залізобетонні стіни, котрі тому загрожують стабільності. В [1] ідеальна стрункість згідно теорії еластичності була надана для тонких, ексцентрично напружених бетонних та залізобетонних стін залежно від умов зберігання країв. Розміри та доказ стійкості засновані на процедурах, розроблених для колон на системі заміни. Наведені коефіцієнти ß, які дають змогу визначити довжину вигину за такою формою h k = ß h s Значення ß не залежать від арматури. Їх слід вибирати наступним чином залежно від умов зберігання: а) стіни, що тримаються з двох сторін ß = 1,0 b) стіни, що тримаються з трьох сторін ß =

в) стіни 1, .5, утримувані з чотирьох сторін

"; ((3 $ A b h s> b -1 + f 1 s j" f3 s 0 500 600 700 800 P [Mp) 120 3 ---- 9 (бар Ne). ". '"., 110. " ",".

" 80 "\." "-, \ \ \ I, \ \. 70 I. 100 1,4,1 2 5 8 3,6,9 (бар Ne) Кількість барів 200 300" Xl 500 600 100 800

- 42 - -------- потік теорії 11-го порядку та поведінка нелінійного активного інгредієнта від завантаженого краю у внутрішню частину стінового диска (рис. 16). Концентрація моментів кручення в кутових областях стіни (рис. 15) має значний вплив на криву поперечного моменту. Напруга згинання в поперечному напрямку найбільша біля вертикальних бічних країв (рис. 17). При розрахунку вантажопідйомності з поступовим збільшенням навантаження можна виявити значні втрати жорсткості як для поперечного, так і для поздовжнього брусів. Для міцності на вигин значення в поперечному напрямку коливаються між 20% і 50%. На малюнку 18 наведено огляд падіння жорсткості на вигин і кручення стіни із співвідношенням H/W = 1,0 H/d = 30 eid = 0,4 у всьому діапазоні навантаження до граничного навантаження. Криві жорсткості характерні для стін, які досягають своєї несучої здатності через обрив матеріалу в стіні. Якщо поглянути на окремі стрижні, можна визначити більш-менш великі різниці в частковій жорсткості стрижня залежно від наявного ексцентриситету. На рисунку 19 показано падіння жорсткості на вигин ------------------------------ ------

- 43 - між робочим навантаженням і несучою здатністю на вищезазначеній стіні. Вражають великі втрати жорсткості (до 90%) в поперечних ригелях. У разі поломки внаслідок втрати стійкості жорсткість на вигин окремих стрижнів поводиться як стрижень до значення навантаження трохи нижче граничного навантаження. Тільки тоді починається різне падіння індивідуальної жорсткості. В результаті майже рівномірного напруження на вигин у поздовжньому напрямку всі жорсткості на кручення стіни, показані тут за визначенням, зменшуються в цьому напрямку до заданого мінімального значення 25% від їх початкової жорсткості, тоді як жорсткості на кручення поперечних брусків зменшуються до різного ступеня. Падіння жорсткості коливається - залежно від наявності стійкості або руйнування матеріалу - від 30% до 60% для поперечних брусків та від 5% до 75% для поздовжніх брусків. Огляд d

У таблиці 4 наведено деформації стін із співвідношенням H/B - 1,0. eid 20 0,10 30 0,10 30 0,20 30 0,40 30 0,60 50 0,10 50 0,40 50 0,60 - 1 _ . _----- t ---- -. - . f G [em] H/f G i f T [em] H/f T 0,23 1288 1,01 297! 0,43 1047 2,46 183 0,77 584 3,55 127 1,32 341 4,85 93 1,61 280 5,30 85 0,72 1042 3,34 225 1,70 441 13,50 56 2. 40 312 14,10 53 таблиця. Центральний вигин в експлуатації та несучому стані

- 44 - Центральні прогини, пов'язані з несучою здатністю, як абсолютні значення, так і значення, пов'язані з висотою стіни (d = 15 см). У середньому співвідношення середніх прогинів в несучому стані та стані використання становить. Якщо спостерігається збій стійкості, це значення може зрости до 8,0.