На этом мой доклад закончен. Благодарю за внимание

Доклад на защите

Здравствуйте, уважаемые члены государственной аттестационной комиссии, представляю Вашему вниманию магистерскую диссертацию на тему «Сопротивление продавливанию плоских железобетонных плит, усиленных поперечной арматурой».

Слайд 1

Плоские безкапительные безбалочные перекрытия являются наиболее массовыми конструкциями в современных зданиях. Нередко в строительной практике возникает необходимость усиления подобных перекрытий по различным причинам: ошибки при проектировании, строительный брак, увеличение нагрузок в связи с реконструкцией здания. Одним из наиболее эффективных с конструктивной точки зрения методов является установка поперечной арматуры в приопорной зоне. При надёжной анкеровке поперечная арматура значительно повышает сопротивление плит продавливанию и пластичность их работы. Вместе с тем, малоизученными остаются вопросы влияния количества, шага и предварительного напряжения поперечной арматуры на прочность плит при продавливании. Так же представляет интерес возможность применения арматуры из высокопрочных сталей.

Слайд 2

За последние годы произошел ряд аварий зданий, связанных с обрушением плит перекрытий вследствие продавливания.

Слайд 3

Аналогичные обрушения встречаются и в зарубежной практике. Эти обстоятельства подтверждают актуальность изучения вопроса сопротивления плит на продавливание.

Слайд 4

Целью данной работы является исследование сопротивления продавливанию железобетонных плит, усиленных поперечной арматурой, и разработка рекомендаций по проектированию данного метода усиления.

Для достижения поставленной цели была разработана конечно-элементная модель, с помощью которой проанализировано напряженно-деформированное состояние плиты на всех стадиях работы и выявлено влияние наиболее значимых факторов на сопротивление плит продавливанию.

Слайд 5

В качестве экспериментальной базы исследования были выбраны результаты проведенных в НИИЖБ испытаний фрагментов железобетонных плит, усиленных поперечной арматурой, при продавливании сосредоточенной силой от колонны.

Слайд 6

В качестве инструмента для численных исследований был принят метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе АБАКУС. Заложенная в программу модель деформирования бетона позволяет учитывать накопление повреждений на ветви разгрузки с помощью коэффициентов повреждения при сжатии (d_c) и растяжении (d_t).

Слайд 7

Диаграмма деформирования арматуры была принята с двумя линейными участками – участком упругой работы арматуры и площадкой текучести.

Слайд 8

Шаг сетки разбиения конечно-элементной модели, который определяет сходимость численного решения, составил 7 мм.

Слайд 9

В целях сокращения времени расчёта моделировалась только четверть опытного образца.

Слайд 10

Сравнение несущей способности и прогибов экспериментальных образцов и конечно-элементных моделей показало их хорошую сходимость.

Слайд 11

Картина трещинообразования в конечно-элементных моделях также была качественно близка к зафиксированной на опытных образцах.

Слайд 12

Характер изменения напряжений в поперечных стержнях показывает, что работу плит, усиленных под нагрузкой, с достаточной степенью точности можно моделировать преднапряжением поперечных стержней перед нагружением образца.

Слайд 13

Таким образом, был сделан вывод, что разработанная модель адекватно описывает реальное поведение узлов сопряжения плит с колонной под нагрузкой и может быть использована для численного анализа.

Слайд 14

В то же время, расчёта нормативная методика расчёта на продавливание показывает занижение несущей способности в среднем на 13%.

Слайд 15

С помощью разработанной конечно-элементной модели было проанализировано влияние четырёх основных факторов на сопротивление плит продавливанию. Первый фактор – процент поперечного армирования. С его повышением несущая способность возрастает, но лишь до определённого предела.

Слайд 16

Выявлено, что при содержании поперечной арматуры до 0,43% разрушение происходит в зоне поперечного армирования с достижением в стержнях предела текучести, а при большем её количестве схема разрушения меняется – разрушение происходит по грани колонны до первого ряда арматуры и несущая способность не повышается.

Слайд 17

Второй фактор – уровень предварительного напряжения арматуры усиления. Его повышение с 25 до 75% от предела текучести поперечных стержней практически не как не отразилось на несущей способности и деформативности плиты.

Слайд 18

Из графиков видно, что предварительное напряжение арматуры усиления способствует более быстрому и надёжному включению её в работу, поэтому обязательно должно предусматриваться при усилении.

Слайд 19

Третий фактор – прочность арматуры усиления. Её повышение с 200 до 745 МегаПаскалей при одновременном снижении площади поперечного сечения не отразилось на несущей способности и деформативности плиты. Таким образом, подтверждена возможность применения в качестве арматуры усиления высокопрочных сталей.

Слайд 20

Четвёртый фактор – шаг поперечной арматуры. Было проанализировано поведение образцов при шаге от 0,3 до 1,75 h ₀ – рабочей высоты сечения. Увеличение шага постановки арматуры усиления снижает несущую способность плиты при продавливании.

Слайд 21

На основе анализа полученных результатов было определено оптимальное значение шага – это 0,5 h ₀, расположение ближайшего к колонне стержня – 0,3…0,5 h ₀ и минимальная ширина зоны постановки поперечной арматуры усиления – 1,5∙ h ₀.

Слайд 22

При шаге больше 1,75· h ₀, разрушение происходит между гранью колонны и первым стержнем поперечного армирования, и усиление становится неэффективным.

Слайд 23

На основании результатов, полученных в ходе численного эксперимента, были разработаны рекомендации по расчёту

Слайд 24

и конструированию усиления плит сквозными шпильками.

Слайд 25

Результаты данной работы позволили более детально проанализировать механизм сопротивления продавливанию плоских железобетонных плит, а их применение в реальной строительной практике будет способствовать более обоснованному и качественному проектированию усиления железобетонных плит на продавливание установкой поперечной арматуры.

На этом мой доклад закончен. Благодарю за внимание.

Ответы на замечания

Недостаточно обосновано утверждение о том, что арматуру усиления, установленную под действием нагрузки, в расчёте можно рассматривать как поперечное армирование, устанавливаемое до бетонирования.

Ответ. На слайде 12 показан график изменения напряжений в поперечных стержнях, из которого видно, что когда прикладываемая к модели нагрузка достигнет уровня, действующего на усиливаемый опытный образец, характер изменения напряжений в поперечных стержнях становится сравнительно близким. Это и даёт основание рассматривать арматуру усиления, установленную под действием нагрузки, как поперечное армирование, устанавливаемое до бетонирования.