Кабанцев О.В.

УДК 624.074:539.3

КАБАНЦЕВ ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ, канд. техн. наук,

ovk531@gmail.com

ГОРБАТОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, канд. техн. наук, профессор,

gvsmy@mail.ru

Московский государственный строительный университет,

129337, г. Москва, Ярославское ш., 26,

ПЕСИН КИРИЛЛ ОЛЕГОВИЧ, инженер,

pesinkirill@rambler.ru

ООО «МонолитСтройПроект»,

125413, г. Москва, пр. Мира, д. 101-Д, корп. 1

ОЦЕНКА  ВЛИЯНИЯ  ЛОКАЛЬНЫХ  ДЕФЕКТОВ  ПЕРЕКРЫТИЯ  НА  ОСНОВЕ  УЧЕТА  ПОЭТАПНОГО  ИЗМЕНЕНИЯ  РАСЧЕТНОЙ  СХЕМЫ  ПОД  НАГРУЗКОЙ

В работе выполнен анализ основных этапов работы конструкций с дефектами. Показано, что влияние локальных дефектов на напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции проявляется на одном из этапов нагружения (в общем случае – не первом).

Обосновано, что для корректной оценки НДС конструкции с дефектами необходимо применение расчетных методов, позволяющих отслеживать поэтапное накопление и перераспределение напряжений. Применение многоэтапного расчетного анализа позволяет учесть имеющиеся резервы несущей способности конструкции с дефектами.

Расчетный анализ конструкций с дефектами, выполняемый в традиционных расчетных технологиях в рамках принципа суперпозиции нагрузок, дает чрезвычайно консервативную оценку НДС, что определяется невозможностью учитывать такие важнейшие факторы, как многорежимность работы конструкции и «реакция» конструкции на локальное превышение несущей способности, приводящее к перераспределению усилий.

Ключевые слова: несущие конструкции; дефекты конструкций; моделирование; напряженно-деформированное состояние; расчетный прогноз; расчетная технология; расчетная модель.

Библиографический список

  1. Кабанцев, О.В.Расчет конструкций многоэтажных и высотных железобетонных зданий с учетом изменения основных параметров расчетной модели в режимах возведения и эксплуатации / О.В.Кабанцев // Научные труды III Всероссийской (II Международной) конференции по бетону и железобетону (Москва, 12–16 мая 2014 г.). Т. 1. Теория железобетона. Железобетонные конструкции. Расчет и конструирование. – С. 282–292.
  2. Кабанцев, О.В. Расчет несущих конструкций с учетом истории возведения и поэтапного изменения основных параметров расчетной модели / О.В. Кабанцев, А.В. Карлин // Промышленное и гражданское строительство. – 2012. – № 7. – С. 33–35.
  3. Kabantsev, O. Modeling transition in design model when analyzing specific behaviors of structures / O. Kabantsev, A. Perelmuter // 11th International Conference on Modern Building Materials, Structures and Techniques MBMST 2013. – Vilnius. 2013. Procedia Engineering.V. 57 (2013). – P.479–488.
  4. Городецкий, С.А. Компьютерные модели конструкций / С.А. Городецкий, И.Д. Евзеров. – Киев : Факт, 2007. – 394 с.
  5. Snehal, D. Patel Axial deformation of columns in multi-story R.S. buildings / Snehal, D. Poojara, Paresh, V // International jornal of civil engineering and technology (IJCIET). – V. 5. – Issue 3. – March (2014). – P. 294–300.
  6. Kim, H.S. (2011): Column Shortening Analysis with Lumped Construction Sequences / H.S. Kim, A.K. Shin // Elsevier / Procedia Engineering. – V. 14. – Р. 1791–1798.
  7. Jayasinghe, M.T.R. (2004) Effects of Axial Shortening of Columns on Design and Construction of Tall Reinforced Concrete Buildings / M.T.R. Jayasinghe, and W.M.V.P.K. Jayasena // Pract. Period. On Struct. Des. AndConstr., ASCE. – V. 9. – No. 2. – Р. 70–78.
  8. Бураго, Н.Г. Моделирование разрушения упругопластических тел / Н.Г. Бураго // Вычислительная механика сплошных сред. – 2008. – Т. 1. – № 4. – С. 5–20.
  9. Вильдеман, В.Э. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов / В.Э. Вильдеман, Ю.В. Соколкин, А.А. Ташкинов ; под ред. Ю.В. Соколкина. – М. : Наука. Физматлит, 1997. – 228 с.
  10. Szary, T. Numerische Bewertung lokaler Verschwächungen in Ölfeldrohren, Erdöl, Erdgas Kohle / T.Szary, V.Köckritz. – Hammburg/Wien. – 2004. – V. 11. – P. 403–407.
  11. Новосёлов, А.В. Исследование характера процесса разрушения ортотропных пластин с концентраторами напряжений на базе вычислительного эксперимента / А.В. Новосёлов, В.Э. Вильдеман // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2012. – № 4. – С. 66–78.
  12. Кабанцев, О.В. Учет изменений расчетной схемы при анализе работы конструкции / О.В. Кабанцев, А.Г. Тамразян // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – № 5. – С. 15–26.
  13. Ржаницын, А.Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов / А.Р. Ржаницын. – М. : СИ, 1954. – 289 с.
  14. Крылов, С.М. Перераспределение усилий в статически неопределимых конструкциях / С.М. Крылов. – М. : СИ, 1964. – 168 с.
  15. Перельмутер, А.В. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. – М. : СКАДСОФТ, АСВ, ДМК Пресс, 2011. – 709 с.
  16. Кабанцев, О.В.Верификация расчетной технологии «Монтаж» программного комплекса «SCAD» / О.В.Кабанцев // InternationalJournalforComputationalCivilandStructuralEngineering. – 2011. – Issue 3. – V. 7. – P. 103–109.
  17. Сергеев, Н.Д. Расчет статически неопределимых систем при их многократной последовательной модификации / Н.Д. Сергеев // Cтроительная механика и расчет сооружений. – 1975. – № 6. – С. 11–16.
  18. Мажид, К.И. Оптимальное проектирование конструкций / К.И. Мажид. – М. : Высшая школа, 1979. – 237 c.

 ______________________________

OLEG V. KABANTSEV, PhD,

ovk531@gmail.com

SERGEI V. GORBATOV, PhD, Professor,

gvsmy@mail.ru

Moscow State University of Civil Engineering,

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow, Russia,

KIRILL O. PESIN, Engineer,

pesinkirill@rambler.ru

OOO 'MonolitStroiProekt',

101D, Mira Ave., Moscow, Russia

ESTIMATION  OF  LOCAL  DEFECTS  OF  LOADED  SLABS  CONSIDERING  A  STEP  CHANGE  IN  DESIGN  DIAGRAM

The paper presents the analysis of structural behavior with defects. It is shown that the influence of local defects on the stress-strain state of the structure is demonstrated at one of the loading stages.

The estimation of stress-strain state of defective structure requires the use of computational methods to track the gradual stress accumulation and redistribution. The multi-stage computational analysis accounts for the available reserves of bearing capacity of the structure with defects.

Design analysis of defective structures performed using the traditional technology in terms of the stress superposition principle gives an extremely conservative estimate of the stress-strain state, which is defined by the inability to take into account such important factors as design and multi-mode structural behavior at a local excess of bearing capacity leading to the force redistribution.

Keywords: load-bearing structures; defective structures; modeling; stress-strain state; estimated forecast; design technology; design model.

References

  1. Kabantsev O.V. Raschet konstruktsii mnogoetazhnykh i vysotnykh zhelezobetonnykh zdanii s uchetom izmeneniya osnovnykh parametrov raschetnoi modeli v rezhimakh vozvedeniya i ekspluatatsii [Structural analysis of multistoried and tall reinforced concrete buildings]. Proc. 3rd All-Rus. Conf. on Concrete and Reinforced Concrete. 2014. V. 1. Pp. 282–292. (rus)
  2. Kabantsev O.V., Karlin A.V. Raschet nesushchikh konstruktsii s uchetom istorii vozvedeniya i poetapnogo izmeneniya osnovnykh parametrov raschetnoi modeli [Load-bearing structural analysis and main parameter change in design model]. J. Industrial and Civil Engineering. 2012. No. 7. Pp. 33–35. (rus)
  3. Kabantsev O., Perelmuter A. Modeling transition in design model when analyzing specific behaviors of structures. Proc. 11th Int. Conf. on Modern Building Materials, Structures and Techniques MBMST 2013. Procedia Engineering. 2013. V. 57. Pp. 479–488.
  4. Gorodetskii S.A., Evzerov I.D. Komp'yuternye modeli konstruktsii [Computer models of structures]. Kiev : Fakt Publ., 2007. 394 p. (rus)
  5. Snehal D., Poojara, Paresh V. Patel Axial deformation of columns in multi-story R.S. buildings. International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2014. V. 5. No. 3. Pp. 294–300.
  6. Kim H.S., Shin A.K. Column shortening analysis with lumped construction sequences. Procedia Engineering. 2011. V. 14. Pp. 1791–1798.
  7. Jayasinghe M.T.R., Jayasena W.M.V.P.K. Effects of axial shortening of columns on design and construction of tall reinforced concrete buildings, ASCE – Practice Periodical on Structural Design and Construction. 2004. V. 9. No. 2. Pp. 70–78.
  8. Burago N.G. Modelirovanie razrusheniya uprugoplasticheskikh tel [Elastoplastic body fracture modeling]. Computational Continuum Mechanics. 2008. V. 1. No.4. Pp. 5–20. (rus)
  9. Vil'deman V.E., Sokolkin Yu.V., Tashkinov A.A. Mekhanika neuprugogo deformirovaniya i razrusheniya kompozitsionnykh materialov [Mechanics of inelastic deformation and fracture od composites]. Moscow : Nauka, Fizmatlit Publ., 1997. 228 p. (rus)
  10. Szary T., Köckritz V. Numerische Bewertung lokaler Verschwächungen in Ölfeldrohren, Erdöl, Erdgas Kohle. Hammburg/Wien. 2004. V. 11. Pp. 403–407. (Germ.)
  11. Novoselov A.V., Vil'deman V.E. Issledovanie kharaktera protsessa razrusheniya ortotropnykh plastin s kontsentratorami napryazhenii na baze vychislitel'nogo eksperimenta [Computing experiment of fracture process of orthotropic plates with stress concentrators]. PNRPU Mechanics Bulletin. 2012. No. 4. Pp. 66–78. (rus)
  12. Kabantsev O.V., Tamrazyan A.G. Uchet izmenenii raschetnoi skhemy pri analize raboty konstruktsii [Design model modification at structural analysis]. Magazine of Civil Engineering. 2014. No. 5. Pp. 15–26. (rus)
  13. Rzhanitsyn A.R. Raschet sooruzhenii s uchetom plasticheskikh svoistv materialov [Structural analysis and plastic properties of materials]. Moscow : SI Publ., 1954. 289 p. (rus)
  14. Krylov S.M. Pereraspredelenie usilii v staticheski neopredelimykh konstruktsiyakh [Force redistribution in statically redundant structures].Moscow : SI Publ., 1964. 168 p. (rus)
  15. Perel'muter A.V., Slivker V.I. Raschetnye modeli sooruzhenii i vozmozhnost' ikh analiza [Structural design and analysis of models ]. Moscow : SKADSOFT, ASV, DMK Press, 2011. 709 p. (rus)
  16. Kabantsev O.V. Verifikatsiya raschetnoi tekhnologii ‘Montazh’ programmnogo kompleksa SCAD [‘Montazh’ design technique verification of SCAD software]. Int. J. Computational Civil and Structural Engineering. 2011. No. 3. V. 7. Pp. 103–109. (rus)
  17. Sergeev N.D. Raschet staticheski neopredelimykh sistem pri ikh mnogokratnoi posledovatel'noi modifikatsii [Statically redundant structure design at multiple subsequent modification]. Stroit. mekh. i raschet sooruzhenii. 1975. No.6. Pp. 11–16. (rus)
  18. Mazhid K.I. Optimal'noe proektirovanie konstruktsii [Optimum structural design]. Moscow : Vysshaya Shkola Publ., 1979. 237 p. (rus)

Статья | (1.42 Mб)