Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
6 results
Search Results
Item Міцність та деформативність згинаних залізобетонних елементів з пошкодженням бетону за дії навантаження(Національний університет «Львівська політехніка», 2021) Лободанов, Максим Миколайович; Бліхарський, Зіновій Ярославович; Національний університет «Львівська політехніка»; Клименко, Євгеній Володимирович; Кочкарьов, Д. В.Item Напружено-деформований стан і розрахунки за деформаційною методикою елементів з деревини при дії одноразових та повторних навантажень(Національний університет водного господарства та природокористування, 2020) Гомон, Святослав Степанович; Бабич, Євгеній Михайлович; Національний університет водного господарства та природокористування; Савицький, М. В.; Азізов, Т. Н.; Пашинський, В. А.Запропоновано теоретично та експериментально обґрунтовану теорію деформування елементів з цільної та клеєної деревини за стиску, розтягу, прямого та косого поперечного згину при дії одноразових та повторних навантажень. Доведено, що для розрахункового перерізу зі складкою можна застосовувати відомі закони розподілення деформацій по висоті, як в стиснутій, так і в розтягнутій зонах, які обумовлюється гіпотезою суцільності і однорідності матеріалу. Встановлено існування стадій напружено-деформованого стану елементів з деревини з наявністю утворення складок в стиснутій зоні, розроблено аналітичний апарат і запропоновано деформаційну методику визначення напружено-деформованого стану нормальних перерізів дерев’яних елементів, що зазнають поперечного згину. Обґрунтовано пропозиції щодо вибору критеріїв вичерпання несучої здатності елементів з деревини виходячи з доведеної трансформації фізичного стану в механічний. Предложено теоретически и експериментально обоснованную теорию деформирования элементов из цельной и клееной древесины при сжатии, растяжении прямом и косом поперечном изгибе при действии однократных и повторных нагрузок. Доказано, что для расчетного сечения со складкой можно применять известные законы распределения деформаций по высоте, как в сжатой, так и в растянутой зоне, которые обуславливается гипотезой сплошности и однородности материала. Установлено существование стадий напряженно-деформированного состояния элементов из древесины с наличием образования складок в сжатой зоне, разработан аналитический аппарат и предложено деформационный метод определения напряженно-деформированного состояния нормальных сечений деревянных элементов, испытывающих поперечный изгиб. Обоснованы предложения по выбору критериев исчерпания несущей способности элементов из древесины исходя из доказанной трансформации физического состояния в механический. The introduction substantiates the relevance, purpose and objectives of research, the general characteristics and scientific novelty, the practical value of the work. The first section provides an overview of the features of loading elements from wood, the stages of the theory of the development of deformation and resistance to force action of wood. A thorough analysis of the current state of experimental and theoretical research and existing methods for testing elements of wood is presented. On the basis of the inspection, the directions of scientific research and the ways of solving the tasks set in the thesis are indicated. The second section is devoted to experimental and theoretical studies of the diagrams of the mechanical state of wood under the action of a one-time short-term longitudinal compression, stretching, chipping, as well as in nailed and glued joints. The developed equipment and experimental research methods made it possible to obtain complete diagrams of longitudinal compression of wood. An analysis of the results of experimental studies and an analytical description of the mechanical state of solid and glued wood during a single short-term deformation along the fibers in the hard load application mode to complete failure is performed. The main characteristic sections and parameters of the mechanical state of wood under compression - tension along the fibers, as well as the state of deformation of the wood under short-term, long-term, repeated, constant and episodic loading are established. The third section presents the results of experimental-theoretical studies of the mechanical state diagrams of solid and glued wood at various work cycles under the action of low-cycle loads. The features of the work of wood under various modes of repeated loads during longitudinal compression, of wood fibers adjacent to the plane of longitudinal cleaving and adjacent to the plane of adhesive joints are highlighted. Methods have been developed for determining the low-cycle adaptation of wood and its endurance in glued and nailed joints. The results of experimental studies of the operation of nailed joints from dry and wet wood and wood in the holes of these compounds under the influence of low-cycle loads are presented. The fourth section is devoted to experimental and theoretical studies of the operation of wood elements in direct and oblique transverse bending. A study of the basic deformative characteristics of wood under longitudinal compression and lateral bending was carried out, and a new method was proposed for determining the elastic modulus on samples of structural dimensions. The laws of determining the layer-by-layer deformation of solid and glued wood by the height of the normal section of the bending element at various levels and load conditions are established. A technique is proposed for determining the neutral cross-section line and patterns of change in its position under the action of single and low-cycle loads are shown. The critical and limiting values of the relative deformations under the longitudinal action of loads are established. In the fifth section, working hypotheses and prerequisites for modeling the stress-strain state of the normal section of solid and glued wood elements are proposed. A design apparatus for determining the bearing capacity of wood elements and criteria for its loss have been developed. In the calculations, the normal calculated cross section is taken to be the portion of the bending element made of wood, where a fold is formed in the compressed zone at the stage of work before fracture, since the section with the fold is a weak section. In the calculations, the apparatus of infinitesimal quantities was used, since the condition of continuity of the function in the vicinity of the section point is fulfilled, and in solid mechanics it is determined by the hypothesis of continuity and homogeneity of the material. The possibility of transforming physical state diagrams into diagrams of the mechanical state of wood elements is substantiated, the concept of the stages of work of wood structures under load is proposed for the first time. The sixth section is devoted to the determination of the stress-strain state of normal sections of solid and glued wood elements with direct and oblique bending at different stages of operation under the influence of short-term single and low-cycle loads. And their detailed analysis was performed. The seventh section sets out the main provisions of the calculating method for the strength of normal design sections of wood elements in transverse bending based on the deformation model. A mathematical apparatus has been developed for calculating normal sections of solid and glued wood beams under the action of single and repeated loads when working in conditions of direct and oblique transverse bending. A technique for predicting the performance of wood structures under repeated loads is proposed.Item Несуча здатність та деформативність багатошарових плит перекриття(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Вознюк, Леонід Іванович; Демчина, Богдан Григорович; Національний університет «Львівська політехніка»; Шмуклер, Валерій Самуїлович; Фамуляк, Юрій ЄвгеновичДисертація присвячена розробці і дослідженню несучої здатності та деформативності ефективних багатошарових залізобетонних плит перекриття із середнім шаром з легкого бетону та ефективних монококових керамзитобетонних плит перекриття. У роботі розроблено принципи конструювання та сформовано 3D скінченно-елементні нелінійні розрахункові моделі плит із використанням ПК “ЛІРА-САПР” для всіх серій експериментальних зразків. Створено інженерну методику та запропоновано підхід до оцінки несучої здатності суцільних, багатошарових та монококових плит, при їх опиранні на чотири кути із урахуванням ДСТУ Б В.2.6-156:2010. На основі розроблених принципів створена нова монококова керамзитобетонна конструкція плити перекриття. Експериментально досліджено багатошарові залізобетонні плити перекриття із середнім шаром з легкого бетону та монококові керамзитобетонні плити перекриття. Виконано порівняння результатів експериментальних і теоретичних досліджень та отримано задовільну збіжність. Для усіх видів дослідних плит визначався коефіцієнт ефективності Kef за допомогою якого можна порівняти різні конструктивні рішення перекриттів із урахуванням потенціальної енергії деформації. Розроблена монококова керамзитобетонна плита перекриття у 2,1 рази ефективніша за класичні суцільні залізобетонні плити та у 1,3…1,5 рази за розроблені у даній роботі багатошарові плити. Подані пропозиції щодо проектування та виготовлення багатошарових плит перекриття із середнім шаром з легких бетонів – керамзитобетону і газобетону та монококових керамзитобетонних плит перекриття із пустотоутворюючими вставками. Диссертация посвящена разработке и исследованию несущей способности и деформативности эффективных многослойных железобетонных плит перекрытия со средним слоем из легкого бетона и эффективных монококовых керамзитобетонных плит перекрытия. В работе разработаны принципы конструирования и сформирован 3D конечно-элементные нелинейные расчетные модели с использованием ПК "ЛИРА-САПР" для всех серий экспериментальных образцов. Создано инженерную методику расчета. На основе разработанных принципов конструирования создана новая монококовая керамзитобетонная конструкция плиты перекрытия. Экспериментально исследованы многослойные железобетонные плиты перекрытия и монококовые керамзитобетонные плиты перекрытия. Для всех видов плит определялся коэффициент эффективности Kef с помощью которого можно сравнить различные конструктивные решения перекрытий с учетом потенциальной энергии деформации. The thesis is devoted to the development and research of load bearing capacity and deformability of effective multilayer reinforced concrete slabs with an average layer of light concrete and effective monocoam keramzit concrete slabs. In this work the principles of design are developed and 3D finite-element nonlinear calculation models with the use of PC "LIRA-SAPR" for all series of experimental samples are formed. As a result of the use of the created calculation models, an analysis of the stress-strain condition was performed and an assessment of the bearing capacity of the multilayer reinforced concrete and monocoam keramzite concrete slabs was performed. It is important that, with their identical bearing capacity and the same supporting conditions, under the action of a static load of their own weight, the frequency of the main tone of the oscillation of the monocoque plate is greater compared to the multilayer at 20 ... 32%, and the deflections are lower by 26 ... 35%, which indicates an increased rigidity of the monocoam keramzite slab. An engineering methodology was developed and an approach to the assessment of the bearing capacity of solid, multilayer and monocoque slabs was proposed, with their support for four corners, taking into account DSTU B В.2.6-156: 2010. Comparison of the results of experimental studies with this technique gave a satisfactory convergence of results with an accuracy of up to 8%. On the basis of the developed principles, a new monocoam keramzite-concrete construction of slab was created. The multilayer reinforced concrete slabs with an average layer of light concrete and monocoam keramzite concrete slabs of overlap have been experimentally investigated. A comparison of the results of experimental and theoretical studies is performed and satisfactory convergence is obtained. The results obtained during the experiment have satisfactory convergence in comparison with theoretical modeling, which confirms the possibility of using the proposed finite element models in real designThe difference between the experimental and theoretical results was: for slabs series 1 - 1 ... 10%, for slabs series 2 - 1 ... 15%, for slabs series 3 - 2 ... 14%. For all types of test boards, the coefficient of efficiency Kef was determined, by which one can compare different structural solutions of overlays taking into account the potential energy of deformation. The monocoam keramzite-concrete cladding slab is 2.1 times more effective than classic solid reinforced concrete slabs and 1.3 ... 1.5 times for multilayer plates developed in this work. The multilayer reinforced concrete slabs with an average layer of light concrete (aerated concrete and expanded clay concrete) have been developed and investigated. In accordance with the efficiency coefficient proposed by the Keb, their efficiency in 1,4 ... 1,6 times is greater than the classical solid reinforced concrete slabs of heavy concrete. Submitted proposals for designing and manufacturing multilayer floor slabs with an average layer of lightweight concrete - claydite and aerated concrete and monocoam keramzit concrete slabs with void inserts.Item Несуча здатність, деформативність та тріщиностійкість балкових конструкцій, армованих просічно-витяжним листом(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Бурченя, Софія ПетрівнаДисертаційна робота присвячена питанням дослідження несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості балкових конструкцій, армованих сталевим просічно-витяжним листом (СПВЛ). Проведено експериментальні дослідження несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості сталебетонних балкових елементів, армованих СПВЛ. Вивчено особливості деформування таких елементів на всіх стадіях роботи, а також сумісну роботу СПВЛ з бетоном. Розроблено розрахунковий апарат для визначення несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості нормальних перерізів таких конструкцій на основі деформаційної моделі. Виконано порівняльний аналіз напружено-деформованого стану сталебетонних балкових елементів, армованих СПВЛ, та традиційних залізобетонних балок, виконаних із різних класів бетонів. Розроблена методика розрахунку згинаних сталебетонних балкових елементів, армованих СПВЛ, на ЕОМ, яка враховує специфіку таких конструкцій. Подано пропозиції з проектування сталебетонних балок, армованих СПВЛ. Диссертация посвящена вопросам исследования несущей способности, деформативности и трещиностойкости балочных конструкций, армированных стальным просечно-вытяжным листом (СПВЛ). Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, изложены научная новизна, практическое и научное значение, апробация полученных результатов проведенных экспериментально-теоретических исследований. В первом разделе диссертационной работы освещены исторические предпосылки возникновения конструкций с внешним ленточным армированием, проанализированы достижения отечественных и зарубежных научных школ, обоснованы преимущества и недостатки таких конструкций по сравнению с железобетонными конструкциями. Второй раздел диссертационной работы содержит методики изготовления опытных образцов и проведения экспериментальных исследований. Для изучения напряженно-деформированного состояния опытных образцов были разработаны и изготовлены 15 опытных балок (10 сталебетонных балок, армированных стальным просечно-вытяжным листом, 5 железобетонных балок, армированных стержневой арматурой, поперечные сечения балок 135 270 мм, длина 2300 мм и расчетный пролет 2000 мм.) В третьем разделе представлены результаты проведенных экспериментальных исследований несущей способности, деформативности и трещиностойкости сталебетонных балок, армированных СПВЛ и обычных железобетонных. Результаты экспериментальных исследований образцов сравнивались между собой при одинаковых уровнях нагрузки и существующими нормами проектирования. В четвертом разделе представлен инженерный расчет несущей способности, деформативности и трещиностойкости на основе деформационной модели, а также математическое моделирование напряженно-деформированого состояния опытных образцов, армированных СПВЛ. Разработана методика расчета на ЭВМ, которая базируется на гипотезе плоских сечений с учетом реальных диаграмм деформирования материалов. Представлены предложения по проектированию сталебетонних балок. Thesis is focused on the researches of bearing capacity, deformability and fracture toughness of beam structures, reinforced by cut and stretchy sheet. The experimental researches of bearing capacity, deformability and fracture toughness of steel concrete beam elements, reinforced by steel cut and stretchy sheet are conducted. It is studied the peculiarities of such elements deformation at all work stages as well as joint work of steel cut and stretchy sheet with the concrete. The calculated device for the determination of bearing capacity, deformability and fracture toughness of normal sections of such structures on the deformation model basis is worked out. The comparative analysis of stress-deformation state of steel concrete beam elements, reinforced by steel cut and stretchy sheet and traditional reinforced beams, made of different concrete types is done. The calculation method of bending steel concrete beam elements, reinforced by steel cut and stretchy sheet on the Electronic Accounting Machine which considers the specificity of such structures is conducted. The proposals of the design of steel concrete beams, reinforced by steel cut and stretchy sheet are submitted.Item Міцність та деформативність залізобетонних балок, підсилених залізобетонною обоймою під навантаженням(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Дубіжанський, Дмитро ІгоровичВ дисертації досліджено несучу здатність нормальних перерізів, деформативність та тріщиностійкість згинальних залізобетонних елементів, підсилених залізобетонною обоймою при дії навантаження. Отримано результати експериментальних досліджень та проаналізовано зміну параметрів НДС залежно від рівня діючого на час підсилення навантаження, величини додаткового армування обойми при однаковому рівні діючого навантаження, впливу навантаження граничного рівня. Визначено три характерні стадії НДС залізобетонних балок, підсилених залізобетонною обоймою при дії навантаження. Запропоновано методику визначення міцності нормальних перерізів залізобетонних балок, підсилених при дії навантаження, на основі нелінійної деформаційної моделі ДБН В.2.6-98:2009 ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Удосконалено інженерну методику розрахунку згідно ДБН В.3.1-1-2002 із застосуванням підходів СНиП 2.03.01-84*, до якої запропоновано ввести корегуючі коефіцієнти використання перерізу додаткової арматури й бетону. Аналіз методик на основі проведених експериментальних досліджень показав добру збіжність результатів. Запропоновано змінити критерій вичерпання несучої здатності елементів, підсилених залізобетонною обоймою. В якості критерію вичерпання несучої здатності пропонується прийняти досягнення арматурою як основного, так і додаткового перерізів напружень межі текучості. В диссертации исследованы несущая способность нормальных сечений, деформативность и трещиностойкость изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель и задачи исследований, связь работы с научными программами, научная новизна, практическая ценность работы, представлена ее общая характеристика. В первом разделе выполнен обзор методов усиления железобетонных балочных конструкций, проведен анализ экспериментально-теоретических исследований прочности усиленных железобетонных балок и напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций, усиливаемых под нагрузкой. Второй раздел содержит программу и методику экспериментальных исследований нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. Для достижения поставленной цели и реализации задач было изготовлено 16 опытных балок. Разработанная программа и методика экспериментальных исследований обеспечила получение новых данных о работе изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований изгибаемых железобетонных элементов не усиленных и усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. Получены данные экспериментальных исследований прочности, прогибов усиленных железобетонной обоймой балочных конструкций в зависимости от уровня нагрузки при усилении, процента армирования обоймы усиления, а также при усилении под нагрузкой предельного уровня. Определены три характерных стадии НДС железобетонных балок, усиленных при воздействии нагрузки. В четвертом разделе описана методика расчета прочности усиленных при действии нагрузки железобетонных изгибаемых элементов по деформационной модели и инженерной методике ДБН В.3.1-1-2002. В разделе детально описана методика и разработан алгоритм расчета несущей способности и напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов, усиленных под нагрузкой, с учетом реальных свойств бетона и арматуры основного и дополнительного сечений. Также предлагается уточнить расчет прочности нормальных сечений железобетонных конструкций, усиленных при действии загрузки, по инженерной методике ДБН В.3.1-1-2002 введением в расчет коэффициентов использования дополнительного сечения для бетона и арматуры. Для проведения анализа и апробации предложенных методик исследованные усиленные железобетонные балки были рассчитаны на прочность нормальных сечений согласно предложенных алгоритмов. Сравнительный анализ показал удовлетворительное сходство экспериментальных и теоретических данных. Bearing capacity of normal cross section, deformability and crack resistance of bending concrete elements reinforced with reinforced concrete ring under load were investigated in the dissertation. Research was conducted. The results of changes of stress-strain state settings depending on the load level, additional reinforcement, influence of limit level load were analyzed. The three characteristic stages of stress-strain state of reinforced concrete beams strengthened with reinforced concrete ring were defined. The method of determining the strength of normal cross section reinforced concrete beams, strengthened with reinforced concrete ring under load based on non-linear deformation model was proposed. Engineering methods of SNIP 2.03.01-84* and DBN В.3.1-1-2002 were improved with the use of adjustment factors of additional reinforcement and concrete use. Analysis of methods based on experimental investigations was conducted. It showed good reproducibility. It was proposed to change the bearing capacity exhaustion criteria for the reinforced concrete elements reinforced with reinforced concrete ring. The achievement of main and additional steel reinforcement of yield point stresses proposed as criteria of exhaustion of bearing capacity.Item Робота нормальних перерізів згинальних залізобетонних елементів, підсилених композитними матеріалами за дії малоциклового навантаження(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Конончук, Олександр ПетровичВ дисертації досліджено несучу здатність нормальних перерізів, деформативність і тріщиностійкість згинальних залізобетонних елементів, підсилених композитними матеріалами в розтягненій зоні за дії одноразового та малоциклового навантаження. Встановлено збільшення граничного експлуатаційного навантаження підсилених балок до 75 % у порівнянні з непідсиленими. В результаті дії малоциклових навантажень несуча здатність підсилених зразків зростає до 7,5 %. Підсилення дослідних зразків дозволяє повністю використати ресурс стисненої зони бетону балок, про що свідчить їх одночасне руйнування по стисненій та розтягненій зоні перерізу. Удосконалено методику розрахунку несучої здатності нормальних перерізів згинальних залізобетонних елементів, підсилених композитними матеріалами, за дії на них одноразових та малоциклових навантажень. Статистично підтверджено задовільну збіжність між теоретичними даними, отриманими за запропонованою методикою, й експериментальними дослідженнями автора. Розроблено рекомендації щодо практичного (інженерного) застосування запропонованої методики.В диссертации исследованы несущая способность нормальных сечений, деформативность и трещиностойкость изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами в растянутой зоне при действии однократной и малоцикловой нагрузки. Усиление опытных образцов позволяет полностью использовать ресурс сжатой зоны бетона балок, о чем свидетельствует их одновременное разрушение по сжатой и растянутой зоне сечения. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложена цель и задачи исследований, связь работы с научными программами, научная новизна, практическая ценность работы, представлена ее общая характеристика. В первом разделе выполнен анализ отечественных и зарубежных исследований, в которых изучали работу усиленных в растянутой зоне изгибаемых железобетонных элементов. Особое внимание уделено усилению изгибающих железобетонных элементов композитными материалами на основе углепластиков (CFRP). Несмотря на их значительную себестоимость, интерес среди ученых и строителей к ним только растет. Это прежде всего связано с легкостью монтажа и практически полным отсутствием затрат в ходе эксплуатации таких конструкций. Второй раздел содержит программу и методику экспериментальных исследований нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами в растянутой зоне. Для достижения поставленной цели и реализации задач было изготовлено 12 опытных балок. Разработана программа и методика экспериментальных исследований обеспечила получение новых данных о работе изгибаемых железобетонных элементов до и после их усиления композитными материалами в растянутой зоне при действии однократной и малоцикловой нагрузок. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований несущей способности нормальных сечений, деформативности и трещиностойкости железобетонных балок до и после усиления, установлен эффект усиления. Проведенные исследования показали, что усиленные образцы при действии малоцикловой нагрузки работают аналогично тем, что испытывались без усиления. Подтверждено заключение, предложенное Э.М. Бабичем и Н.И. Ильчук, что при пятом повторении цикла с одинаковым режимом загрузки происходит полная стабилизация деформаций всех элементов конструкции, а соответственно прогибов и ширины раскрытия трещин. Малоцикловые нагрузки, в частности высоких уровней, способствуют увеличению несущей способности изгибаемых железобетонных элементов, усиленных в растянутой зоне, по сравнению с однократными загрузками. В отдельных опытных образцах этот прирост достигал 7,5 %. В четвертом разделе приведен расчет несущей способности нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитами. В разделе приводится методика учета в расчетах площади поперечного сечения элемента усиления для изгибающих железобетонных конструкций, усиленных композитной лентой и полотном, основные положения и гипотезы расчета согласно действующих норм проектирования, расчет несущей способности при воздействии однократной и малоцикловой нагрузки, расчет необходимой площади усиления. Сравнительные расчеты показали удовлетворительное сходство экспериментальных и теоретических данных, полученных по методике расчета, предложенной в диссертационной работе. Пятый раздел содержит блок-схемы для определения площади поперечного сечения внешней композитной арматуры и определения внутренних усилий в нормальных сечениях усиленных изгибаемых железобетонных элементов. Кроме того, здесь приведены примеры расчета реальных конструкций. The dissertation studies bearing capacity of normal cross-sections, regidity and crack resistance of bending reinforced concrete elements, strengthened with the composite materials in the stretched zone at a single action and small cycled load. Enlarging of the bordering limit of exploitation load of the strengthened beams has been determined up to 75 % in comparison with the unstrengthened ones. As the result of action of the small cycled loads bearing capacity of the strenthened samples increases up to 7,5 %. Strengthening of the experimental samples allows full usage of the resource of compressed zone of concrete beams affirming their simultaneous destruction on compressed and stretched zone of cross-section. There has been improved the method of calculating of the bearing capacity of normal cross-section of bending reinforced concrete elements, strengthened by the composite materials under the influence of single and small cycled loads on them. There has been statistically acknowledged the satisfactory convergence between the theoretical data obtained by the offered methodology and the experimental research of the author. There have been developed the recommendations on practical (engineering) application of the offered methodology.