Несуча здатність та деформативність багатошарових плит перекриття

Abstract

Дисертація 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.