Строительная механика инженерных конструкций и сооружений

Исследованы важные особенности теории ползучести железобетона, выявленные и опубликованные ранее. В основе создания и развития теории ползучести железобетона заложены ненаучные принципы, заимствованные из несоответствующих этой теории систем классической механики. Проведен подробный анализ теории, применяемой во многих странах, при этом выявлено пять переупрощений, отвергающих фундаментальные эксперименты, Еврокоды, правила математики и механики: перечисленные в законе ползучести, переупрощений, грубо искажающих результаты расчета не только самих деформаций, но и последующие методы расчета железобетонных конструкций. К ним относятся: без надобности измененный классический закон Гука; навязывание отсутствующего у бетона свойства - алгебраической меры ползучести; ошибочный принцип наложения (он же принцип суперпозиции Больцмана); использование вместо мгновенных нелинейных пластических деформаций упруговязких деформаций; замена точных - нелинейных и нестационарных свойств бетона - линейными, искажающими качественную сторону явлений, присущих только нелинейным системам. Эти ошибки перекрываются необоснованными коэффициентами запаса, что подрывает экономическую составляющую проблемы, и ввиду громадных объемов применения железобетона во всем мире анализируемая ненаучная теория его расчета приносит значительный экономический ущерб в мировом строительстве.

Для учета упругопластического деформирования используются физические уравнения в трех вариантах. В первом варианте применяются определяющие уравнения теории течения, во втором варианте физических уравнений приращения упругих деформаций определяются, как и в теории течения, а приращения пластических деформаций выражаются через приращения напряжений с использованием условия их пропорциональности компонентам девиатора приращений напряжений, в третьем варианте физические уравнения на шаге нагружения получены без гипотезы о разделении деформаций на упругие и пластические части. Для их получения использовано условие пропорциональности компонент девиаторов приращений деформаций компонентам девиаторов приращений напряжений. Реализация уравнений выполнена с использованием гибридного призматического конечного элемента с треугольным основанием, на конкретном примере показано преимущество третьего варианта физических уравнений.

Cобраны сведения об основных результатах, полученных автором по геометрии развертывающихся поверхностей с ребром возврата, имеющих в основании направляющий эллипс. Эти поверхности составляют группу «Линейчатые поверхности конического типа на эллиптическом основании», в которую входят эллиптические конусы, торсы с двумя заданными эллипсами в параллельных плоскостях, поверхности одинакового ската и линейчатые поверхности с главным каркасом из трех суперэллипсов в трех координатных плоскостях, один их которых является эллипсом, а два других вырождаются в прямые ломаные линии. Представлены материалы по построению разверток торсов на плоскость, аппроксимации торсов складками, параболическому изгибанию тонкого листа из упругого материала в проектируемую торсовую оболочку. Дана краткая характеристика по методам расчета на прочность и устойчивость рассматриваемых линейчатых оболочек со ссылкой на работы других авторов, которые использовали метод конечных элементов в перемещениях и вариационно-разностный метод. Показано, что аналитические методы применимы только при использовании безмоментной теории расчета тонких линейчатых оболочек конического типа и получены аналитические формулы для определения внутренних нормальных и касательных усилий для любой безмоментной конической оболочки с любым суперэллипсом в основании. Приведены 44 наименования использованных научных источника других авторов, работающих или работавших по теме представленной статьи, подтверждающие выводы, заключения и перспективы исследований, рассмотренных линейчатых поверхностей и оболочек.

Рассмотрена методика оценки сейсмостойкости жилого здания в Индонезии с применением сейсмоизоляции. В качестве объекта исследования выбрано 8-этажное жилое железобетонное здание рамно-связевой конструктивной схемы. Для анализа отклика сооружения использовались нелинейные методы расчета на сейсмическое воздействие: нелинейный статический (Pushover) и нелинейный динамический анализ во временной области (Nonlinear Time History Analysis , NLTHA). Расчет производится в свободно распространяемой программе STERA 3D . Динамический расчет осуществлялся на семь пар горизонтальных компонент акселерограмм, выбранных в соответствии с параметрами возможных землетрясений для рассматриваемой площадки строительства (г. Бандунг). Выбранные записи землетрясений изменялись с помощью процедуры спектрального соответствия (spectral matching) нормативному спектру ускорений. В качестве сейсмоизолирующих опор были использованы фрикционно-маятниковые опоры, разработанные японской корпорацией Nippon Steel . Результаты нелинейного временного анализа (NLTHA) показывают, что поверхностные землетрясения (shallow) приводят к большим разрушениям по сравнению с мегаземлетрясениями (megathrust), причем в обоих сценариях обеспечивается уровень безопасности жизнедеятельности (Life Safety). Применение сейсмоизоляции позволяет снизить сейсмические нагрузки, о чем свидетельствует уменьшение ускорений на верхнем уровне и сдвигающих усилий в основании здания.

Изучение физико-механических свойств поликарбоната при различных температурных условиях с учетом его широкого использования в качестве базового материала монолитных поликарбонатных систем в различных климатических районах позволит обеспечить высокую степень надежности конструкций при эксплуатации в широком диапазоне температур. Проведены серии испытаний монолитного поликарбоната на растяжение в диапазоне температур от -60 до +80 °C. Была проведена оценка влияния температуры на следующие характеристики монолитного поликарбоната: относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении, прочность при разрыве, деформации монолитного поликарбоната, соответствующие концу упругой стадии работы материала. В результате проведенных экспериментальных исследований выявлена зависимость прочностных свойств монолитного поликарбоната от температуры эксплуатации. Значения относительного удлинения при разрыве при температурах, превышающих 15 °C, для различных образцов в целом соответствуют значениям, полученным при испытаниях, проведенных при стандартных условиях.