ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы

Приводятся результаты экспериментального исследования на равномерную нагрузку монолитной квадратной в плане мо­дели оболочки из железобетона с переломами поверхности и ребрами вдоль переломов и вдоль образующих, размещаемых с равным шагом в четверть длины пролета.

Выявлены особенности поведения участков полки поля модели в зависимости от места их расположения в плане: центрального и крайних, примыкающих к верхним поясам ферм-диафрагм в се­редине пролета соответственно криволинейного и полигонального очертания- Сопоставлены деформации поверхности нормальные и изгибные по двум взаимно ортогональным сечениям полки, рав­ноотстоящих соответственно от ребер криволинейного очертания и ребер вдоль образующих- При этом сравниваемые между собой деформации поверхности ориентированы вдоль соответствующих сечений и ортогонально к ним. Известно, что в гладких оболочках положительной кривизны на квадратном плане характер распре­деления деформаций по среднему сечению не зависит от направ­ления контура.

Установлено, что худшие условия работы поля оболочки имеют крайние участки между переломами поверхности, при­мыкающие к верхним поясам ферм-диафрагм полигональногоочертания. Для них характерны наибольшие значения изгиб­ных деформаций поверхности вдоль кривизны и вдоль обра­зующих по отношению к участкам поля крайним, примыкаю­щим к верхним поясам криволинейного очертания. Деформи­рованное состояние полки центрального участка оболочки за­нимает промежуточное положение по степени напряженности работы по отношению к упомянутым крайним.

Характер распределения деформации полки вдоль сечения совпал с характером распределения прогибов полки относи­тельно ребер криволинейного очертания, полигонального очертания и верхних поясов ферм-диафрагм соответственно,

Для опенки роли влияния ребер вдоль образующих цилинд­рических панелей на работу поля оболочки были привлечены результаты экспериментальных исследований, полученные по железобетонной модели оболочки того же размера в плане с переломами поверхности и ребрами вдоль переломов в лаборатории пространственных конструкций. Они были проанализированы на предмет выявления особенно­стей работы полки цилиндрических панелей в зависимости от места их расположения в плане: крайней и средней.

Рассмотрено распределение нормальных и изгибных дефор­маций по двум сечениям: по среднему сечению вдоль обра­зующих и по сечению полки, равноотстоящему от среднего и крайнего переломов. Установлено, что максимальное значение изгибных деформаций поверхности зафиксировано в сечении по полке между переломами поверхности: изгибные деформа­ции вдоль этого сечения на расстоянии десятой доли пролета от края оболочки, а вдоль образующих - в шестой доле проле­та. Они предопределили место последующего обрушения по полке. Участок полки крайней панели у верхнего пояса ферм криволинейного очертания как свод в направлении кривизны, большей жесткости из-за большего угла наклона образующих к горизонту. Величины моментов в нем незначительны. Место обрушения полки в большей мере определяется величинами абсолютных значений изгибных и нормальных деформаций поверхности, а не величиной отношения между ними.

Сравнение деформаций поверхности обеих моделей по соответствующим сечениям свидетельствует, что ребра вдоль образующих приводят к усложнению структуры поля оболочки, несколько сглаживают неравномерность распределения нор­мальных деформаций по ширине образующих, но не улучшают условия работы на изгиб в крайних участках полки между пе­реломами поверхности. Они несколько разгружают полку от моментов своего направления с последующим их перераспределением на участок в сторону контура оболочки полигонального очертания.

Для общности выводов, проведено испытание на модели оболочки из оргстекла в масштабе1: 3с обеспечением геомет­рического подобия всех конструктивных элементов оболочки за исключением площади нижних поясов диафрагм, которые были завышены по условиям перестраховки почти в три раза. Несмотря на заведомо благоприятные условия, созданные в поле оболочки из оргстекла завышением жесткости контура, характер распределения деформаций поверхности по сечениям полки был близок к результатам,