В процессе испытаний конструктивных систем настилов и перекрытий получены данные, свидетельствующие об эффективном действии распоров, влияющих на жесткость и трещиностойкость железобетонных элементов.

15.3. Надёжность взаимодействия элементов

Проблема распорного взаимодействия связана с недостаточным развитием прикладных методов теории надежности. Эти методы имеют принципиальное значение и без их применения эффективность

системного подхода к исследованию конструкций здания резко снижается. До теоретического решения этойИпроблемы эффективным

может быть путь обеспечения надежности систем конструктивными

действие сдвигающих усилий, при конструировании межэлементных

методами. Например, в системах, элементыДкоторых испытывают

швов предусматривают шпоночные соединения для обеспечения на-

дежного взаимодействия элементов. Эффективно применение метал-

лических соединений для пластичного перераспределения усилий в

распорного взаимодействбя элементов перекрытий.

конструктивной системе и регулирования усилий взаимодействия,

Применение конструкт вных элементов и связей в конечном итоге повышает надежность сборных систем, но при условии обеспеченности их гарантированной прочностью и деформативностью. Решение обозначенных проблем связано с трудоемкими расчетами. Представляется, что без автоматизации вычислительного процесса и компьютеризации процессов проектирования и исследования решить проблему взаимодействия элементов здания практически невозможно.

Принципы совместной работы частей здания целесообразно использовать не только при проектировании и строительстве новых зданий, но и при реконструкции существующих. Так как ныне эксплуатируемые здания проектировали, в основном, без учета совместной работы сборных элементов, то реализация существующих в них резервов с наибольшим эффектом может быть использована именно при

83

реконструкции. Кроме этого, в процессе реконструкции, связанной с демонтажом или заменой сборных элементов, можно получить ценную информацию о состоянии межэлементных связей, работавших в реальных условиях в течение длительного времени. Обобщение этих данных позволит более эффективно решить проблему взаимодействия элементов здания.

ния нижних волокон статически определимой балки прямоугольного сечения:

опоры на величину 0. Именно из этого исходит расчётная схема, принимаемая для статически определимых балок. Но всегда ли возможна подвижка опор и какова её вероятность? В реальных конструкциях теоретически определить численное значение или измерить её практически невозможно из-за малости величины. В таких услови-

ях целесообразно принять эту величину случайной (т.е. 0 = 0 ) в диапазоне значений от 0 до max при крайне малой вероятности отсут-

1 Исследование выполнено с участием А.А. Комлева [16].

84

ствия распорных усилий, когда 0 = max , или максимального их значения, когда 0 = 0.

Используя предпосылку случайной природы подвижности опор, можно получить при известной изменчивости расчётные значения 0 для расчёта строительных конструкций по предельным состояниям первой 01 или второй группы 02. Если при расчёте по предельным состояниям первой группы положительным влиянием распоров можно пренебречь из соображений надёжности, то при достаточной величине распорных усилий и необходимой обеспеченности их значений для расчёта по 2-й группе предельных состояний учёт влияния распоров может быть достаточно эффективным.

Учитывая, что подвижность опор зависит от множества факто-

16.2. Расчет распорных усилий методом сил

К сожалению, приемлемой методики расчёта распоров, возникающих при стесненном изгибе железобетонных балок, в настоящее время нет.

Наиболее удобным для расчёта является метод сил, в котором неизвестным является распор H, а основной системой – статически определимая балка (рис. 16.1).

85

Рис. 16.1. Расчетная схема распорной балки

Моменты M1 от единичного неизвестного H1 = 1 определяем относительно криволинейной оси, соответствующей линии главных сжимающих напряжений и имеющей форму арки (далее ось сжатия). При равномерно распределенной вдоль пролета нагрузке q очертание оси примем по квадратной параболе со стрелой подъема w0 = h − f − h0 / 2. Здесь h – высота балки; hc – высота сжатой зоны (в

Каноническое уравнение метода сил для раскрытия статической неопределимости системы исходит из равенства перемещений опор в уровне действительного расположения продольных связей от распора и внешней нагрузки и имеет вид

Перемещения по направлению неизвестного усилия определяются интегрированием по длине криволинейной оси сжатия с учетом осевой жёсткости D0:

86

отрезков, при b = l/2, a = – l/2 выполнили расчёт круглопустотных плит перекрытия с параметрами l = 6 м, w0 = 0,17 м и λ ≈ 100 (λ – гибкость) в табличной форме

87

Получили

– 0,77)223 = 51,3 кН. Полученное значение распорного усилия доста-

88