СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ ............................................................................................................... 2
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………….5
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ, ОСНОВЫ
СЕЙСМОСТОЙКОСТИ И ОГНЕСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ .................................................................................................... 15
1.1 Последствия разрушительных землетрясений в комбинации с
огневыми воздействиями .......................................................................................... 15
1.2 Основные положения теории сейсмостойкости железобетонных
конструкций ................................................................................................................ 20
1.2.1 Уравнения движения динамических систем ........................................... 20
1.2.3 Механические свойства бетона и арматуры при работе на
малоцикловые нагрузки ......................................................................................... 29
1.2.4 Экспериментальные методы исследования параметров
сейсмостойкости железобетонных колонн .......................................................... 31
1.2.5 Теоретические модели малоцикловой работы железобетонных колонн.
Диаграммы гистерезиса ......................................................................................... 34
1.2.6 Косвенное армирование поперечными хомутами и его влияние на
параметры сейсмостойкости железобетонных колонн ...................................... 40
1.3 Экспериментальные методы определения огнестойкости и
огнесохранности железобетонных конструкций .................................................... 43
1.4 Сейсмостойкость железобетонных конструкций, поврежденных
пожаром. Текущее состояние вопроса ..................................................................... 45
1.4.1 Экспериментальные исследования гистерезиса ........................................ 45
1.4.2 Численные и численно-аналитические исследования совместного учета
совместного действия огневых и сейсмических нагрузок ................................. 52
1.5 Механизм сопротивления железобетонного каркаса сейсмическим
нагрузкам после локального пожара ....................................................................... 54
1.6 Выводы по главе 1 ............................................................................................ 57
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ
СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОСЛЕ ОГНЕВОГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ ..................................................................................................... 59
2.1 Основные предпосылки методики расчета железобетонной колонны ....... 59
2.2 Диаграммы деформирования материалов при циклическом
нагружении ................................................................................................................. 61
2.3 Модель гистерезиса железобетонной колонны ............................................. 66
2.3.1 Общие положения ...................................................................................... 66
3
2.3.2 Несущая способность и предельная кривизна ........................................ 70
2.3.3 Начальная жесткость железобетонной колонны ..................................... 73
2.3.4 Жесткость железобетонной колонны при разгрузке .............................. 75
2.3.5 Жесткость до и после закрытия трещин при повторном нагружении .. 79
2.4 Выводы по главе 2 ............................................................................................ 81
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ГИСТЕРЕЗИСА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН ПРИ МАЛОЦИКЛОВЫХ НАГРУЗКАХ ПОСЛЕ ОГНЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ..................................................................................................... 83
3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований ........................................ 83
3.2 Изготовление опытных образцов .................................................................... 84
3.2.1 Изготовление опалубки и арматурных каркасов .................................... 84
3.2.2 Бетонирование опытных образцов ........................................................... 88
3.3 Экспериментальное определение физико-механических характеристик арматуры и бетона до огневого воздействия ................................ 89
3.3.1 Приборы и оборудование ............................................................................. 89
3.3.2 Определение механических характеристик бетона ................................... 90
3.3.3 Определение механических характеристик арматуры .............................. 92
3.4 Испытания опытных образцов на воздействие стандартного пожара ........ 97
3.4.1 Приборы и оборудование для огневых испытаний ................................... 97
3.4.2 Методика стандартных огневых испытаний .............................................. 98
3.4.3 Результаты стандартных огневых испытаний .......................................... 103
3.4.4 Анализ результатов стандартных огневых испытаний ........................... 108
3.5 Испытание опытных образцов на воздействие малоцикловой нагрузки .................................................................................................................... 111
3.5.1 Приборы и оборудование для малоцикловых испытаний ................... 111
3.5.2 Малоцикловые испытания опытных образцов ...................................... 112
3.5.3 Результаты малоцикловых испытаний ................................................... 117
3.6 Анализ влияния продолжительности стандартного пожара на параметры гистерезиса испытуемых колонн ........................................................ 133
3.7 Выводы по главе 3 .......................................................................................... 137
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ МАЛОЦИКЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ ПОСЛЕ ОГНЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ............................................................................. 139
4
4.1 Теплотехнический расчет экспериментальных колонн на воздействие стандартного пожара ......................................................................... 139
4.1.1 Методика теплотехнического расчета ...................................................... 139
4.1.2 Результаты теплотехнического расчета .................................................... 142
4.1.3 Анализ результатов и упрощенное представление температурных полей ................................................................................................................................ 149
4.2 Расчет параметров гистерезиса экспериментальных колонн с учетом повреждений от стандартного огневого воздействия ............................. 152
4.2.1 Расчетная схема и нагрузки ..................................................................... 152
4.2.2 Диаграммы деформирования материалов ............................................. 154
4.2.3 Определение параметров диаграммы гистерезиса в расчетном сечении ……………………………………………………………………………157
4.2.4 Верификация методики расчета параметров гистерезиса.................... 157
4.2.5 Расчет гистерезиса экспериментальных колонн ................................... 161
4.2.6 Анализ и сравнение полученных гистерезисных диаграмм ................ 163
4.3 Численный расчет железобетонных рамных каркасов на сейсмические нагрузки после воздействия локального пожара ......................... 166
4.3.1 Расчетная схема, нагрузки и воздействия .............................................. 166
4.3.2 Теплотехнический расчет элементов каркаса после воздействия стандартного пожара ............................................................................................ 175
4.3.3 Методика выполнения численного анализа .......................................... 177
4.3.4 Модальный анализ железобетонных рам при огневом воздействии .. 178
4.3.5 Нелинейный-динамический анализ рам ................................................ 180
4.3.6 Оценка значений коэффициента допускаемых повреждений К1 для железобетонного каркаса с учетом повреждений от огневого воздействия .. 188
4.3.7 Рекомендации по повышению сейсмостойкости зданий с железобетонным каркасом .................................................................................. 194
4.4 Выводы по главе 4 .......................................................................................... 196
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 197
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 200
ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ ........ 216
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ОБОСНОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА В ПК OPEN SEES ..................................................................................... 218
