Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Անհեծան ծածկերի կրողունակության գնահատումը՝ հաշվի առնելով սյուների ծռող մոմենտների ազդեցությունը

Ավագյան, Հովհաննես Արմենի (2019) Անհեծան ծածկերի կրողունակության գնահատումը՝ հաշվի առնելով սյուների ծռող մոմենտների ազդեցությունը. PhD thesis, Ճարտարապետության և շինարարության Հայաստանի ազգային համալսարան.

[img]
Preview
PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (9Mb) | Preview
    [img]
    Preview
    PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1029Kb) | Preview

      Abstract

      Ժամանակակից շինարարության մեջ տարածում են գտել անհեծան (անպարզունակ) ծածկերով միաձույլ երկաթբետոնե շենքերը, որտեղ հաստատուն հաստությամբ հարթ միջհարկային ծածկերը հենված են անմիջապես սյուների վրա։ Հարկ է նշել, որ համեմատած հեծանային ծածկերով շենքերի հետ դրանք ունեն մի շարք առավելություններ, որոնցից են շենքի ընդհանուր բարձրության նվազեցումը, կաղապարամածային աշխատանքների դյուրացումը, ազատ ճարտարապետական նախագծումը և այլն։ Անհեծան ծածկերով շենքերի կառուցումը սկզբում լայն կիրառություն է ստացել ոչ սեյսմաակտիվ գոտիներում։ Հայաստանի Հանրապետությունում վերջին տարիներին նույնպես միտում է նկատվում անհեծան ծածկերով շենքերի կառուցման։ Միևնույն ժամանակ հաշվի առնելով, որ ՀՀ –ի ողջ տարածքը գտնվում է սեյսմաակտիվ գոտում՝ շենքերի կրող տարրերի աշխատանքին վերաբերող գիտական աշխատանքներն էլ ավելի արժեքավոր կհամարվեն, երբ դրանցում հաշվի առնվի սեյսմիկ ուժի ազդեցությունը։ Հարկ է նշել, որ գործող շինարարական նորմերով չեն լուծված կամ մասամբ են լուծված անհեծան ծածկերով շենքերի հաշվարկի որոշ դրույթներ, որոնցից հիմնականն է սյուներում սեյսմիկ ուժից առաջացող ծռող մոմենտի ազդեցության հաշվառումը ծածկի սալի վրա։ Անհեծան ծածկի համակարգերով հետազոտություններ իրականացվել են ինչպես հայրենական, այնպես էլ այլ երկրների գիտնականների կողմից՝ Բաբայան Հ.Հ., Դորֆման Ա.Է., Կոդիշ Է.Ն., Մորդիչ Ա.Ի., Պեկին Դ.Ա., Չիժևսկի Վ.Վ., Դիլգեր Վ.Հ., Ֆանելլա Դ. և այլն։ Ակնհայտ է, որ արդիական է դառնում բարձրահարկ շենքերում անհեծան ծածկերի լարվածադեֆորմատիվ վիճակի ուսումնասիրման անհրաժեշտությունը։ Միևնույն ժամանակ հետազոտման ընթացքում շատ կարևոր է ճիշտ նկարագրել հաշվարկային մոդելների իրական լարվածադեֆորմատիվ վիճակը տարբեր ճիգերի դեպքում։ Ուստի ուսումնասիրությունները, որոնք միտված են անհեծան ծածկերով շենքերի և կառույցների կոնստրուկցիաների լարվածադեֆորմատիվ վիճակի առավել ճշգրիտ նկարագրմանը, խիստ արդիական են և կարևոր։ Աշխատանքի նպատակն է հետազոտել անհեծան ծածկերի լարվածադեֆորմատիվ վիճակը, ինչպես նաև հաշվի առնել հիմնական գործոնները, որոնք չեն հաշվարկվում կամ հաշվարկվում են մասնակի նմանատիպ շենքերի և կառույցների կոնստրուկցիաների նախագծման ժամանակ։ Նշված նպատակներն իրականացնելու համար դրվել և լուծվել են հետևյալ խնդիրները. ուսումնասիրել անհեծան ծածկերի կրողունակության գնահատման եղանակներն ըստ ճզմանցման՝ համաձայն ՀՀ –ում գործող շինարարական նորմերի, կատարել առանց լայնական ամրանի միաձույլ երկաթբետոնե անհեծան ծածկի ճզմանցման հաշվարկի համեմատական վերլուծություն՝ համաձայն տարբեր երկրների շինարարական նորմերի, կատարել միաձույլ երկաթբետոնե անհեծան ծածկի ճզմանցման հաշվարկի համեմատական վերլուծություն՝ համաձայն տարբեր շինարարական նորմերի՝ հաշվի առնելով սալի լայնական ամրանավորումը, կատարել տարբեր թռիչքներով և հարկայնությամբ միաձույլ երկաթբետոնե անհեծան ծածկերով շենքերի համեմատական վերլուծություն՝ հաշվի առնելով սեյսմիկ ազդեցությունը, գնահատել սյան և սալի հանգույցի քայքայման հնարավոր նվազեցումը թույլատրելի վնասվածքների գործակիցների օգտագործմամբ, ընտրել և մոդելավորել հաշվարկային մոդել, որը թույլ կտա ճշգրիտ գնահատել անհեծան ծածկի սալի լարվածադեֆորմատիվ վիճակը և հաշվի առնել նյութի ոչ գծային աշխատանքը, իրականացնել անհեծան ծածկերի հետազոտումը՝ համաձայն մշակված պահանգ-ձգան մոդելի, ուսումնասիրել հնարավոր քայքայման գծի ձևերը՝ կախված արտաքին ճիգերից, կատարել բացվածքների առկայությամբ անհեծան ծածկի սալերի լարվածադեֆորմատիվ վիճակի գնահատում: Ուսումնասիրել հետազոտման առարկային վերաբերող գրականությունը։ Իրականացնել համապատասխան հաշվարկներ՝ օգտագործելով համակարգչային ծրագրեր և համեմատական վերլուծություններ՝ հաշվի առնելով սեյսմիկ ազդեցությունը։ Ուսումնասիրել և վերլուծել տարբեր երկրներում կատարած փորձնական տվյալները։ Համակարգչային մոդելավորմամբ կատարել փորձնական ուսումնասիրություններ, որոնք հիմնված են վերջավոր տարրերի մեթոդի վրա։ Պարզաբանվել է նորմալ ուժերի և ծռող մոմենտների համատեղ ազդեցություններից անհեծան ծածկի սալերում առաջացող լարվածադեֆորմատիվ վիճակը՝ հաշվի առնելով սեյսմիկ ազդեցությունը։ Առաջարկվել է ՀՀ –ում գործող շինարարական նորմերում սալերի ճզմանցման պայմանում հաշվի առնել սյուների ծռող մոմենտների ազդեցությունը։ Պարզաբանվել է տարբեր թռիչքներով և հարկայնությամբ անհեծան ծածկի սալերի լարվածադեֆորմատիվ վիճակն ըստ ճզմանցման՝ հաշվի առնելով սեյսմիկ ազդեցությունը։ Պարզաբանվել է թույլատրելի վնասվածքների գործակիցների արժեքների փոփոխության ազդեցությունը սալի լայնական ամրանի վրա։ Առաջարկվել է անհեծան ծածկերի լարվածադեֆորմատիվ վիճակը գնահատել պահանգ-ձգան մոդելով։ Պարզաբանվել է հնարավոր քայքայման գծի ձևերը՝ կախված արտաքին ճիգերից։ Աշխատանքում ստացված արդյունքները կարող են կիրառվել հանրապետությունում անհեծան ծածկի համակարգով շենքերի հաշվարկներում։ Վերջինս շատ կարևոր հանգամանք է, քանի որ Հայաստանի Հանրապետությունը գտնվում է սեյսմաակտիվ գոտում։ Ստացված վերլուծությունները թույլ կտան ավելի ճշգրիտ գնահատել ամրանավորման պահանջները և ռացիոնալ թռիչքները։ Պաշտպանությանը ներկայացվում են. անհեծան ծածկի ճզմանցման հաշվարկներ՝ համաձայն ՀՀ–ում գործող շինարարական նորմերի՝ հաշվի առնելով ծռող մոմենտի ազդեցությունը, սալի՝ առանց լայնական ամրանավորման և լայնական ամրանավորմամբ անհեծան ծածկի սալերում առաջացած շոշափող լարումների համեմատական վերլուծության արդյունքները՝ համաձայն տարբեր շինարարական նորմերի՝ հաշվի առնելով շենքի հարկայնությունը և թռիչքները, անհեծան ծածկերի ճզմանցման հաշվարկի համեմատական վերլուծության արդյունքները՝ հաշվի առնելով սյան դիրքը և սեյսմիկ գոտին, անհեծան ծածկերի հաշվարկի արդյունքները՝ համաձայն ընդունված պահանգ-ձգան մոդելի, անհեծան ծածկերի համեմատական վերլուծության արդյունքները՝ հաշվի առնելով նյութի ոչ գծային աշխատանքը: Исследованы методы оценки несущей способности безбалочных перекрытий на продавливание согласно строительным нормам РА и формы возможной линии разрушения в зависимости от внешних сил. Осуществлены расчетный сравнительный анализ монолитного железобетонного безбалочного перекрытия на продавливание согласно различным строительным нормам без и с поперечного армирования плиты, исследование безбалочных перекрытий в соответствии с разработанной моделью распорок и тяжей, оценка напряженно-деформированного состояния плит безбалочных перекрытий при наличии отверстий, сравнительный анализ монолитных железобетонных безбалочных зданий с разными пролетами и этажностями с учетом сейсмических воздействий. Оценено влияние изменения значений коэффициентов допустимых повреждений на напряженно-деформированное состояние. Выбрана и разработана расчетная модель, позволяющая точно оценить напряженно-деформированное состояние плиты безбалочного перекрытия и учесть нелинейность работы материала. В результате исследования сделан вывод, что в соответствии с действующими строительными нормами РА при расчетах на продавливание плиты рассматривается воздействие на колонны только осевой силы, однако в соответствии с действующими зарубежными строительными нормами учитываются воздействие как осевой силы, так и воздействие изгибающего момента, что снижает несущую способность плиты на продавливание, особенно в сейсмоактивных зонах. Сделан вывод, что без поперечной арматуры в плоских плитах, в зависимости от пролетов и этажности, согласно с зарубежными строительными нормами касательные напряжения превышают допустимые значения примерно в 2-3 раза, однако, согласно строительным нормам РА, это условие удовлетворяется. Касательные напряжения, возникшие в плитах безбалочных перекрытий с поперечными арматурами, в соответствии со строительными нормами СП 63.133330.2012, Eurocode 2 и ACI 318M-14 не превышают предельное значение, однако, разница составляет 4 %, 34 % и 7 % соответственно. В зависимости от положения колонны и сейсмической зоны воздействие изгибающего момента на колонну также меняется. Исследования показали, что для внутренней колонны различия осевых сил между статическими и сейсмическими нагрузками незначительны, однако максимальный изгибающий момент в сейсмической зоне 3 в 2,64-2,8 раза больше, чем в несейсмической зоне. Сила продавливания для сейсмической зоны 3 на 19,1 % больше, чем для несейсмической зоны. Учитывая уязвимость разрушения узла пересечения плиты-колонны в случае сейсмического воздействия, предлагается уменьшить вероятность развития пластических деформаций, увеличивая коэффициент допустимых повреждений при расчете вышеуказанного узла. В результате проведенных расчетов с целью оценки несущей способности в зонах пересечения плиты-колонны, получено, что при различных нелинейных условиях работы площади поперечных арматур различаются в 1,11-1,15 раза. According to RA building codes the bearing capacity estimation methods under punching and shapes of possible collapse line depend on exterior forces are explored. The comparison analyses of punching resistance of cast-in-place flat plate according varies building codes with and without shear reinforcement of slab, research of flat plate in accordance with designed strut and tie model, estimation of flat plate slabs with openings, the comparison analysis of cast-in-place flat plate buildings with different spans and stories taking into account seismic actions are carried out. The effect of change values of allowable damage factors on stress-strain state is estimated. The design model, which allow to estimate accurate the stress-strain state of slab and take into account the nonlinearity work of material is chosen and developed. In the result of research is concluded, that in accordance with RA building codes during calculations on punching resistance of slab only axial force on columns is implemented, however in accordance with abroad building standards not only axial force, but also bending moments on columns are presented, which reduce the bearing capacity of slab under punching especially in active seismic regions. It was concluded, that without shear reinforcement in flat slabs depend on spans and stories according to abroad building standards the shear stresses are exceed allowable value approximately 2-3 times, however according to RA building codes that condition is satisfied. In flat plates with shear reinforcement the shear stresses in accordance with SP 63.133330.2012, Eurocode 2 and ACI 318M-14 building codes are not exceed ultimate value, but the difference are 4 %, 34 % and 7 % respectively. Depends on column position and seismic zone the influence of bending moment on column also is changed. The researches were shown that for interior column the differences of axial forces between static and seismic loads are negligible, however the maximum bending moment in seismic zone 3 are 2.64-2.8 times more than in not seismic zone. The punching force for seismic zone 3 is 19.1 % more than for not seismic zone. Taking into account the vulnerability of slab-column intersection node collapse during seismic action is suggested to reduce possibility of plastic deformations increasing the allowable damage factor for node calculation which is mentioned above. The implemented calculation results shown, that in zones of slab-column intersection for estimation of punching resistance in different nonlinear work conditions the area of shear reinforcement is different and fluctuate 1.11-1.15 times. In slab-column intersection zones with opening of slabs the shear stresses depend on sizes of openings almost not changed. The shear stresses near columns with and without openings of slabs are different to each other 2.8 times. The results of comparison analyses implemented by accepted strut and tie model shown, that the maximum deviation compare with tests are 0.8-9.8 %. Based on this difference suggested for estimating the bearing capacity and the stress-strain state of slab-column joint use also the designed option of strut and tie model.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Оценка несущей способности безбалочных перекрытий с учетом влияния изгибающего момента колонн. Estimation of bearing capacity of flat plates taking into account the influence of bending moment of columns.
      Uncontrolled Keywords: Авакян Оганес Арменович, Avagyan Hovhannes Armen
      Subjects: Mechanics
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 27 Jun 2019 11:41
      Last Modified: 04 Oct 2019 19:08
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/10588

      Actions (login required)

      View Item