The constructive nonlinearity of a self-stressing steel-reinforced concrete overlapping during uneven deformations of adjacent columns basis = Конструктивна нелінійність самонапруженого сталезалізобетонного перекриття при нерівномірних деформаціях основ суміжних колон

Abstract

Constructive nonlinearity during building structures' calculation takes into account the change in the free body diagram of their operation. One of the cases of structurally nonlinear work of steel-reinforced concrete overlapping structures is possible uneven deformation of building transverse frame adjacent columns basis. In the course of setting research objectives, was formulated eight conditions of structurally nonlinear operation of steel-reinforced-concrete overlapping beams, distinguished by uneven subsidence of the building's transverse frame outermost or middle columns and rigid or hinged junctions connecting the over-lapping beams to the columns. Also, for each of the mentioned combinations of column subsidence and types of beam-to-column connection nodes, the effect of installing braces under the main overlapping beams, deformed by their weight, was investigated. The calculation of two or more nonlinear systems with specified boundary conditions is performed using numer-ical methods of finite element modelling, implemented in the Software Package Femap 2020.2 with NX Nastran

Врахування зміни розрахункових схем роботи сталезалізобетонних конструкцій під час їх експлуатації при зміні на-вантаження на них дозволяє виявляти фактичні резерви несучої здатності та забезпечувати конструктивну безпеку будівлі. Зміну розрахункової схеми роботи будівельних конструкцій серед широкого кола розв’язків задач в нелінійній постановці враховує конструктивна нелінійність. Одним із випадків конструктивно нелінійної роботи експлуатованих сталезалізобетонних конструкцій перекриття є можливі нерівномірні деформації основ суміжних колон поперечної рами будівлі. Цей випадок може виникати при нерівномірному (фрагментальному) корисному навантаженні на пере-криття багатоповерхових виробничих будівель і, як наслідок, різних опорних реакцій, що передаються з балок перекриттів на колону і далі на фундамент та основу. У ході постановки задач досліджень сформульовано вісім умов конструктивно нелінійної роботи балок сталезалізобетонного перекриття, що відрізнялися нерівномірним просідан-ням крайньої чи середньої колон поперечної рами будівлі та жорсткими чи шарнірними вузлами примикання балок перекриття до колон. Також для кожної із зазначених комбінацій просідань колон та типів вузлів примикання балок до колон досліджено вплив встановлення підкосів під деформовані від власної ваги головні балки перекриття. Граничні значення деформацій основ прийняті з таблиці А.1 ДБН В.2.1-10:2018. Розрахунок дво- та більше нелінійних систем із заданими граничними умовами виконані за допомогою чисельних методів скінченно-елементного моделю-вання, реалізованих в програмному комплексі Software Package Femap 2020.2 with NX Nastran. Під час аналізу конс-труктивно нелінійної роботи сталезалізобетонного перекриття при нерівномірних просіданнях основ суміжних колон встановлено, що неврахування зазору між підкосами підсилення та сталевими балками перекриття, влаштованими по розрізній схемі завищують розрахункові значення згинаючого моменту до 56%, а при нерозрізній схемі балок – до 54%. Відповідно величину стріли прогину таке неврахування завищує у 2,14 рази при розрізній схемі балок та до 38% при нерозрізній схемі