Влияние эксцентриситетов и осей ж/б колонн в каркасах многоэтажных зданий

Сечение 500х400Таблица 4.2.1 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.798 (0.871)20.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.893(1.013)10.7 (-1.3)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.642(1.046)35.8 (-4.6)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.136 (0.217)86.4 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.219 (0.274)78.1 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)К рассмотрению принимается наличие эксцентриситета (расчетная величина составляет: 17.0 мм), который действует в направлении оси Z (см. Рисунок 3.2.4.9).Параметры напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны, полученные в результате учета рассматриваемого формата приложения и величины эксцентриситета, представлены на Рисунке 3.2.4.10 и в Таблице 3.2.4.5.Результаты численного расчета приведены в Приложении 12, на Рисунке 4.2.2, в Таблице 4.2.2.Рисунок 4.2.2 – Диаграмма факторов параметров напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны при наличии эксцентриситета (e=17мм) в направлении осиZ. Сечение 500х400Таблица 4.2.2 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.798 (0.871)20.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.904(1.0)9.6(-0.0)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.653(1.004)34.7(-0.4)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.136 (0.217)86.4 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.219 (0.274)78.1 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)К рассмотрению принимается наличие эксцентриситета (расчетная величина составляет: 17.0 мм), который действует в направлениях осейY и Z (см. Рисунок 3.2.4.11).Параметры напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны, полученные в результате учета рассматриваемого формата приложения и величины эксцентриситета, представлены на Рисунке 3.2.4.12 и в Таблице 3.2.4.6.Результаты численного расчета приведены в Приложении 13, на Рисунке 4.2.3, в Таблице 4.2.3.Таблица 4.2.3 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.798 (0.871)20.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.906(1.026)9.4(-2.6)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.655(1.088)34.5(-8.8)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.136 (0.217)86.4 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.219 (0.274)78.1 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)Рисунок 4.2.3 – Диаграмма факторов параметров напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны при наличии эксцентриситета (e=17мм) в направлениях осей Y иZ. Сечение 500х4004.3. Анализ повышения параметров напряжённо−деформированного состояния внецентренно−сжатой колонны от изменения схемы армирования сеченияДля повышения несущей способности рассматриваемого объекта исследований предусматривается применение продольных рабочих арматурных стержней диаметром 40 мм (вместо арматурных стержней диаметром 36 мм).К рассмотрению принимается наличие эксцентриситета (расчетная величина составляет: 17.0 мм), который действует в направлении оси Y (см. Рисунок 3.2.4.7).Параметры напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны, полученные в результате учета рассматриваемого формата приложения и величины эксцентриситета, представлены на Рисунке 3.2.4.8 и в Таблице 3.2.4.4. Результаты численного расчета приведены в Приложении 14, на Рисунке 4.3.1, в Таблице 4.3.1.Рисунок 4.3.1 – Диаграмма факторов параметров напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны при наличии эксцентриситета (e=17мм) в направлении осиY. Стержни арматурные диаметром 40 ммТаблица 4.3.1 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.758 (0.871)24.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.879(1.013)12.1(-1.3)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.630(1.046)37.0(-4.6)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.193 (0.217)80.7 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)К рассмотрению принимается наличие эксцентриситета (расчетная величина составляет: 17.0 мм), который действует в направлении оси Y (см. Рисунок 3.2.4.9).Параметры напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны, полученные в результате учета рассматриваемого формата приложения и величины эксцентриситета, представлены на Рисунке 3.2.4.10 и в Таблице 3.2.4.5. Результаты численного расчета приведены в Приложении 15, на Рисунке 4.3.2, в Таблице 4.3.2.Рисунок 4.3.2 – Диаграмма факторов параметров напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны при наличии эксцентриситета (e=17мм) в направлении осиZ. Стержни арматурные диаметром 40 ммТаблица 4.3.2 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.758 (0.871)24.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.868(1.0)13.2(-0.0)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.625(1.004)37.5(-0.4)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.193 (0.217)80.7 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)К рассмотрению принимается наличие эксцентриситета (расчетная величина составляет: 17.0 мм), который действует в направлениях осей Y и Z (см. Рисунок 3.2.4.11).Параметры напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны, полученные в результате учета рассматриваемого формата приложения и величины эксцентриситета, представлены на Рисунке 3.2.4.12 и в Таблице 3.2.4.6. Результаты численного расчета приведены в Приложении 16, на Рисунке 4.3.3, в Таблице 4.3.3.Таблица 4.3.3 – Результаты проверки факторов соответствияНаименование фактора (нормативного условия)Нормативные положения [1]Расчетное значение фактора влиянияПроцент запасаПрочность по предельной продольной силе 7.1.97.1.100.758 (0.871)24.2 (12.9)Прочность по предельному моменту сечения 7.1.120.890 (1.026)11.0 (-2.6)Деформации в сжатом бетоне8.1.20÷8.1.300.643 (1.088)35.7 (-8.8)Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >147.1.118.1.150.193 (0.217)80.7 (78.3)Предельная гибкость в плоскости XoY10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)Предельная гибкость в плоскости XoZ10.2.20.274 (0.274)72.6 (72.6)Рисунок 4.3.3 – Диаграмма факторов параметров напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны при наличии эксцентриситета (e=17мм) в направлениях осейY и Z. Стержни арматурные диаметром 40 мм4.4. Сравнительный анализ эффективности способов повышения параметров напряжённо−деформированного состояния внецентренно−сжатой колонныСравнение эффективности способов повышения несущей способности рассматриваемого объекта исследований (см. раздел 3.2.1) производится по структуре из шести количественных факторов влияния [1]: прочность по предельной продольной силе;прочность по предельному моменту сечения (критичный фактор влияния);деформации в сжатом бетоне(критичный фактор влияния);продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14;предельная гибкость в плоскости XoY(см. Рисунок 3.1.2, Рисунок 3.1.3);предельная гибкость в плоскости XoZ (см. Рисунок 3.1.2, Рисунок 3.1.3).Сравнение производится для трех вариантов повышения несущей способности (относительно первоначально принятых конструктивных решений):вариант 0: первоначальное конструктивное решение;вариант 1: применение увеличения прочности бетона при помощи тяжелого бетона класса В25 (вместо тяжелого бетона класса В20).вариант 2: применение прямоугольной формы поперечного сечения сжатой колонны с размерами: 500х400 мм (вместо квадратной формы с размерами: 400х400 мм)..вариант 3: применение продольных рабочих арматурных стержней диаметром 40 мм (вместо арматурных стержней диаметром 36 мм).Сравнение производится для каждого из трех рассмотренных случаев проявления критических факторов:при наличии критического эксцентриситета (e=17 мм), который проявился в направлении оси Y (см. Рисунок 3.1.2, Рисунок 3.1.3);при наличии критического эксцентриситета (e=17 мм), который проявился в направлении оси Z (см. Рисунок 3.1.2, Рисунок 3.1.3);при наличии критического эксцентриситета (e=17 мм), который проявился в направлениях осей Y и Z (см. Рисунок 3.1.2, Рисунок 3.1.3).На Рисунке 4.4.1 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.1 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.2 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.2 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.3 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях в осяхY и Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.3 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельной продольной силе» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Y и ZНа Рисунке 4.4.4 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.4 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.5 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.5 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.6 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.6 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Прочность по предельному моменту сечения(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи ZНа Рисунке 4.4.7 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне (критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.7 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.8 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне (критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.8 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.9 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне (критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Y иZ, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.9 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Деформации в сжатом бетоне(критичный фактор влияния)» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Y и ZНа Рисунке 4.4.10 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.10 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.11 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.11 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.12 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.12 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >14» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи ZНа Рисунке 4.4.13 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.13 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.14 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.14 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.15 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осейYи Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.15 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoY» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи ZНа Рисунке 4.4.16 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Y, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.1, 4.2.1, 4.3.1).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.16 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси YНа Рисунке 4.4.17 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.2, 4.2.2, 4.3.2).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.17 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлении оси ZНа Рисунке 4.4.18 представлены диаграммы сравнения эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осейYи Z, составленные по результатам численных расчетов (см. Таблицы 4.1.3, 4.2.3, 4.3.3).а) значение фактора влияния б) процент запаса по несущей способности Рисунок 4.4.18 – Сравнение эффективности способов повышения несущей способности. Фактор влияния: «Предельная гибкость в плоскости XoZ» при проявлении эксцентриситета (е=17 см) в направлениях осей Yи ZТаким образом, все три рассмотренных варианта повышения несущей способности внецентренно сжатой (до уровня потери функциональной пригодности) железобетонной колонны показали свою состоятельность. По этой причине, к рассмотрению не привлекался комбинированный способ (предусматривающий сочетание из двух или трех базовых вариантов) повышения несущей способности или оценка синергетического эффекта от интегрального формата применения различных проектных решений.Очевидно, что рациональность применения того или иного (из числа рассмотренных) способа определяется конкретными условиями строительного объекта: конструктивной и строительной систем, а также возможностями материально−технического обеспечения строительства. В Таблице 4.4.1 представлен условный («рейтинговый») формат анализа способов (вариантов) повышения несущей способности рассмотренного объекта исследований.Таблица 4.4.1 – Результаты сравнения способов повышения несущей способности по принятым вариантам№ п.п.Наименование фактора влиянияЭффективность способа (по проценту запаса несущей способности, %),по вариантамвариант 1вариант 2вариант 31«Прочность по предельной продольной силе»,в направлении оси Y2312«Прочность по предельной продольной силе»,в направлении оси Z2313«Прочность по предельной продольной силе»,в направлениях осей Y и Z2314«Прочность по предельному моменту сечения»,в направлении оси Y3215«Прочность по предельному моменту сечения»,в направлении оси Z3216«Прочность по предельному моменту сечения»,в направлениях осей Y и Z3217«Деформации в сжатом бетоне»,в направлении оси Y3218«Деформации в сжатом бетоне»,в направлении оси Z3219«Деформации в сжатом бетоне»,в направлениях осей Y и Z32110«Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >1»в направлении оси Y31211«Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >1»в направлении оси Z31212«Продольная сила при учете прогиба при гибкости (L0/i) >1»в направлениях осей Y и Z31213«Предельная гибкость в плоскости XoY»в направлении оси Y21314«Предельная гибкость в плоскости XoY»в направлении оси Z21315«Предельная гибкость в плоскости XoY»в направлениях осей Y и Z21316«Предельная гибкость в плоскости XoZ»в направлении оси Y32117«Предельная гибкость в плоскости XoZ»в направлении оси Z32118«Предельная гибкость в плоскости XoZ»в направлениях осей Y и Z321Всего:483327Из представленной в Таблице 4.4.1 информации следует, что наиболее эффективным способом повышения несущей способности внецентренно сжатой железобетонной колонны (в особенности, по отношению к критическим факторам влияния «Прочность по предельному моменту сечения» и «Деформации в сжатом бетоне») является вариант изменения схемы армирования сечения (для парирования недопустимого значения эксцентриситета е = 17 мм в концепции варианта 3 рассмотрено увеличение сечения продольных рабочих стержней с диаметра 36 мм до диаметра 40 мм).Следующим за вариантом 3 (по эффективности применения) способом увеличения несущей способности является вариант 2, рассматривающий конструктивное решение, связанное с изменением формы поперечного сечения (переход от поперечного сечения квадратной формы и размерами 400х400 мм к поперечному сечению прямоугольной формы и размерами 400х500 мм).Наименее эффективным способом (из числа рассмотренных вариантов) повышения несущей способности является формат изменения прочности тяжелого бетона (переход от бетона класса В20 к бетону класса В25).Выводы по ГЛАВЕ 4Проведен анализ возможных способов повышения несущей способности внецентренно сжатых железобетонных колонн каркасов многоэтажных объектов строительства, которые доступны для применения на этапе проектирования: без изменения расчетной схемы, расположения и функционального назначения в составе соответствующей конструктивной системы. В качестве объекта численных исследований (ориентированных на обоснование рекомендаций по повышению несущей способности) принят формат сжатой железобетонной колонны с недопустимой функциональной характеристикой (критичным значением эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки).Разработан и реализован алгоритм численного эксперимента по количественной оценке повышения параметров несущей способности (в рамках назначенных вариантов конструктивных решений) при помощи программы «АРБАТ».Составлен «рейтинг» эффективности способов повышения несущей способности внецентренно сжатой железобетонной колонны с недопустимой функциональной характеристикой (критичным значением эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки) на основе результатов численных расчетов параметров напряженно−деформированного состояния.Показана возможность и допустимость применения вариантов конструктивных решений (класс бетона, схема армирования, форма поперечного сечения) в качестве рекомендованных способов повышения несущей способности внецентренно сжатых колонн на этапе их проектирования ― исходя из конкретных условий и особенностей проектной ситуации.ЗаключениеВ диссертации приведен анализ возможностей для формирования, конструктивных решений, ориентированных на формирование проектных параметров и повышение несущей способности внецентренно сжатых железобетонных колонн каркасов многоэтажных объектов строительства. В результате проведения исследований получены следующие основные результаты:1. Рассмотрены основные причины и факторы, способствующие проявлению эксцентриситетов приложения сжимающей нагрузки и смещений осей симметрии поперечного сечения железобетонных колонн каркаса. 2. Рассмотрены положения нормативных документов и учебных пособий по основным вопросам, связанным с процессом принятия решений при проектировании конструктивных решений внецентренно сжатых железобетонных колонн многоэтажных каркасных зданий. Проанализированы особенности формирования расчетных схем и характеристик центрально сжатых и внецентренно сжатых железобетонных колонн.3. Приведены основные положения по расчету, проектированию и конструктивным решениям для внецентренно сжатых железобетонных колонн для случаев: случайных, малых и больших эксцентриситетов. Рассмотрены основные виды внецентренно сжатых железобетонных колонн: по форме поперечного сечения и способам армирования. Рассмотрены основные положения по учету продольного изгиба на значения параметров напряженно−деформированного состояния при внецентренном сжатии.3. Разработан алгоритм численного эксперимента по определению несущей способности сжатой железобетонной колонны при помощи программы «АРБАТ».4. Проведен комплекс численных расчетов, необходимых для определения критического параметра (значения эксцентриситета приложения расчётной сжимающей нагрузки), который имеет влияние на параметры (шесть факторов влияния) напряженно−деформированного состояния сжатой железобетонной колонны. Показана возможность и допустимость применения программы «АРБАТ» для оценки параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатых колонн.5. Проведен анализ возможных способов повышения несущей способности внецентренно сжатых железобетонных колонн каркасов многоэтажных объектов строительства, которые доступны для применения на этапе проектирования: без изменения расчетной схемы, расположения и функционального назначения в составе соответствующей конструктивной системы. 6. Составлен «рейтинг» эффективности способов повышения несущей способности внецентренно сжатой железобетонной колонны с недопустимой функциональной характеристикой (критичным значением эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки) на основе результатов численных расчетов параметров напряженно−деформированного состояния. Показана возможность и допустимость применения вариантов конструктивных решений в качестве рекомендованных способов повышения несущей способности внецентренно сжатых колонн на этапе их проектирования.В заключении данной диссертационной работы можно отметить, что в ходе исследований выполнены все поставленные задачи. Принятая тема исследований предполагает ряд возможных перспективных направлений исследований, связанных с разработкой специализированного, прикладного программного обеспечения, ориентированного на экспертизу параметров напряженно−деформированного состояния колонн и алгоритм взаимодействия с другими конструктивными элементами (фундаментами, плитами и балками перекрытий, смежными элементами аналогичного назначения) соответствующей конструктивной системы.Список приложений:Приложение 1. Определение параметров напряженно−деформированного состояния условно центрально сжатой железобетонной колонны (при отсутствии эксцентриситетов приложения нагрузки).Приложение 2. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии случайного эксцентриситета приложения нагрузки в направлении оси Y).Приложение 3. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии случайного эксцентриситета приложения нагрузки в направлении оси Z).Приложение 4. Определение параметров напряженно−деформированного состояния условно внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии случайных эксцентриситетов приложения нагрузки в направлениях осей Z и Y).Приложение 5. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Y).Приложение 6. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Z).Приложение 7. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётных эксцентриситетов е=17 мм приложения нагрузки в направлениях осей Yи Z).Приложение 8. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Y)с бетоном В25.Приложение 9. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Z) с бетоном В25.Приложение 10. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётных эксцентриситетов е=17 мм приложения нагрузки в направлениях осей Yи Z) с бетоном В25.Приложение 11. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Y)cпрямоугольной формой поперечного сечения колонны 500х400.Приложение 12. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Z) с прямоугольной формой поперечного сечения колонны 500х400.Приложение 13. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётных эксцентриситетов е=17 мм приложения нагрузки в направлениях осей Yи Z) с прямоугольной формой поперечного сечения колонны 500х400.Приложение 14. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Y)cпродольными рабочими арматурными стержнями диаметром 40 мм.Приложение 15. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётного эксцентриситета е=17 мм приложения нагрузки в направлении оси Z) с продольными рабочими арматурными стержнями диаметром 40 мм.Приложение 16. Определение параметров напряженно−деформированного состояния внецентренно сжатой железобетонной колонны (при наличии расчётных эксцентриситетов е=17 мм приложения нагрузки в направлениях осей Yи Z) с продольными рабочими арматурными стержнями диаметром 40 мм.Список литературы1. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52−01−2003. ― М.: ФГУП НИЦ Строительство Росстроя. 2015. ― 168 с.2. СП 52–101–2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ― М.: ГУП НИИЖБ Госстроя России. 2004. ― 71 с.3. СП 52–103–2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий. ― М.: ФГУП НИЦ Строительство Росстроя. 2007. ― 18 с.4. Змеул С.Г., Маханько Б.А. Архитектурная типология зданий и сооружений. ― М.: Архитектура–С. 2004. ― 241 с.5. Дроздов П.Ф., Додонов М.И., Паныпин Л.Л., Саруханян Р.Л. Проектирование и расчет многоэтажных гражданских зданий и их элементов: Учебное пособие для вузов. ― М.: Стройиздат, 1986. ― 351 с. 6. Заикин А.И. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий. ― М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. ― 200 с.7. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. ― М.: Стройиздат. 1991. ― 767 с.8. ГОСТ 1897990. Колонны железобетонные для многоэтажных зданий. Технические условия. ― М.: ЦИТП, 1990. ― 42 с.9. Кодыш Э.Н., Трекин Н.Н., Никитин И.К.Проектирование многоэтажных зданий с железобетонным каркасом. Монография. ― М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. ― 352 с.10. Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 1.020.12с/89. Конструкции каркаса межвидового применения многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий для строительства в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов и в несейсмических районах, с изготовлением изделий каркаса в единых опалубочных формах. ― Тбилиси: ТбилЗНИИЭП, 1989.11. Типовые конструкции и детали зданий и сооружений. ИИ04. Сборные элементы зданий каркасной конструкции. ― М.: ЦИТП, 1966.12. Типовые конструкции и детали зданий и сооружений. ИИ201/70. Материалы для проектирования зданий с сеткой колонн 6х6 м, с перекрытиями типа 1 из плит, опирающихся на полки ригелей. ― М.: ЦНИИПромзданий, 1972.13. Веретенников В.И., Бармотин А.А. О влиянии размеров и формы сечения элементов на диаграмму деформирования бетона при внецентренном сжатии // Бетон и железобетон. ― 2000. − №5. ― С.27−30.14. Залесов А.С., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов при воздействии изгибающих моментов и продольных сил // Бетон и железобетон. ― 1996. − №5. ― С.16−18.15. Маилян Д.Р. Влияние армирования и эксцентриситета сжимающего усилия на деформативность бетона и характер диаграммы сжатия: В книге: Вопросы прочности, деформативности и трещинностойкости железобетона. ― Ростов на Дону: РИСИ. 1979. ― С.70−82.16. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. 2−е изд. испр. ― М.: Физматлит. 2001. ― 320 с. 17. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. ― М.: Стройиздат. 1996. ― 416 с.18. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения. ― М.: Стройиздат. 1982. ― 196 с.19. Аронов Р.И. Испытания сооружений. ― М.: Высшая школа. 1974. ― 376 с.20. Мурашкин Г.В. Моделирование диаграммы деформирования бетона и схемы напряженно−деформированного состояния. // Известия Вузов. Строительство. ― 1997. − №10. ― С.4−6.21. Чистяков Е.А. Основы теории, методы расчета и экспериментальные исследования несущей способности сжатых железобетонных элементов при статическом нагружении: диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук: 05.23.01 / ЧистяковЕвгенийАндреевич. ― М.: 1988. ― 638 с.22. Бамбура А.Н. Диаграмма «напряжения−деформации» для бетона при центральном сжатии: В книге: Вопросы прочности, деформативности и трещинностойкости железобетона. ― Ростов на Дону: РИСИ. 1980. ― С.19−22.23. Бондаренко В.М., Бондаренко С.В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. ― М.: Стройиздат. 1982. ― 287 с.24. Карпенко Н.А., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры: В книге: Напряженно−деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. Сборникнаучныхтрудов. ― М.: НИИЖБГосстрояСССР. 1986. ― С.7−25.25. The International Federation for Structural Concrete. [электронный ресурс]. ―http://www.fib-international.org/ (дата обращения 20.11.2016).26. Балдин В.А., Гольденблат И.И., Коченов В.И., Пильдиш М.Я., Таль К.Э. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям. – М.: Стройиздат.1951. – 272 с.27. EN 1990:2002. Eurocode. Basicofstructuraldesign. ―Brussel: CEN. November 2001. ― 87 p.28. ISO 4356. Bases for the design of structures. Deformations of buildings at the serviceability limit states. —Geneva: International Organization for Standardization.1977. — 18 p. 29. EN 1992−1−1. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1. General Rules and rules for buildings. ― Brussels: CEN. December 1991. ― 253 p.30. EN 1994−1−1. Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures ― Part 1−1. General rules and rules for buildings. ―Brussels: CEN. December 2004. ― 134 p.31. РУКОВОДСТВО по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения). ―М.: Стройиздат. 1978. ―432 с.32. Меркулов С.И. Напряженно−деформированное состояние внецентренно сжатых сборно−монолитных конструкций: диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук: 05.23.01 / МеркуловСергейИванович. ― Киев: 1984. ― 638 с.33. Пересыпкин Е.И. Расчёт стержневых железобетонных элементов. ―М.: Стройиздат. 1988. ―168 с.34. ПОСОБИЕ по расчёту бетонных и железобетонных конструкций на ЭВМ (к СП 63.13330.2012). ―М.: НИИЖБ.2013. ―245 с.35. В.С. Карпиловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренкоидр. SCADOFFICE. Вычислительный комплекс SCAD.― М.: Издательство Ассоциации строительных вузов. 2012. ― 649 с.36. Арбат.[электронный ресурс].http://scadsoft.com/products/arbat(дата обращения 02.12.2016).37. СНиП 52−01−2003. Бетонные и железобетонные конструкции. ― М.: Госстрой России.2003. ― 31 с.38. СНиП 2.03.01−84*. Бетонные и железобетонные конструкции. ― М.: Госстрой СССР.1985. ― 84 с.