Приведены новейшие сведения по теории расчета и практике проектирования статически неопределимых обычных и предварительно-напряженных железобетонных конструкций с учетом пластической работы бетона и арматуры. Теоретические выкладки сопровождаются примерами, иллюстрирующими применение различных способов решения. Книга предназначена для инженерно-технических рабоников научно-исследовательских и проектных организаций.

Предисловие к русскому изданию
Предисловие

Глава 1. Основные сведения о перераспределении усилий
Необходимость исследования перераспределения усилий
Причины, вызывающие перераспределение усилий. Процесс перераспределения

Глава 2. Факторы, влияющие на перераспределение усилий
Рабочая диаграмма сечения
Статическая система
Нагрузка

Глава 3. Надежность и методы расчета
Понятие о несущей способности
Надежность статически неопределимых конструкций
Методы расчета и перераспределение усилий

Глава 4. Расчет с учетом деформативных свойств конструкций
Теория расчета
Метод вынужденных поворотов (метод Макки)
Метод предельных углов поворота (метод Бейкера)

Глава 5. Расчет методом предельного равновесия
Метод предельного равновесия
Метод предельного равновесия применительно к железобетонным конструкциям
Метод предельного равновесия с ограничением поворотов
Методы, дополненные условиями эксплуатационной способности

Глава 6. Деформации и ширина раскрытия трещин
Общие принципы
Расчет

Глава 7. Примеры
Метод вынужденных поворотов
Метод предельных поворотов
Метод предельного равновесия

Список литературы

Предисловие к русскому изданию

Милик Тихий и Йозеф Ракосник опубликовали в 1969 г. на чешском языке книгу о расчете железобетонных рамных конструкций в пластической стадии. Она вызвала большой интерес и была переведена на несколько иностранных языков. Для предлагаемого русского перевода содержание книги было дополнено.

Авторы, хорошо знакомые с мировой (в том числе советской) литературой по рассматриваемому вопросу, много внимания уделяют изучению деформационной способности железобетонных конструкций, от которой зависит возможность и обеспеченность перераспределения усилий. Это очень важно для понимания и правильного использования методов расчета железобетонных рам.

В основном книга ориентирована на расчет без использования современных ЭВМ, поскольку широкое применение ЭВМ рассматривалось как задача будущего. В связи с этим статический метод предельного равновесия в ней практически не использован. Не затронуто также влияние ползучести и геометрической нелинейности. Читатель, освоивший содержание книги, сможет, если понадобится, расширить свои знания с помощью специальной литературы.

Д-р техн. наук, проф. А. А. ГВОЗДЕВ

Предисловие

Проявление железобетоном пластических свойств в статически неопределимых железобетонных конструкциях известно более шестидесяти лет. Их широкое практическое использование началось не так давно, что вызвано, по-видимому, двумя причинами.

Развитие знаний о пластическом поведении статически неопределимых систем прошло несколько четко выраженных этапов. На первом этапе экспериментально и без глубокого теоретического анализа констатировались изменения в распределении усилий в конструкциях по мере роста нагрузки. Особенно это отмечалось при нагрузках, приближающихся к исчерпанию несущей способности элементов системы или системы в целом. Второй этап характеризовался теоретическими исследованиями, которые привели к разработке и развитию метода предельного равновесия. Первоначально эта методика расчета ориентировалась скорее на расчет стальных конструкций. Было выяснено, что пластический шарнир в железобетонных конструкциях качественно отличается от пластического шарнира в конструкции из стали. На третьем этапе развивались общие методы расчета статически неопределимых систем, следующие из теории пластичности. Результатами теоретических проработок выявлена необходимость проведения специальных исследований для определения исходных данных при разработке практических методов расчета. Четвертый этап, который еще не завершен, ознаменован поисками простых, удобных для практики методов расчета. И последний этап, который наступает в ближайшее время, будет характеризоваться стремлением использовать электронно-вычислительные машины.

Другая причина запаздывания состоит в том, что основные концепции проектирования бетонных конструкций были заложены на основе методики допускаемых напряжений, а это не позволяло использовать пластические свойства материалов.

В настоящее время почти во всех указаниях по расчету и проектированию железобетонных конструкций в большей или меньшей степени допускается учитывать явления перераспределения усилий. Расширению применения новых методов способствует то обстоятельство, что в существующих международных документах [29] рекомендуется принимать во внимание изменение в распределении усилий, вызванное возникновением трещин и пластическими свойствами конструкций.

Пластические свойства железобетонных конструкций в расчетах учитывают уже много лет. Различные приближенные методы оценки перераспределения усилий в конструкции по сравнению с якобы упругой ее работой основаны на знании того обстоятельства, что можно допустить определенные отклонения от теоретического распределения, которые не будут неблагоприятно влиять на надежность конструкции. Было бы, однако, грубой ошибкой считать, что после внедрения расчета по стадии пластичности расчет конструкций по теории упругости исчезнет из практики. Теория упругости и в будущем будет важна при проектировании. Расчет по теории пластичности не всегда упрощает вычислительные операции, иногда, наоборот, он затрудняет решения, которые под силу лишь современной вычислительной технике. В предлагаемой книге авторы старались показать те сложности, которые встречаются на практике при расчете по теории пластичности. В то же время часто бывает и так, что более сложное решение позволяет познать работу конструкции и дает в конечном итоге выгодные результаты.

Для активного использования знания о пластическом поведении статически неопределимых конструкций необходимо хотя бы в общих чертах ознакомиться с поведением обычных и предварительно-напряженных железобетонных конструкций при высокой степени загружения и понять сущность явления, называемого перераспределением усилий. Здесь уместно напомнить слова проф. Ф. Штусси [155], одного из главных противников внедрения в практику проектирования конструкций расчета по теории пластичности: «Теоретическая механика, разумеется, имеет право создавать различные определения (например, определение постоянного объема, выравнивание моментов и т. д.), идеальные материалы и строительные элементы и теоретически их исследовать. У нее, однако, нет права предписывать конструкторской практике выводы и заключения из таких идеализированных исследований в качестве параграфов норм для проектирования. Конструктор вынужден работать с действительными строительными материалами и обязан принимать ответственность за свои творения. От этой ответственности его никто не может освободить, даже теоретическая механика».

Этими словами хотелось бы особо подчеркнуть необходимость ознакомления со всеми специфическими признаками перераспределения усилий в железобетонных конструкциях. Авторы этой книги старались внимательно подходить к сущности перераспределения усилий, принимая во внимание деформационные способности железобетонной конструкции. Понимание этого явления — ключ к уяснению всей проблемы, что позволит избежать неправильностей, связанных с применением перераспределения усилий. Основные сведения по этому вопросу приведены в главах 1 и 2. Значение перераспределения усилий для практики проектирования железобетонных конструкций изложено в главе 3, последующие главы книги посвящены собственно расчету. В этой работе рассматриваются только неразрезные балки и рамы с прямыми стержнями. Расчет и проектирование плоских систем — плит, стен и т. д — с учетом их пластических свойств изложены в [164, 100].

Книга предназначена для проектировщиков железобетонных конструкций и должна в первую очередь помочь им при практическом расчете конструкций. Поэтому теоретическая часть книги дана сжато и сопровождается рекомендациями по расчету и проектированию, а также типовыми примерами. Авторы стремились к объединению существующих методик при установлении и подсчете входящих величин небольшими переработками первоначальных формулировок. Неоднозначность в определении исходных величин — одно из препятствий на пути применения новых методов. В книгу не включены специальные теоретические вопросы, такие, как влияние ползучести, деформации при достижении несущей способности и т. д. Ссылки на литературу помогут читателю более глубоко изучить предмет, если ему это потребуется.

Авторы считают для себя большой честью издание книги в Советском Союзе, в стране, где А. А. Гвоздев первым сформулировал теоретические основы расчета железобетонных статически неопределимых систем и ряд других исследователей внесли творческий вклад в развитие этой области теории конструкций. Уместно вспомнить здесь работы А. Р. Ржаницына, С. М. Крылова и др. Авторы надеются, что русское издание книги предоставит нашим советским коллегам достаточно информации, а также даст стимул их дальнейшей работе. По сравнению с чешским изданием 1969 г. текст книги значительно расширен, дополнен новейшими сведениями и приспособлен к использованию в советской практике.

Примеры расчетов выполнены в соответствии с нормами, принятыми в СССР. Список литературы расширен включением ряда работ советских и зарубежных исследователей.

Авторы приносят глубокую благодарность всем тем, кто способствовал изданию книги на русском языке — д-ру техн. наук, проф. А. А. Гвоздеву, д-ру техн. наук, проф. К. В. Михайлову, д-ру техн. наук, проф. С. М. Крылову, а также научному редактору книги канд. техн. наук Л. Н. Зайцеву и переводчику Б. М. Сергеенко.

Авторы будут благодарны за критические замечания советских читателей.

МИЛИК ТИХИЙ, ЙОЗЕФ РАКОСНИК Прага, 1973 г.