CC BY
14
УДК 624.016:539.376
DOI: 10.30838/J.BPSACEA.2312.070720.112.647
НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН Г1БРИДНИХ ДЕРЕВОЗАЛ1ЗОБЕТОННИХ БАГАТОПОВЕРХОВИХ БУД1ВЕЛЬ З УРАХУВАННЯМ ДЕФОРМАЦ1Й ПОВЗУЧОСТ1
1*
ШЕХОРК1НА С. е., канд. техн. наук, доц., БУЦЬКА О. Л.2, канд. техн. наук, доц., ШЛЯХОВ К. В. , канд.
техн. наук, доц.,
БОРДУН М. В.4, acnip.
1 Кафедра з^зобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придтпровська державна академiя будгвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Днiпро, Укра!на, тел. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-7799-2250
2 Кафедра затзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придтпровська державна академш будгвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дтпро, Украгна, тел. +38 (0562) 47-03-19, e-mail: Buckaya elena @mail.pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-4377-3746
3 Кафедра залiзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придтпровська державна академш будшництва та архiтектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дтпро, Украша, тел. +38 (097) 015-28-79, e-mail: 6lyahov@i.ua, ORCID ID: 0000-0001-6493-6201
4 Кафедра залiзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придтпровська державна академш будшництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дтпро, Украша, тел. +38 (098) 260-11-91, e-mail: klmari@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8539-2423
Анотащя. Постановка проблеми. Наразi розробляються новi ршення пбридних конструкцiй багатоповерхових будiвель, в яких основним конструкцiйним матерiалом постае деревина, а для забезпечення просторово! жорсткостi використовуеться залiзобетон або сталь. Проблема в розробленш таких проекпв полягае у значнiй рiзницi в характеристиках деформування та реолопчних властивостях деревини та бетону, що може iстотно впливати на несну здатнiсть та експлуатацiйну придатнiсть пбридно! будiвлi. На сьогоднiшнiй день питання стльно! роботи цих матерiалiв в елементах конструктивних систем вивченi недостатньо. Мета cmammi -дослщження напружено-деформованого стану гiбридних деревозалiзобетонних багатоповерхових будiвель з урахуванням впливу деформацiй повзучосп. Висновки. Наведено методику врахування особливостей деформування та повзучосп деревини та бетону в розрахунку гiбридних багатоповерхових будiвель. З використанням програмного комплексу «.Шра» виконано моделювання напружено-деформованого стану багатоповерхових будiвель пбридно! конструкцп з колонами та балками з клеено! деревини та ядром жорсткосл iз залiзобетону. Встановлено, що характеристики деформування та повзучють матерiалiв iстотно впливають на величину перемiщень елементiв каркаса. Показники вертикальних перемiщень з урахуванням повзучосп в 1,57...1,66 раза перевищують визначенi в пружнiй стадi!. Нерiвномiрне деформування вертикальних конструкцiй спричинюе перешс поверхових комiрок, перерозподiл зусиль м1ж елементами каркаса та виникнення додаткових поздовжшх зусиль в балках перекриття. Таким чином, у проектуваннi багатоповерхових пбридних дерево-залiзобетонних будiвель необхвдно враховувати вплив деформацiйних та реолопчних властивостей деревини та бетону на параметри напружено-деформованого стану.
Ключовi слова: гiбpиднi бaгaтоnовеpховi будiвлi; напружено-деформований стан; деревина; бетон; дiaгpaмa деформування; повзучкть
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ГИБРИДНЫХ ДЕРЕВОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЛЗУЧЕСТИ
1*
ШЕХОРКИНА С. Е/ , канд.
техн. наук, доц., БУЦКАЯ Е. Л.2, канд. техн. наук, доц., ШЛЯХОВ К. В. , канд.
техн. наук, доц.,
БОРДУН М. В.4, аспир.
1 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская
государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина,
тел. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net. ORCID ID: 0000-0002-7799-2250
2 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, тел. +38 (0562) 47-03-19, e-mail: Buckaya elena @mail.pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-4377-3746
3 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, тел. +38 (097) 015-28-79, e-mail: 6lyahov@i.ua, ORCID ID: 0000-0001-6493-6201
4 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, тел. +38 (098) 260-11-91, e-mail: klmari@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8539-2423
Аннотация. Постановка проблемы. В настоящее время разрабатываются новые решения гибридных конструкций многоэтажных зданий, в которых основным конструкционным материалом является древесина, а для обеспечения пространственной жесткости используется железобетон или сталь. Проблемой при разработке таких проектов является значительная разница в характеристиках деформирования и реологических свойствах древесины и бетона, что может существенно повлиять на несущую способность и эксплуатационную пригодность гибридного здания. На сегодняшний день вопросы совместной работы этих материалов в элементах конструктивных систем исследованы недостаточно. Цель статьи - исследование напряженно-деформированного состояния гибридных деревожелезобетонных многоэтажных зданий с учетом влияния деформаций ползучести. Выводы. Приведена методика учета особенностей деформирования и ползучести древесины и бетона при расчете гибридных многоэтажных зданий. С использованием программного комплекса «Лира» выполнено моделирование напряженно-деформированного состояния многоэтажных зданий гибридной конструкции с колоннами и балками из клееной древесины и ядром жесткости из железобетона. Установлено, что характеристики деформирования и ползучести материалов существенно влияют на величину перемещений элементов каркаса. Значения вертикальных перемещений с учетом ползучести в 1,57...1,66 раза превышают определенные в упругой стадии. Неравномерное деформирование вертикальных конструкций обуславливает перекос этажных ячеек, перераспределение усилий между элементами каркаса и возникновение дополнительных продольных усилий в балках перекрытия. Таким образом, при проектировании многоэтажных гибридных деревожелезобетонных зданий необходимо учитывать влияние деформационных и реологических свойств древесины и бетона на параметры напряженно-деформированного состояния.
Ключевые слова: гибридные многоэтажные здания; напряженно-деформированное состояние; древесина; бетон; диаграмма деформирования; ползучесть
STRESS-STRAIN STATE OF HYBRID TIMBER-REINFORCED CONCRETE MULTY-STOREY BUILDINGS CONSIDERING CREEP DEFORMATION
1 *
SHEKHORKINA S.Ye.1 , Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof., BUTSKA O.L.2, Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof., SHLYAKHOV K.V.3 , Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof., BORDUN M.V.4, Postgrad. Stud.
1 Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, State Higher Educational Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, tel. +38 (095) 021-84-44, e-mail: S VT@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-4377-3746
2 Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, State Higher Educational Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, tel. +38 (0562) 47-03-19, e-mail: Buckaya elena@mail.pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-4377-3746
3 Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, State Higher Educational Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, tel. +38 (097) 015-28-79 e-mail: 6lyahov@i.ua, ORCID ID: 0000-0001-6493-6201
4 Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, State Higher Educational Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, tel. +38 (098) 260-11-91, e-mail: klmari@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-8539-2423
Abstract. Problem statement. The new solutions of hybrid constructions of multi-storey buildings are being developed, in which the main structural material is timber and reinforced concrete or steel is used to ensure spatial rigidity. The problem in developing such projects is a significant difference in the deformation characteristics and rheological properties of timber and concrete, which can significantly affect the load-bearing capacity and serviceability of the hybrid building. At present time the issues of joint work of these materials in the elements of structural systems are insufficiently studied. The purpose of the article is to investigate the stress-strain state of hybrid wood-reinforced concrete multi-storey buildings taking into account the influence of creep deformations. Conclusion. The method of taking into account the
peculiarities of deformation and creep of timber and concrete in the calculation of hybrid multi-storey buildings is presented. Using the software complex "Lira" the modeling of the stress-strain state of multi-storey buildings of hybrid construction with columns and beams made of glued laminated timber and the reinforced concrete rigidity core. It is established that the characteristics of deformation and creep of materials significantly affect the value of displacement of the frame elements. The values of vertical displacements, taking into account the creep, are 1,57...1,66 times higher than those determined in the elastic stage. Non-uniform deformation of vertical structures causes skew of the storey cells, redistribution of forces between the elements of the frame and the appearance of additional longitudinal forces in the floor beams. Thus, for design multi-storey hybrid wood-reinforced concrete buildings, it is necessary to take into account the influence of deformation and rheological characteristics of wood and concrete on the parameters of the stress-strain state.
Keywords: hybrid multi-storey buildings; stress-strain state; timber; concrete; deformation diagram, creep
Постановка проблеми, мета i завдання дослщження. Hapa3i розробляються HOBi ршення пбридних конструкцш для будiвництва багатоповерхових i висотних будiвель, в яких основним конструкцшним матерiалом постае деревина (до 80 %), а для забезпечення просторово'1 жорсткосп використовуеться залiзобетон або сталь. Як приклади можна навести таю будiвлi: LifeCycle Tower ONE, Panorama Giustinelli, Murray Grove, Origine Condos, Brock Commons та багато шших [1]. Одна з можливих проблем у розробленш таких
проеклв
це значна рiзниця в
характеристиках деформування деревини та бетону, а також вплив реолопчних властивостей (повзучосп) на несну здатнють та експлуатацшну придатшсть окремих елеменпв та будiвлi в цшому.
Дослщженням та розробленню ршень щодо запоб^ання впливу нерiвномiрного деформування несних конструкцш в багатоповерхових та висотних будiвлях присвячеш пращ [2-4].
Методи розрахунку залiзобетонних конструкцш з урахуванням дiаграми деформування бетону наводяться в [5-7]. В дослщженнях [8; 9] розглядаються питання впливу повзучосп на деформацп залiзобетонних конструкцш. Iснуючi моделi для опису залежностей «напруження -деформацп» деревини розглядаються в публшацп [10]. Методика розрахунку дерев'яних конструкцш з урахуванням повно! дiаграми деформування наведена в статп
[11]. Залежносп для оцшювання деформацш деревини через повзучють наводять автори
[12].
Таким чином, аналiзу роботи бетонних та дерев'яних конструкцш присвячена велика кшькють праць. Однак на сьогодшшнш день
питання спшьно! роботи цих матерiалiв у конструктивних системах досшджеш недостатньо.
Метою роботи - дослщження напружено-деформованого стану (НДС) пбридних деревозалiзобетонних багатоповерхових
будiвель з урахуванням впливу деформацш повзучосп.
Виклад основного матер1алу. Аналiз напружено-деформованого стану
багатоповерхових будiвель пбридно! конструкцп виконувався з урахуванням дiаграм деформування бетону та деревини, а також деформацш, спричинених повзучютю матерiалiв.
Залежнiсть «напруження - деформацп» бетону для розрахунку залiзобетонних конструкцш наведена в нормативному документ ДБН В.2.6-98:2009 i мае вигляд (рис. 1):
kj — J
2
а =-c 1 + (k — 2)J
fed за 0 <kl <ls
cul
(1)
де J = Se/Sei; k = L05^^ fed ; Si -
деформацп за максимальних напружень; scui -номiнальнi граничш деформацп бетону; fcd -розрахункова мщшсть бетону на стиск.
Рис. 1. Загальний вигляд дгаграми деформування
бетону
Для моделювання роботи деревини на розтяг використано лшшну залежшсть, основану на закон Гука. Руйнування деревини вiдбуваeться за досягнення мщносп на розтяг:
°t,t = <
E0s приs <
L
t ,m,0
E0
0 при s >
ft
(2)
t ,m,0
E0
де сги - напруження за розтягування; Е0 -модуль пружностi паралельно волокнам; /т,о - мiцнiсть на розтяг паралельно волокнам; е- деформацiя.
Робота деревини на стиск характеризусться нелшшною залежнiстю, яка на даний момент не знайшла вiдображення в нормах проектування. Однак для моделювання може бути використана дволшшна залежшсть, яка враховуе залишкову мiцнiсть деревини тсля досягнення мiцностi на стиск [10]. Висхщна гiлка залежностi «напруження - деформацп» пiдпорядковуeться закону Гука. Для лшшно спадно! гшки вводиться вщ'емний коефiцieнт, який приблизно дорiвнюe 10 % вiд модуля пружностi паралельно волокнам. Таким чином, отримаемо:
E0s при s <
fc
c, m ,0
(
fc, m,0 01Ec
Ec
E0
Л
s - -
fc
c,m,0
при s >
fc,
(3)
E0
де ac,t - напруження за стискання; fc,m,0 -мщшсть на стиск паралельно волокнам.
У загальному виглядi дiаграма деформування деревини для моделювання НДС наведена на рисунку 2.
Рис. 2. Загальний вигляд дгаграми деформування деревини [10]
Для врахування деформацш, спричинених повзучютю бетону, використано модель, наведену в Eurocode EN 1992-1-1. Коефщент повзучосп бетону визначасться за формулою:
P(t, t0) = P0ßc (t, t0),
(4)
де р0 - теоретичний коефiцieнт повзучостi, який дорiвнюe:
P0 = PrH ß( fcm )ß(t0) ,
(5)
де pRH - коефiцieнт, що враховуе вплив вщносно'' вологостi; ß(fcm) - коефщент, який враховуе мiцнiсть бетону; ß(t0) - коефiцiент, що враховуе вш бетону за навантаження; ßc(t,t0) - коефщент, що описуе розвиток повзучосп протягом часу:
ßc(t, te) =
t - tn
KßH + (t - t0)
(6)
0' У
де t0 - вш бетону в момент навантаження; t -вш бетону в поточний момент; ßH -коефщент, що залежить вщ вщносно'' вологостi та умовного розмiру елемента.
Повзучiсть деревини згiдно з Eurocode EN 1995-1-1 враховуеться шляхом замши модуля пружносп E0 на ефективний модуль пружносп:
E f (t) =
En
1 + Pt(t -10)
(7)
У нормах повзучють деревини вiдображае коефiцiент деформацiй y(t-t0) = kdef, який залежить вщ тривалосп ди навантаження та класу експлуатаци конструкцп. При цьому вважаеться, що
0.3
°c.t =
граничш деформацп вщповщають перiоду (t-t0) = 50 роюв.
У пpацi [12] наводиться модель повзучосп пружно-в'язко-пластичного тiла, що враховуе механiкo-сopбцiйнi властивoстi деревини:
pt (t -1о) = ptc (t - to) + (t -1o),
де фс - кoефiцieнт пoвзучoстi:
Ptc (t - t ü) =
f \m
t-t l «ü
V ld J
(8)
(9)
де tytms - кoефiцieнт, що враховуе мехашко-сopбцiйнi властивoстi:
Ptms (t -1 o) = p
2Ди Л
-с-(t-t0)
1 - e 100ДГ
J
(10)
де Ли - ампштуда змiни вологостi протягом року (%); Лх - промiжок часу, який вщповщае змiнi вологостi (365 дшв); т, та с -емтричш коефiцiенти (^ = 29 500 дшв, т = 0,21, = 0.7, с = 2,5).
Для моделювання напружено-
деформованого стану багатоповерхових будiвель пбридно! конструкцп прийнято квадратний у планi будинок-прототип. Довжина прольопв в обох напрямках становила 5 м. Пщ час моделювання варiювалася кiлькiсть поверхiв: 5, 10 i 15. Висота поверху для вах варiантiв прийнята 3 м, вщповщно, висота будiвель склала 15, 30 i 45 м. Розглянуто два види вузлiв сполучення мiж горизонтальними i вертикальними несними елементами - шаршрне i жорстке. При цьому для забезпечення просторово! жорсткосп варiанта з шарнiрними вузлами сполучення було застосовано ядро жорсткосп. Схеми планувань для кожного варiанту наведенi на рисунку 3.
я- - - - —?
□ 1 ;
И-Е - 1-1 i— i—
Рис. 3. Схеми планувань багатоповерхових буд1вель г1бридно'1 конструкцИ': а) жорстке з'еднання вузл1в; б) шартрне з'еднання вузл1в та ядро жорсткост1
Для кожного ваpiанта будiвлi була складена просторова сюнченноелементна модель у програмному комплекс «Л!ра». Для формування просторово'1 мoделi до елементiв мoделi прикладалися таю навантаження вщповщно до вимог ДБН В.1.2-2:2006: 1 - власна вага несних кoнстpукцiй (задавалось автоматично) i постшне навантаження вiд складу перекриття i покриття (1,5 кН/м2); 2 - корисне навантаження на конструкцп перекритлв (2 кН/м2). Осюльки основною метою дoслiдження було встановлення впливу повзучосп на параметри НДС будiвлi, в даному випадку короткочасш навантаження не враховувались.
Деpев'янi елементи будiвлi були прийнят з клеено'1 деревини класу мщносп GL28h (густина р = 410 кг/м ). Рoзмipи поперечного пеpеpiзу несних кoнстpукцiй становили: колон - 400 х 400 мм (для 5-поверхово'1 будiвлi) та 500 х 500 (для 10- та 15-поверхових будiвель); балок - 250 х 500 мм. Характеристики деревини: ftmß = 19,5 МПа, fc,m,o = 26,5 МПа, E0 =12,6 ГПа. Ядро жорсткосп - iз залiзoбетoну класу С20/25 товщиною 250 мм. Характеристики бетону: fcd = 14,5 МПа, fctd = 1 МПа, Ecd =23 ГПа, Sci,cd = 0,00165, scu1 = 0,00344, sctu1 = 0,000115. Графши змши коефщента повзучосп для бетону та деревини наведеш на рисунку 4.
Для урахування характеру роботи матеpiалiв та повзучосп в пpoгpамi «Лipа» був обраний простий кроковий метод. Результати розрахунюв, представлен у виглядi максимальних вертикальних пеpемiщень характерних точок каркаса для розглянутих ваpiантiв будiвель, наведенi в таблицях 1, 2.
а
2.5
S 2
о F
g 1.5
В ,
■ S 1
я
!§а5
0 10 20 30 40 50 Час, роки -бетон _ • -деревина
Рис. 4. Графти змти коефщента noe3y40cmi для бетону та деревини
Таблиця 1
Максимальш вертикальш перемщення характерних точок каркаса i3 жорстким з'еднанням елементiв
Кшьшсть поверх1в Пружна модель З урахуванням повзучосп через
1 р1к 10 рошв 50 рошв
5 1,976 2,342 2,891 3,126
10 9,976 11,89 14,642 15,821
15 13,795 16,39 20,12 21,718
Таблиця 2
Максимальш вертикальш перемщення характерних точок дерев'яних елемен^в каркаса з шаршрним з'еднанням елементш та ядром жорсткосл
Кшьшсть поверх1в Пружна модель З урахуванням повзучосп через
1 р1к 10 рошв 50 рошв
5 2,498 2,984 3,680 3,979
10 9,860 11,76 14,501 15,677
15 27,926 33,98 42,658 46,376
Як видно з отриманих результапв, характеристики деформування та повзучостi ютотно впливають на величину перемiщень елеменпв каркаса. При цьому цей вплив не значний для будiвлi висотою 5 поверхiв, тодi як для 10-поверхово'1 будiвлi вертикальнi перемiщення порiвняно з пружною моделлю розрахунку збшьшуються в 1,58 раза. Що стосуеться 15-поверхового варiанта, для схеми iз жорстким з'еднанням вузлiв перемiщення з урахуванням повзучосп в 1,57 раза перевищують перемiщення в пружнiй стадп, а для шарнiрного -в 1,66 раза.
Значна рiзниця у величинах вертикальних
перемiщень дерев яних елеменпв каркаса та залiзобетонного ядра жорсткост викликае перекоси поверхових комiрок. Схема деформування фрагмента будiвлi показана на рисунку 5.
МШЩ
Рис. 5. Схема деформування фрагмента будiвлi
HepiBHOMipHe деформування вертикальних конструкцш зумовлюе перерозподш зусиль мiж елементами каркаса та виникнення додаткових поздовжшх зусиль у балках перекриття. Отpиманi значення поздовжшх зусиль у дерев'яних балках для схеми iз шаршрним з'еднанням елеменпв та ядром жорсткосп наведенi в таблиц 3.
Таблиця 3
Значення поздовжшх зусиль у дерев'яних балках каркаса з шаршрним з'еднанням елеменпв та ядром жорсткосп
Кшьшсть поверх1в Пружна модель З урахуванням повзучосп через
1 р1к 10 рошв 50 рошв
5 0,068 0,126 0,130 0,128
10 0,219 0,644 0,729 1,306
15 0,314 0,917 1,032 1,844
Отже, проектуючи багатоповеpховi гiбpиднi будiвлi з використанням матеpiалiв iз piзними дефоpмацiйними та реолопчними характеристиками, слiд враховувати вплив цих паpаметpiв на несну здатшсть та експлуатацiйну пpидатнiсть як окремих конструктивних та оздоблювальних елементiв, iнженеpно-технiчних систем, так i будiвлi в цiлому.
Необхiдна розробка конструктивних piшень, спрямованих на мiнiмiзацiю або усунення ефектiв неpiвномipного
деформування у вертикальны площинi. Серед
0
Y
X
таких заходiв можна видшити [2-4]:
- врiвноваження внутршшх напружень у вертикальних несних елементах (шляхом пiдбору вiдповiдного розмiру поперечного перерiзу);
- абсолютна компенсацiя (iдеалiзований метод, згiдно з яким необхщне збiльшення висоти елементiв точно визначаеться для кожного поверху шляхом прогнозування деформацш);
- групова компенсащя (метод, згiдно з яким для корегування висоти елементи поеднуються в групи по декшька поверхiв)
- застосування ауттригерних конст-рукцiй;
- спещальш конструктивнi рiшення вузлiв з'еднання елемешив.
Для обгрунтування ефективностi застосування та визначення рацюнальних конструктивних заходiв необхiдне
проведення подальших дослiджень, спрямованих на забезпечення рiвномiрного деформування каркаса багатоповерхових будiвель з дерев'яними несними елементами та залiзобетонними конструкщями просторово! жорсткостi.
Висновки. Наведено методику врахування особливостей деформування та повзучостi деревини та бетону для розрахунку пбридних багатоповерхових будiвель.
З використанням програмного комплексу «Лiра» виконано моделювання напружено-деформованого стану багатоповерхових будiвель гибридно! конструкцп з колонами та балками з клеено! деревини та ядром жорсткосп - iз залiзобетону.
Установлено, що характеристики деформування та повзучосп матерiалiв ютотно впливають на величину перемiщень елемешив каркаса. Значення вертикальних перемiщень з урахуванням повзучосп в 1,57...1,66 раза перевищують визначенi в пружнiй стадп.
Нерiвномiрне деформування вертикальних конструкцш спричинюе перекiс поверхових комiрок, перерозподш зусиль мiж елементами каркаса та виникнення додаткових поздовжнiх зусиль у балках перекриття. Таким чином, у проектуванш багатоповерхових гiбридних дерево-залiзобетонних будiвель необхiдно враховувати вплив деформацшних та реологiчних характеристик на параметри напружено-деформованого стану.
Подальшим напрямком досшджень бачиться розроблення та обгрунтування конструктивних рiшень, спрямованих на забезпечення рiвномiрного деформування каркаса.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Савицький М. В., Шехоршна С. £., НЫфорова Т. Д., Шляхов К. В. Багатоповерхове дерев'яне домобудування : сучасш тенденци та майбутш перспективы. Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия : Создание высокотехнологических экокомплексов в Украине на основе концепции сбалансированного (устойчивого) развития. 2017. Вып. 99. С. 153-159. URL: http://nbuv. gov.ua/ UJRN/smmcvtek_2017_99_23 (дата звернення: 10.05.2020).
2. Park H. S. Optimal compensation of differential column shortening in high-rise buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings. 2003. Vol. 12 (1). Рр. 49-66. URL: https://doi.org/10.1002/tal.212 (дата звернення: 10.05.2020).
3. Yi T., Tong X. Differential Column Shortening Effects in Typical Medium-to High-Rise Buildings. New Horizons and Better Practices. 2007. 178 р. URL: https://doi.org/10.1061/40946(248)97 (дата звернення: 10.05.2020).
4. Samarakkody D. I., Thambiratnam D. P., Chan T. H. T., Moragaspitiya P. H. N. Differential axial shortening and its effects in high rise buildings with composite concrete filled tube columns. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 143. Рр. 659-672. URL: https://doi.org/10.1016/j .conbuildmat.2016.11.091 (дата звернення: 10.05.2020).
5. Войцехiвський О. В., Байда Д. М., Сазонова I. Р. Використання дволшшних дiаграм деформування матерiалiв при розрахунках залiзобетонних конструкцш за деформацшним методом. Мгстобудування та територгальне планування. 2016. Вип. 61. С. 173-192. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/MTP 2016 61 25 (дата звернення: 10.05.2020).
6. Бамбура А. М., Гуршвський О. Б., Аметов Ю. Г., Безбожна М. С., Дорогова О. В., Сазонова I. Р., Стороженко Л. I. Нове в проектуванш залiзобетонних та сталезалiзобетонних конструкцш. Буд1вельн1 конструкци. 2013. Вип. 78 (1). С. 3-13. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/buko_2013_78%281%29__3 (дата звернення: 10.05.2020).
7. Крашський П. I., Хмшь Р. £., Блiхарський З. Я. Застосування розрахунку за деформацшним методом при плануванш дослщжень стиснуто-зпнутих елеменпв, шдсилених залiзобетонною обоймою. В1сник Нацюнального
унгверситету «Львгвська полтехнжа». Теоргя i практика будгвництва. 2013. № 755. С. 198-204. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPTPB 2013 755 39 (дата звернення: 10.05.2020).
8. Башинская О. Ю., Барабаш М. С. Сравнительный анализ методов численного моделирования пластических деформаций бетона. Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия : Инновационные технологии жизненного цикла объектов жилищно-гражданского, промышленного и транспортного назначения. 2016. Вып. 91. С. 32-39. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmit 2016 91 6 (дата звернення: 10.05.2020).
9. Барабаш М. С., Башинская О. Ю., Запоточный Р. М. Методика определения деформаций ползучести на примере мостовых конструкций. Мктобудування та територiальне планування. 2016. Вип. 61. С. 147-154. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/MTP 2016 61 22 (дата звернення: 10.05.2020).
10. Theiler M. Stabilität von Axial auf Druck beanspruchten Bauteilen aus Vollholz und Brettschichtholz : Doctoral Thesis. ETH-Zürich. 2014. 35 р. URL: https://doi.org/10.3929/ethz-a-010273734 (дата звернення: 10.05.2020).
11. Гомон С. С. Критерш руйнування позацентровостиснутих та згинальних елеменпв з деревини з урахуванням пружнопластично! роботи матерiалу з обмеженою деформатившстю. Ресурсоекономт матерiали, конструкцп, будiвлi та споруди. 2013. Вип. 25. С. 248-253. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/rmkbs 2013 25 37 (дата звернення: 10.05.2020).
12. Fragiacomo M., Ceccotti A. Simplified approach for the long-term behaviour of timber-concrete composite beams according to the Eurocode 5 provisions. Florence, Italy: Meeting thirty-nine of the Working Commission W18-Timber Structures, CIB, International Council for Research and Innovation, 28-31 Aug 2006. Proceedings of the 39th Meeting of W018 on Timber Structures. 2006. Vol. 39-9-1. 484 р. URL: http://hdl.handle.net/10092/18 (дата звернення: 10.05.2020).
REFERENCES
1. Savytskyi М.У, Shekhorkina S.Yev., Nikiforova T.D. and Shlyakhov K.V. Bahatopoverkhove dereviane domobuduvannia: suchasni tendentsii ta maibutni perspektyvy [Multi-storey timber buildings: current trends and future prospects]. Stroytelstvo. Materyalovedenye. Mashynostroenye. Seryia : Sozdanye vysokotekhnolohycheskykh ekokompleksov v Ukrayne na osnove kontseptsyy sbalansyrovannoho (ustoichyvoho) razvytyia [Constructions. Material science. Mechanical engineering. Series: Creating of hightech ecogical complexes in Ukraine based on the concept of a balanced (sustainable) development]. 2017, vol. 99, pp. 153-159. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmcvtek_2017_99_23 (Accessed on: 10 May 2020). (in Russian).
2. Park H.S. Optimal compensation of differential column shortening in high-rise buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings. 2003, vol. 12 (1), pp. 49-66. URL: https://doi.org/10.1002/tal.212 (Accessed on: 10 May 2020).
3. Yi T. and Tong X. Differential Column Shortening Effects in Typical Medium-to High-Rise Buildings. New Horizons and Better Practices. 2007, 178 p. URL: https://doi.org/10.1061/40946(248)97 (Accessed on: 10 May 2020).
4. Samarakkody D.I., Thambiratnam D.P., Chan T.H.T. and Moragaspitiya P.H.N. Differential axial shortening and its effects in high rise buildings with composite concrete filled tube columns. Construction and Building Materials. 2017, vol. 143, pp. 659-672. URL: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.091 (Accessed on: 10 May 2020).
5. Voitsekhivskyi O.V., Baida D.M. and Sazonova I.R. Vykorystannia dvoliniinykh diahram deformuvannia materialiv pry rozrakhunkakh zalizobetonnykh konstruktsii za deformatsiinym metodom [Application of two-line deformation diagrams of materials in the calculations of reinforced concrete structures by the deformation method]. Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia [Urban and spatial planning]. 2016, vol. 61, pp. 173-192. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/MTP_2016_61_25 (Accessed on: 10 May 2020). (in Ukrainian).
6. Bambura A.M., Hurkivskyi O.B., Ametov Yu.H., Bezbozhna M.S., Dorohova O.V., Sazonova I.R. and Storozhenko L.I. Nove v proektuvanni zalizobetonnykh ta stalezalizobetonnykh konstruktsii [New in the design of reinforced concrete and steel-reinforced concrete structures]. Budivelni konstruktsii [Building structures]. 2013, vol. 78 (1), pp. 3-13. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/buko 2013 78%281%29 3 (Accessed on: 10 May 2020). (in Ukrainian).
7. Krainskyi P.I., Khmil R.Ye. and Blikharskyi Z.Ya. Zastosuvannia rozrakhunku za deformatsiinym metodom pry planuvanni doslidzhen stysnuto-zihnutykh elementiv, pidsylenykh zalizobetonnoiu oboimoiu [Application of the deformation method calculation when planning studies of compressed-bent elements reinforced with a reinforced concrete holder]. Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Teoriia i praktyka budivnytstva [Bulletin of Lviv Polytechnic National University. Series Theory and Building Practice]. 2013, no. 755, pp. 198-204. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPTPB 2013 755 39 (Accessed on: 10 May 2020). (in Ukrainian).
8. Bashynskaia O.Yu. and Barabash M.S. Sravnytelnyi analyz metodov chyslennoho modelyrovanyia plastycheskykh deformatsyi betona [Comparative analysis of methods for numerical simulation of concrete plastic deformations]. Stroytelstvo. Materyalovedenye. Mashynostroenye. Seryia : Ynnovatsyonnye tekhnolohyy zhyznennoho tsykla obyektov zhylyshchno-hrazhdanskoho, promyshlennoho y transportnoho naznachenyia [Constructions. Material science. Mechanical engineering. Series: The innovative lifecycle technology of housing and civil, industrial and transport objects]. 2016, vol. 91, pp. 32-39. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmit 2016 91 6 (Accessed on: 10 May 2020). (in Russian).
9. Barabash M.S., Bashynskaia O.Yu. and Zapotochnyi R.M. Metodyka opredelenyia deformatsyi polzuchesty na prymere mostovykh konstruktsyi [Methodology for the determination of creep strains using bridge structures as an example]. Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia [Urban and spatial planning]. 2016, vol. 61, pp. 147-154. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/MTP 2016 61 22 (Accessed on: 10 May 2020). (in Russian).
10. Theiler M. Stabilität von Axial auf Druck beanspruchten Bauteilen aus Vollholz und Brettschichtholz : Doctoral
Thesis. ETH-Zurich. 2014, 35 p. URL: https://doi.org/10.3929/ethz-a-010273734 (Accessed on: 10 May 2020).
11. Homon S.S. Kryterii ruinuvannia pozatsentrovostysnutykh ta zghynalnykh elementiv z derevyny z urakhuvanniam pruzhnoplastychnoi roboty materialu z obmezhenoiu deformatyvnistiu [Criterion of destruction of out-of-center compressed and bending timber elements taking into account elastic-plastic work of material with limited deformability]. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy [Resource-saving materials, structures, buildings and structures]. 2013, vol. 25, pp. 248-253. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/rmkbs 2013 25 37 (Accessed on: 10 May 2020). (in Ukrainian).
12. Fragiacomo M. and Ceccotti A. Simplified approach for the long-term behaviour of timber-concrete composite beams according to the Eurocode 5 provisions. Florence, Italy: Meeting thirty-nine of the Working Commission W18-Timber Structures, CIB, International Council for Research and Innovation, 28-31 Aug 2006. Proceedings of the 39th Meeting of W018 on Timber Structures. 2006, vol. 39-9-1, 484 p. URL: http://hdl.handle.net/10092/18 (Accessed on: 10.05.2020).
Hagmm.na go pegaK^ï: 08.05.2020 p.
