Введение к работе
з
Актуальность темы. В стране эксплуатируется большой рк одноэтажных производственных зданий (ОПЗ), выполнение в стальном каркасе с железобетонными плитами покрытия. iK показывают многочисленные обследования, зачастую конст-кции имеют дефекты и повреждения на много превышающие рмативные требования. По прогнозам экономистов, в ближай-ле годы не предвидится строительства крупных производст-нных комплексов. Так, на YI-om Международном симпозиуме строительным материалам (Сингапур, 1987 г.) настойчиво зву-ло: "строительство в будущем столетии - это восстановление и мена построенного в двух предыдущих. Техническое перевоо-жение и реконструкция действующих предприятий снижают питальные вложения на единицу прироста мощности, по срав-нию с новым строительством, до 40%, а сроки строительства в I раза. Актуальность реконструкции промзданий возрастает в язи со структурной перестройкой экономики, переводом пред-иятий ВПК на выпуск продукции народно-хозяйственного на-ачения.
В связи с изложенным особую значимость приобретают во-осы содержания каркасов производственных зданий, задачи ределения действительной несущей способности (в том числе и учетом различного рода дефектов, повреждений), выявление учтенных при проектировании факторов, влияющих на работо-эсобность стальных конструкций. Все это определяет актуаль-:ть данного исследования.
Диссертационная работа выполнялась как часть научно-следовательской работы кафедры "Строительные конструкции здания" Сибирского государственного университета путей со-цения (НИИЖТа) в рамках научно-технической госбюджетной йы "Эксплуатационная надежность стальных каркасов одно-1Жных производственных зданий".
Цель работы.
выявление и анализ факторов, влияющих на
йствительное напряженно-деформированное состояние
стропильных ферм; разработка методики оценки напряксеннс
деформированного состояния стальных стропильны
конструкций с учетом геометрической и физическо нелинейности работы элементов с несовершенствами»
Задачи исследования.
анализ дефектов, повреждений, отказов элементе сквозных конструкций покрытия производственных зданий оценка их значимости;
анализ существующих методов расчета стержневы систем с поврежденными элементами;
разработка методики оценки работоспособности сквознк стержневых систем при наличии поврежденных элементов учетом физической и геометрической нелинейности последних;
разработка программы определения жесткости дефектнь элементов в составе системы с учетом физической и геометрі ческой нелинейности ("сечение", "стержень", "система");
расчетно-теоретический анализ работы стальне стропильной фермы при наличии отдельных стержней повреждениями (перераспределение усилий, образование локал] ного механизма) с использованием разработанной методики;
экспериментальная проверка предлагаемого метс^ оценки работоспособности сквозных стальных конструкций П{ наличии ослабленных стержней;
- численный анализ пространственной работы блої
покрытия с учетом включения железобетонных плит
совместную работу со стропильными фермами;
- разработка практических рекомендаций по определени
действительной несущей способности стропильных конструкщ
покрытия.
Научную новизну работы составляют:
- методика определения жесткости стержней в составе си
темы с учетом геометрической и физической нелинейности раб'
ты материала;
- методика определения напряженно-деформированного со-
ояния стержневой системы при наличии дефектных элементов;
результаты расчетно-теоретического анализа работоспо-бности сквозных систем при наличии отдельных стержней с вреждениями (анализ перераспределения усилий);
схема перехода сквозных стержневых систем в предель-е состояние с образованием локального механизма;
- результаты экспериментальных исследований перерас-
еделения усилий и образования локального механизма на
іупномасштабной модели блока ферм;
- выявление и анализ факторов, влияющих на включение в
вместную работу со стропильными конструкциями железобе-
нных плит покрытия;
результаты расчетно-теоретических исследований юстранственной работы блока покрытия.
Достоверность результатов проведенных исследований еспечена применением адекватных теоретических предпосы-ІК, соответствующих физической сущности задачи, удовлетво-ггельным совпадением теоретических результатов с данными :спериментальных исследований.
Практическая значимость.
разработана методика определения напряженно-формированного состояния стержневой системы при наличии :фектных элементов с учетом геометрической и физической не-шейности;
- предложена схема перехода сквозных стержневых систем
предельное состояние с образованием локального механизма;
- на основании проведенного расчетно-теоретического
іализа даны рекомендации по определению действительного
шряженно-деформированного состояния стропильных
шструкций покрытия.
Реализация исследований. Результаты исследований, ко->рые выполнялись в рамках научно-технической госбюджетной :мы "Эксплуатационная надежность стальных каркасов одно-
этажных производственных зданий" (1985-1995 гг.), переданы ;
виде отчета в СД Министерства путей сообщения.
Практическое руководство по пользованию программой дл: определения жесткости стержней с учетом геометрической и фи зической нелинейности и перераспределения усилий в элемента: системы передано в АООТ "Новосибирский Промстройпроект для внедрения в практику проектирования, усиления и реконст рукции стальных каркасов производственных зданий.
Апробация работы. Основные результаты исследований материалы диссертации докладывались и обсуждались на:
Международной научно-практической конференци "Совершенствование стройматериалов, технологий и метода расчета конструкций в новых экономических условиях" (Сумь 1994);
Международной конференции "Металлостроительство-96 (Донецк-Макеевка, 1996);
Международном конгрессе "Ресурсосберегающие и эне^ госберегающие технологии реконструкции и нового строительс: ва" (Новосибирск, 1998);
Научно-технических конференциях Новосибирского row дарственного архитектурно-строительного университета (НГАСТ (1995-1998);
Научно-технических конференциях Сибирского государе венного университета путей сообщения (НИИЖТ) (Новосибирс 1992-1997).
Публикации. Основное содержание диссертационной раб ты изложено в 13 печатных работах в научных журналах, сбо никах статей и материалах конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная рабо состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объ< диссертации 157 страниц, включая 92 рисунок, 5 таблиц, 1 библиографических ссылок.