Введение к работе
Актуальность темы. Применение сборных железобетонных пространственных перекрытий с использованием складчатые оболочек шатрового типа является сравнительно новым направлением в строительстве. Оно получило развитие в связи с потребностью ряда отраслей современной промышленности в многоэтажных зданиях с унифицированной сеткой колонн 12x12 м лри действия на перекрытия ьагрузок 30...50 кН на кв.м. До последнего времени прп тяжелых нагрузках в проектной ирактике укрупненная сетка колоші,несмотря на доказанные преимущества, применялась крайне редко. Прп этом перекрытия проектировались в индивидуальных конструкциях по традиционной плитно-балочной схеме, которые при таких парач-ітоах оказывались неэкономичными я характеризовачись большой строит чіь-ной высотой.
В последнее десятилетие проектным институтом }Л I Никстроя СССР (ПИ-І) предложен ряд модификаций новых конструкций шатровых перекрытий, которые нашли применение на строительстве крупных объе:-:тон г.г.Ленинграда и Омска. Разработка и внедрение их сопровождалась проведением комплексных экспериментально-теоретических исследований, которые были направлены на решение практических задач, связанных с оценкой прочности таких конструкций на моделях и натурных фрагментах, разработки и обоснования методики их расчета с учетом конструктивных особенностей.
Основные этапы исследований проводились в соответствии с заданием Целевой комплексной научно-технической программы но строительству на І93І-І985 гг., утворзденной Госстроем, ГКІІТ и Госпланом СССР, по созданию и применению в строительстве ковш: прогрессивных конструкций шатровых перекрытий.
Целью диссертационной работ;; -/.:-ляется разработка и экспериментальное обос.човашю л;>^^;:ч^г->:::;:
4 методов расчета ла прочность по предельному равновесию новых сборных железобетонных складчатых шатроЕых перекрытий,опирающихся на колонны по углам, при действии на них равномерной и ступенчатой ра-определенной по поверхности горизонтального диска статической нагрузки, с учетом возможного многообразия конструктивных параметров, схем излома и реальных физико-механических свойств железобетона. Автор защищает
результаты экспериментальных исследований шатровых перекрытия на моделях и натурном фрагменте и выявленные пря этом особенности напряженно-деформированного состояния и схемы излома;
спосоо учета естественной дискретизации аелезобетона в упруго-пластической стадии деформирования при расчетах шатровых перекрытий на ЭШ с использованием стандартных программ ЫКЭ и Полунине при этом результаты;
кинематические модели многодисковых пластических механизмов шатровых перекрытий и разработанную на их основе методику расчета по несущей способности и на прочность по предельному равновесию;
аналитические условия равнопрочности совместно деформируемых элементов шатровых перекрытий в стімши предельного равновесия и способ их реализации при решении задач прямого проектирования;
результаты испытания натурного фрагмента экспериментального шатрового перекрытия с сеткой кололи 12x1* ы под нагрузку 30 кН/м2.
Научную новизну работы составляют
экспериментальные данные об особенностях напряженно-деформированного состояния новых конструкций сборных келезобетонных складчатых шатровых перекрытий на всех стадиях работы под нагрузкой, включая упруго-пластическую, и выявленные при этом основные возможные схемы излома конструкции в целом и отдельных элементов;
рекомендации по Еыбору расчетных схем при расчете железобетонных шатрових перекрытий в упруго-пластической стадия на 0ІЇ.І для повышения достоверности результатов счета при пользовании стандартными программами, реализующими метод КЭ з упругой постановке; практическая методика расчета шатровых перекрытий на прочность методом предельного равновесия, учитывающая их конструктивные особенности, свойства железобетона, позволяющая прогнозировать наиболее вероятные схемы излома и соответствующею им нагрузке/ при поверочных расчетах, а такке устанавливать наиболее рациональные соотношения между предельными моментами при прямом проектировании. Практическое .значение работы состоит в том, что ее результаты дополняют и расширяют сущестнухкое представление о статической работе под нагрузкой железобетонных шатровых перекрытий, о влиянии конструктивного решения, геометрических параметров и -кесткостных характеристик отдельных элементе? на напряженно-деформированное состояние в упруго-пластическое стадии работы.
Предложенный способ дискретного представления шатрового перекрытия с выделением в отдельные элементы арматуры поясов и подкрепляющих ребер, позволяет повысить достоверность результатов счета на ЭПу при работе конструкции в неупругой стадии без сузествеп-ного уелсш^яия расчетной схемы. Аналитический расчет шатровых перекрытий методом предельного равновесия позволяет сравнительно простым инженерным способом получить решение как прямой, так и обратной задач прочностного расчета, что способствует наиболее экономичному распределению материалов в конструкции, обоснованному забору рациональных ее параизтроЕ.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на аседаняи подсекция Я 2 НТС НИИ23 (1882--1985 гг.), на координационных совещаниях по пространственным же-
л є з об ..-і энным конструкциям в Днепропетровске (1982 г.), Красноярске (1983), Тбилиси (1984), а также на семинарах и конференциях в Калуге (1982), Харькове (1984), Белгороде (1986), ВДНХ СССР (1985) и на научно-технических конференциях СибАДИ, г.Омск.
По материалам исследований опубликовано 9 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и основных выводов. Содержит 130 страниц машинописного текста, 96 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 123 наименований и приложение.