Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время государственными программами предусматривается решение жилищной проблемы страны за счет увеличения объёма малоэтажного строительства на основе применения эффективных строительных материалов, позволяющих экономить материальные и топливо - энергетические ресурсы, максимально использовать местное сырье и отходы различных производств. Именно к таким материалам, имеющим повышенные экологические свойства, относятся опилочные бетоны на гипсовом вяжущем. Экологическая и экономическая целесообразность производства опилочных бетонов на гипсе обоснована в работе В.А. Цепаева и др.
Гипсоопилочные бетоны являются эффективным строительным материалом для производства камней типа «Крестьянин», размером 188*190*390 мм. Как отмечали в своей работе СМ. Ицкович и О.С. Первачук, путь от кирпича до стеновых панелей был пройден слишком решительно, без оглядки на свои возможности и мировой опыт. В результате этого оказались в забвении различного рода стеновые камни, которые с успехом применялись в прошлом. Согласно исследованиям А. С. Багдасарова, М.А. Джазиева и РА Джанибекова, применение гипсоопилочных камней с устройством облицовочного слоя в наружных стенах позволяет уменьшить массу 1м2 стены примерно в 3 - 4 раза по сравнению с кирпичной кладкой. Это очень актуально в современных экономических условиях.
Современный технический уровень промышленности позволяет обеспечить рациональное использование древесных опилок и гипса для изготовления стеновых камней типа «Крестьянин», качество которых на современном этапе может быть значительно выше прежнего. Однако уровень научных разработок, посвященных проблеме прочности, деформативности и
СПетергург л/ 09 2С({акг(0/у f
долговечности кладки из гипсоопилочных камней, пока не соответствует требованиям практики. Следовательно, задача исследований кладки из гипсоопилочных камней типа «Крестьянин» при действии кратковременных и длительных статических нагрузок является весьма актуальной и своевременной.
Целью диссертационной работы является исследование деформационно-прочностных свойств кладки из гипсоопилочных камней и разработка метода расчёта каменных элементов с учётом фактора времени.
В соответствии с поставленной целью в представленной диссертационной работе решаются следующие основные задачи:
исследование прочности сцепления кладочного раствора на гипсе с
гипсоопилочным камнем на одноосное растяжение и на растяжение при
изгибе при действии кратковременных и длительных нагрузок;
исследование прочности кладки из гипсоопилочных камней- при
кратковременном загружении;
изучение процессов деформирования кладки при различных режимах
кратковременного и длительного загружении;
исследование структурных изменений, происходящих в кладке, на всем
протяжении нагружения;
исследование картины НДС и разрушения каменных простенков из
гипсоопилочных камней с учётом реальных физических характеристик
кладки;
нормирование расчётных характеристик кладки из гипсоопилочных камней;
разработка методики расчёта каменных элементов зданий с учётом влияния
фактора времени на прочность и деформативность кладки;
внедрение результатов исследований в процесс строительства и в учебный
процесс.
Научная новизна работы: впервые получены зависимости для определения прочности сцепления кладочного раствора на гипсе при одноосном растяжении и растяжении при изгибе;
впервые установлены общие закономерности процессов сопротивления и деформирования кладки из гипсоопилочных камней при действии кратковременных и длительных нагрузок;
выполнен вероятностный анализ статистического распределения прочности рассматриваемой кладки;
на основе прямого численного моделирования проведено исследование картины НДС и разрушения каменных простенков из гипсоопилочных камней с учётом реальных физических характеристик кладки;
впервые определены значения нормируемых характеристик прочности и деформативности кладки из гипсоопилочных камней с учётом влияния длительности действия нагрузок;
разработан метод расчёта элементов каменных конструкций из гипсоопилочных камней типа "Крестьянин" с учётом влияния фактора времени на прочность и деформативность кладки. Разработан алгоритм и программа расчёта каменных элементов зданий.
Практическая значимость диссертации Разработанный метод расчёта позволяет с помощью персональной ЭВМ рассчитать стеновые конструкции зданий из гипсоопилочных камней типа "Крестьянин". Реализация результатов работы позволит обеспечить необходимую долговечность зданий со стенами из гипсоопилочных камней на стадии проектирования при полном и рациональном использовании свойств кладки.
Результаты диссертационной работы внедрены:
при выполнении хоздоговорной работы "Исследование прочности и деформативности кладки из камней типа "Крестьянин" на органических заполнителях" (№ г.р. 01.20.0300233) для ЗАО ПУ "Энергия";
при экспериментальном строительстве зданий из гипсоопилочных камней, изготовленных в ООО Пешеланском гипсовом заводе "Декор-1" Нижегородской области;
- в учебный процесс Нижегородского государственного архитектурно-
строительного университета.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены на международной научно-технической конференции "Итоги строительной науки
- 2003" в г. Владимире (октябрь 2003 г.); на международной научно-технической
конференции "Эффективные строительные конструкции: теория и практика" в
г. Пензе (ноябрь 2003г.); на научно-технической конференции профессорско-
преподавательского состава, аспирантов и студентов Нижегородского
архитектурно-строительного университета (январь 2004г.) и на IX
Нижегородской сессии молодых ученых в г. Дзержинске (февраль 2004г.); на
международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы
строительного и дорожного комплексов" в г. Йошкар - Оле (май 2004г).
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований прочности сцепления кладочного раствора на гипсе с гипсоопилочным камнем при кратковременном и длительном действии нагрузок;
результаты экспериментальных исследований закономерностей сопротивления и деформирования кладки при кратковременном загружении;
численный расчет напряженно-деформированного состояния кладки простенков;
результаты исследований деформаций ползучести кладки при сжатии;
определение прочностных и деформационных характеристик кладки из гипсоопилочных камней типа "Крестьянин";
метод расчета элементов каменных конструкций из гипсоопилочных камней с учетом влияния фактора времени на прочность и деформативность кладки.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 16 работ.
Структура и объём работы
Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, библиографического списка и четырех приложений. Общий объём работы составляет 202 страницы, в том числе 49 рисунков в виде схем, графиков и фотографий, 31 таблица, библиографический список, включающий 143 наименования.
Похожие диссертации на Прочность и деформативность кладки из гипсоопилочных камней типа "крестьянин" и расчет каменных элементов с учетом влияния фактора времени
