Введение к работе
Актуальность диссертационной работы
Строительство - одна из важнейших отраслей экономики государства. Прочность строительных конструкций и затраты на строительство закладываются в начальной стадии, стадии проектирования, в частности при проектировании свайного фундамента, стоимость которого может достигать 40% от стоимости сооружения. В настоящее время действующие нормы проектирования исчерпали свой научно-технический потенциал. В результате в практике проектирования используются весьма несовершенные методы расчета, в том числе ростверков свайных фундаментов.
Диссертация посвящена исследованию и совершенствованию методов расчета ленточных ростверков свайных фундаментов при шахматном и двухрядном расположении свай и является продолжением разработки комплексной программы по исследованию ростверков свайных фундаментов, реализуемой на кафедре железобетонных и каменных конструкций Пензенской ГАСА.
Строительные Нормы предлагают приближенные методы расчета ростверков, используя в качестве аналога неразрезные балки. Прочность указанных конструкций оценивается расчетом по нормальному и наклонному сечению, не учитывается при этом величина пролета среза, большие размеры свай-опор и другие особенности работы ростверка. Используемые методы расчета не соответствуют действительной работе ленточных ростверков, имеющих опирание на два ряда свай, что приводит к необоснованно большому расходу бетона и арматуры.
Цель работы заключается в продолжении разработки комплексной программы исследования ростверков свайных фундаментов, разработке новых методов расчета и усовершенствовании существующих нормативных методов расчета ростверков под стеновые конструкции при шахматном и двухрядном расположении свай.
Автор защищает:
результаты экспериментальных исследований ростверков с шахматным расположением свай при изменении продольного шага a/ h0 = 0.5 - 1.5;
результаты экспериментальных исследований ростверков с двухрядным расположением свай при изменении продольного шага a/h0 =0.5- 1.5;
результаты экспериментальных исследований ростверков с шахматным и двухрядным расположением свай при изменении процента армирования продольной растянутой арматуры;
- результаты экспериментальных исследований ростверков с
двухрядным и шахматным расположением свай при различных схемах
армирования растянутой зоны;
результаты исследований напряженно-деформированного состояния ростверков численным методом при шахматном и двухрядном расположении свай;
принцип построения пространственной каркасно-стержневой расчетной модели (ПКСМ);
новый подход и методику расчета ростверков свайных фундаментов на основе ПКСМ;
- усовершенствованную нормативную методику расчета ростверков
на основе расчета нормальных и наклонных сечений СНиП 2.03.01-84*;
- принципы конструирования ростверков.
Научную новизну работы составляют:
новые результаты экспериментально-теоретических исследований по действительной работе ростверков о характере напряженно-деформированного состояния (НДС), а также новые данные о закономерности характера образования и развития трещин в бетоне;
новые схемы разрушения ростверков при двухрядном и шахматном расположении свай и изменении основных факторов;
новые данные о количественном и качественном влиянии схемы расположения и шага свай на изменение разрушающей силы;
новые данные о влиянии количества продольной арматуры и схемы ее расположения на НДС ростверков свайных фундаментов с шахматным и двухрядным расположением свай;
новая пространственная каркасно-стержневая модель ростверков при двухрядном и шахматном расположении свай;
- единый метод расчета ростверков на основе ПКСМ.
Практическое значение работы заключается в том, что
разработанный метод расчета в значительной мере совершенствует процесс проектирования ростверков. При этом повышается расчетная прочность ростверков и обеспечивается возможность разработать более эффективные варианты конструктивных решений. Предлагаемые принципы армирования повышают рациональность использования арматурных стержней и снижают их расход.
Практическая значимость работы заключается также в экспериментальном обосновании предлагаемых методов расчета и повышении надежности конструкции.
Разработанные методы расчета приняты в проект норм следующего поколения. Частично полученные результаты исследований внедрены при проектировании и строительстве домов в г. Пензе.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на научно-технических конференциях в академии РААСН, в НИИЖБ, в г. Саранске и на научно-методических семинарах в Пензенской архитектурно-строительной академии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 177 стр. машинописного текста, содержит 11 таблиц, 75 рисунков и список литературы из 90 наименований.
Работа выполнялась в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии в 1994-1997 гт. на основе межвузовской программы "Строительство" под руководством, заслуженного деятеля науки и техники, члена-корреспондента РААСН, д-ра техн. наук, проф. Т.И. Барановой, канд. техн..наук, доц. Ю.П. Скачкова и канд. техн. наук, доц. Н.Я. Кузина.