Введение к работе
Актуальность теки. На соврененнон этапе развития Республики, когда сокраяается воля нейтрализованных капвлохений и резко возрастает стоиность стройматериалов пря постоянно расттшей потребности в строительстве различных званий и сооружений (особенно в Ферганской долине).строительное производство должно основыватся на все более широком применении эффективных конструкций, это относится, в частности, и к железобетонным конструкциям, широко применяемый в каркасах зданий и сооружений самого различного назначения (общественных, гражданских. промышленных, сельскохозяйственных и др. ).
Кирокое строительство железобетонных каркасных здания в сейсноопасных районах республики ставит перед исследователями задачу, имеющую первостепенное* народохозяйствекное значение -совершенствование методов расчета с последующей экономией дефицитных материалов (оптимальное проектирование).
для реализации преимущественного развития эффективных методов проектирования, основывающихся на снижении материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, необходимо соворяен-ствование конструкций и соорухений с вяелреяием современной теории оптимизации, методов расчета и программных средств. Более полный учет в расчетах реальных свойств материалов и конструкций позволить получит проектные решения, позволявшие экономить материальные и трудовые ресурсы.
Как показал анализ соответствующей литературы, вопросы од-но-нногокритериальной и вероятностной оптимизации рассмотрены достаточно широко, во всех известных публикациях оптимальное ПРОеКТИГОВаїїие КОНСТРУКЦИИ (ОПК) проводится в основном для УПРУГОЙ стадии работы материала и плоских расчетных схем. Однако на с его лишний день пет достаточно обвей теории оптимального проектирования железобетонных каркасных зданий, выполненных по рамным н ракно-сяяэевын системам, учитывавшей действительное состояние материала конструкций: упругопдастические свойства. пространственную работу и нелинейность. Не исследована зависимость критериев оптимальности от таких Факторов, как. упругое опирание системы на грунт, сдвиговые деформасии. нелинейность работы материала конструкции. Не исследованы влияние' отказа отдельных элементов на обвув несушго способность систем» и мэ-
ч -мевения хесткостных характеристик ua ьлан распредеденю; гсиаа нростраяствеиикг систеи, а также значение чувстьитедьпосги параметров натркни жесткости (НИ) плоского и пространственного конечного элемента (КЭ).
Результата, кодучешше в вроцессе разртботкм оптинизапион-ных принципов и их реализации ври проектировании жедезобетошшх зданий с учетом пространственных Факторов и действительной работы материала конструкции с наинеиыаим расходом ресурсов, будут способствовать решешш одной из наиболее актуальных народнохозяйственной проблем.
Ц ель работы- решение задач проектирования на основе всестороннего рассмотрения проблены оптимизации сейсмостойких железобетонных каркасных конструкций с учетом и установлением влияния следующих акторов:
-упругое и упругопдастическое состояние;
-пространственный характер работы сооружения;
-упругое опирание плоских и пространственных конструкций
(систсн) на грунт; -нелинейность работы пространственных конструкций; -изменчивости хесткостных характеристик на план распределения усилий оптимальных пространственных систем; -сдвиговые' деформации, отказ отдельных элементов и др. Предполагается также исследовать с целью выявления изменчивости параметры tor плоского и пространственного КЭ и их влияние на чуствитедыюсть напряженно-деформированного состояния
1ІІДС).
Научная новизна работы заключается в следла-вем:
-исследовано состояние оптимальных железобетонных конструкция в упругой и упругопдастическей стадиях;
-исследовано влияние учета пространственной работы сооружения на оптимальное решение;
-исследовано влияние упругого опирання конструкции на оптимальное решение;
-исследована степень влияния геометрической нелинейности на оптимальну» пространственную железобетонную систему;
-исследована степень влияния жесткостшх характеристик на план распределения усилия оптимальных пространственных систем;
-исследовано влияние учета сдвиговых дефорнашш на критерий оптимальности;
-исследована степень влияния отказа отдельных элементов п язненчивости параиетроз НХ на обгау» несшую способность системы. Автор запивает:
уточненную расчетную модель гелсзобетоплоп каркасной конструкции здания для конкретных условий Республики, учитывавшую пространственные «акторы, сдвиговые деформации.упругость опирання копстрлшии па грунт и геометрическую нелинейность;
результаты опенки состояния оатинаяыгой конструкккп при ее переходе из упругого состояния в упругопластическое;
натенатическую модель, аягорита расчета и оптимизации сейсиостокісіх пространственных каркасных конструкцій!;
результата опенки НДС оптимальной конструкции с учетом упругого опирлния конструкции па грунт я сдвиговых деформация:
результаты оценки состояния оптимальной пространственной конструкции пгз учете ее геометрической нелинейности;
результаты влияния отказа отдгаышх элементов в изменчивости параметров ИХ на обола весущую способность системы;
результаты влияния изменения жесткостпых характеристик на план распределения усилий оптимальных прострапственнлх систем:
результаты внедрения получении! данных в практику проектирования и эксплуатации здания.
Достоверность получеїтнх результатов подтверждается с помошью апробированных методов расчета и оптимизации пространственных конструкций! соответствувших современному уровню паучпых представлении D нсследуюмых областях. Для опенки достоверности аналитически сопоставляли отдельные результаты, полученные по программе "KPOVCC-П*Сусилия от основного к особого сочетания нагрузок), с аналогичными данными, полученными на расспроетрапеншх вычислительных комплексахtтаких, как *лира"; (ІПШАСС г.Києві, предназначенных для прочностного расчета я аз-тоиатизироваппого проектирования конструкции па вс эва и пзвн.
практическое значение работы. Созданы алгоритм и усовершенствовала программа "KPOVCC-П* для ГОШ.которые ногуть быть использованы при проектировапки оптн-малышх железобетонных ракиыз систем из сборных элементов се-рии иис-оч. 1,ого. !-гс, і. іго.і-tc и т.д.. а также при опенке состояітя конструкций с учетом пространственных и других акторов.
l!i основе разработанного вычислительного аппарата по коак-
- б -ретнону объекту проведены численные эксперименты для плоских и пространственных ран в исходном к оп/пмалыгон вариантах. При расчете по врограние "КРОУСС-П" установлена недостаточная несу-аая способность некоторых объектов г. Наманган (детсад, поликлиника, недсанчасть, вкола - 1-н и г-н нккрорайліах). На осповании полученных результатов были раэгаботаны мери усиления и восстановления объектов.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на:
- Всесоюзной научно-практической конференции 'Ученые и специа
листу - в решешга социально-экономических проблем страша*
(Ташкент. 1991):
-II научно-технической конференции 'Вопросы надежности и опти-ш.^ации строительных конструкции, машин и механизмов" (Севастополь. 19911 і
- "Региональной паучно-технической конференции по сейсмостой
кому строительству" (Ташкент. 1991);
-ежегодных научных конференциях профессорско преподавательского состава ТАСИ (1989-1993 гг.).
по теме диссертации опубликовано в работ.
Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены проектный институтом "УэНИИПградостРоительства" и На-нанганским филиалом республиканского проектного института *уз-Гипросельстроя'.с общин экономическим эффектом 3.75 млн. р в год. Кроне того, они использованы при опенке и восстановлении несушей способности объектов Нананганского производственно-шелкового объединения с общим экономический эффектом 757.053 р (в ценах 1991 г.). в т.ч. по детсаду-114. 5Т1 р. по поликлинике- 73.243 р. по медсанчасти 172.093 р. по хилому дому - 367. Нб р, что подтверждено актом о внедрении.
Объем и структура работы. исследования выполнены на кафедре 'Строительная механика и основы сейсмостойкости* Ташкентского архитектурно-строительного института в период с 1989 по 1993 г.