Введение к работе
Актуальность темы. В последнее Ерємя в строительной практике находят широкое применение новые строительные материалы на основе клееной древесины, фанеры и армированных пластмасс,позволяющие создавать различные конструктивные ва-риачты трехслойных сборных несущие и ограждающих стеновых и кровельных панелей. Одновременно с отим з таковых конструкциях кспольэуптсп и традиционные несущие элементы кз дрезескны и ив таяла.
При одновременном использовании плитных и стержневых систем удается возводить пространственные конструкции, отличающиеся високими технико-экономическими показателями. Трехслойные сборные панели в составе структурной пространственной конструкции позволяют перекрывать здания и сооружения в короткие сроки в труднодоступных и сейсмических районах благодаря малому весу, простоте и легкости монтажа, возможности сочетать и несущие и ограждающие функции. При этом сборный элемент структурной системы в виде трехслойной панели с подкрепляющими стержнями может быть использован для образования покрытия и перекрытия различного пролета и различного очертания в плане.
В соответствии с назначением сборному трехслойному элементу, работающему'в составе структурной системы, придаются рззліг-пке конструктивные особенности и дополнения. К таковым колію отнести дискретные межелсевые связи, разлігчнне способы крепления по контуру, частичные шарниры в креплениях, отверстия проемов для освещения и технологических целей. Эти конструктивные, особенности могут существенно влиять на несущую способность, устойчивость как отдельной панели, так и всего сооружения.
Подкрепляющие стержневые элементы, как и ослабления, сильно влияют на распределение напряжений и деформаций и создают сложную картину напряженно-деформированного состояния, как локального, так и общего. Изменяя жесткости подкреплявши элементов и их расположение, можно в значительной степени изменять поле'напряжений, достигая равномерного и, следовательно, более благоприятного их распределения для обеспечения необходимой несущей способности.
Это в свою очередь создает возможность регулирования напряженно-деформированного состояния ї результате изменения, варьирования жесткостных характеристик отдельных подкрепляющих элементов. Такое регулирование, связанное с оптимальним проектированием конструкций, может быть достигнуто при условии- развития эффективных и, в первую очередь, . аналитических методов расчета, допускающих быструю их реализацию относительно простыми вычислительными средствами, типа персональных компьютеров.
Широко распространенные в настоящее время численные и численно-аналитические методы расчета приводят, как правило, к приближенной, весьма сглаженной картине напряженно-деформированного состояния Сев возможности исследовать локальные напряжения вблизи различных сосредоточенных воздействий.
Иные возможности дает применение аналитического метода, основанного на использовании специальных разрывных функций, так как при этом за счет выделения особенностей удается построить решение в рядах, одинаково быстро сходящиеся как вблизи сингулярных точек, так и вблизи континуума.
Благодаря этому удается получить простые расчетные формулы для оценки влияния сосредоточенных связей и воздействий на распределение усилий и моментов при различных видах внешней нагрузки с учетом различных вариантов локального армирования. Нетрудно видеть при этом, что теоретическая расчетная модель требует' экспериментального подтверждения и обоснования, как для отдельных узлов, так и для всей конструкции.
Это и доказывает актуальность темы диссертации, посвященной разработке метода расчета и на его основе совершенствования конструкций трехслойных панелей в составе структурного покрытия о точечными и линейно распределенными связями Е виде внешних и внутренних ребер и стержней с затяжками.
Научная новизна представленной диссертации состоит в том, что на основе аппарата обобщенных функций разработана методика расчета плитно-структурной конструкции с определением локальных напряжений вблизи точечных, анкерных связей, учитывающая при этом влияние локального натяжения.
Реализация расчета на основе этой методики позволяет разработать практические рекомендации по совершенствованию
конструктивных решении сборных плитно-структурных конструкції" с применением трехслойных панелей для массового строительства в климатических и сейсмических услсЕиях арабских стран.
Практическая ценность состоит в тем, что разрабатываемая в диссертации методика позволяет на основании расчета большого числа вариантов с различным расположением точечных связей и затячек предложить практические рекомендации и по конструировании бглее совершенных и следовательно, более экономичных структурных покрытий о использованием трехслойных плит и раз-летных систем и? них для массового строительства в труднодоступных, и сейсмических районах. Это приводит, кроме экономичности конструкций, к пегыдекпю их надежности и долговечности.
Новые научные результаты, полученные автором, состоят в том, что впервые на основе применения разрывных функцій дан аналитический метел решения комплекса задач о напряженно-деформированном состоянии структурно-плитной конструкции с применением трехслойных панелей с дискретными, ребристыми СЕЯЗЯ-ми,.при ?тсм учитывается дискретное расположение ребер и стержневых связей.
Трехслойная панель рассматривается как единая система с разрывным-.: параметрами в виде ребер. Используемая методика конкретизирована для различных граничных условий, для учета местной концентрации напряжений вследствие влияния точечных связей :: арматуры для учета любых видов внешней нагрузки.
Полученные решения позволили составить простые алгоритмы расчета, удобные для практической реализации с помощью настольных Э?М.
Вкг.тлнены экспериментальные исследования, подтвердившие достоверность полученных результатов.
Апосбация работы. По теме диссертации имеются две публикации. Отдельные фрагменты работы в процессе ее выполнения докладывались ка 61, 52, 53 научных конференциях СПбГАСУ, на научных семинарах СПбЭКИиПК и при кафедре КДиП СПбГАСУ.
Об'ьем работы. Диссертация содержит 120 страниц машинс-писксгс текста, 25 рисунков и таблиц, 191 наименование ис-польэсеекнсй литературы, приложение с программой расчета.
На задиту выносятся:
- С гневная схема плитно-структурной конструкции с приме-
нениєі.1 клеефааерных труб с внутренними затяжками и с включением в пространственную работу системы трехслойного настила с внутренним ребристым заполнением.
Конструктивна! схема увлового соединения кдеефакерных труб с еатямками, при зтоы предусмотрена возможность регулирования натяжения аатяжек и жесткости узлового соединения.
Алгоритм расчета тонких прямоугольных пластин со свободными краями и с произвольным расположением точечных опор внутри прямоугольного плана, основанный на методе учета раг-ревов е прямоугольной изгибаемой пластине.
Метод учета локальных напряженки вблкгн ребер к мест присоединения стержней е плитно-структурной конструкции, основанный на применении разрывных функции.
Методика и результаты экспериментального исследования плитно-структурной конструкции, подтвердившие ее &ЭДекткв-нссть и правильность расчетной схемы.
Ангор приносит искрениемблагодарность «.т.к., доценту Попову Б.Д. га консультацій! и ценные советы при проведелЕП экспериментальных исследований.