Введение к работе
Актуальность теиы. Одной из важнейших задач современной строительной науки является разработка новых методик расчета, возведения и восстановления искусственных сооружений на деформируемых основаниях. Массовое строительство жилых зданий из крупнопанельных элементов ставит перед проектировщиками задачу постоянного повышения эффективности и качества крупнопанельного домостроения бескаркасных зданий. Особенно вашное значение имеет углубление знаний о фактической работе несущих конструкций, определяющих прочность и долговечность здания.
Имея эту информацию, возможно построить более полноценные инженерные методы расчета крупнопанельных зданий, что особенно необходимо для зданий, возводимых в сложных инженерно-геологи-ческих условиях (подрабатываемые территории, просадочные грунты, территории с карстовыми явлениями и т.п.), где воздействие деформируемого основания вызывает частичную или полную потерю эксплуатационных качеств здания.
Важная проблема современной теории расчета бескаркасных зданий на деформируемом основании-повышение достоверности прогноза деформирования здания при проведении защитных мероприятий для повышения его эксплуатационной надежности. Из защитных способов наиболее распространен метод выравнивания с помощью различных корректирующих устройств (песочницы,механические и гидравлические домкратч и т.п.). Корректирующие устройства задают кинематические воздействия на выравниваемое здание, вызывая перераспределение усилий з конструкциях и стыковых соединениях. Решение задачи по оптимизации величины и последовательности задания таких кинематических воздействий невозможно без определения напряженно-деформированного состояния здания до начала выравнивания и в либой момент времени при устранении кренов. В этой связи остается важным вопрос получения картины возможных разрушений строительных конструкций.
Правильность прогноза напряженного и деформированного состояния здания во многом зависит от достоверности используемых исходных данных, которые в большинстве случаев получают или уточняют по результатам эксперимента. В связи с этим, необходимо совершенствовать методики экспериментального исследования зданий в деформируемой системе совместно с основаниями, а также обобщать и анализировать результаты эксперимента.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР Ростовской-на-Дону государственной академии строительства и отражает одно из основных направлений научной деятельности академии: исследование и разработка методов расчета и конструктивных решений зданий и соорунений, возводимых в слонных инаенерно-геоло-гических условиях.
Целью работы является создание иняенерного метода прогноза напряженного и деформированного состояния здания при искусственном задании деформаций основания на базе экспериментальных данных, полученных по усовершенствованным методикам экспериментального исследования здания в деформируемой системе, состоящей из здания и основания и анализа получаемых результатов.
Для реализации этой цели поставлены и решены следующие задачи:
выполнены экспериментальные исследования напряженного и деформированного состояния типового крупнопанельного натурного здания на вынужденные дефомации основания;
разработана методика расчета строительных конструкций с учетом разрушения материала;
выполнены численные расчеты бескаркасных крупнопанельных зданий по различным расчетным схемам;
выполнено обобщение и анализ полученных результатов по разработанным методикам;
разработаны практические рекомендации по результатам исследований.
Методика исследований. Для решения задач, поставленных в работе, применены следующие методы исследования:
натурное испытание здания на деформируемом основании с использованием корректирующих устройств в виде гидродоыкратов;
конечно-элементное решение физически нелинейных задач теории упругости и пластичности;
использование способа стереофотограмметрии в виде съемки
с жестких базисов для определения пространственного деформированного состояния здания на различных этапах деформирования основания. Научную новизну работы составляют:
методика определения пространственных перемещений здания с помощью фототеодолитной съемки;
графики перемещений контрольных точек экспериментального здания на этапах его деформирования, схема трещинообразова-ния и графики раскрытия стыковых соединений;
- о -
методика и алгоритм расчета строительных конструкций с учетом разрушения материала;
метод прогноза деформаций зданий с учетом нелинейности де-5ормирсзания конструкций;
алгоритм расчета стеновых панелей на различные кинематические зоздейстзия и программная реализация на ПЭВМ PC/AT в зиде отдельного сегмента з составе программного комплекса "Полис".
Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, чт" составленные озсчетная модель, злгсситч и вычислительное ХССГ-раммы іогут быть использованы для определения напряаенно-деформи-рованного состояния бескаркасных зданий при неравномерных деформациях основания, а программу расчета можно применять з учебно-исследовательской работе студентов строительных специальностей.
Апробация результатов. Данные экспериментальных и теоретических исследований докладывались на заседаниях Научно-технических конференций Ростовской-на-Дону государственной академии строительства (1990,1991.1Э92.1993 гг.).
Структура работы.Диссертация состоит из ззедения. четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 161 наименование. Полный объем диссертации 182 стр.. включая 33 рисунка и 4 таблицы. Основной текст (без оглавления, списка литературы, рисунков и таблиц) излагается на 33 машинописных страницах.