Ефективні рішення покрить підземних будівель з тонкостінних монолітних залізобетонних оболонок для умов Близького Сходу - Автореферат

У сучасному будівництві на перший план виступили складні і суперечливі еколого-економічні проблеми, що зробили актуальним раціональне використання підземного простору: необхідність нового будівництва в щільній міській забудові; збереження навколишнього середовища; економія енергії при експлуатації будинків; реконструкція історичних центрів зі зведенням нових будинків; використання незручних для наземної забудови територій; захист населення в особливий період. Провести дослідження з виявлення основних параметрів кліматичного середовища (потенціалу вологості і температури) для розрахунку розподілу температури і вологості в перерізах елементів. Виявити ступінь впливу кліматичних умов на напружено-деформований стан оболонок шляхом чисельних досліджень усадочних напружень методом кінцевих елементів з використанням програмного комплексу Ліра Windows. Розробити методику розрахунку напружено-деформованого стану підземних оболонок-покрить двоякої кривизни з плоским контуром і різними конструктивними особливостями (змінності товщини оболонки; схемою навантаження), алгоритм і програму для ПК. Методи дослідження - на основі аналітичних і чисельних рішень нелінійних рівнянь тепло-вологопровідності, урахування фізичної нелінійності бетону й арматури оцінюється напружено-деформований стан оболонок; за допомогою сучасних методів оптимізації визначені ефективні типи оболонок-покрить на прямокутному контурі для підземних будівель.Проблемам будівництва підземних споруд, підземного урбанізму, типології в їх проектуванні, проблемам використання підземного простору присвячені роботи Аль-Сайза, Балсона Ф.С., Буличева Н.С., Васильєва Г.П., Глікмана М.Т., Івахнюка В.А., Маковського П.В., Матвієнко В.М., Орловського Б.Я., Попова Н.Н., Расторгуєва Б.С., Стерлінга Р., Карлюді Дж., Фернана В.Т., Ельницькі Г., Реусова В.А., Тюльпи Л.М., Лабарського Р.Э., Фармі Абдо Мухаммада, Хаддада К.М., Шкарупіна В.И., Димитрова Стефчо та ін. дослідників. Ці райони характеризуються підвищенням температури повітря до 50°С и поверхні - до 80°С, відносно низкою вологістю до 9-20%, великими перепадами температури і вологості протягом доби і протягом року, суховіями і курними бурями. Аналіз температурно-вологісних режимів роботи бетонних і залізобетонних конструкцій проводиться за класифікацією, по якій вводяться кліматичні пояси й області. В результаті досліджень Саіни Б., Кричевського О.П., Ліпсмайера Г., Міронова С.А. і Малінского Е.Н., Пунагіна П., Рімши А.Н., Фоміна С.Л, Щербакова Е.Н., Юмоля Т.М., Ясічака Я. та ін. установлено, що виникнення температурно-вологісних деформацій від кліматичних впливів, нерівномірно розподілених по перерізу елементів, приводить до появи внутрішніх і зовнішніх тріщин, поперемінне зволоження і висушування поверхневих шарів - до викришування і відшарування бетону, зміни фізико-механічних характеристик бетону. Температурно-вологісний режим будівництва визначається за метеорологічними даними (температура і відносна вологість повітря) і включає заданий хід середньомісячних температур і середньомісячних потенціалів вологості повітря протягом року, а також середньорічну температуру і середньорічний потенціал вологості повітря.В оболонці товщиною 60 мм процес сушіння сповільнюється: градієнт потенціалу вологості спостерігається до двох місяців, стаціонарний стан настає приблизно через 1,5...2 року. Напружено-деформований стан визначався для 4 видів навантаження і їхніх сполучень: - навантаження 1 - навантаження від власної ваги купола і ваги покрівлі рівне g = 0,3 т/м2; навантаження 2 - градієнт усадочних деформацій в оболонці (здійснювався завданням еквівалентних температур на зовнішній стороні Т1 = 0°С, на внутрішній - Т2 = - 60°С); При сполученні 3 - навантаження, повна усадка оболонки і повна усадка опорного кільця (навантаження 1 3 4) кільцеві та радіальні напруження збіглися з напруженнями від навантаження (рис.2б). Розрахунок виконується в два етапи : 1-попередній розрахунок дозволяє установити “пружний” розподіл зусиль; 2-розрахунок з урахуванням фізичної нелінійності виконується по тій же методиці, що і “пружний” (п.5.2.2), однак жорсткість кільцевої балки й оболонки коректуються введенням коефіцієнта , що враховує зменшення осьової жорсткості кільця при наявності тріщин за формулою: (3) де - коефіцієнт армування кільцевої балки; - відношення між модулями пружності арматурної сталі і бетону;-коефіцієнт, що враховує роботу розтягнутого бетону між тріщинами, прийнятий при короткочасній дії навантаження.Проведено оцінку ступеня впливу кліматичних умов на напружено-деформований стан оболонок шляхом чисельних досліджень усадочних напружень методом кінцевих елементів з використанням програмного комплексу Ліра Windows. Виявлено істотний вплив градієнта усадочних деформацій по товщині оболонки, повної усадки бетону оболонки, повної усадки опорного елементу на напруження і зусилля в її елементах. Розроблено методику розрахунку напружено-деформованого стану підземних оболонок - покрить двоякої кривизни з плоским контуром і р

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ