Напружено-деформований стан багатошарової кам’яної стіни та розрахунок її несучої здатності - Дипломная работа

На сьогодні в практиці не існує більш ефективного способу досягнення потрібного рівня теплоопору в огороджувальних конструкціях будівель і споруд, ніж заміна монолітної стіни з одного матеріалу на багатошарову конструкцію, в якій поєднуються різні за конструктивними та теплотехнічними характеристиками матеріали. Потрібна товщина цегляних шарів у зовнішніх багатошарових стінах визначається в основному з умови міцності, що дає змогу зменшити витрати цегли і цементу порівняно з витратами цих матеріалів у стінах із суцільної цегляної кладки. Дослідження проведені відповідно до теми кафедри залізобетонних та камяних конструкцій “Експериментально-теоретичні дослідження і розроблення практичних методів розрахунку будівельних елементів, які зазнають короткочасного та тривалого навантаження”, а також університетської програми “Дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних елементів і конструкцій, що працюють на косе позацентрове стиснення і косий згин, розробка методів їх розрахунку та раціонального армування” (наказ по університету № 05-17 від 30.01.1998 р.). Метою роботи є оцінювання напружено-деформованого стану (НДС) та розроблення методики розрахунку несучої здатності багатошарових камяних стін з урахуванням виду вязей при центральному й позацентровому навантаженнях. Для досягнення даної мети поставлені такі задачі: - експериментально дослідити напружено-деформований стан багатошарових камяних стін з урахуванням виду вязей при центральному та позацентровому навантаженнях;Із зменшенням кроку (s) гнучких вязей по висоті простінка несуча здатність цегляної кладки помітно збільшується. Межа тріщиноутворення становить (0,52..0,59)Nu, (0,72..0,87)Nu, (0,55..0,82)Nu відповідно для стін із жорсткими та гнучкими вязями і цегляних стовпів. Відносні деформації цегляної кладки експериментальних стовпів при короткочасному навантаженні відповідають значенням діючих норм. Прийняті в діючих нормах передумови розрахунку коефіцієнтів поздовжнього згину для тришарових стін із гнучкими вязями не підтверджуються експериментальними даними. На основі експериментальних і теоретичних досліджень запропоновано для тришарових стін із гнучкими вязями обчислювати коефіцієнт згину за умовною товщиною: , де hi - товщина розрахункового шару, м; аі - відстань між серединою всього перерізу і центром ваги розрахункового шару, м; s - крок гнучких вязей за висотою стінки, м; H - висота стінки, м.На сучасному етапі діючі норми й методики розрахунку багатошарових камяних стін не враховують або частково враховують розміщення та вид вязей при центральному і позацентровому навантаженнях. Розрахунок багатошарових камяних стін проводиться переважно за емпіричними залежностями, які мають обмежену область застосування, не враховують деякі фактори, що зменшує можливості більш повної оптимізації конструктивних рішень. Проведені експериментальні дослідження напружено-деформованого стану тришарових цегляних простінків із гнучкими й жорсткими вязями при центральному та позацентровому завантаженні дали змогу встановити, що на несучу здатність і характер руйнування багатошарових стін впливає вид та розміщення вязей, ексцентриситет прикладання навантаження. Для тришарових стін із гнучкими вязями запропоновано обчислювати коефіцієнт згину за умовною товщиною, що дозволить враховувати вплив різного кроку вязей (s) за висотою стіни на стійкість окремих шарів. Розбіжність несучої здатності експериментальних зразків тришарових цегляних простінків, отриманої за допомогою розробленої методики, з експериментальними становить: для цегляних простінків із гнучкими вязями - C=-22,4% , s=4,3, довірчі межі із забезпеченістю g= 0,95 (-30,8% ;-14,0%); для цегляних простінків із жорсткими вязями - C=-1,6%, s=5,3, довірчі межі із забезпеченістю g= 0,95 (-11,9% ; 8,7%); для одношарових цегляних простінків і стовпів - C=-7,9%, s=8,0, довірчі межі із забезпеченістю g= 0,95 (-23,5% ; 7,7%).