Визначення величин жорсткісних характеристик з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивних рішень ФПЧ та системи наземної будови монолітних безкаркасних будинків. Схема апроксимації конструкцій будинків в умовах просідаючих ґрунтів.
Аннотация к работе
У звязку з цим одним із головних завдань є розробка удосконаленої розрахункової системи “безкаркасний будинок - ФПЧ”, що дозволяє враховувати в розрахунках її конструктивні особливості (монолітні конструкції, збільшення висоти чи товщини стін підвалу, уведення додаткових поперечних чи поздовжніх стін у підвалі без обпирання на них стін наземної частини, а також розбіжність по вертикалі прорізів у стінах підвалу і наземної будови), варіанти рішень наземних конструкцій будинку (монолітність, особливості обпирання перекриттів і т.п.). розробити методику визначення величин жорсткісних характеристик елементів рамної розрахункової схеми для розрахунку монолітних безкаркасних будинків з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивного рішення ФПЧ та наземної будови, а також з врахуванням роботи перекриттів; оцінити достовірність результатів розрахунків напружено-деформованого стану (НДС) конструкцій монолітного безкаркасного будинку (при трьох варіантах жорсткісних характеристик), отриманого за трьома розрахунковими схемами: двома схемами рамної аналогії (з врахуванням і без врахування деформації зсуву) та пластинчастої апроксимації; Наукова новизна отриманих результатів: - розроблено методику визначення величин жорсткісних характеристик елементів рамної розрахункової схеми з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивного рішення ФПЧ та наземної будови, а також з врахуванням роботи перекриттів для розрахунку монолітних безкаркасних будинків. Практичне значення отриманих результатів: - розроблена практична методика, що реалізована в програмі Excel, по визначенню жорсткісних характеристик конструкцій монолітних безкаркасних будинків для їх розрахунків на основі рамних розрахункових схем з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивного рішення ФПЧ і наземної будови, а також врахуванням роботи перекриттів;У першому розділі приведений аналіз конструктивних систем безкаркасних будинків і їх ФПЧ, що застосовуються у будівництві в складних інженерно-геологічних умовах, розглянуті методи оцінки НДС будинку при впливі на нього нерівномірних деформацій основи. Існує ряд засобів установлення (оцінки) НДС будинку, у тому числі за допомогою візуального й візуально-інструментального методів і на основі результатів розрахунків. Однак прагнення до більш повного використання конструктивної системи з метою удосконалення конструктивно-планувальних рішень будинків з врахуванням конструкцій ФПЧ та особливостей деформування ґрунтової основи на стадії ескізного проектування дає імпульс до розробки нових інженерних розрахункових методів, достовірно відображаючих дійсну картину роботи будинку разом з основою. У звязку з цим для оперативного обґрунтування вибору та розрахунку варіантів конструктивних рішень (жорсткісних характеристик й геометричних розмірів ФПЧ будинків при впливі на них нерівномірних деформацій основ) доцільніше використовувати рамну розрахункову схему [2], що відображає реальну картину деформованого стану конструкцій будинку з достатньою точністю. Жорсткісні характеристики вертикальних стержнів визначаються у вигляді осьової жорсткості та жорсткості на згин їхнього горизонтального перетину з врахуванням суцільних ділянок поздовжніх і поперечних стін, а горизонтальних стержнів - як вертикального переріза з врахуванням суцільних ділянок стін і перекриттів, що примикають до них.В дисертаційній роботі розглянуто: існуючі конструктивні системи безкаркасних будинків, які знайшли застосування при зведенні в складних інженерно-геологічних умовах, відібрано як основний - варіант монолітного безкаркасного будинку, який відповідає найбільш сучасним напрямкам у масовому домобудуванні; основні конструктивні системи ФПЧ будинків; різні методи оцінки НДС будинку при впливі нерівномірних деформацій основи. Розроблено схему апроксимації конструктивних систем монолітних безкаркасних багатоповерхових будинків для їх розрахунків на деформівній основі в умовах підроблюваних територій і на просідаючих ґрунтах. Розроблено методику визначення значень жорсткісних характеристик конструкцій монолітних безкаркасних будинків на основі рамної розрахункової схеми з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивного рішення ФПЧ та наземної будови для розрахунку монолітних безкаркасних будинків, а також з врахуванням роботи перекриттів. Виконано оцінку достовірності результатів розрахунку НДС конструкцій монолітного безкаркасного будинку (при трьох варіантах жорсткісних характеристик), отриманих за трьома розрахунковими схемами: двома схемами рамної аналогії (з врахуванням і без врахування деформації зсуву) та пластинчастою апроксимацією. Аналіз результатів цих розрахунків показав, що для рішення задач перебору можливих варіантів конструктивних рішень ФПЧ при розрахунках монолітних безкаркасних багатоповерхових будинків доцільно використовувати рамну розрахункову схему, що включає запропоновану методику.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. В дисертаційній роботі розглянуто: існуючі конструктивні системи безкаркасних будинків, які знайшли застосування при зведенні в складних інженерно-геологічних умовах, відібрано як основний - варіант монолітного безкаркасного будинку, який відповідає найбільш сучасним напрямкам у масовому домобудуванні; основні конструктивні системи ФПЧ будинків; різні методи оцінки НДС будинку при впливі нерівномірних деформацій основи.
2. Розроблено схему апроксимації конструктивних систем монолітних безкаркасних багатоповерхових будинків для їх розрахунків на деформівній основі в умовах підроблюваних територій і на просідаючих ґрунтах.
4. Розроблено методику визначення значень жорсткісних характеристик конструкцій монолітних безкаркасних будинків на основі рамної розрахункової схеми з врахуванням деформації зсуву, особливостей конструктивного рішення ФПЧ та наземної будови для розрахунку монолітних безкаркасних будинків, а також з врахуванням роботи перекриттів. Методика реалізована в програмі Excel та частково міститься в статтях [3, 4].
5. Розроблено алгоритм та програму для розрахунків міцності надфундаментної стіни монолітного безкаркасного будинку як системи "стіна - фундамент - деформована основа". Ці дослідження частково містяться в статті [1].
6. Виконано оцінку достовірності результатів розрахунку НДС конструкцій монолітного безкаркасного будинку (при трьох варіантах жорсткісних характеристик), отриманих за трьома розрахунковими схемами: двома схемами рамної аналогії (з врахуванням і без врахування деформації зсуву) та пластинчастою апроксимацією.
Аналіз результатів цих розрахунків показав, що для рішення задач перебору можливих варіантів конструктивних рішень ФПЧ при розрахунках монолітних безкаркасних багатоповерхових будинків доцільно використовувати рамну розрахункову схему, що включає запропоновану методику.
Результати виконаного теоретичного аналізу частково містяться в статтях [2, 3].
7. На основі запропонованої методики розроблено алгоритм розрахунку монолітних безкаркасних будинків як системи "наземна будова - ФПЧ - деформована основа".
8. Дослідження виконувались для вивчення впливу різних варіантів конструктивних рішень ФПЧ на розподіл зусиль у конструкціях монолітного безкаркасного багатоповерхового будинку, який проектують для будівництва у найбільш поширених в Україні складних інженерно-геологічних умовах: на просідаючих ґрунтах для умов Середнього та Нижнього Придніпровя - при Hsl = 22 м и Ssl.g = 0.7 м; на підроблюваних територіях для умов Донецького вугільного басейну - при радіусі 12 км (IV група територій).
Результати таких досліджень частково містяться в статті [5].
9. Розроблено рекомендації по методичній послідовності операцій для вибору раціональних варіантів ФПЧ, заснованих на зіставлені напруженого стану елементів наземної будови монолітного безкаркасного будинку.
10. Запропонований у дисертації методичний підхід до оцінки впливу конструктивних рішень ФПЧ на напружений стан наземних конструкцій монолітних безкаркасних будинків може використовуватись при аналогічних дослідженнях монолітних бескаркасних будинків з іншою архітектурно-планувальною та конструктивною структурою.
11. Встановлено, що різні варіанти жорсткості ФПЧ здійснюють істотний вплив на розподіл внутрішніх зусиль по висоті будинку, при цьому на верхніх поверхах їх вплив виявляється у меншому ступені.
13. Показано, що при одній і тієї ж незмінній жорсткості наземної частини зі збільшенням жорсткості ФПЧ розрахункові значення зусиль в конструкціях наземної частини будинку знижуються з одночасним зменшенням в них деформацій. І навпаки, зі зменшенням жорсткості ФПЧ розрахункові значення зусиль в конструкціях наземної частини будинку зростають з одночасним зростанням в них деформацій. При цьому значення зусиль в ФПЧ зростають при збільшенні її жорсткості.
Таким чином, основною задачею проектування являється вибір такого конструктивного рішення ФПЧ за допомогою розроблених у дисертації розрахункових методів, яке забезпечить співвідношення зусиль і деформацій в конструктивних елементах наземної частини будинку, що буде задовольняти умовам міцності та деформаціям.
Перевірка характеру і величин деформацій і переміщень у наземних конструкціях у залежності від жорсткості ФПЧ не входила до задачі даної дисертації і є предметом спеціального дослідження.
У практичних розрахунках конструктивне рішення варіанта ФПЧ повинно прийматися шляхом вибору оптимального співвідношення жорсткості ФПЧ і величин напруженого стану й деформацій у наземних конструкціях будинку, який буде забезпечувати виконання умов міцності та деформацій.
Список литературы
1. Кошелева Н.Н. К учету совместной работы фундаментов и стен бескаркасных монолитных зданий на просадочных грунтах // Будівельні конструкції. Вип. 52. - К.: НДІБК, 2000.
2. Кошелева Н.Н. Выбор расчетной схемы монолитного здания для последующих расчетов порамной расчетной схеме // Будівельні конструкції. Вип. 53. Книга1. - К.: НДІБК, 2000.
3. Матвєєв І.В., Кошелєва Н.М. Загальний принцип визначення жорсткісних характеристик елементів монолітних безкаркасних будинків при проектуванні, реконструкції та застосуванні до рамної розрахункової схеми // Будівельні конструкції. Вип. 54. - К.: НДІБК, 2001.
4. Кошелєва Н.М., Матвєєв І.В. Визначення жорсткісних характеристик елементів монолітних безкаркасних будинків при застосуванні до рамної розрахункової схеми // Будівництво України. Вип. 3 - К.: 2001.
5. Кошелєва Н.М. Вплив висоти фундаментно-підвальної частини на зусилля в наземних конструкціях безкаркасного монолітного будинку // Основи і фундаменти. Вип. 26. - К.: КНУБА, 2001.