автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование напряженного состояния и оптимизация параметров бетонных блоков со сложной геометрией

РГ6 од

(МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ПОЛТАВСКШ ИНХЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КАБИР АКРАМУЛ

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БЕТОННЫХ БЛОКОВ СО СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ.

Специальность 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и

сооружения".

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК.

ПОЛТАВА - 199-4.

Работа выполнена на кафедре строительных конструкций Харьковского института инженеров городского хозяйства.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

В.С. Шмуклер

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

про({)вссор

Л.Л. Шагин

кандидат технических наук, доцент

А. С. Наконечный

Ведущая организация

НИИАСС (г.Киев)

Защита состоится " 2.Ь" е—усхлл _ 1994 г. в часов

на заседании Специализированного совета К 068.46.01 по специальности "Строительные конструкции, здания и сооружения" Полтавского инженерно-строительного института по адресу: 314601, г.Полтава, пр.Першотравнэвый, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " "Ц-" 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета канд. техн. наук, доцент

А. Бондарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Снижение материалоемкости, собственной массы несущих элементов является одним из бсновных направлений повышения эффективности конструкций зданий и сооружений. Особая роль в решении указанной проблемы отводится совершенствованию конструкций стен, и, з частности, стен подвалов В настоящее время на Украине и в других странах достаточно широко используются для стен крупные и мелкие блоки с пустотами различного типа. Они выполняются из легких и тяжелых бетонов, гипса, керамики, шлака и других материалов. Однако несмотря на широкое применение указанных блоков в строительстве, вопросы их работы в составе стен изучены недостаточно, отсутствуют методики строгой оценки напряженно- деформированного состояния блоков с пустотами при различных воздействиях силового и несилового происхож-. дения. Отмеченное является причиной ограничений в использовании некоторых типов блоков в многоэтажных зданиях, не позволяет совершенствовать геометрические формы пустот в целях уменьшения стоимости без снижения степени эксплуатационной надежности. В то жа время объемы использования стеновых блоков ввиду увеличения доли индивидуального строительства и уменьшения вклада крупнопанельного домостроения будут неуклонно возрастать. Изложенное выше предопределяет необходимость и важность проведения исследований, направленных на изучение влияния пустот на напряженно-деформированное состояние блоков, разработку методов их расчета и оптимизации с учетом действительных закономерностей деформирования и разрушения материалов, а также технологических факторов.

Целью настоящей работы является : создание и внедрение крупных стеновых блоков сниженной материалоемкости, а также разработка методики их расчета и оптимизации с учетом физической нелинейности, сложного напряженного состояния и предложенных принципов формования.

Научная новизна работы состоит:

- в постановке и решении задачи оптимизации геометрических, физических и технологических параметров пустотелых бетонных блоков;

- в разработке методики проектирования блока с учетом нелинейности деформирования бетона и сложного напряженного состояния;

- в исследовании напряженного состояния оптимизированного блока на базе трехмерной конечноэлементной модели, учитывающей различные схемы нагружения и опирания;

- в экспериментальных исследованиях оптимизированных конструкций блоков, проведенных на натурных образцах при силовых и несиловых воздействиях.

На защиту выносятся следующие результаты исследования:

- сформированная многофакторная модель оптимизации параметров конструкции бетонных блоков с пустотами;

методика определения оптимальных формы, физических и технологических параметров рассматриваемых конструкций;

- результаты исследования напряженного состояния оптимальной конструкции блока при моделировании его работы в эксплуатационном и монтажном загружениях;

- экспериментально полученные данные о работе оптимизированной конструкции блока при действии силовых и несиловых нагрузок.

Практическое значение работы состоит в:

- разработанной методике проектирования конструкций пустотелых бетонных блоков широкого назначения с оптимальными геометрическими, физическими и технологическими характеристиками; разработанных для этих целей программ для ПЭВМ; предложенных принципах изготовления стеновых блоков сниженной материалоемкости с высокими эксплуатационными показателями;

- разработанных технических условиях на производство указанных конструкций;

- -предложенном эффективном способе формования блоков со сложной геометрией.

Результаты исследования нашли применение:

- при возведении стен подвалов в двадцати трех - четырех этажных жилых домах в поселке Первомайский Харьковской области, тридцати четырех - пяти этажных жилых домах в г.Харькове, многоэтажного гаража на G00 боксов в г.Харькове (научно-проектно-строительная компания "РАМПА" г.Харьков), квартала четырех этажных жилых домов в г.Северодонецке (проектно-строительная фирма "Мрия-НТ-", г.Северо-донецк), десяти четырех этажных домов в г.Минске (научно- проектно-строительная фирма "РАЫПА-НБ").

- при проектировании стен подвалов квартала жилых домов для преподавателей Даккского' университета (фирма DDC, г.Дакка, Бангладеш), а также двух десяти этажных жилых домов в г.Харькове (украинско-британское совместное предприятие BSC, г.Харьков).

Апробация работы. Результаты работы представлены на Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" г.Белгород 1993 г., Международном семинаре по проектированию жилых и общественных зданий, г.Дакка, 1S91 г., научно - технических конференциях Харьковского института инженеров городского хозяйства, г.Харьков, 1991 - 1994 г.г. По теме диссертации опубликовано пять статей и

тезисов докладов, получено положительное решение на выдачу патента.

Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 136 наименований и 3 приложений. В работе 181 страница, в том числе 149 страниц основного текста, 69 рисунков, 8 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, сформулирована ее научная новизна, приведены результаты, выносимые на защиту, и имеющие практическое значение.

В первой главе дан краткий анализ конструктивных решений сплошных блоков и блоков облегченного типа, технологий их изготовления, а также обсуждены результаты теоретических и экспериментальных исследований, посвященных изучению характера и вида напряженного состояния, испытываемого этими элементами при различных загружениях. На основе работ П.Ф. Вахненко, Н.Ф. Давыдова, В.А. Ивахнюка, М.И. Полякова, Л.И. Онищика, C.B. Полякова, И.А. Рохлина, С.А. Семенцова, оценена надежность рассматриваемых конструкций в зависимости от вида нагружения и опирания, качества выполнения кладки из них, определен запас прочности. Как следствие, показано, что в отличие от сплошных крупных блоков, блоки со сложной геометрией используются в практике строительства явно недостаточно, и, в первую очередь это связано с отсутствием эффективных технологий их изготовления, а также сложностью оценки напряженного состояния трехмерных неодносвязных тел со сложной внешней границей, выполненных из материала, деформирующегося нелинейно и по разному сопротивляющегося растяжению и сжатию. Тим не менен, уровень современного состояния теории бетона и железобетона, в первую очередь, благодаря работам В.Н. Байкова, А.Я. Варашикова, О.Я. Берга, В.М. Бондаренко, A.A. Гвоздева, Г.А. Гениева, A.C. Залесоьа, Н.И. Карпенко, А.Л. Шагина, A.B. Яшина, позволяет описать постановку данной задачи достаточно корректно, невзирая на w сложность. Целесообразность решения проблемы продиктована экономическими соображениями, что является принципиальным для современного строительства. Последнее нашло отражение при построении расчетных моделей комплексного характера, оперирующих одновременно с физическими, технологическими, геометрическими, экономическими параметрами. Особый интерес представляют модели, допускающие оптимизацию перечисленных

оптимизационные постановки задач теории•конструкций. Оригинальные решения Н.П. Абовского, Я. Apopa, H.B. Баничука, П.М. Варвака, А.И. Виноградова, Я.Г. "Пановко, У. Прагэра, И.М. Рабиновича, М.И. Рейтмана, Д. Рожваны, H.H. Складнева, В.В. Трофимовича, С.П. Тимошенко, Э. Хога, К. Цоя, Т. Шилда, В.Н. Шимановского предопределяют возможность формулировки критерия качества задачи, типов ограничений, позволяют определяться с выбором метода реализации. Однако экспериментальным исследованиям конструкций с оптимальными параметрами, особенно на натурных объектах, посвящено лишь небольшое число работ.

Рассмотрение имеющихся результатов и их анализ дал возможность сформулировать основные задачи настоящего исследования.

Во второй главе проведена систематизация основных конструктивных решений эффективных бетонных блоков. На ее основе сформирована теоретическая модель задачи, основанная на ряде введенных и обоснованных упрощающих гипотез и допущений. В рамках построенной модели определены управляющие параметры задачи, обоснован критерий качества, а также предложена конечноэлементная расчетная схема для нахождения компонентов напряженного состояния в Ояоке произвольной конфигурации, загруженном и закрепленном произвольным образом. В связи с тем, что блок в эксплуатационном и технологических загружениях находится в условиях сложного напряженного состояния в модель вводится критерий прочности для материала блока. При этом, процедура введения критерия прочности в модель, а точнее в ограничения задачи оптимизации, построена как инвариантная относительно его аналитической записи.

Особо следует остановиться на формализации ограничений, вытекающих из процедуры метода прямого проектирования. Использование концепции метода прямого проектирования предполагает назначение вида напряженного состояния в элементе или системе.. Разумеется, что данный подход имеет смысл только при -наличии в задаче соответствующих управляющих параметров. Процедура назначения, априори, вида напряженного состояния сводится к сопоставлению компонентов тензора напряжений с аналогичными величинами, определенными из модельной задачи, либо к предварительному заданию всех или части этих компонентов. Например, это могут быть требования безмоментности напряженного состояния в каких-либо сечениях.

Теоретическая модель построена таким образом, что допускает независимое изучение влияния некоторых управляющих параметров на

независимое изучение влияния некоторых управляющих параметров на вводимый критерий оптимизации. В частности, оценка влияния технологических факторов позволила предложить новый способ изготовления пустотелых блоков, а также сформулировать требования к бетону блока. Достоверность результатов, полученных в рамках описанного моделирования, проверена путем изготовления опытной партии эффективных блоков из бетона разработанного состава в строгом соответствии с предложенной технологией и использованием разработанного оборудования.

Тестирование расчетной части модели проведено на примере блока, покоящегося на упругом основании. В данном случае расчетная схема принята одномерной, что, как следствие, допускает упрощение вида функции качества за счет непосредственного точного интегрирования уравнения Эйлера-Лагранжа вариационной задачи.

Приемлемость конструктивного решения блока в виде пустотелой конструкции проверялась путем постановки натурного эксперимента. Суть его сводилась к следующему. Из блоков разработанной конструкции был выложен фрагмент угловой части подвала здания, состоящий из 4 блоков. В пустоты блоков через высверленные отверстия была залита вода, что в принципе,, может иметь место при эксплуатации блоков в обводненных грунтах. Затем в течении двух месяцев при отрицательных температурах велось наблюдение за поведением конструкции. Полученная информация .подтвердила правильность конструктивного решения и позволила оценить особенности деформирования конструкций в условиях несилового воздействия.

В третьей главе на основе построенной модели осуществлена постановка задачи оптимизации параметров бетонных блоков. В качестве геометрических параметров выбраны конфигурация и размеры внутренних полостей блока (рис. !). Внешние размеры блока считаются заданными (технологические ограничения). Пусть вектор неизвестных параметров обозначается Шт- (х(; х^.'-.-х^}. Задача оптимизации ставится следующим образом. Найти такой (X)1, чтобы

V =- | А(х) йх--1п/ И ч

при ( I,; 12; Т3 ) -- 0,

Бетонный блок

ж

Поперечные сечения блока.

1-1

■ I \

Щш

т%

У А УА

Продольные сечения блока

Рис. 1. Формы сечений эффективных бетонных Спааов.

Др-ц -> аир при А^ = оста1, (4)

Тд ( х,; Хд ) < 0^ • (5)

где V - объем блока,

П^ - матрица ограничений-равенств,

~ п-пастический момент сопротивления сечения, А^ - площадь поперечного сечения, о - компоненты тензора напряжений,

, 12, 13 - инварианты тензора напряжений,

- матрица ограничений-неравенств, определяющих интегральные силовые факторы в сечениях блока,

Оодд - вектор интегральных силовых факторов известных

(назначаемых) из модельной задачи, Т^ - матрица технологических (геометрических) ограничения, - вектор известных геометрических параметров,

0 - номер ступени сечения бруса,

1 - номер точки в сечении.

Выражения (2) - аналитическая запись критерия прочности (жесткие ограничения), неравенства (3) - формальная запись условий, вытекающих из процедуры применения метода прямого проектирования, неравенства (5) - геометрические (технологические) ограничения. Решение задачи (1) - (5) без построенных теоретической модели и расчетной схемы, а также без принятых упрощающих гипотез и допущений было бы весьма времяемким и затруднительным даже при использовании быстродействующих ЭВМ. Однако полученные в работе результаты позволяют построить алгоритм решения, минимизирующий расход машинного времени.

Следует отметить, что точное решение задачи (1) - (Б) вряд ли возможно, но допустимо говорить о ее приближенном инженерном решении. Проблема усугубляется еще и тем, что к перечисленным сложностям постановки надлежит добавить необходимость учета нескольких, а не одного загружений. Это обстоятельство в совокупности с возможным изменением граничных условий усложняет использование в рабочем проектировании известных решений задач оптимизации. Одновременно? введение в рассмотрение нескольких загружений и условий опирания Фактически сводит задачу к многокритериальной. Таким образ-*4, речь и •'.от не только о

«ногоразмерной и многоэкстремальной задаче, но и о «ногокритериальной. Как показал проведенный анализ, применение для эе решения классических или традиционных методов не приводит к алгоритмам, допускающим получение надежного решения за конечный интервал времени. Полная линеаризация задачи и дальнейшее использование симплекс-метода линейного программирования вносит существенные погрешности в решение, оценка которых представляет самостоятельную сложную проблему и поэтому нецелесообразна. Эффективным оказалось использование численных методов решения задач нелинейной механики деформируемого твердого тела. Как известно, процедуры последовательного анализа позволяют получить приемлемый результат в весьма сложных ситуациях. Особый эффект от применения последовательных приближений имеет место при конечноэлементной расчетной модели. ■ Перейдем к описанию предлагаемой методики решения задачи, представляющей собой некий итерационный процесс специального вида.

Пусть на блок действуют разновременно несколько нагрузок. Примером этому могут быть загружения, возникающие в процессе эксплуатации блока и при его монтаже. Этим двум случаям будут соответствовать разные схемы опирания блока, которые задаются набором необходимых параметров (размеры, жесткости опор, коэффициенты постели для упругого основания и т.д.). Блок представляет собой призматическое тело с заданными размерами В, В и L (рис. I). Зная В и Н можно определить все геометрические характеристики сечения на первом шаге итерационного процесса. Для определения внутренних усилий во всех сечениях бруса используем метод конечных элементов в форме- метода перемещений. Данная процедура реализована в пакете "ЛИРА", применение которого здесь имеет место в виде подсистемы. При этом передача данных из подсистемы в подсистему осуществлена достаточна просто на уровне передачи их через жесткий „диск, т.е. без программной переделки входных модулей пакета. Располагая в каждом З-ом сечении блока усилиями М(х) и Q(x), появляется возможность определения геометрических характеристик во втором приближении. Для этого надлежит решить любым приемлемым способом несовместную, в общем случае, нелинейную систему уравнений (2) - (3). Как показывает численный анализ, наиболее целесообразным является создание внутренней процедуры прямого перебора. Далее определяются площади попбречных сечений для каждого конечного элемента. Особо следует отметить, что определение геометрических характеристик на каждом

иагэ итерационного процесса производится по количеству раз, соответствующему количеству загружений. При этом для дальнейшего эасчета принимаются больше значения этих характеристик. Следующим цагом алгоритма является решение задачи оптимизации (3) - (5). Решение задачи (3) - (Б) осуществляется методом интегральных градиентов. В результате ее решения определяются компоненты вектора СЮ, являющиеся геометрическими параметрами поперечного сечения. 1ри этом они подобраны таким образом, чтобы был максимален -шастический момент сопротивления сечения при заданной площади и удовлетворены условия (Б). Процедура реализации метода интегральных ■•радиантов включается в общую программную систему по аналогии с 1акетом "ЛИРА", а внутренняя передача данных осуществляется также шрез жесткий диск. Принятая подобная концепция стыковки различных 1рограммных продуктов на уровне данных, не только существенно 'прощает процесс программирования, но и допускает дефференцированное выполнение счета с последовательным его шализом. Фактически подобное построение общей программы вводит [налог, что, как • известно, принципиально для решения задач штимизации. Определив вектор (X), подсчитываются геометрические :арактеристики поперечных сечений на третьем шаге. Далее вновь ¡ледует определение внутренних силовых факторов и так далее. Если ^счетная схема бруса является статически определимой, т. е. если ¡нутренние силовые факторы не зависят от жесткостных характеристик, писанный алгоритм превращается в двухшаговый. В противном случае исло итераций оценивается в соответствии с условием:

тах [1М1! - |М1+1|) < е, (6)

де М - характерный внутренний силовой фактор, б - задаваемая точность, целях учета нелинейности деформирования бетона на каждом шаге терационного процесса предложенного вида, можно определять еформации в разных точках сечения, а по задаваемой заранее иаграмме аь - еь пересчитывать компоненты тензора напряжений. При ыполнении условия (6) в каждом конечном элементе, расчетная часть лгоритма исчерпывается. Далее следует обработка полученных данных ля последующего вычерчивания конструкции. С этой целью, ринимается допущение о том, что образующие полости из плоскости эчения соединяются какой-либо гладкой кривой, например квадратной араболой. Подобный подход позволяет определять геометрию полости в иоке в дискретно - континуальном виде. Построив координаты точек

внутренней полости, т.е. сформировав графический файл, появляетс возможность вывода его на устройства графического отображения.

Разработанная программная система апробирована путем решени целого ряда практических примеров.

В четвертой главе исследуется напряженное состояние блока оптимальными параметрами. Исследование произведено на основ трехмерной конечнозлэментной модели с использованрие! вычислительного комплекса "МИРАЖ" для нескольких схем загружения : опирания, моделируюцих работу блока в составе дефектной кладки опирание на блок ригеля, а также действие на блок собственного вес (рис. 2). Нагрузки приняты: распределенная 12Б0 кН/м2, локальн распределенная - 500 кН/м2.

Анализ распределения напряжений демонстрирует, что гшгружениях блока по схеме 1 разрушение должно начинаться н растянутой (нижней) грани (рис. 3). Данное утверждение естественно, связано с тем, что блок является " неармированно конструкцией. Напряжения сжатия от этих же нагрузок, незначительн и не превышают величины 0.2ЙЬ- Напряжения растяжения, возникают« в эффективном (оптимальном) блоке под действием собственного вес (рис. 2) существенно меньше С позиций регулирован»

качественным и количественным характером напряженного состояния блоке следует указать на необходимость выполнения сплошных (бе разрывов) продольных и торцевых растворных швов в кладке \ эффективных блоков. Это требование является более важным для данш блоков, чем для сплошных, так как качественное выполнение шве кладки существенно уменьшает влияние изгиба. Что же касает( величины напряжений сжатия, то проведенный анализ показывает, ч' пустотелые блоки могут заменить сплошные во всех важных д практики случаях.

Следует обратить внимание на достаточно медленное выравнивав эпюры напряжений по высоте блока при действии локально равномер! распределенной нагрузки. Так, например, традиционно принимаем' распределение нагрузки вглубь элемента под углом 45°, в данн случае не подтверадается. В связи с этим, нам представляет целесообразным, принятие, в запас прочности, сжимающих напряжен равными ПО интенсивности действувдей нагрузке. Так как. раече были проведены на действие нагрузок, соответсвующих проектн практике, их результаты имеют самостоятельный интерес демонстрируют возможность применения разработанных оптимальн блоков в конкретной ситуации.

1-е загс.ужение

оса глобальной слстеиы тоординат

"ЧЧ2

б!

7. осе локальной_ КЭ2

системы координат!

! 5.

•! )

I

1/

Р -

схема

Д)

б)

I IV' 1Ь> ^

; м^.^

л-у

И

^А_у.

л

к «И

I!! !

.--("а.

>!■ „1*0. ¿5» ¿>0 . 150 .¿¡^ М -5ч>

■ Г I

¡1 I

\ I //У У

Г1

у

Нг *

II г I

■¡■А

7/ у /<.'/; У■//■■'' I

1/ ^ Г > | //¡I

V: Ы И! ^ и- ]1

___^I__[¿И

I/- ;

I

.¡н- « » ,14 Я ш Н

!. г» I

-4

Рис. 2. Расчетные схемы блока.

а - ксдвлпрованпЕ работы блзка з составе дефектней гладки к мираниг рлге.и;

б - асиольэуекае тон конечных элеиентов в виде Ъриэиы-н усеченной гптмвды; ц - моделирование монтажного г к д - сучения блока.

В пятой глава приведены результаты натурного экспериментального исследования напряженного состояния оптимального блока. Исследования проводились на основе специально разработанной методики. В ее основе лежит сопоставительный анализ сопротивления оптимального и сплошного блоков, а также выявление особенностей напряженного состояния оптимальных конструкций. Для реализации экспериментов была разработана и собрана специальная установка, а также системы нагружения и измерения, допускающие проведение испытаний при различных видах и режимах нагружения, включая стадию разрушения.

Проведенные экспериментальные исследования позволяют оценить характер напряженного состояния эффективных бетонных блоков, работающих в составе кладки, а также при действии монтажных и технологических нагрузок. Одновременно имелась возможность сравнения качественных и количественных параметров, характеризующих это состояние с аналогичными, полученными для сплошных блоков. Кроме этого, следовало определить надежность разработанной методики проектирования эффективных блоков, а также приемлемость для практики их оптимальной конструкции. В связи со сказанным, было проведено сопоставление нормальных напряжений в двух сечениях эффективного блока, которые расположены в местах с координатами Х=915 мм и Х=II30 мм. Первое сечение имеет сложное очертание, а второе находится на наружной грани поперечного ребра жесткости. Результаты сопоставления приведены на рисунке 3. Как видно из построенных эпюр, расхождений в теоретических и "экспериментальных" значениях напряжений практически нет. Анализ эпюр напряжений показывает, что для блоков со сложной геометрией в значительно большей степени, чем для сплошных, сказывается изгиб с одновременным ростом сжимающих напряжений о2 от верхней грани к нижней. Другими словами, расчет пустотелых блоков на основе методики СНиП 11-22-8! должен быть дополнен проверкой прочности блока на расстяжение от изгиба. Кроме расчета стены в поперечном направлении, в этом случае, надлежит проверять соблюдение условий прочности в растянутой, от возможного изгиба, зоне блока. Характер разрушения пустотелых и сплошных блоков совпадают. Причем разрушение происходит по центрально расположенному нормальному сечению, ослабленному в случае пустотелого блока. Особо следует оговорить влияние начальных дефектов в блоках и в кладке на поведение блоков. Для блоков с оптимальной конструкцией эти дефекты сказываются в значительно большей степени чем для сплошных. Не

ось симметрии

4-,

о о

Оу (МПа)

41

4) -Г—

0.017

Рис. 3. Сопоставление теоретических и экспериментальных значений напряжений по даун сечениям.

теоретическое значение экспериментальное значение

случайно рядом авторов, работающих в области теории оптимизаци строительных конструкций, отмечается повышенная зависимост оптимального проекта от начальных несовершенств. В частности проведенный нами анализ изготовления, транспортировки и монтаж эффективных блоков позволил сформулировать требования к ним, приче более жесткие чем для сплошных. Тем не менее, конструкции блоков разработанных по предложенной методике в полной мере отвечав условиям прочности и экономичности. Сопоставление расхода бетон для эффективных блоков со сплошными показывает, что экономия бетон для блока шириной 400 мм составляет 20%, а для блока шириной 600 м - 35%. При этом-разрушающая нагрузка для пустотелых блоков тольк на 15 -.17% ниже чем у сплошных. Одновременно следует указать, чт расчеты по данной методике позволили определить размеры конфигурацию пустот, обеспечивающие их надежную эксплуатацию и всех этапах жизни конструкции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Проанализированы существующие конструктивные решения эффективнь бетонных блоков, а также факторы, влияадие на их напряжение состояние и формирование оптимизационной модели проектирования.

2. Предложена и обоснована расчетная модель блока, закрепленного загруженного произвольным образом, позволяющая не толы оптимизировать параметры блока, но и учитывающая нелинейное деформирования материала, а также вид и характер напряженно) состояния.

3. В рамках разработанной модели и на основе единого комплексно описания материала, конструкции и технологии произведена постанов общей задачи прямого проектирования бетонного блок Проанализированы критерии качества задачи и их экстремальн свойства.

4. Разработана процедура последовательного сведения исходи задачи оптимизации к нескольким более простым частным.

5. Решения поставленных оптимизационных задач доведены алгоритмов и функционирующих программных продуктов.

6. В результате решения одной из частных задач получен регламе бетонной смеси для блока с оптимальными параметрами, апробированн путем проведения лабораторных экспериментов.

7. На основании решения частной задачи оптимизации технологичесн параметров разработан новый патентночистый способ изготовлен

тонных блоков, проверенный в натурных условиях. . Проведен теоретический анализ напряженного состояния бетонного лока с оптимальными параметрами на основе построенной трехмерной онечноэлементной модели.

Обоснована приемлемость конструктивного решения блока со 'ложной геометрией для стен подвалов зданий, имеющих до двенадцати тажей.

0. Проведено экспериментальное натурное исследование напряженного остояния. бетонного блока оптимальной конструкции. Результаты сследования сопоставлены с теоретическими. Оговорены особенности сопротивления и разрушения, оптимальных блоков.

1. Разработаны рекомендации по проектированию, изготовлению и энтажу рассмотренных конструкций. Разработаны технические условия а эффективные бетонные блоки.

2. Блоки;эффективной конструкции внедрены в научно - проектно -гроительной компании "РАМПА" (стены подвалов трех-четырех этажных 1лых домов в поселке Первомайский Харьковской области, тридцати зтырех-пяти этажных домов и многоэтажного гаража на 600 боксов в .Харькове), научно -' производственной фирме "Мрия-НТ" (стены здвалов в квартале четырех этажных домов в г.Северодонецке), научно .производственной фирме "РАМПА-НБ" (стены подвалов десяти жилых )М0В в г.Минске), а также при проектировании в фирме "DDC" (стены >двалов квартала жилых домов в г.Дакка, Бангладеш), украинско -эитанском СП "BSC" (стени подвалов десяти этажных домов в Харькове). Снижение общих затрат в строительстве при применении шных блоков составляет 25 - 40% по отношению к сплошным 'нструкциям.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Кабир Акрамул, Шмуклер в. С. Оптимальное проектирование тонных элементов, лежащих, на упругом основании. // Тезисы докл. ждународноЯ конференции "Ресурсосберегающие технологии роительных материалов, изделий и конструкций." - Белгород, 1993. с. 102-103.

Кабир Акрамул, Довгий А.Н., Таранов В.Г. Эффективные фундаменты условиях г. Дакки. // Сб. Повышение эффективности и надежности эодского хозяйства - К.: ИСИО. 1993. - с. 47-49.

Кабир Акрамул, Шмуклер R.C. Проектирование балок минимального

веса. // СО. "Эксплуатация и ремонт зданий и сооружений городской хозяйства." - К.: УШ ВО, 1994. с.21-27.

4. Кабир Акрамул. Оптимизация запасов прочности при проектирована пустотелых стеновых блоков. // Тезисы докладов XXVII научно технической конференции ХИИГХ. - Харьков, 1994.

5. Kablr Akramul, Shmukler V.S. Designing beams of minimum weigh on elastic foundation. / Journal of the Institute of engineers. N2

-Dakka. 1994.

6. Кабир Акрамул, Шмуклер B.C., Шмуклер И.В. Способ изготовлена пустотелых бетонных блоков и инвентарная форма для их изготовлен«! / Положительное решение на выдачу патента Украины по заявка N ВЗБ05851А.

7. Кабир Акрамул, Шмуклер B.C., Шмуклер И.В. Способ изготовлени; пустотелых бетонных блоков и инвентарная форма для их изготовлени: / Положительное ^решение на выдачу патента России по заявке N 93051848.

¡>ир.п ллкч i; .ул. Ллех;гю.;скш1 4ч заказ Li 7 г я раж ibC