автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Малоэтажные здания и сооружения из совмещенных ребриcтых конструкций на основе древесины

На правах рукописи

ЖАДАНОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ

МАЛОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ИЗ СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСИНЫ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Красноярск - 2008

Работа выполнена на кафедре «Строительные конструкции» ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор Гребешок Григорий Иванович

доктор технических наук, профессор Дмитриев Петр Андреевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

академик РААСН, доктор технических наук, профессор Травуш Владимир Ильич

доктор технических наук, профессор Орлович Ромуальд Болеславович

доктор технических наук, профессор Серов Евгений Николаевич

Ведущая организация: Филиал ФГУП НИЦ «Строительство» -

«Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко»

Защита состоится 27 февраля 2009 г. в 14й на заседании диссертационного совета Д 212.099.08 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах с подписью составителя, заверенной гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан января 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

Е.В. Пересыпкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время Россия остро нуждается в крупномасштабном расширении строительства малоэтажных зданий и сооружений массовых серий, как в жилищном секторе, так и в области возведения ггроизводствешсых зданий различного назначения. При расходовании на нужды малоэтажного строительства огромных объемов материальных и энергетических ресурсов повышение эффективности их использования приобретает существенное значение и становится важной народнохозяйственной проблемой. Такое повышение может быть достигнуто за счет увеличения уровня индустриализации и степени заводской готовности строительных конструкций и деталей, расширения практически полносборного строительства. Объекты малоэтажного строительства должны разрабатываться на основе высокоэффективных технологий, учитывающих, в том числе, российские специфические условия строительства в Сибири, на Урале, Дальнем Востоке, Севере, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмо-опасных районах, обеспечивая при этом как надежность, так и экономичность в сравнении с известными импортными и отечественными аналогами.

Развитие базы клееных деревянных конструкций обусловило не только техническую возможность, но и экономическую целесообразность применения в малоэтажных зданиях и сооружениях различного назначения ребристых плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе с наибольшими габаритными размерами, допустимыми по технологическим параметрам и условиям транспортабельности. Наиболее ярко преимущества крупноразмерных ребристых конструкций проявляются при совмещении ими несущих и ограждающих функций, когда основные продольные ребра выполняют роль колонн или балок перекрытий, а обшивки, включенные в общую работу плиты или напели вместе со вспомогательными элементами являются ограждениями зданий и сооружений. Такие совмещенные ребристые конструкции превращают строительный объект в цельную пространственную систему, в которой все составные части взаимодействуют между собой, обеспечивая перераспределение усилий между отдельными элементами.

Вместе с тем, негативным фактором, тормозящим применение в малоэтажном строительстве совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, является отставание конструкторских и научных исследований в этом направлении. Известные конструктивные» решения нельзя призньть у дачными, так как их использование связано либо со значительной трудоемкостью изготовления и сложностью сборки, либо с большим расходом материалов. В большинстве случаев они не отвечают требованиям эксплуатационной надежности и пожарной безопасности. Существующие методы расчета совмещенных крупноразмерных конструкций недостаточно достоверно отражают особенности их пространственной работы в составе здания или сооружения и условия совместной работы обшивок и ребер, особенно при наличии подкрепляющих элементов. Во многих случаях это приводит к несоответствию расчетных моделей реальному поведению конструкции при

воздействии эксплуатационных нагрузок. Отсутствуют данные по оптимальному проектированию совмещенных ребристых плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе, позволяющие проектировщику обосновано назначать размеры основных конструктивных элементов, что позволило бы обеспечить сокращение расхода материалов как на отдельные конструкции, так и на здание и сооружение в целом.

Цель работы: обоснование целесообразности малоэтажного строительства из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины с разработкой новых технических решений, совершенствованием методик и алгоритмов расчета, в том числе оптимизационных.

В процессе реализации рассматриваемой комплексной проблемы были поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:

- на основании всестороннего анализа эволюции конструктивных решений малоэтажных зданий и сооружений, методик расчета и технико-экономических показателей ограждающих деревянных конструкций, применяемых в массовом строительстве, предложены пути их совершенствования и определено направление исследований;

- созданы новые конструктивные формы малоэтажных зданий и сооружений из совмещенных ребристых плит и панелей с применением древесины и древесных материалов, а также пластинчатых и пластинчато-стержневых конструкций на их основе, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока, Севера, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах;

- выполнены исследования напряженно-деформированного состояния плит и панелей на деревянном каркасе, работающих в составе пространственной системы здания или сооружения, с учетом конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статико-геометрических параметров, технологических несовершенств, выявлены и проанализированы закономерности изменения их НДС;

- разработаны эффективные по трудоемкости методики и алгоритмы расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно деформируемых сжато-изгибаемых панелей, обеспечивающие адекватную оценку их НДС с учетом пространственной работы и длительности действия нагрузки;

- проведены комплексные экспериментальные исследования совмещенных ребристых изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций для оценки достоверности разработанных методик расчета, а также для изучения действительного характера их работы под нагрузкой и отработки технологических аспектов;

- предложены структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации изгибаемых ребристых плит и сжато-изгибаемых панелей;

- с использованием разработанных и программно реализованных многоуровневых алгоритмов проведены оптимизационные исследования предложенных конструктивных форм с выработкой основных принципов их рационального проектирования и оценкой технико-экономической эффективности. 1 '

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые установлены закономерности влияния конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статико-геометрических параметров и технологических несовершенств на напряженно-деформированное состояние совмещенных ребристых конструкций, работающих в составе цельной пространственной системы здания или сооружения;

- усовершенствованы методики и теоретические положения расчета изгибаемых плит и сжато-изгибаемых панелей за счет применения аппрок-симационных формул и коэффициентов, позволяющих адекватно оценить их фактическое напряженно-деформированное состояние с учетом пространственной работы и длительности действия нагрузки;

- получены новые экспериментальные данные при исследовании клее-фанериых плит и панелей на крупномасштабных моделях и натурных конструкциях, подтверждающие достоверность разработанных методик расчета и установленных закономерностей;

- впервые на основе предложенных методик расчета разработаны структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации ребристых конструкций, особенностью которых является возможность учета региональных условий, величин нормируемых отходов, а также решения как глобальных задач поиска наиболее экономичной конструкции во всем номенклатурном ряде, так и локальных задач определения наилучших вариантов при заданных параметрах;

- впервые получены результаты оптимизационных исследований совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, на базе которых выработаны основные принципы их рационального проектирования.

Обоснованность и достоверность положений и выводов диссертации обеспечена комплексным характером выполненной работы: численный анализ с использованием апробированных и широко применяемых методов расчета, реализованных на современных средствах вычислительной техники; теоретические исследования; экспериментальные исследования на крупномасштабных моделях и натурных конструкциях с применением дублирующих методов определения экспериментальных данных; сравнительный анализ полученных результатов работы с материалами других авторов, а также согласованностью данных о напряженно-деформированном состоянии совмещенных ребристых конструкций, полученных в результате теоретических, численных и экспериментальных исследований.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- новые эффективные конструктивные формы малоэтажных зданий и сооружений из совмещенных плит и панелей, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока, Севера, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах;

- оценка напряженно-деформированного состояния совмещенных ребристых элементов и конструкций на их основе, базирующаяся на результатах проведенных численных исследований;

- методики расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно деформи-

руемых сжато-изгибаемых панелей, включающие аппроксимационные формулы и коэффициенты, которые позволяют адекватно оценить их напряженно-деформированное состояние с учетом пространствешюй работы и длительности действия нагрузки;

- закономерности влияния конструктивных особенностей, анизотропии материалов, етатико-геометрических параметров и технологических несовершенств на напряженно-деформированное состояние совмещенных ребристых конструкций, установленные на базе результатов экспериментально-теоретических исследований;

- структуры двухуровневого и трехуровневого процессов параметрической оптимизации изгибаемых ребристых плит и сжато-изгибаемых панелей при постановке задачи оптимизации на первом уровне в форме задачи нелинейного математического программирования и с использованием алгоритмов сканирования по узлам заданных сеток на втором и третьем уровнях, а также результаты оптимизационных исследований;

- основные принципы проектирования предлагаемых совмещенных ребристых конструкций для покрытий и стеновых ограждений зданий и сооружений различного назначения.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

- разработаны до стадии рабочих чертежей новые конструктивные решения совмещенных ребристых плит и панелей, пластинчато-стержневых конструкций и полносборных малоэтажных объектов на их основе, отличающиеся от известных аналогов эффективностью, как по расходу материалов, так и по трудоемкости изготовления и монтажа;

- создана инженерная методика расчета совмещенных конструкций на деревянном каркасе, позволяющая инженеру-проектировщику создавать экономически эффективные и технологичные конструкции;

- проведена технико-экономическая оценка разработанных конструкций, которая позволила обосновать и практически подтвердить возможность повышения эффективности малоэтажного строительства при применении совмещенных ребристых плит и панелей;

- сформулированы основные принципы проектирования совмещенных конструкций на основе древесины для покрытий и стеновых ограждений зданий различного назначения, на базе которых разработаны практические рекомендации по их конструированию, расчету и изготовлению.

Внедрение результатов работы. Предложенные совмещенные конструкции ребристых плит и панелей нашли применение в проектах малоэтажных жилых домов, зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения, складов и крытых стоянок, реконструкции зданий путем их надстройки (всего 12 объектов); материалы исследований и альбомы рабочих чертежей разработанных конструкций переданы по запросу Правительству Оренбургской области для внедрения в малоэтажном строительстве и при обустройстве российско-казахстанской границы; рабочие чертежи совмещенных плит покрытия и панелей стен переданы по запросам в строительные организации и проектные институты: ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко, ЦНИИПромзданий,

ЦНИИЭПовцепром, ЗАПСИБНИПИАГРОПРОМ (г.Новосибирск), Красно» ярсккрайсельстрой, Сургутгазпром, Оренбургоблгражданстрой (всего 14 предприятий). С применением разработанных конструкций была проведена реконструкция покрытия над зрительным залом дворца культуры ГЮ «Сибсельмаш» (г.Новосибирск). Основные принципы конструирования и расчета совмещенных плит на деревянном каркасе использованы при разработке «Рекомендаций по конструированию, расчету и изготовлению большепролетных клеефанерных пли г для покрытия общественных зданий». и «Рекомендаций по проектированию, изготовлению и эксплуатации деревянных жилых домов и объектов соцкулътбыта», на основе которых в СибЗНИИЭП (г.Новосибирск) выполнена комплексная серия типовых проектов жилых и общественных зданий для строительства в районах нового промышленного освоения Сибири и Севера. Студентам специальностей ПГС и ГСХ автор читает специальный курс «Индустриальные конструкции на основе древесины для строительства малоэтажных зданий и сооружений».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на репюнальных и всероссийских научно-технических конференциях НГАСУ (г.Новосибирск, 1982 -2.008), ОГУ (г.Оренбург, 1993 - 2008), КрасГАСА (г.Красноярск, 2003,2005), СГАСУ (г.Самара, 2004), на Всероссийских семинарах по проблемам оптимального проектирования сооружений (г.Новосибирск, 2005, 2008), па международных научно-технических конференциях и симпозиумах, посвященных проблемам совершенствования строительных конструкций (г.Тага-кент, 19S3; г.Ашхабад, 1986; Г.Братислава, ЧССР, 1984; г.Пенза, 2002; г.Томск, 2003; г.Белгород, 2003; г. Ростов-на-Дону, 2003; г.Одесса, Украина, 2003, 2005 - 2008; г.Щтецын, Польша, 2004; г.Хаммег, Тунис, 2.004; г.Пенза, 2004 - 200S; г.Оренбург, 2004,2007, 2008; г.Москва, 2005, г.Самара, 2005), на XXIV Российской школе «Наука и технологии», г.Москва, 2004.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 120 печатных работах, в том числе: 15 - публикации в открытой печати в центральных научных журналах и в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, 14 - авторские свидетельства СССР, патенты РФ на изобретение и полезные модели, 1 - монография (в соавторстве), 1 - учебное пособие (в соавторстве), 34 - в сборниках трудов и докладов международных и российских конференций и симпозиумов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, основных выводов, списка использованных источников из 249 наименований и приложения. Общий объем работы 423 страницы текста, в том числе 166 рисунков, 35 таблиц.

Работа выполнена в соответствии с НТП Министерства образования и науки РФ (№Г.Р.01.200.3 13588), межотраслевой программой Федеральной службы специального строительства и Министерства образования и науки РФ (№Г.Р.012003 11267), планом фундаментальных и научных исследований РААСН на 2007-2008 г.г. Разработанная тема входит также в план госбюджетных НИР ГОУ НПО ОГУ (№Г.Р .01990000100). :

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована тема диссертации, формулируется цель и задачи исследования, положения, выносимые на защиту, показана научная новизна работы, подчеркивается достоверность экспериментальных и теоретических исследований, их практическая ценность, приведены сведения об апробации работы, показаны структура и объем диссертации, количество публикаций по работе.

В первой главе рассмотрено современное состояние и тенденции развития малоэтажного строительства с применением древесины и древесных материалов. Приведены общие сведения о современных технологиях малоэтажного строительства. Отмечено, что получить качественный скачок в области совершенствования строительных конструкций невозможно без всестороннего анализа и синтеза наилучших известных вариантов, без изучения опыта ученых и инженеров в области проводимых исследований. В связи с этим в первой главе проанализирован путь эволюции малоэтажных зданий и сооружений на основе древесины, который неразрывно связан с развитием конструктивных решений ограждающих деревянных конструкций: от срубов и ограждений построечного изготовления до полносборных зданий и сооружений. Дан обзор известных конструктивных решений плит и панелей на деревянном каркасе, разработанных в отечественной и зарубежной практике. Разработка ограждающих конструкций заводского изготовления на деревянном каркасе базировалась на фундаментальных трудах Ф.П. Белянкина, В.В. Большакова, Е.М. Знаменского, В.Ф. Иванова, Ю.М. Иванова, Г.Г. Карлсена, М.Е. Когана, В.М. Коченова, Д.А. Кочеткова, H.JI. Леонтьева, А.Р. Ржаницына и других выдающихся ученых, в работах которых были продолжены и развиты традиции И.П. Кулибина, Д.И. Журавского и В.Г. Шухова, блестяще сочетавших теорию с практикой.

Отмечены преимущества применения ограждающих сборных плит покрытия и панелей стен пролетом 6,0 и более метров. Разработки этих конструкций оказались возможными и основывались на том фундаментальном вкладе, который был внесен в их развитие Н.П. Абовским, В.Н. Быковским, А.Б. Губенко, П.А. Дмитриевым, В.А. Ивановым, Ю.М. Ивановым, В.Б. Касаткиным, JIM. Ковальчуком, C.B. Колпаковым, И.М. Линьковым, Д.В. Мартинцом, Р.Б. Орловичем, К.П. Пятикрестовским, Е.И. Светозаровой, E.H. Серовым, Ю.Ю. Славиком, B.C. Соколовским, Ю.Д. Стрижаковым, В.В. Стояновым, В.И. Травушем, С.Б. Турковским, A.M. Чистяковым.

Рассматриваются разработки и исследования крупноразмерных плит на основе древесины, проведенные в ведущих организациях и вузах нашей страны, таких как ЦНИИСК им. Кучеренко, ЦНИИПромзданий, Гипрони-сельхоз, Южгипронисельхоз, Новосибирский филиал «Оргэнергостроя», СибЗНИИЭП, Ленинградский, Московский, Киевский, Красноярский, Новосибирский ИСИ. Анализируется опыт зарубежных фирм, использующих в малоэтажном строительстве конструкции на основе древесины.

Из анализа известных в настоящее время конструктивных решений ма-

поэтажных зданий и сооружений сделан вывод о том, что их использование связано либо со значительной трудоемкостью изготовления и сложностью технологии сборки, либо с большим расходом древесины и фанеры или ей подобных материалов. В применяемых технологиях отсутствует возможность строительства гражданских и производственных зданий из однотипных унифицированных элементов, В большинстве случаев они не отвечают требованиям эксплуатационной надежности. К недостаткам ряда конструкций следует отнести и то, что обшивки плит и панелей выполняют только ограждающие функции и не вовлечены в общую работу конструкции.

Выполнен обзор трудов в области теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния ребристых шшт и панелей на деревянном каркасе, а также работ по определению их эффективности. К первым работам, посвященным изучению величины работающей части обшивок ребристых плит для случаев, наиболее близких к рассматриваемым конструкциям, относятся труды В.Н. Быковского, А.Б. Губенко, С.Г. Лехницкого, Г.Г. Ростовцева, С.П. Тимошенко, П. Дутко, Т. Кармана, X. Кокса, Ландквиста, Метцера. Из числа последних работ, посвященных изучению напряженно-деформированного состояния фанерной обшивки крупноразмерных плит, заслуживают внимания работы C.B. Гвоздецкого, B.I1. Герасимова, П.А. Дмитриева, И.С. Инжутова, Е.А. Кабанова, А.Г. Кондакова, И.М Линькова. Отмечается, что результаты проведенных исследований применимы для плит, имеющих только основные ребра, на которые непосредственно передаются опорные реакции. Решение же задачи об оценке напряженно-деформированного состояния плит и панелей, работающих в составе пространственной системы здания, имеющих не только основные, но и вспомогательные ребра, подверженных действию сил сжатия и изгиба в двух плоскостях, как в нормативной, так и в технической литературе отсутствует. Как правило, не изучалось влияние технологических несовершенств на напряженно-деформированное состояние совмещенных ребристых конструкций на основе древесины.

Анализируя приведенные в научно-технической литературе данные, автор констатирует общий вывод, что на эффективность и область применения конструкций из различных материалов влияет множество факторов, в частности: наличие сырьевой и производственной базы; продолжительность эксплуатации здания или сооружения, требуемая степень капитальности; степень рассредоточенности объектов и удаленность их от производственных баз строительства; уровень цен и себестоимости материалов и конструкций по районам страны. Существенному повышению экономической эффективности строительных конструкций способствует внедрение в практику проектирования методов оптимизации строительных объектов и систем. Эффективность решения прикладных задач оптимального проектирования различных типов строительных конструкций доказана в работах Н.П. Абовского, Н.В. Баничука, В.П. Валуйских, Г.В. Васклькова, А.И. Виноградова, Ю.Б. Гольдштейна, В.Н. Гордеева, Г.И. Гребешока, Л.В. Енджиевского, В.И. Кучерюха, И.Б. Лазарева, Л.С. Ляховича, В.П. Малкова, Ю.В. Немировского,

Я.И. Олькова, И.Г.Овчинникова, В.А. Пермякова, Ю.М. Почтмана, Ю.А. Рад-цига, М.И. Рейтмана, В.В. Трофимовича, И.С. Холопова, А.А, Чираса, А.Г. Юрьева, Я. Apopa, Г. Вандерплааца, Н. Ольхоффа, В. Прагера, Дж. Тейлора, Э. Хога, JI. Щмита и многих других. Отмечается, что при всем многообразии оптимизационных исследований строительных конструкций вопрос оптимизации совмещенных ребристых крупноразмерных плит покрытия и панелей стен не рассматривался. Также не проводилась технико-экономическая оценка таких конструкций при применении их в малоэтажных зданиях.

На основе всестороннего анализа определены пути дальнейшего совершенствования рассматриваемого класса конструкций, сформулироЕаны направления исследований.

Вторая глава посвящена разработке малоэтажных зданий и сооружений на основе совмещенных ребристых плит и панелей. Приведена мотивация целесообразности разработки полносборных, в том числе быстровозво-димых, зданий и сооружений из однотипных взаимозаменяемых унифицированных с технологической точки зрения плит покрытия и панелей стан на основе древесины. Такие полносборные здания отличает совокупность следующих показателей:

- клееные плиты и панели при минимальном количестве типоразмеров могут быть использованы для малоэтажного домостроения, промышленных, гражданских и сельскохозяйственных объектов, выполняя при этом функции покрытия, перекрытий и несущих стен;

- на базе однотипных унифицированных конструкций можно собирать разнообразные по форме и по назначению здания и сооружения;

- за счет взаимозаменяемости и унифицированности появляется возможность изготовления резерва сборных элементов, которые могут храниться на региональных базах МЧС и обеспечивать при чрезвычайных стуациях скоростной монтаж зданий и сооружений первостепенного назначения;

- однотипность элементов создает преимущества при их изготовлении, транспортировке и монтаже;

- при монтаже строительного объекта из совмещенных плит покрытия и панелей стен сразу формируется пространственный блок, не требующий постановки дополнительных вертикальных и горизонтальных связей;

- полносборные здания, собранные из легких клееных элементов, могут с успехом использоваться в сейсмоопасных районах.

Унифицированные совмещенные конструкции на основе древесины обеспечат наиболее эффективные способы возведения современных зданий и оптимизацию финансовых и трудовых затрат за счет применения сборных элементов с максимальной степенью заводской готовности, простота и технологичности их изготовления, небольшого веса отдельных плит и панелей, а также здания в целом, возможности всесезонного строительства, предельно коротких сроков возведения объекта.

На основе анализа известных конструктивных решений ограждающих конструкций из древесины, железобетона и стали с учетом специфических условий строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока и Севера

сформулированы основные положения концепции создания объектов малоэтажного строительства, которые заключаются в следующем:

- максимальное уменьшение массы зданий, которое может быть наиболее эффективно достигнута путем совмещения в конструкциях несущих и ограждающих функций за счет включения в общую работу конструкций элементов ограждений;

- максимальная заводская готовность конструкций, готовых к монтажу и укомплектованных соединительными деталями;

- высокие теплотехнические свойства ограждений и герметичность стыков при значительных температурных деформациях;

- минимальная трудоемкость устройства стыков и узлов крепления к каркасу и фундаменту здания;

- технологическая унификация и возможность производства на существующих заводах КДК;

- учет принципа региональности конструкций;

- пространственность работы и совмещение функций;

- простота конструктивной формы здания;

- эффективное использование свойств применяемых материалов;.

- максимальная степень эксплуатационной надежности, которая может быть достигнута за счет разработки эффективных алгоритмов расчета изгибаемых плит и сжато-изгибаемых панелей;

- максимальная долговечность отдельных конструкций и зданий в целом, которая достигается за счет специальных конструктивных мероприятий и химической защитой;

- экономическая эффективность, которая может быть достигнута как за счет комплексного учета всех вышеперечисленных основных положений концепции создания малоэтажных зданий, так и, в основном, при помощи широкого использования методов оптимизации, ориентированных на нахождение наилучших вариантов из множества альтернатив и обеспечивающих снижение расхода материалов как на отдельные конструкции, так и на здание или сооружение в целом.

Приведены примеры конструктивных решений производственных зданий и жилых домов из совмещенных ребристых плит. Для строительства малоэтажных быстроьозводимых объектов производственного назначения рекомендуется использовать сборно-разборные клеефанерные блоки, Пространственные рамы. Рассматриваются особенности предлагаемых конструктивных форм. Например, сборно-разборная рама (рио.1) включает в себя два ригеля, две стойки и четыре подкоса, при этом каждая стойка и ригель выполнены го клееных ребристых плит П-образного поперечного сечения, состоящих из двух продольных ребер и ножи, ориентированной внутрь рамы и жестко соединенной с продольными ребрами.

Вертикальные подкосы, примыкающие к продольным ребрам плит ри гелей и наклонных стоек в пределах длины консолей за счет тупого угла между ригелем и стойкой внутри рамы образуют со стороны консольного участка рэмы жесткий треугольник, который обеспечивает геометрическую

4 - продольные ребра ребристых плит, 5 - полка плиты

неизменяемость рамы в поперечном направлении. Вследствие того, что ширина плит, ригелей и стоек составляет не менее 1/10-1/12 от пролета рамы, отпадает необходимость в связях, обеспечивающих пространственную неизменяемость конструкции в продольном направлении. После установки рам вплотную друг к другу образуются гладкие потолки и стены, поскольку поверхности плит ригелей и стоек обращены в помещение, заранее обработаны и отделаны на заводе. Таким образом, предлагаемая конструкция рамы позволяет, по сравнению с известными конструктивными решениями, снизить трудоемкость монтажа в 2...3 раза, облегчить вес здания на 15-20%, отказаться от постановки связей, обеспечивающих пространственную жесткость здания или мансардного этажа, снизить трудоемкость изготовления конструкций на 20-23%, увеличить габарит помещений на 4-7%, сократить расход материалов на здание в целом, в том числе на фундаменты на 20-35%.

Рассмотрены конструктивные решения малоэтажных жилых домов. С применением в перекрытиях и покрытии трапециевидных ребристых плит автором разработаны двухэтажные с третьим мансардным этажом энергоэффективные полносборные жилые дома с круглым планом. Для обеспечения требования транспортабельности конструкций, особо важного для малоосвоенных территорий, автором разработаны варианты жилых домов из плит и панелей длиной 6,0 (рис.2) и более метров. Такие конструкции можно уложить в компактные пакеты или в контейнеры и перевести на обычных автомобилях, железнодорожных платформах, в трюмах судов, а, при необходимости, и авиатранспортом. Второй особенностью дома по рис.2 является использование фундаментов в виде сборной платформы, возможные конструктивные решения которой для строительства в районах со сложными фунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах приведены в трудах профессора Н.Л. Абовского. Во всех плитах и панелях рассматриваемого

варианта доя основных ребер использована цельная древесина, что позволило автору существенно (на 30 - 40%) обеспечить снижение стоимости сборных элементов по сравнению с клееными ребрами. Это было достигнуто -.«а счет включения обшивки в общую работу конструкции. Такой конструктивный прием привел к увеличению геометрических характеристик плит и панелей на 25 - 35%, что и обеспечило требуемую степень прочности и жесткости рассчитываемых элементов при воздействии эксплуатационных нагрузок.

Даны примеры конструктивных решений полносборных ' башенных сооружений из совмещенных ребристых панелей. ■ 1

Выполненная технико-экономическая оценка,предлагаемых вариантов свидетельствует о целесообразности применения малоэтажных зданий на основе совмещенных ребристых конструкций. Экономический эффект в ценах 2007 года составляет 600...700 руб/м2. В сравнении с традиционными плоскостными несущими конструкциями и ограждающими элементами по ним применение предлагаемых конструктивных форм обеспечивает: сокращение трудоемкости монтажа на 30...40% при незначительном увеличении (до 5%) трудозатрат на изготовление конструкций; экономию пиломатериалов до 22%, фанеры до 36%, что соответствует экономии лесоматериала (в пересчете на круглый лес) в размере 0,055 м3/м2. При возведении жилых домов социального назначения стоимость одного квадратного метра общей площади составляет не более 10 тыс. рублей, что делает его доступным для российской семьи со средним уровнем дохода.

Рис.2. Вариант проекта дома из шшт и панелей дамой до 6,0м на фундаментной платформе

Показана целесообразность использования таких конструкций для строительства в сейсмоопасных зонах. Отмечено, что жесткие блоки в покрытии и стенах снижают опасность полного обрушения здания при сейсмических воздействиях, ограничивая эту возможность локальным отказом одной или двух плит, при этом, за счет дополнительных стяжных стержней, снабженных при необходимости демпферными устройствами, постановку которых рекомендует автор, легко обеспечить лишь зависание аварийных, конструкций на рядом расположенных плитах покрытия или панелях стен, что существенно повышает их живучесть.

Разработке новых рациональных типов совмещенных ребристых конструкций посвящена третья глава диссертации. Предложенные на базе сформулированных основных положений конструирования совмещенных ребристых конструкций плиты и панели имеют повышенную степень заводской готовности и реализуют преимущества крупноблочного монтажа, что полностью отвечает специфическим условиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока и Севера, в том числе и условиям строительства в районах с повышенной сейсмической активностью. Новизна конструктивных форм защищена рядом авторских свидетельств, патентами РФ на изобретения и полезные модели.

В качестве основных несущих элементов ребристых конструкций принято два продольных клеедощатых или клеефанерных ребра (рис.3). Для основных ребер могут быть использованы другие конструкции, например, деревометаллические балки со стенкой из стальных профилированных листов, сквозные элементы и т.п.

Обшивку целесообразно выполнять из листов водостойкой фанеры или аналогичных материалов толщиной не менее 8мм и приклеивать её к ребрам каркаса. В этом случае обшивка в наибольшей мере вовлекается в общую пространственную работу плиты, образуя совместно с ребрами П-образное или в виде двойного Т поперечное сечение. Включение обшивки в работу позволяет существенно увеличить моменты инерции и сопротивления попе-

еиэ-д

г

1 I 1 1 1 1 А А А ¡1 ! ПИ 8! » II 1 1 » 1 1 И 1 1 (I 1 ' И 1 1 к |

1» т» -га 710 га

еюртм® шоап

м

/к

М-8

"\Г

3

магкммм)

Рис. 3. Плита с клеедощатыми рёбрами: I - основные р€бра; 2 - поперечные р4бра; 3 - фанерная обшивка; 4 - диафрагмы; 5 - обрамляющие р£бра.

речных сечений ребристых конструкций, что и приводит к экономии материала, В главе дан алгоритм определения приведенных геометрических характеристик поперечного сечения в зависимости от конструктивного решения. Альтернативным решением является использование, взамен фанерных, обшивок из брусков малых сечений (40x40мм, 50x40мм) или из узких реек (6 < 100мм), склеенных по кромкам между собой и с каркасом плит. Дощатые обшивки могут быть продольными (что предпочтительнее) или двухслойными перекрестными из реек, расположенных под углом 45° к основным ребрам и склеенных с ними и друг с другом. Обшивку плит можно выполнять из плоских асбестоцементных листов. Асбестоцемент является более дешевым и огнестойким материалом по сравнению с фанерой, но в этом случае, как правило, исключается возможность включения обшивки в общую работу конструкции. Представляется интересным применение в качестве обшивок ориентированных стружечных плит (ОЭВ) и плит из клееного шпона (ЬВЬ), а также других аналогичных материалов.

Для обеспечения прочности, жесткости и устойчивости фанерных обшивок в крупноразмерных плитах и панелях с двумя основными ребрами предусмотрены вспомогательные элементы, которые расположены в местах стыкования фанеры по длине и ширине, а также, при необходимости, в середине пролета отдельных листов. Неизменяемость формы поперечного сечения плит обеспечена с помощью диафрагм, запроектированными клее-дощатыми, клеефанерными или сквозными (в зависимости от конструкции основных ребер).

Кроме того, в целях повышения долговечности и эксплуатационной надежности плит покрытий и панелей стен основные несущие ребра расположены вне толщи утеплителя, открыто, что делает их доступными для осмотра и способствует быстрому проветриванию в случае увлажнения. Утепление совмещенных ребристых конструкций целесообразно выполнять с применением эффективных негорючих плитных или заливочных пенопла-стов. В последнем случае автор предлагает ограждающую часть плит конструировать в виде замкнутого короба, который образуют обшивка и обрамляющие элементы. Пароизоляция может быть выполнена как пленочной, так и окрасочной. В безпустотных ограждениях соединение утеплителя с обшивкой и мягкой кровлей из слоя стеклоткани и слоя рулонного гидроизоляционного материала достигается при вспенивании заливочных пенопластов в полости конструкции. Сопряжения элементов плит и панелей выполнены с использованием зубчатых соединений, соединений на вклеенных стержнях, с применением металлических или стекло пластиковых крепежных элементов.

Для увеличения эффективности включения обшивки в общую работу конструкции разработана плита, в которой в средней части поперечного сечения фанерная обшивка заменена на дощатый настил, выполненный из короткомерных низкосортных досок. В зоне основных продольных ребер обшивка имеет два слоя, причем стыки фанеры расположены «в разбежку», что позволило отказаться от использования стыковых накладок. Этот конструктивный прием обеспечил повышение несущей способности и жесткости

конструкции на 12... 16% по сравнению с аналогом на рис.3 без какого-либо увеличения расхода древесины и фанеры.

Приведены показатели расхода основных материалов на разработанные конструкции, подтверждающие их эффективность по сравнению с аналогами.

Обоснована целесообразность использования ребристых панелей в стенах малоэтажных зданий. Поставленные вертикально и скрепленные друг' с другом панели образуют стены высотой в один или два этажа, при этом, панели располагаются ребрами наружу в жилых зданиях и ребрами внутрь в производственных. Оконные, дверные и другие необходимые проемы предусматриваются в нерядовых панелях. Предлагаемая конструкция стены с клеедощатой обшивкой обладает рядом достоинств, таких как: стопроцентная заводская готовность с внутренней отделкой; транспортабельность и неповреждаемость при перевозке; возможность изменять термозащитные качества не изменяя конструкцию каркаса панелей; допускает возведение стен на закругленном плане; не имеет осадок, свойственных брусчатым стенам; в перекрытиях и утепленных покрытиях использованы аналогичные по конструкции плиты.

Особенностью клеедощатой обшивки, выполненной из склеенных между собой брусков поперечным сечением не более 45x45мм, является то, что она изготавливается в ряде случаев с предварительным напряжением, что препятствует образованию усушечных трещин, повышает эксплуатационную надежность и эстетические качества стеновой панели в целом.

Показана целесообразность использования совмещенных ребристых конструкций в качестве базовых элементов пластинчато-стержневых комбинированных систем. Лично автором или при его непосредственном участии разработаны новые конструктивные формы шпренгельных плит, блочных ферм, плит с размерами «на комнату», сводчатые и шатровые конструкции.

В заключительной части главы обоснована целесообразность использования ребристых плит в пролетных строениях мостов на примере новых решений. Определена область применения разработанных конструкций.

Четвертая глава посвящена исследованию и анализу напряженно-деформированного состояния малоэтажных объектов из совмещенных ребристых конструкций. Целью исследований являлось изучение НДС предложенных конструкций и их элементов с учетом пространственной работы в составе здания или сооружения в зависимости от конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статихо-геометрических параметров и технологических несовершенств, а также формирование предпосылок для разработки методик расчета ребристых изгабаемых плит и сжато-изгабаемых панелей с обшивками, включенными в общую работу конструкции.

Отмечается, что напряженно-деформированное состояние разработанных ребристых плит и панелей, работающих в составе пространственной системы здания или в качестве верхнего пояса пластинчато-стержневого блока покрытия, необходимо изучать с использованием принципа многоуровневой декомпозиции с учетом действия горизонтальных сил, податливости соединений и длительных модулей деформативности древесины и фане-

а.

ры. При этом, на первом этапе расчета плиты и панели, входящие в состав здания, могут быть заданы в виде приведенных ортотропных пластин прямоугольного поперечного сечения. Предложенная методика определения жесткостных характеристик таких пластин заключается в следующем.

Полагая, что плита или панель изготовлены в виде перекрестной системы ребер с односторонней или двухсторонней обшивкой, число ребер т1р! , тор2 в каждом из ортогональных направлений должно быть не менее двух, т.е. тор1 2, тор2 £ 2. Поперечное сечение конструкции показано на рис.4.

Пусть высота ор-тотропной пластинки, которой аппроксимируется Рис.4. Варианты сечений плит и панелей панель, равна полной высо-

те ребристой панели. При односторонней обшивке - = Л + 8$ , при двухсторонней обшивке - к„р = А + 28ф.

Величины приведенных моментов инерции поперечного (1-1) и продольного (2-2) сечений соответственно определим как: - односторонняя обшивка:

—-+ Ь. •/»• у.--

12 ' 2

'к* и и ( Н

Т? 'Ф 1 р

- двухсторонняя обшивка:

Ь, - И'

=тоР,

12

+ 2-

Еа

Ь,

А ?

'^гф 'дф'

ь+з,

(!) (2)

(3)

(4)

Приведенные модули упругости материала принятой ортотропной пластинки в направлениях х, у определяем из соотношений:

Р -к3 Р • 7

^ 1пр "у ... »

12

Таким образом,

К

12Еи-1„ Ь, -Ы

р л,1 р .]

С2*р "гр _ С1д

12

а„

12Е,д-1г а. -К.

(5)

(6)

Приведенный модуль сдвига 012пр в ортогональных направлениях определим из следующих соображений. Будем полагать, что поперечные 1-1 и продольные 2-2 сечения плиты или панели состоят из прямоугольников. Согласно теории Сен-Венана момент инерции ¡-го прямоугольника при свободном кручении равен:

• (7)

• Жесткости при кручении панели для сечений 1-1, 2-2 будут равны: 1 - односторонняя обшивка:

с,2 -1:,

'/Л

и;

(V к;

V

■Я

(8)

где: {}

- двухсторонняя обшивка:

_ 1

га 3

(9)

После преобразований и приравнивания жесткости при кручении исходных сечений 1-1, 2-2 и приведенных прямоугольных сечений пластинки получим:

Приведенный коэффициент Пуассона для аппроксимирующей орто-тропной пластинки определяем, объединяя соответствующие характеристики материалов древесины и фанеры:

у .л +у -Ж

■ Ш 16 >2ф ™Чф

А> + ^¡ф

(П)

Величину Унпр находим согласно принятой модели орготропной плас-

(12)

тинки: Е1пр -у21пр =Е2ч, -У11пр . Тогда:

Е V

. ^Зяр г Чпр

^ 1пр

где Е1пр, Ез„р - величины, заданные соотношениями (6).

Погонные изгибные жесткости приведенной ортотропной пластинки, аппроксимирующей заданную панель равны:

Г) __~/у "у_ п —

У

(13)

Крутильная погонная жесткость равна: Д. =

(14)

На второй стадии из конструкции вычленяется плита или панель, рассчитываемая при более густой сетке конечных элементов. Уточненному моделированию здесь могут подлежать и второстепенные элементы (ребра обрамления, диафрашы и т.п.). На третьей стадии решается задача устойчивости наиболее напряженного отсека обшивки плиты, заключенного между основными и вспомогательными поперечными или продольными ребрами.

В результате проведенных численных исследований выявлено, что для учета работы совмещенных конструкций в составе пространственной системы здания значение расчетного сопротивления материала следует снижать на коэффициент ущ , который зависит от общей длины здания и от ветрового района строительства и принимается равным: 0,9 - при длине здания до 15,0м (строительство в IV - VII ветровых районах); 0,95 - при длине здания до 15,0м (строительство в I - III ветровых районах), а также при длине здания от 15,0 до 30,0м (строительство в IV - VII ветровых районах) В других случаях коэффициент}'^ равен 1.

Степень неравномерности распределения нормальных напряжений по ширине обшивки, определенная при помощи коэффициента приведения ко(1 зависит, в основном, от шага основных ребер и толщины обшивки, причем увеличение шага ребер с 750мм (min) до 3000мм (max) приводит к уменьшению коэффициента к0в на 35...40%, а значение толщины обшивки с 8мм до 20мм обеспечивает узелетение kof¡ на 14... 15%.

Поперечные вспомогательные ребра, непроклей в швах соединения обшивки с ребрами до 30%, отклонение опор murr «на пролет» от горизонтали до 14мм, не оказывают влияния на величину коэффициента приведения обшивки, причем эта величина не меняется по длине плиты или панели.

Продольные вспомогательные ребра частично включаются в общую работу конструкции, что необходимо учитывать коэффициентом приведения вспомогательных ребер kv> который также зависит от шага основных ребер и толщины обшивки и находится в интервале от 0,25 до 0,68. Увеличить степень включения обшивки и продольных вспомогательных ребер в общую pa6oiy конструкции возможно за счет применения наклонных диафрагм, которые позволяют увеличить коэффициенты кы, и квр в 2,1 и 3,3 раза в опорном сечении и в 1,6 и 2,3 раза в пролетных сечениях соответственно.

Для различных типов конструкций степень участия обшивки и продольных вспомогательных ребер в общей работе плиты или панели должна определяться с учетом их пространственной работы в составе здания иди сооружения, фактических значений анизотропии материала, продольных сжимающих сил и соотношения шага основных ребер к пролету при помощи введения в расчет корректировочных коэффициентов , кЕ , kt , k¡ , которые, по результатам расчетов, молено определять по формулам:

(15)

(16)

где Ve - отношение модулей упругости рассматриваемого случая и базового варианта (иц~1,5)\

к, . ОТ)

где N - расчетное продольное усилие, кН; М - расчетный изгибающий момент, кНм; с- 1м - коэффициент на единицы измерения;

k¡ =1,2-0,4-1— , (18)

V

где аор - шаг основных ребер, L - длина конструкции.

Кроме этого, проведенные исследования позволили установить следующие факты: отклонение опор плит «на пролет» от горизонтали не окажет существенного влияния на НДС конструкции при ограничении этого параметра величиной 14мм; для обеспечения устойчивости сжатой обшивки до достижения конструкцией предельного состояния необходимо принимать отношение пролета обшивки к её толщине не более 85.

В пятой главе изложены пути совершенствования методик расчета совмещенных ребристых изгибаемых штат и сжато-изгибаемых панелей, в том числе с учетом ползучести. Приведены алгоритмы их расчета по «балочной» схеме и при аппроксимации панелей ортотропной пластинкой.

При расчете по «балочной» схеме степень участия обшивки и вспомогательных ребер в общей работе конструкции необходимо определять с учетом корректировочных коэффициентов, определяемых по формулам (15-18). Приведена методика расчета трапециевидных в плане плит, особенностью которой является определение местоположения опасного сечения с учетом линейно переменного шага основных ребер по длине плит. В этом случае коэффициент приведения фанерной обшивки зависит от координаты рассматриваемого сечения х и определяется по формуле:

kJx) = k/x)-S¡+kl(x)-6^kc(x) , (19)

где к}(х), kj(х), к0(х) - функции, которые находятся в результате квадратичной аппроксимации:

k2(x) = k1ibjx)) = a22 ■b¡(x) + a.l ■bjx) + a20 , k,<x) = k,{bjx)) = c,,2-bux) + airbn(x) + ai0, (20)

K(x) = kjp,(х)) = а„ • b2Jx) + a0l-bjx) + ах , Также особенностью расчета трапециевидных плит является определение деформаций, для нахождения которых автор использует дифференциальное уравнение изгиба балок. Используя методику определенного интеграла, автор разработал алгоритм построения эпюры прогибов.

При расчете нелинейно деформируемых ребристых сжато-изгибаемых панелей по балочной схеме в качестве расчетной модели автор принял схему, соответствующую продольно-поперечному изгибу шарнирно опертой балки.

При Ед -l,v = const, q = const, общее решение по методу начальных параметров дифференциального уравнения продольно-поперечного изгиба стержня имеет вид:

д tip д np

coskx x1 1 ^

K e 2 г.

(21)

где v(x) - функция прогибов сечений; uo - начальный прогиб;

©Q - начальный угол поворота; Q0 = - начальная «балочная» попе-

речнаясила; к= -; F = q,-bH\ Ч = Ч>'Ъ,\

а„ - расчетная дойна панели; Ь„ - ширина панели. Рассмотрены различные граничные условия закрепления концов панели с определением для них расчетных усилий.

При аппроксимации панели ортотропной пластинкой её приведенные жесткостные характеристики в ортогональных направлениях могут быть определены по формулам (1 - 14). По аналогии с приближенным решением при продольно-поперечном изгибе стержня автор строит приближенное решение для ортотропной пластинки при сжатии с изгибом, используя решение для поперечного изгиба:

(22)

Чы,

где w(x,y) -решение задачи поперечного изгиба ортотропной пластинки; qi - заданная сжимающая нагрузка; qh„ - критическое Эйлерово значение сжимающей нагрузки, для определения которого использована как непосредственно формула Эйлера, так и энергетический метод. Величины внутренних усилий при сжатии с изгибом ортотропной пластинки определяются по формулам, аналогичным (22). Решение w(x,y) задачи поперечного изгиба автор получает различными методами. Для приведенной ортотропной пластинки рассмотрено решение дифференциального уравнения изгиба при шарнирном опирании по контуру, цилиндрический изгиб, решение задачи изгиба энергетическим методом при различных условиях закрепления опор.

Дифференциальное уравнение изгиба ортотропной пластинки, аппроксимирующей заданную ребристую панель, имеет вид:

Dr^y+2D3-^- + D^qi , Dj=Di • Vn„p+2DK . (23) ox ox • ay ay

Выражения для изгибающих и крутящего момента, а также поперечных

сил (отнесенных к единичному элементу) можно записать в виде:

f d2w <Э'т?Л гт _ n (, ..

П = -2 Д

ау

дхду

^ дх

V

~3ду ) ' д> ¿У

, 2""ду2 Здх2

(24)

По аналогии со случаем изотропной пластинки решение дифференциального уравнения изгиба (23) для ортотропной пластинки, аппроксимирующей ребристую панель, найдено в виде двойного тригонометрического ряда. Для шарнирно опертой пластинки, нагруженной только равномерной поперечной нагрузкой интенсивностью цу.

уI ±

П т. и,*..

. тлх . пт>

зт-

а. Ь

, mJ „ , 2т3п2 г, , п

(25)

Автор ограничивается в дальнейшем при постановке и решении задач оптимизации панели использованием только первого члена ряда. Тогда:

Щх.у)

л6

. 7К . лу

ли— зт~-ап Ьп

а.' а]-ы к

Максимальный прогиб равен:

к 2

I И|ЛА1 их.\*

(а. I

Л1---

ТР . = -

Д 2Д Д

(26)

(27)

Подставляя (26) в (24), получим выражения для изгибающих и крутящего моментов:

/ ч

Ь1

г, . ЛХ . лу\ 1 а, £>„1 а.

я"

А . Щ Д а1-ы ь:

г> . ЯХ . яу 16 q2 ■ Д -т—

а. о.

I

--ПЛ.

л

Д 20, Д

Ч- + -Г-7т + ~■

а.

а2-Ь2

32ц,

Щх,у) = -

1 лх т>

-сов—С05 —

а. -Ь. а. Ь

Р, , 2Вг , А

(28)

(29)

(30)

Уравнение цилиндрического изгиба панели, аппроксимированной ортотропной пластинкой, имеет вид:

«*М*)_ 41

ск4

А

(31)

1пр

При шарнирном опирании кромок панели МХо =0, тг0 = 0,

= записывая решение (31) по методу начальных параметров, после

преобразований получим:

Л I /7 V1 V* \

(32)

, . а7 [ а а. х' х

дДя 2 б

Используя выражения (24), (32), находим максимальные значения:

ГТ Чт'0'. 7Т У,-а. 5

———=--а,-а

^ «Л.»» 2 ™ ^ '

Для защемленной по нижней кромке панели имеем соответственно:

=0, =0, ИХо -д,

2 4

ДТ - *?2 'ап . 7\ -л Л ■ т -Ъ'ап ш х.тах ~ - > ~ "п > птах ~ 0 п

(33)

8Д

(34)

/ир

Для направления «У» Му та = ^ • У13яр-Илма.

Решая задачу изгиба шарнирно опертой ортотропной пластинки энергетическим методом, принимаем функцию прогибов в виде:

(35)

■ . лх . лх . яу — + а2$1П-— дш —,

а„ ап К

причем предполагается, что <^>0, а2>0.

Определив потенциальную энергию упругой деформации пластинки и изменение потенциала внешних сил, автор находит выражения для внутренних усилий с использованием соотношений (24). В частности,

1пр

п

т

п'

—гШ---а, — хт—

а. а. а, я„

юс

IV

■ ¿Ш— - V

Пар

л лх . т -а-, — яя--ли—

V Ч2 ¿».у

и т.д.

По аналогии рассматривается случай ортотропной пластинки с защемленной нижней гранью, при этом, функцию прогибов автор принимает в виде:

чг(х,у) = а1

х х' + -

24а' 6а1 4а

+ а,

__+

24а'п ба3п + 4а>,

яу

(36)

{ х4 X3 х2 1

Координатная функция <р,(х,у) =(------н--- соответствует

\24ап 6ал 4ал)

«балочному» решению при изгибе. Второй член в выражении (36) позволяет учесть неравномерность распределения прогибов по ширине панели при поперечном изгибе.

Выполняя интегрирование и преобразования, автор получает по аналогии со случаем шарнирно опертой пластинки выражения для внутренних усилий от изгиба пластинки с защемленной нижней гранью. В частности,

гт , . гл ( ( х' X 7 ^ (х2 X

Их(х,у)--0.„ я, —-—- +—г +в, —-—- +—

. пу

X' X' п'.пу

--- +-г - —-5!« --

Ъ„

(37)

24 а\ 6а\ 4а'я\ Ь,

При помощи энергетического метода автор решает задачу определения крит ического значения продольной нагрузки для рассмотренных случаев.

Приведены результаты расчетов ребристых сжато-изогнутых панелей с использованием различных расчетных схем. По результатам сравнения отмечено, что значения максимальных изгибающих моментов в направлении сжатия при расчетах по «балочной» схеме и схеме цилиндрического изгиба панели практически совпадают. Разница в поперечных силах также сравнительно невелика и составляет для случаев шарнирных и защемленных граней соответственно 0,54% и 10,8%. Результаты расчетов по схеме ортотропной пластинки также весьма близки к «балочному» расчету по величинам максимальных изгибающих моментов в направлении сжатия.

В целом, разработанные методики расчета нелинейно деформируемых сжато-изогнутых ребристых панелей на основе сведения их к анизотропным пластинкам показали хорошее совпадение результатов расчета с расчетами по схеме продольно-поперечного изгиба «балочных» моделей панелей. Это позволяет обоснованно использовать «балочные» расчетные модели при расчетах сжато-изогнутых ребристых панелей на прочность и жесткость. С другой стороны, достоверность полученных результатов расчетов позволяет обоснованно применить предложенную инженерную методику расчета панелей на основе сведения их к анизотропной пластинке постоянной толщины в тех случаях, когда при составлении ограничений по прочности и жесткости необходимо учесть работу панели в двух направлениях.

Длительные испытания деревянных и клеефанерных конструкций показали, что их деформации с учетом фактора времени можно определить как:

*,=*,[/ + *(/-е'")] (38)

где и»<- полная деформация в момент времени г, и>0 - первоначальная деформация; к, у- постоянные коэффициенты, зависящие от типа материала или конструкции, определенные экспериментальным путем. Определение постоянных коэффициентов к и 7 достаточно длительный и трудоемкий процесс, особенно если речь идет о временных испытаниях

реальных конструкций. В связи с этим предложен алгоритм учета ползучести при расчете совмещенных ребристых конструкций на действие длительных нагрузок, основанный на исследовании поперечного или продольно-поперечного изгиба балочного элемента с приведенным поперечным сечением, у которого составные элементы имеют различные модули упругости (рис.5), а ¡5

/

. ^ТТТТП 11 l'í III1 Н I И . А__i_i

N X

_2tti_

Рио.5. К расчету совмещенных ребристых конструкций на ползучесть: а - расчетная схема; б - расчетное поперечное сечение

Продольное усилие N и изгибающий момент М определим как:

S Н 4Í

N = 2b,]a'ldz + 2b1 Ja2dz , (39)

s

H*S

M = 2b, j cr, zdz + 2b2 j <s2zdz (40)

-S s

Напряжения а, и a2 в формулах (39), (40) представим выражениями:

<y¡ = E¡s + r¡e ; a2 = E:c + Г:е , (41)

где E¡, E¡ - модули упругости обшивки и ребер соответственно; F¡, -операторы, соответствующие закону ползучести материалов. Считая справедливой гипотезу Кирхгофа - Лява:

еМ-*(*.0^ = • <«>

после интегрирования (39), (40) получим выражения для определения N к М через операторы, включающие в себя F¡ и Г}. Однако, конкретная информация по операторам ползучести для рассматриваемого класса материалов в научно-технической литературе отсутствует, что подтолкнуло arropa к необходимости установить их на основе представления древесных материалов как двухфазной среды, состоящей из волокон и связующего вещества. Тогда, вследствие непроскальзывания волокон и связующего будем иметь:

Cri=Ei£+¿ij£ Г (T2=Ei£+fJ2¿ . (43)

Следовательно: Г, =H¡—r , >

dt al

где ,U/, - коэффициенты вязкости рассматриваемых материалов.

Определяя значения соответствующих операторов с учетом независимости N и М от времени получим уравнение для определения кривизны:

(?„с,2 - с«) а+ + -2са<1„) (¿„г1а-с!;1)я=У,(х). (45) Общее решение уравнения (45) запишем в виде се(х,!) (х)у(1). Тогда, в силу независимости переменных х и ^ из уравнения (45), будем иметь:

У(0 = У,

(46)

ад=л т*)**

(г,-г,) ]

Если г,<0 и г2<0, то из этого выражения следует, что >'(«>) = у, , т.е. со временем кривизна плиты асимптотически приближается к значению:

«Гх.со^ВД . (47)

Используя аналогичные рассуждения, автор получает выражения для определения . Для определения прогиба и осевого перемещения 1;0(х,1') теперь имеем уравнения:

~^!(х)у(1) ; ^л^(х)у(0 . (48)

Интегрируя эти уравнения при граничных условиях ч>(0,1)~у>(Ц)~0 ио(0,1)=0^ получим:

Чх,0=[у21(г)-г1(х)^(0 , и0(х,1) = 7.1(х)у(:) ,

1х ; 21(х) = \^(х)с!х . (49)

о

Применение разработанной методики расчета плит и панелей с учетом ползучести в проектировании сдерживается отсутствием данных о коэффициентах вязкости материалов. Полученные теоретические решения могут быть использованы для определения коэффициентов вязкости фанеры и древесины согласно принятой модели вязко-упругих тел. При наличии данных по прогибам при длительных испытаниях необходимо использовать полученное выше теоретическое решение для функции прогибов. Так как составление уравнений для определения коэффициентов вязкости древесины и фанеры в явном виде в данном случае затруднительно, задача может быть решена численно на основе сравнения теоретических решений и данных эксперимента на заданной сетке значений коэффициентов вязкости.

В шестой главе дан анализ результатов экспериментальных исследований. Целью статических кратковременных и длительных испытаний было подтверждение достоверности результатов проведенных теоретических исследований, обоснованности разработанных методов расчета, а также определение действительной несущей способности и деформативности предлагаемых совмещенных клеефанерных плит и панелей. Экспериментальные исследования плит проведены на клеефанерных конструкциях размером 0,45x3,6м и 0,90x3,6м, выполненных как геометрически подобные натурным конструкциям размером 1,5x12,Ом и 3,0x12,Ом соответственно. Масштаб подобия принят 1:3,33, что было обусловлено соотношением толщин фанерных обшивок натурных плит и опытных образцов (10мм и Змм). Кроме этого, была изготовлена и испытана натурная конструкция плиты размером 1,5x12,Ом (рис.6). Экспериментальные исследования клеефанерных панелей выполнены на натурных конструкциях размером 1,5x3,Ом

(рис.7). Все испытания проведены по методикам, разработанным автором. Для определения сжимающих и изгибных напряжений, действующих в обшивке, нагружение плит и панелей осуществляли нагрузкой, приложенной только к ребрам и нагрузкой, равномерно распределенной по площади обшивки. Панели подвергались испытаниям как на действие поперечной нагрузки, так и на совместное действие поперечной и продольной нагрузки, приложенной к ребрам. При испытаниях опытных конструкций расчетными нагрузками, с целью получения наиболее достоверных результатов, каждое из загружений повторяли по три раза с перерывом между отдельными испытаниями не менее трех суток. Для обработки результатов испытаний определяли модули упругости древесины и фанеры.

Рис.6. Испытания плиты 1,5x12,Ом равномерно Рис.7. Общий вид момента испытания распределенной нагрузкой панели 1,5x3,Ом на сжатие с изгибом

В результате проведенных испытаний получены новые экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии и жесткости совмещенных ребристых плит и панелей, выполненных на основе древесины.

Максимальные прогибы основных ребер плит в середине пролета на-хо пелись в пределах норм Их значения от нормативной нагрузки в плитах 0,45x3,6м и 0,90x3,6м не превышай и 1/550, а в плите 1,5x12м - 1/480 пролета, Расхождения в значениях прогибов в зависимости от схемы приложения нагрузки находились в пределах 5%. При загружении конструкций нагрузкой, равномерно-распределенной по площади плит, относительный прогиб обпшвозс при нормативной нагрузке в центре наиболее напряженных отсеков, измеренный относительно основных ребер, составил в среднем 1/375 пролета обшивки, а при расчетной нагрузке - 1/235 пролета.

В процессе испытаний наблюдалась депланация поперечных сечений плит между диафрагмами. Это явление сопровождалось дополнительным прогибом обшивок. Автор отмечает, что нарастание прогибов обшивки, независимо от схемы загружения, как в плитах меньшего размера, так и в натурной конструкции, происходило пропорционально нагрузке. Этот факт подтверждает то, что при принятом соотношении пролета обшивки к толщине, не превышающем 85, обеспечивается ее устойчивость.

Напряженно-деформированное состояние обшивок под нагрузкой характеризовалось изменениями фибровых деформаций по их ширине. Принимая, что по толщине пластины изгибные напряжения меняются по линейному закону относительно срединной плоскости, по разности напряжений верхней и нижней сторон обшивки выделяли напряжения изгиба и напряжения сжатия. В результате были установлены действительные картины распределения напряжений сжатия по ширине обшивок. Эти картины соответствовали эпюрам, полученным в результате численных исследований плит с различной ориентацией вспомогательных ребер и диафрагм. Расхождения теоретических и экспериментальных данных не превышали 14%.

Проведенные испытания панелей подтвердили достаточную степень прочности и жесткости как их отдельных элементов, так и конструкций в целом. Полученные результаты позволили автору достичь поставленной цели и решить ряд практически важных задач анализа поведения сжато-изогнутых панелей при кратковременных и длительных нагрузках. В результате анализа работы обшивки под действием возрастающих нагрузок определены фактические величины коэффициентов приведения обшивки, которые составили: при работе панели на изгиб - ^„6=0,33, при совместном действии сжатия с изгибом - ¿„6=0.25. Значения этих коэффициентов, определенные по аппроксимационным формулам, выведенным автором, с учетом корректировочных коэффициентов были ¡.соответственно равны 0,37 и 0,27. Разница между теоретическими и экспериментальными данными составила 11%. Этот факт говорит об адекватной применимости предложенной методики расчета сжато-изгибаемых панелей.

После раз1рузки стеновой панели, испытанной до расчетных на1рузок, и выдержки её в течении 10 суток были начаты длительные испытания. Наиболее интенсивное нарастание прогиба основных ребер в середине пролета наблюдалось в первые 30 суток, а в последние 60 суток испытаний значение его практически не изменялось. Максимальный прогиб в середине пролета за период наблюдений составил 9,1мм или 1/323 пролета, таким образом, он возрос по сравнению с кратковременным в 1,38 раза. Характер изменения во времени других деформаций наиболее характерных точек панели был идентичен характеру изменения упомянутого прогиба.

Аппроксимация полученных графиков при помощи выражения (38) позволила автору получить формулу для определения прогибов сжато-изгибаемых клеефанерных панелей в любой расчетный период эксплуатации: ».«».[Я-О,(50)

Формула (50) и экспериментальные данные дают расхождения по длине построенного графика не более 6%, что можно считать вполне приемлемым для выполнения практических расчетов разработанных панелей с учетом ползучести.

Опытная конструкция была выдержана под расчетной нагрузкой г/=4,25кН/мг и Л^=106кН в течение 90 суток. За время наблюдений каких-либо признаков разрушений элементов и соединений панели не обнаружено.

В целом, характеристики деформативности конструкции не превысили предельно допустимых значений, что подтверждает ее надежность при воздействии длительно действующих нагрузок.

Оптимизации параметров совмещенных ребристых конструкций посвящена седьмая глава. При исследовании ребристых изгибаемых элементов эа базовый вариант принята конструкцич плиты с размерами в гшане 1,5x12,Ом. За базовый вариант сжато-изгибаемой конструкции принята панель с размером в плане 3,0x6,Ом. Задача оптимизации ребристых шит и панелей на основе древесины и древесных материалов ставится как задача нелинейного математического программирования. В качестве критерия оптимальности конструкции принят минимум затрат на основные материалы (древесина, фанера) в расчете на 1мг перекрываемой площади, при этом, в целевой функции учитываются условные затраты:

С V +С. ■V

, (51)

/„ •оа ,

где /(X) - целевая функция; Х- вектор переменных; Удр, Уф - объемы

древесины и фанеры в изготовленной плите; 1п,Ь„- пролет и ширина плиты соответственно; Сдр, Сф - «весовые» коэффициенты древесины и фанеры, зависящие от цен на эти материалы в регионе и от норм отходов на заводе - изготовителе.

Выбор целевой функции в виде (51) позволяет решать как глобальную задачу поиска наиболее экономичной плиты во всем номенклатурном ряде, так и локальные задачи поиска наилучших вариантов плит при каких-то заданных параметрах, например: ширина плиты, количество основных ребер, уклон верхней грани и т.д. Варьированием весовых коэффициентов Сдр и Сф можно учесть сложившееся соотношение цен в рассматриваемом регионе на различные материалы, а также величину нормируемых отходов. При решении поставленной задачи оптимизации использовался метод подвижного внешнего штрафа. Идея метода подвижного внешнего штрафа заключается в комбинированном регулировании штрафов путем штрафных коэффициентов и уровней штрафования.

В рассматриваемой задаче оптимизации изгибаемых плит варьируемые параметры целесообразно разделить на два уровня, при этом, к первому уровню отнести параметры, определяющие размеры поперечных сечений элементов плиты, а ко второму уровню - дискретный целочисленный параметр, определяющий число основных ребер (2, 3, 4), и параметр ширины плиты, который может меняться непрерывно, но, в силу требований модульности, также примет дискретные значения (1,0м; 1,2м; 1,5м; 1,8м; 2,0м; 3,0м). Такое разделение переменных обеспечивает возможность формирования поверхности отклика и удобство представления графического материала. Решение задач оптимизации проведено для плит из клееной древесины, пролеты которых находятся в интервале 9,0... 24,0м.

Двухуровневый алгоритм оптимизации плиты можно определит!, следующим выражением:

min f(X) = minx<2)(min f(X'",X'21), X eGx, (52)

где [(X) - целевая функция; X(l> - вектор переменных первого уровня;

- вектор переменных второго уровня; - фиксированный вектор

переменных второго уровня; Gy- допустимая область поиска.

С учетом введенных обозначений автор приводит общий вид целевой функции:

cix^ix, ¡y—j

•п'ла 'А

Ограничения формируемой задачи оптимизации образуют допустимую область поиска Gy и включают;

- ограничения, сформированные на основе условий по прочности, устойчивости и деформативности как отдельных элементов плиты, так и самой плиты в целом;

- конструктивные и параметрические ограничения, вытекающие из существующего сортамента пиломатериалов и опыта проектирования.

Система ограничений принята на основе требований нормативных документов с необходимыми уточнениями. Для выполнения поисковых процедур рационально ограничения приводить к следующему виду:

Ä/(Z)=f/J)-H0j=/,...,m, (54)

где т - общее число ограничений.

Одной из отличительных особенностей задачи оптимизации сжато-изгибаемых панелей в сравнении с изгибаемыми ребристыми плитами является то, что в ней варьируется четыре, а не два топологических параметра, к которым относятся количество основных и поперечных ребер, дайна и ширина панели. Такое увеличение обосновано конструктивным решением панелей и областью применения сжато-изгибаемых элементов, например, в качестве верхних поясов пластинчато-стержневых конструкций. Для удобства формирования поверхности отклика и представления графического материала варьируемые топологические параметры разбиты на два верхних уровня и задача оптимизации сжато-изогнутых панелей поставлена как трехуровневая. Решение задач оптимизации приводится для панелей из клееной древесины пролетом от 3,0м до 6,0м. Разработанный и программно реализованный алгоритм оптимизации соответствует следующей трехуровневой системе:

minf(X) = minxm [minx<3){mmxa, f{x(l) J<2>Х(3>), XeGf,Y)], (55)

где

Х™-

fjr "i г^r л переменные первого

X(2)A JL X(3)=\ 4- третьего уровней \X*\ l^äJ соответственно.

Приведены основные результаты решения задач оптимизации изгибаемых плит и сжато-изгибаемых панелей. В большинстве результатов решения оптимизационных задач ширина изгибаемой плиты, соответствующая минимуму целевой функции, превышает Зм и увеличивается с увеличением числа основных ребер. Даже при двух основных ребрах (рис.8) экстремум функции

ца

0.18

о.»

о.в 0.08

/ м'/м' _1,. 12 п. 2 рйра

V

\

\ Л*

СГ Е

1 1

2

Ь.,м

0.30 0.25 0.20 0.15 О.В 0.05

/.м'/м' 2 ребро

1

ею

м

— —

6 9 12 15 18 21 24 27

1..М

Рис. 8. Оптимальные проекты для плит с двумя основными ребрами при варьировании ширины плиты и параметров первого уровня

Рис. 9. Результаты оптимизации плит при двух основных ребрах

соответствует достаточно большому значению ширины плиты (5,0м). В том случае, когда на ширину плиты по условиям изготовления или транспортировки наложено ограничение Ь^йЗм, оптимальные проекты несколько отклоняются (но не намного) от глобальных экстремумов. Например, для пролета 9м это отклонение составляет 2,7%, а для пролета 12м оно будет равно 5,0%. На рис.9 приведены результаты оптимизации для плит с двумя ребрами при варьировании ширины в унифицированных пределах.

Анализируя кривые, приведенные на рис.10, автор приходит х выводу, что при ширине плит, не превосходящей Зм, наиболее рациональны плиты с двумя основными ребрами. Выявлено, что плиты с продольными вспомогательными ребрами предпочтительнее (по расходу материалов) плит с поперечными вспомогательными ребрами как в случае применения основных ребер постоянной высоты, так и в случае двускатных ребер.

/ м'/м'

.У

И Лрй у /

.И У

* г ¡¡евро

117, М

0.5 335 0,1 ЦБ 0.1 0,3!

И ефо \ г У ^ с

Зре&ро У' .» Г У

у< ■ревра

Рис. 10. Результаты оптимизации при варьировании параметров первого и второго уровней: а - для плит шириной 1,5 м; б - для плит шириной 3,0 м

Однако, экономия материала сравнительно невелика и составляет, в среднем, 3%. Варьирование уклоном верхней грани основных ребер позволя ет экономить, в среднем, 13-15% материала для плит всех рассматриваемых типов. Особенно большой выигрыш (до 20-22%) получен для плит больших пролетов при обоих типах ориентации вспомогательных ребер. Для пролета 6м введение параметра уклона в обоих случаях значение целевой функции не уменьшило.

Результаты расчетов свидетельствуют о том, что оптимальная ширина основных ребер стремится к минимуму и, как правило, принимается из условия конструктивного ограничения. С увеличением пролета оптимальное значение целевой функции удельных затрат древесины возрастает, причем зависимость эта близка к линейной. Этот факт объясняется тем, что в качестве основных ребер в плитах применены плоские сплошные балки, эффективность применения которых снижается с увеличением пролета.

Постановка и решение оптимизационных задач для изгибаемых шит позволили выявить резервы экономии материала, заложенные в предложенных вариантах конструктивной формы. Экономия материала в оптимальных проектах может быть весьма существенной. Например, в рассмотренном базовом варианте плиты пролетом 12м при варьировании всех параметров первого и второго уровней экономия составила 28,5%. Однако, оптимальный параметр ширины плиты составил при этом 5,0м, что вряд ли приемлемо при изготовлении и транспортировке плит. При ограничения ширины плиты до 3,0м экономия материала составит 24,9%.

В таблицах 1, 2 представлены результаты решений глобальных задач оптимизации сжато-изгибаемых панелей с использованием различных расчетных моделей. Анализируя результаты вычислений, приведенных в таблицах, можно отметить следующее. В случае фанерной обшивки наиболее экономичной является панель с размерами: ап = Зм, Ьп -2,5м. При этом, параметры ширины сечения основных ребер и толщины обшивки выходят

Таблица 1

Результаты решения глобальной задачи оптимизация панелей. Фанерная обшивка. «Балочная» расчетная модель

Оптимальные Шарнирио Защемленная

параметры опертая панель панель

Ширина основных ребер, (м) 0,034 0,034

Высота основных ребер, (м) 0,0855 0,2027

Толщина обшивки, (м) 0,008 0,008

Ширина вспомогательных, ребер, (м) 0,034 0,034

Количество основных ребер 2 2

Количество вспомогательных ребер 2 2

Длина панели, (м) 3,0 3,0

Ширина панели, (м) 2,5 2.5

((X) 0,02682 0,03617

Таблица 2

Результаты решения глобальной задачи оптимизации панелей. Фанерная обшивка. Расчетная модель цилиндрического изгиба.

Огшшальпыг Шарнирно Защемленная

параметры опертая панель панель

Ширина основных ребер, (м) 0,034 0,034

Высота основных ребер, (м) 0,08421 0,1797

Толщина обшивки, (м) 0,008 0,008

Ширина вспомогательных ребер, (м) 0,034 0,034

Количество основных ребер 2 2

Количество вспомогательных ребер 2 2

Длина панели, (м) 3,0 3,0

Ширина панели, (м) 2,5 2,5

№ 0,02672 0,03433

на нижшою границу. Оптимальным количеством ребер наиболее экономичной панели является два ребра. Соотношение высоты и ширины основного ребра защемленной панели в оптимальном проекте также выходит на границу конструктивного ограничения. Результаты расчетов с использованием «балочной» расчетной модели и модели цилиндрического изгиба для шариирно-спертой панели практически совпадают.

На основе анализа полученных результатов выработаны основные принципы проектирования совмещенных ребристых конструкций из клееной древесины.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проведенные теоретические, экспериментальные и оптимизационные исследования малоэтажных зданий и сооружений из совмещенных ребристых конструкций иа основе древесины позволяют сделать следующие основные выводы.

1. Сформулированные автором основные положения концепции создания объектов малоэтажного строительства показывают целесообразность разработки полносборных зданий и сооружений из унифицированных по технологическим качествам совмещенных ребристых плит и панелей на основе древесины, за счет чего может быть достигнут высокий уровень экономии материала, снижения трудозатрат и себестоимости при минимальных капитальных вложениях.

2. Предложенные новые технические решения полносборных малоэтажных жилых домов и производственных зданий, пластинчато-стержневых конструкций и совмещенных ребристых плит и панелей на основе древесины, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока и Севера, обеспечивают снижение расхода основных матерна-

лов до 35%, сокращение трудоемкости монтажа на 35...40%, высокую степень долговечности и живучести в сравнении с традиционными плоскостными конструкциями и известными аналогами, что обусловливает эффективность их применения в строительной практике, в том числе в сейсмически активных районах и в районах со сложными грунтовыми условиями.

3. Анализ напряженно-деформированного состояния совмещенных ребристых конструкций, работающих в составе пространственной системы здания, выполненный на базе проведенных численных исследований, позволил установить степень влияния различных факторов на их НДС, которую необходимо учитывать в инженерных расчетах:

- для учета работы совмещенных конструкций в составе пространственной системы здания значение расчетного сопротивления материала следует снижать на коэффициент у^,, который зависит от общей длины здания и от ветрового района строительства и находится в интервале от 0,9 до 1,0;

- степень неравномерности распределения нормальных напряжений по ширине обшивки, определенная при помощи коэффициента приведения ko6, зависит, в основном, от шага основных ребер и толщины обшивки, причем увеличение шага ребер с 750мм (min) до 3000мм (тах) приводит к уменьшению коэффициента к0б на 35...40%, а значения толщины обшивки с 8мм до 20мм обеспечивает увеличение к^ на 14... 15%;

-поперечные вспомогательные ребра,непроклей в швах соединения обшивки с основными ребрами до 30%, отклонение опор плит «на пролет» от горизонтали до 14мм не оказывают влияния на величину коэффициента приведения обшивки, причем значение этого коэффициента не меняется по длине плиты или панели;

- продольное расположение вспомогательных ребер позволяет частично включить их в общую работу конструкции, что учитывается коэффициентом приведения вспомогательных ребер kv, который также зависит от шага основных ребер и толщины обшивки и находится в интервале от 0,25 до 0,68;

- применение наклонных диафрагм в совмещенных плитах обеспечивает увеличение степени включения обшивки и продольных вспомогательных ребер в общую работу конструкции в 2,1 и 3,3 раза в опорном сечении и в 1,6 и 2,3 раза в пролетных сечениях соответственно;

- для различных типов конструкций степень участия обшивки и продольных вспомогательных ребер в общей работе плиты или панели должна определяться с учетом их пространственной работы в составе здания или сооружения, фактических значений анизотропии материала, продольных сжимающих сил и соотношения шага основных ребер к пролету при помощи введения в расчет корректировочных коэффициентов kv, kg, ке, к/.

4. Для обеспечения устойчивости сжатой обшивки до достижения конструкцией предельного состояния необходимо принимать отношение пролета обшивки к её толщине не более 85.

5. Разработанные методики и алгоритмы расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно деформируемых сжато-изогнутых панелей позволяют выполнить адекватную оценку их фактического напряженно-деформирован-

ного состояния, в том числе с учетом ползучести. Использование «балочной» расчетной схемы позволяет учесть степень участия каждого элемента в общей работе конструкции и легко выявить наиболее нагруженные места как в случае прямоугольных, так и в случаях трапециевидных в плане плит. Методику расчета панелей на основе сведения их к анизотропной пластинке необходимо применять, когда при составлении ограничений по прочности и жесткости необходимо учесть работу панели в двух направлениях. Предложенный на основе линейной модели вязко-упругого тела алгоритм учета ползучести при расчете совмещенных ребристых конструкций на действие длительных нагрузок позволяет прогнозировать ее напряженно деформированное состояние во времени при известных коэффициентах вязкости материалов ребер и обшивок.

6. Комплексными экспериментальными исследованиями плит и панелей, охватывающими стадии работы при кратковременных и длительных нагрузках, подтверждены основные положения разработанных методов расчета, достоверность результатов численных исследований и установленных закономерностей. Расхождения экспериментальных и теоретических данных по перемещениям и напряжениям не превышают 9% и 14% соответственно. При изготовлении опытных конструкций отработаны технологические аспекты и подтверждена легкость их сборки.

7. Впервые на основе предложенных методик расчета разработаны структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации ребристых конструкций с учетом критерия оптимизации в виде минимума условных затрат на основные материалы, которые позволяют:

- решать как глобальные задачи поиска наиболее экономичной конструкции во всем номенклатурном ряде, так и локальные задачи поиска наилучших вариантов плит и панелей при определенных заданных параметрах;

- учитывать сложившееся соотношение цен в рассматриваемом регионе на различные материалы, а также величины нормируемых отходов;

- применять многоуровневую схему разделения варьируемых параметра и в зависимости от их количества и поставленных задач;

- использовать различные разработанные методики расчета, для чего написаны программные модули вычисления целевых и ограничительных функций для плит и панелей с различными конструктивными особенностями;

- включать экспериментально-теоретический этап при постановке и формировании задач оптимизации.

8. Постановка и решение оптимизационных задач для совмещенных ребристых конструкций на основе древесины позволила выявить резервы, заложенные в предложенных вариантах конструктивной формы. Экономия материалов в оптимальных проектах может достичь величины 25% при выполнении всех конструктивных и расчетных ограничений. На основе анализа полученных результатов выработаны основные принципы проектирования совмещенных ребристых конструкций из клееной древесины.

9. Выполненный сравнительный анализ и результаты внедрения разработанных конструкций в практику проектирования малоэтажных зданий и

сооружений на основе древесины свидетельствуют о технико-экономической целесообразности применения разработанных конструктивных форм. Экономический эффект в ценах 2007 года составляет 660 руб/м? при стоимости 1 м2 площади дома или здания «под ключ» не более 10 тыс. рублей. При успешной реализации только одного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России», когда ввод жилья составит 140 млн.м5 в год, строительство малоэтажных домов из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, при объеме 50% ог общего ввода, обеспечит годовой экономический эффект в размере 42 млрд.рублей или 4,2 млн.м2 дополнительной жилой площади. С этой позиции, потенциальный вклад результатов диссертационной работы в выполнение этой весьма важной для нашей страны экономической задачи и актуален, и значителен.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Дмитриев, П.А. Индустриальные пространственные конструкции покрытий гражданских зданий / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, В.М. Савой-ский, Ю.Д. Стрижаков, С.И. Цибилев // Механическая обработка древесины. - М„ 1983,- №10.- С.11- 12.

2. Дмитриев, П.А. Индустриальные пространственные деревянные конструкции / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, А.Г. Кондаков, Ю.Д. Стрижаков // Древесина в строительных конструкциях. - ЧССР, Братислава. - 1984. - С. 352-367.

3. Жаданов, В.И. Опыт изготовления хлеефанерных плит с длиной на пролет / В.И. Жаданов, В.М, Савойский, Ю.Д. Стрижаков // Пространственные конструкции в Красноярском крае. - Красноярск, 1985. - С.172 -179.

4. Дмитриев, П. А. Пространственные индустриальные конструкции для покрытий зданий / ПА Дмитриев, В.И, Жаданов, И.С. Инжутов, Ю.Д. Стрижаков // Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1989. - №2. -С. 23 -27.

5. Жаданов, В.И. Результаты испытаний клеефанерной гшиты размером 1,5 х 12 м. / В.И. Жаданов // Известия вузов. Строительство. - 1994. -№7-8. -С. 119-121.

6. Жаданов, В.И. Оценка напряженно-деформированного состояния крупноразмерных плит численными методами / В.И. Жаданов D Вестник ОГУ. - 2002. - № 5. - С. 179 - 182.

7. Жаданов, В.И. Экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния крупноразмерных клеефанерных гошг при поперечном изгибе / В.И. Жаданов // Известия вузов. Строительстве.,-2003,- №4. -С. 108-112.

8. Дмитриев, П.А. Крупноразмерные плиты на основе древесины для покрытий зданий / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, // Известия вузов. Строительство. - 2003. - №6. - С. 4 -10.

9. Жаданов, В.И. Пути повышения эффективности применения крупноразмерных плит на основе древесины в покрытиях зданий I В.И. Жаданов

//Вестник БелГТАСМ. - 2003. - № 5. - С. 345 - 348.

10. Жаданов, В.И. Экспериментально-теоретические исследования крупноразмерных клеефанерных плит с учетом их конструктивных особенностей / В.И. Жаданов // Труды XXIV Российской школы «Наука и технология». Том 1. -М. - 2004. -С. 152 - 163.

11 Бучель, К.В. Изучение напряженно-деформированного состояния пространственного структурного деревомсталлического блока покрытия / К.В. Бучель, С.В. Деордиев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов // Известия вузов. Строительство. - 2004. - №8. - С. 12 - 16.

12. Ажермачев, А.В. Выявление оптимальных параметров крупноразмерных ребристых плит на основе древесины. Сообщение 1 / А.В. Ажермачев, Г.И. Гребешок, В.И. Жаданов, Е.В. Яньков // Известия вузов. Строительство. - 2004. - №9. - С. 4 - 10.

13. Zadanov V.I Zespolone plyty zebrowe duzych rozpietosci / V.I. Zada-nov // Drcwno I materially drewnopochodne w konstmkcjach budowlanych. -Siczeoin. - 2004. S. 281 - 288.

14. Жадаиов, В.И. Исследования напряженно-деформированного состоят« опорной зоны комбинированного блока пологого свода / В.И. Жаданов, И С. Инжутов, М. А. Колесникова // Вестник ОГУ. - 2004. - № 1. - С. 158-160.

15. Дмитриев, Г1.А. Новые конструктивные решения крупноразмерных плит но основе древесины / П.А. Дмитриев, Г.И. Гребешок, В.И. Жаданов, С.В. Калинин, Е.В. Баев //Вестник ОГУ.-2004,-№2.-С. 177-181.

16. Гребешок, Г.И. Оптимизация параметров большепролетных ребристых плит на основе древесины / Г.И. Гребешок, В.И. Жаданов, Е.В. Яньков, А.В. Ажермачев // Проблемы оптимального проектирования сооружений. - Новосибирск. - НГАСУ. - 2005. - С. 110 - 119.

17. Жаданов, В.И. Крупноразмерные ребристые плиты на основе древесины доя пролетных строений мостов / В.И. Жаданов // Современные строительные конструкции из металла и древесины, часть 1. Одесса. - 2005. — С. 94-98.

18. Жаданов, В.И. Способы повышения эффективности крупноразмерных плит с деревянной обшивкой / В.И. Жаданов, А.Ф. Рожков, С.В. Деордиев // Вестник ОГУ. - 2005. -№10. Том 2. - С. 143 - 146.

19. Жаданов, В.И. Совмещенные ребристые плиты и панели на основе древесины для быстровозводимых зданий и сооружений / В.И. Жаданов, С.В. Калинин, Е.В. Тисевич // Современные строительные конструкции из металла и древесины. - Одесса. - 2006. - С. 79 - 84.

20. Жадгнов, В.И. Оптимизация конструкций совмещенных ребристых клеефанерных шит / В.И. Жаданов // Современные строительные конструкции из металла и древесины. - Одесса. - 2007 - С. 61 - 65.

21. Жаданов, В.И. Болынеразмерные совмещенные плиты из клееной древесины и пространственные конструкции на их основе (монография) / В.И. Жаданов, Г.И. Гребешок, П.А. Дмитриев // Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. -2007.-209 с.

22. Инжутов, И.С. Исследование напряженно-деформированного состояния крупноразмерной ребристой плиты с обшивкой, приклеенной на части длины конструкции / И.С. Инжутов, В.М. Никитин, В.Ф. Рожков, В.И. Жаданов //Изв. ВУЗов «Строительство». -2008. -№7 -С. 132 -137.

23. Жаданов, RH. Совершенствование алгоритмов расчета нелинейно деформируемых ребристых сжато-изгибаемых панелей на основе древесины / RH. Жаданов, Г.И. Гребешок, Е.В. Тисевич // Изв. ВУЗов «Строительство». 2008. - №8 - С. 87 - 93.

24. Гребешок, Г.И. Оптимизация геометрических и топологических параметров сжато-изогнутых панелей / Г.И. Гребешок, RH. Жаданов // Проблемы оптимального проектирования сооружений. - Новосибирск. - НГАСУ. -2008. -С. 123 -136.

25. Жаданов, RH. Алгоритмы расчета клееных стеновых панелей, работающих на сжатие с изгибом / RH. Жаданов, Е.В. Тисевич, Д.А. Украин-ченко II Современные строительные конструкции из металла и древесины. -Одесса. -2008. - С. 124 - 130.

26. A.c. СССР X» 1281651. Кл. Е 04 С 2/38. Панель покрытия / Дмитриев П.А, Жаданов BJH., Стрижаков Ю.Д. II Опубл. 07.01.87. Бюл. № 31. - 3 с.

27. Ас. СССР № 1767122. Кл. Е 04 С 2/10. Деревянная плита покрытия / Дмитриев П.А., Стрижаков Ю.Д., Жаданов В.И. // Опубл. 07.10.92. Бюл. №37.-4 с.

28. Патент РФ на полезную модель № 36404. Кл. Е 04 В 1/10. Утепленная стена вертикальной разрезки / Дмитриев П. А., Дмитриев П.П., Жаданов RH., Саган-гаев Д.В. // Опубл. 10.03.04. Бюл. №7. - 5 с.

29. Патент РФ на полезную модель № 47405. МПК Б 04 С 3/292. Дере-вометаллическая пространственная ферма / Дмитриев П.А., Жаданов RH., Инжутов И.С. //Опубл. 27.08.05. Бюл. № 24. - бе.

30. Патент РФ на изобретение № 2276239. МПК Е 04 С 3/07. Балка. / Дмитриев П.А., Жаданов RHL, Калинин C.B. II Опубл. 10.05.06. Бюл.№ 13. -6 с.

31. Патент РФ на изобретение № 2304671. МПК Е 04 В 1/343. Пространственная сборно-разборная рама / Дмитриев П.А., Жаданов В.И., Инжутов И.С. // Опубл. 20.08.07. Бюл. №23. - 7с.

32. Патент РФ на изобретение № 2326213. МПК Е 04 В1/10. Способ создания предварительного напряжения в деревянных клееных пакетах в направлении поперек волокон/ Дмитриев П.А., Жаданов RH, Тисевич Е.В. // Опубл. 10.06.08. Бюл. № 16. - 4 с.

33. Енджиевский, JI.B. Комбинированные из стали, бетона, дерева пространственные конструкции блочного типа / Л.В. Енджиевский, И.С. Инжутов, П.А Дмитриев, В.В. Стоянов, В.И. Жаданов, C.B. Деордиев // Красноярск, СФУ: ИПК ОГУ. - 2008. - 331с.

34. Жаданов, В.И. Результаты испытаний клеефанерной совмещенной стеновой панели размером 1,5x3,0 м / RH. Жаданов, Е.В. Тисевич, Д.А. Украинченко // Изв. ОрелГТУ «Строительство. Транспорт». 2008. - №2 -С. 3-8.

Лицензия № ЛР020716 от 0111.98.

Подписано в печать 12.01.2009 г. Формат 60x84 '/„. Бумага писчая. Усл. печ. листов 2,0. Тираж 100. Заказ 657,

ИПКГОУОГУ 460018, г. Оренбург, ГСП, пр. Победы, 13, Государственное образовательное учреждение «Оренбургский государственный университет»

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МАЛОЭТАЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Общие сведения о современных технологиях малоэтажного 22 строительства.

1.2. Эволюция конструктивных решений деревянных малоэтажных зданий и их ограждающих элементов.

1.2.1. Плиты покрытия и панели стен на деревянном каркасе.

1.2.2. Крупноразмерные плиты «на пролет».

1.2.3. Блочные конструкции на основе крупноразмерных плит.

1.2.4. Малоэтажные здания и сооружения из плит и панелей на основе древесины.

1.3. Теоретические и экспериментальные работы по оценке напряженно-деформированного состояния ребристых плит и панелей на деревянном каркасе.

1.4. Работы в области определения эффективности применения для малоэтажных зданий и сооружений плит и панелей на основе древесины.

1.5. Выводы по первой главе. Постановка задач исследования.

2. МАЛОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ ПЛИТ И ПАНЕЛЕЙ.

2.1. Обоснование целесообразности формообразования малоэтажных зданий и сооружений из унифицированных плит и панелей.

2.2. Основные положения концепции создания объектов малоэтажного строительства.

2.3. Примеры конструктивных решений.

2.3.1. Производственные здания и сооружения.

2.3.2. Жилые дома.

2.4. Оценка технико-экономической эффективности объектов малоэтажного строительства из совмещенных ребристых конструкций.

2.5. О возможности применения разработанных зданий и сооружений в сейсмических районах.

2.6. Выводы по второй главе.

3. РАЗРАБОТКА НОВЫХ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТИПОВ СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

3.1. Основные положения, принятые при разработке опытных 112 конструкций.

3.2. Конструктивные решения совмещенных ребристых плит покрытия и панелей стен.

3.2.1. Плиты покрытия «на пролет».

3.2.2. Стеновые панели.

3.3. Пластинчато-стержневые конструкции с верхними поясами из ребристых плит.

3.3.1. Шпренгельные плиты.

3.3.2. Блочные фермы.

3.4. Другие типы совмещенных конструкций на основе ребристых плит для малоэтажных зданий и сооружений.

3.5. Область применения.

3.6. Выводы по третьей главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАЛОЭТАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ИЗ СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Общее направление исследований, цель и задачи.

4.2. Обоснование выбранного метода расчета.

4.3. Реализация алгоритма исследования напряженно-деформированного состояния малоэтажных зданий и сооружений с помощью многоуровневой декомпозиции.

4.4. Исследование влияния различных факторов на напряженно-деформированное состояние плит и панелей.

4.4.1. Особенности напряженно-деформированного состояния плит покрытия и панелей стен, работающих в составе пространственной системы здания или сооружения.

4.4.2. Ребристые плиты.

4.4.2.1. Влияние геометрических параметров и конструктивных особенностей,.

4.4.2.2 Влияние анизотропии на степень участия обшивки в общей работе конструкции.

4.4.3. Особенности напряженно-деформированного состояния ребристых панелей.

4.4.4. Оценка степени влияния технологических несовершенств на величину приведенной ширины обшивки.

4.5. Устойчивость обшивок совмещенных ребристых конструкций.

4.6. Выводы по четвертой главе.

5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК РАСЧЕТА СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСИНЫ

5.1. Расчет ребристых изгибаемых плит с использованием «балочной» расчетной модели.

5.2. Особенности расчета трапециевидных в плане плит.

5.3. Методики расчета нелинейно-деформируемых ребристых сжато-изгибаемых панелей.

5.3.1. Расчет по «балочной» расчетной схеме.

5.3.2. Расчет панели при аппроксимации ее ортотропной пластинкой.

5.3.2.1. Решение дифференциального уравнения изгиба приведенной ортотропной пластинки при шарнирном опирании по контуру (случай 1).

5.3.2.3. Цилиндрический изгиб ортотропной пластинки (случай 2).

5.3.2.4. Решение задачи изгиба ортотропной пластинки энергетическим методом (случаи 3, 4).

5.3.2.5. Определение критического значения продольной нагрузки энергетическим методом случаи 1,3,4).

5.3.3. Сравнительный анализ результатов расчета сжатоизогнутых панелей по различным методикам.

5.4 Ползучесть совмещенных ребристых конструкций при действии длительных нагрузок.

5.5. Выводы по пятой главе.

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ

РЕБРИСТЫХ ПЛИТ И ПАНЕЛЕЙ.

6.1. Цель и задачи исследований.

6.2. Изгибаемые плиты.

6.2.1. Методика испытаний.

6.2.2. Результаты испытаний плит с различными конструктивными особенностями.

6.2.2.1. Плиты размером 0,45x3,6м и 0,90x3,6м с поперечными вспомогательными ребрам.

6.2.2.2. Плиты с продольным расположением вспомогательных ребер.

6.2.3. Результаты испытаний натурной конструкции.

6.3. Сжато-изогнутые панели.

6.3.1. Методика испытаний.

6.3.2 Результаты испытаний.

6.3.2.1. Кратковременные испытания.

6.3.2.2. Длительные испытания.

6.4. Выводы по шестой главе.

7. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СОВМЕЩЕННЫХ РЕБРИСТЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

7.1. Общая постановка задач параметрической оптимизации ребристых плит и панелей из клееной древесины.

7.2. Формирование и решение задач оптимизации изгибаемых плит.

7.2.1. Варьируемые параметры первого и второго уровней.

7.2.2. Определение общего вида целевой функции.

7.2.3. Формирование ограничительных функций.

7.3. Формирование и решение задач оптимизации сжато-изгибаемых панелей.

7.3.1. Варьируемые параметры.

7.3.2. Определение общего вида целевой функции.

7.3.3. Формирование ограничительных функций.

7.4. Анализ результатов решения оптимизационных задач.

6.4.1. Изгибаемые плиты.

6.4.2. Сжато-изгибаемые панели.

7.5. Основные принципы проектирования совмещенных ребристых конструкций из клееной древесины на основе обобщения полученных результатов.

7.6. Выводы по седьмой главе.

В настоящее время Россия остро нуждается в крупномасштабном расширении строительства малоэтажных зданий и сооружений массовых серий, как в жилищном секторе, так и в области возведения производственных зданий различного назначения. При расходовании на нужды малоэтажного строительства огромных объемов материальных и энергетических ресурсов повышение эффективности их использования приобретает существенное значение и становится важной народнохозяйственной проблемой. Такое повышение может быть достигнуто за счет увеличения уровня индустриализации и степени заводской готовности строительных конструкций и деталей, расширения практически полносборного строительства и монтажа зданий и сооружений из прогрессивных конструкций, применения новых видов материалов и изделий /190, 191, 221/. Объекты малоэтажного строительства должны разрабатываться на основе высокоэффективных технологий, учитывающих в том числе российские специфические условия строительства в Сибири, на Урале, Дальнем Востоке, Севере, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах, обеспечивая при этом как надежность, так и экономичность в сравнении с известными импортными и отечественными аналогами.

Отечественный и зарубежный опыт проектирования и эксплуатации деревянных конструкций свидетельствует о целесообразности широкого их применения в малоэтажном сельскохозяйственном, промышленном, гражданском и специальном строительстве. При этом, в большинстве случаев, проявляются такие их достоинства как небольшая масса конструктивных элементов, транспортабельность, сборность, простота монтажа, высокая коррозионная стойкость, долговечность и надежность, архитектурная выразительность и экономичность в сравнении с конструкциями из традиционных материалов. Нельзя не отметить, что в России сосредоточена половина хвойных и пятая часть всех лесов мира. Запасы леса Сибири, Алтая и Дальнего Востока исчисляются миллиардами кубометров.

Однако, на сегодняшний день Россия строит 70% малоэтажного жилья из бетона и кирпича (аналогичный показатель, например, в Канаде составляет менее 20%). Парадоксом является тот факт, что строительная индустрия находится в поисках цемента для удвоения объемов строительства жилья к 2010 году, а лесопромышленники ищут за рубежом рынки сбыта древесины с новых лесосек.

Нельзя не отметить тот факт, что древесина является единственным сырьем, регенерируемым на поверхности Земли. На изготовление деревянных конструкций требуется в 4. 126 раз меньше энергозатрат, чем на изготовление аналогичных стальных и железобетонных конструкций / 153 /. Вступление России в ВТО только обострит проблему энергосбережения.

При проектировании малоэтажных зданий из конструкций на основе древесины особое место занимает выбор типа ограждающих конструкций покрытия и стен, так как они являются наиболее материалоёмкими и существенно влияют на сметную стоимость зданий и сооружений. Поэтому вполне закономерно, что в настоящее время в нашей стране и за рубежом вопросам совершенствования конструктивных решений ограждающих элементов уделяется достаточно большое внимание.

Развитие базы клееных деревянных конструкций обусловило не только техническую возможность, но и экономическую целесообразность применения в малоэтажных зданиях и сооружениях различного назначения ребристых плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе с наибольшими габаритными размерами, допустимыми по технологическим параметрам и условиям транспортабельности. Наиболее ярко преимущества крупноразмерных ребристых конструкций проявляются при совмещении ими несущих и ограждающих функций, когда основные продольные ребра выполняют роль колонн или балок перекрытий, а обшивки, включенные в общую работу плиты или панели вместе со вспомогательными элементами являются ограждениями зданий и сооружений. Такие совмещенные ребристые конструкции превращают строительный объект в цельную пространственную систему, в которой все составные части взаимодействуют между собой, обеспечивая перераспределение усилий между отдельными элементами.

Небезинтересным представляется вопрос разработки унифицированных по своим технологическим качествам плит покрытия и панелей стен заводского изготовления, которые будут являться основой для разнотипных жилых и производственных малоэтажных объектов, обеспечивая качество и быстроту их строительства с сохранением высоких архитектурно-эстетических качеств. Кроме этого, такие конструкции из-за их малого веса (20-40кг/м2) могут с успехом применяться при реконструкции зданий городской застройки, например, при надстройке этажей, что несомненно актуально для большинства городов России. Технологическая унификация обеспечит возможность серийного поточного высокоскоростного производства и строительства экономичных зданий и сооружений, ведь сделать товар качественным и дешевым можно только по «массовым» технологиям. Ярким примером этому могут служить автомобили, компьютеры, видеомагнитофоны, фотоаппараты и т.п., которые, являясь конструктивно очень сложными изделиями, стали доступными миллионам граждан из-за низких цен, полученных благодаря конвейеру. Снижение стоимости каждого квадратного метра малоэтажных жилых домов и производственных зданий особо актуально на сегодняшний день в свете реализации национальных проектов «Доступное и комфортное жилье — гражданам России» и «Развитие агропромышленного комплекса.

Вместе с тем, негативным фактором, тормозящим применение в малоэтажном строительстве совмещенных ребристых конструкций на основе древесины является отставание конструкторских и научных исследований в этом направлении. Известные конструктивные решения нельзя признать удачными, так как их использование связано либо со значительной трудоемкостью изготовления и сложностью сборки, либо с большим расходом материалов. В большинстве случаев они не отвечают требованиям эксплуатационной надежности и пожарной безопасности. Существующие методы расчета совмещенных крупноразмерных конструкций недостаточно достоверно отражают особенности их пространственной работы в составе здания или сооружения и условия совместной работы обшивок и ребер, особенно при наличии подкрепляющих элементов. Во многих случаях это приводит к несоответствию расчетных моделей реальному поведению конструкции при воздействии эксплуатационных нагрузок. Отсутствуют данные по оптимальному проектированию совмещенных ребристых плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе, позволяющие проектировщику обосновано назначать размеры основных конструктивных элементов, что позволило бы обеспечить сокращение расхода материалов как на отдельные конструкции, так и на здание и сооружение в целом.

В связи с изложенным разработка новых конструктивных форм малоэтажных зданий и сооружений различного назначения из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, обеспечивающих снижение материалоемкости, трудоемкости изготовления, монтажа, повышение эксплуатационной надежности и долговечности приобретает особое значение для развития экономики России. Стремление к снижению материалоемкости и улучшению других показателей должно сочетаться с обеспечением надежности работы как отдельных плит и панелей, так и зданий или сооружений в целом. В связи с этим для адекватной оценки их напряженно-деформированного состояния необходимы дополнительные теоретические и экспериментальные исследования, особенно с учетом совместной работы отдельных элементов конструктивной системы. Также возникает потребность в развитии теории оптимизации параметров совмещенных ребристых конструкций и практических рекомендаций по их конструированию и расчету.

Представленные в настоящей работе исследования направлены на решение проблемы совершенствования деревянных конструкций в соответствии с научно-технической программой Министерства образования и науки РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», раздел 21.03 «Создание эффективных строительных конструкций, совершенствование методов их расчета и конструирования»

Г.Р.01.200.3 13588) и межотраслевой программой Федеральной службы специального строительства и Министерства образования и науки РФ по направлению «Научно-инновационное сотрудничество», шифр темы 01.01.011, раздел 1.1 «Производство строительных материалов, конструкций, изделий - разработка эффективных технологий и оборудования для применения на объектах в различных регионах страны с использованием местных сырьевых ресурсов» (№Г.Р.012003 11267). Тема работы вошла в план фундаментальных и научных исследований РААСН на 2007-2008 годы, тактическая задача 2 «Разработка теории и типологии зданий и сооружений, эффективных строительных материалов, конструкций, технологий, инженерного оборудования; обеспечение безопасности», подзадача 2.3.13. «Разработка конструктивной формы и оптимизация большепролетных конструкций на основе древесины с учетом анизотропии и нелинейности материалов». Также разработанная тема входит в план госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры строительных конструкций Оренбургского государственного университета «Исследования прочности, устойчивости и износа конструкций зданий и сооружений» (ЖГ.Р.01990000100, код темы по ГРНТИ:67.11.37.67.11.41).

Цель работы: обоснование целесообразности малоэтажного строительства из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины с разработкой новых технических решений, совершенствованием методик и алгоритмов расчета, в том числе оптимизационных.

В процессе реализации рассматриваемой комплексной проблемы были поставлены и решены следующие взаимосвязанные задачи:

- на основании всестороннего анализа эволюции конструктивных решений малоэтажных зданий и сооружений, методик расчета и технико-экономических показателей ограждающих деревянных конструкций, применяемых в массовом строительстве, предложены пути их совершенствования и определено направление исследований;

- созданы новые конструктивные формы малоэтажных зданий и сооружений из совмещенных ребристых плит и панелей с применением древесины и древесных материалов, а также пластинчатых и пластинчато-стержневых конструкций на их основе, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока, Севера, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах;

- выполнены исследования напряженно-деформированного состояния плит и панелей на деревянном каркасе, работающих в составе пространственной системы здания или сооружения, с учетом конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статико-геометрических параметров, технологических несовершенств, выявлены и проанализированы закономерности изменения их НДС;

- разработаны эффективные по трудоемкости методики и алгоритмы расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно деформируемых сжато-изгибаемых панелей, обеспечивающие адекватную оценку их напряженно-деформированного состояния с учетом пространственной работы и длительности действия нагрузки;

- проведены комплексные экспериментальные исследования совмещенных ребристых изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций для оценки достоверности разработанных методик расчета, а также для изучения действительного характера их работы под нагрузкой и отработки технологических аспектов;

- предложены структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации изгибаемых ребристых плит и сжато-изгибаемых панелей;

- с использованием разработанных и программно реализованных многоуровневых алгоритмов оптимизации проведены оптимизационные исследования предложенных конструктивных форм с выработкой основных принципов их проектирования и оценкой технико-экономической эффективности.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые установлены закономерности влияния конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статико-геометрических параметров и технологических несовершенств на напряженно-деформированное состояние совмещенных ребристых конструкций, работающих в составе цельной пространственной системы здания или сооружения;

- усовершенствованы методики и теоретические положения расчета изгибаемых плит и нелинейно-деформируемых сжато-изгибаемых панелей за счет применения аппроксимационных формул и коэффициентов, позволяющих адекватно оценить их фактическое напряженно-деформированное состояние с учетом пространственной работы и длительности действия нагрузки;

- получены новые экспериментальные данные при исследовании клее-фанерных плит и панелей на крупноразмерных моделях и натурных конструкциях, подтверждающие достоверность разработанных методик расчета и установленных закономерностей;

- впервые на основе предложенных методик расчета разработаны структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации ребристых конструкций, особенностью которых является возможность учета региональных условий, величин нормируемых отходов, а также решения как глобальных задач поиска наиболее экономичной конструкции во всем номенклатурном ряде, так и локальных задач определения наилучших вариантов при заданных параметрах;

- впервые получены результаты оптимизационных исследований совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, на базе которых выработаны основные принципы их рационального проектирования.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- разработаны до стадии рабочих чертежей новые конструктивные решения совмещенных ребристых плит покрытия и панелей стен, пластинчато-стержневых конструкций и полносборных малоэтажных жилых домов и производственных зданий на их основе, отличающиеся от известных аналогов эффективностью, как по расходу материалов, так и по трудоемкости изготовления и монтажа, а также отвечающие требованиям строительства в районах

Урала, Сибири, Дальнего Востока, Севера, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах;

- создана инженерная методика расчета совмещенных изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций на деревянном каркасе, позволяющая инженеру-проектировщику создавать экономически эффективные и технологичные конструкции;

- проведена технико-экономическая оценка разработанных конструкций, которая позволила обосновать и практически подтвердить возможность повышения эффективности малоэтажного строительства при применении совмещенных ребристых плит и панелей, достигаемой за счет включения отдельных элементов в общую работу конструктивной системы, максимальной заводской готовности конструкций и использования современных методов крупноблочного монтажа;

- сформулированы основные принципы проектирования совмещенных ребристых конструкций на основе древесины для покрытий и стеновых ограждений зданий и сооружений различного назначения, на базе которых разработаны практические рекомендации по их конструированию, расчету и изготовлению;

- результаты работы внедрены в проектную практику, техническую и учебную литературу.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- новые эффективные конструктивные формы малоэтажных зданий и сооружений из совмещенных плит покрытия и панелей стен, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока, Севера, в районах со сложными грунтовыми условиями и в сейсмоопасных районах;

- оценка напряженно-деформированного состояния совмещенных ребристых элементов и конструкций на их основе, базирующаяся на результатах проведенных численных исследований;

- методики расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно деформируемых сжато-изгибаемых панелей, включающие аппроксимационные формулы и коэффициенты, которые позволяют адекватно оценить их фактическое напряженно-деформированное состояние с учетом пространственной работы и длительности действия нагрузки;

- закономерности влияния конструктивных особенностей, анизотропии материалов, статико-геометрических параметров, технологических несовершенств и ползучести на напряженно-деформированное состояние совмещенных ребристых конструкций, установленные на базе результатов экспериментально-теоретических исследований;

- структуры двухуровневого и трехуровневого процессов параметрической оптимизации изгибаемых ребристых плит и сжато-изгибаемых панелей при постановке задачи оптимизации на первом уровне в форме задачи нелинейного математического программирования и с использованием алгоритмов сканирования по узлам заданных сеток на втором и третьем уровнях, а также результаты оптимизационных исследований ;

- основные принципы проектирования предлагаемых совмещенных ребристых конструкций для покрытий и стеновых ограждений зданий и сооружений различного назначения.

Внедрение результатов работы:

- предложенные совмещенные конструкции ребристых плит и панелей нашли применение в проектах: малоэтажных жилых домов, зданий и сооружений сельскохозяйственного назначения, складов и стоянок сельхозтехники, реконструкции зданий путем их надстройки (всего 12 объектов);

- материалы исследований и альбомы рабочих чертежей разработанных конструкций переданы по запросу Правительству Оренбургской области для внедрения в малоэтажном строительстве и при обустройстве российско-казахской границы;

- рабочие чертежи совмещенных плит покрытия и панелей стен переданы по запросам в строительные организации и проектные институты:

ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко, ЦНИИПромзданий, ЦНИИЭПовцепром, ЗАПСИБ НИПИАГРОПРОМ (г.Новосибирск), Красноярсккрайсельстрой, Сургутгазпром, Оренбургоблгражданстрой (всего 14 предприятий);

- с применением разработанных конструкций была проведена реконструкция покрытия над зрительным залом дворца культуры ПО «Сибсельмаш» (г.Новосибирск);

- основные принципы конструирования и расчета совмещенных плит на деревянном каркасе использованы при разработке «Рекомендаций по конструированию, расчету и изготовлению большепролетных клеефанерных плит для покрытия общественных зданий» и «Рекомендаций по проектированию, изготовлению и эксплуатации деревянных жилых домов и объектов соцкультбыта», на основе которых в СибЗНИИЭП (г.Новосибирск) выполнена комплексная серия типовых проектов жилых и общественных зданий для строительства в районах нового промышленного освоения Сибири и Севера;

- студентам специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270105 «Городское строительство и хозяйство» автор читает специальный курс «Индустриальные конструкции на основе древесины для строительства малоэтажных зданий и сооружений».

Обоснованность и достоверность положений и выводов диссертации обеспечена комплексным характером выполненной работы: численный анализ с использованием апробированных и широко применяемых методов расчета, реализованных на современных средствах вычислительной техники, теоретические исследования, экспериментальные исследования на крупномасштабных моделях и натурных конструкциях с применением дублирующих методов определения экспериментальных данных, сравнительный анализ полученных результатов работы с материалами других авторов, а также согласованностью данных о напряженно-деформированном состоянии совмещенных ребристых плит, полученных в результате теоретических, численных и экспериментальных исследований.

Правильность полученных результатов подтверждается также реализацией результатов работы при проектировании малоэтажных зданий и сооружений, публикациями основных положений диссертации в научных трудах и материалах международных и всероссийских конференций, в ведущих периодических изданиях страны, рядом патентов на изобретения.

Личный вклад автора заключается в постановке задач настоящего исследования, проведении экспериментов, анализе и интерпретации полученных результатов, формулировке и разработке всех основных положений, определяющих научную новизну работы и её практическую значимость. К числу наиболее важных результатов, полученных лично автором либо при его непосредственном участии относятся: формулировка основных положений концепции конструирования малоэтажных зданий из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины, выполнение конструкторских исследований, воплощенных в новых эффективных конструкциях, разработка методик и алгоритмов расчета изгибаемых и нелинейно деформируемых сжато-изгибаемых плит и панелей на деревянном каркасе, постановка экспериментальных исследований крупномасштабных моделей и натурных образцов ребристых конструкций и анализ их результатов, оптимизация параметров совмещенных ребристых плит и панелей с учетом анизотропии использованных материалов и различной степени включения отдельных элементов в общую работу конструкции.

Автор благодарит профессоров, докторов технических наук Г.И. Гребе-нюка, П.А. Дмитриева (Новосибирский ГАСУ), осуществляющих научные консультации и Л.В. Енджиевского, И.С. Инжутова (СФУ, г. Красноярск) за обсуждение результатов исследований, ценные замечания и консультации во время подготовки диссертации.

Результаты выполненных исследований докладывались на:

- XXXIX - LXV научно- технических конференциях НГАСУ (Сибст-рин), г. Новосибирск, 1982.2008;

- III-IV Региональных семинарах — совещаниях «Эффективные пространственные конструкции в практике проектирования и строительства республик Средней Азии и Казахстана», г. Ташкент, 1983, г.Ашхабад, 1986;

- III Международном симпозиуме «Drewo v stavebnych konstrukciach», Bratislava-Kocovoe, 1984;

- Научно-технических и научно-методических конференциях ОГУ (ОрПИ, ОГТУ), г. Оренбург, 1993.2001;

- I.V Всероссийских и международных научно - технических конференциях «Прочность и разрушение материалов и конструкций» г.Орск, 1998, 2000, 2002, г.Москва, 2005, г.Оренбург, 2007, 2008;

- Всероссийской научно-практической конференции «Форум Инновации - 2002», г.Оренбург, 2002;

- IV Международной научно-практической конференции «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов», г.Пенза, 2002;

- Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства», г.Томск, 2003;

- Всероссийской научно-практической конференции «Качество профессионального образования: обеспечение, контроль и управление», г.Оренбург, 2003;

- Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», г. Белгород, 2003;

- Международной научно-практической конференции «Строительство -2003», г. Ростов-на-Дону, 2003;

- IX-XIII Международных симпозиумах «Современные строительные конструкции из металла и древесины», г.Одесса, 2003, 2005 - 2008;

- Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов», г.Красноярск, 2003;

- Международной научно-практической конференции «Роль университетской науки в региональном сообществе», г.Москва - г.Оренбург, 2003;

- XXIV Российской школе «Наука и технологии», г.Москва, 2004;

- VIII Международной научно-технической конференции «Архитектура, строительство, коммунальное хозяйство», г. Уфа, 2004;

- 61-ой региональной научно-технической конференции «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Проблемы», г.Самара, 2004;

- VI Международной научной конференции «Drewno I materialy drewnopchodne w konstrukcjach budowlanych», Щтецын, Польша, 2004;

- Международной научно-практической конференции - семинаре «Наука и образование как фактор оптимизации среды жизнедеятельности», Хаммет, Тунис, 2004;

- III.VI Международных научно - практических конференциях «Эффективные строительные конструкции: теория и практика», г.Пенза, 2004, 2005, 2006, 2007;

- Международной научно-технической конференции «Развитие и внедрение эффективных энергосберегающих технологий», г. Оренбург, 2004;

- V Всероссийском семинаре «Проблемы оптимального проектирования сооружений», г.Новосибирск, 2005;

- Всероссийской научно-практической конференции «Сибири — новые технологии в архитектуре, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве», г.Красноярск, 2005;

- Международном научно-промышленном форуме «Инновации-2005», г.Оренбург, 2005;

- III Международной научно-технической конференции «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте», г.Самара, 2005;

- Всероссийской научно-практической конференции «Вызовы XXI века и образования», г. Оренбург, 2006;

- Всероссийской научно-практической конференции «Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона», г. Оренбург, 2007;

- Всероссийской конференции «Проблемы оптимального проектирования сооружений», г.Новосибирск, 2008.

В законченном виде работа рассмотрена и одобрена:

- на расширенном семинаре кафедры «Строительные конструкции» Оренбургского государственного университета, Оренбург, 2008г;

- на расширенном семинаре кафедры «Строительные конструкции» Сибирского федерального университета, г. Красноярск, 2008г;

Основные положения диссертации опубликованы в 120 печатных работах, в том числе: 14 — авторские свидетельства СССР, патенты РФ на изобретение и полезные модели, 1 - монография (в соавторстве), 1 — учебное пособие (в соавторстве), 15 — публикации в открытой печати в центральных научных журналах и в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ, 34 — в сборниках трудов и докладов международных и российских конференций и симпозиумов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, основных выводов, списка использованных источников из 249 наименований и приложения. Общий объем работы 423 страницы текста, в том числе 166 рисунков, 35 таблиц.

выводы.

1. Сформулированные автором основные положения концепции создания объектов малоэтажного строительства показывают целесообразность разработки полносборных зданий и сооружений из унифицированных по технологическим качествам совмещенных ребристых плит и панелей на основе древесины, за счет чего может быть достигнут высокий уровень экономии материала, снижения трудозатрат и себестоимости при минимальных капитальных вложениях.

2. Предложенные новые технические решения полносборных малоэтажных жилых домов и производственных зданий, пластинчато-стержневых конструкций и совмещенных ребристых плит и панелей на основе древесины, отвечающие требованиям строительства в районах Урала, Сибири, Дальнего Востока и Севера, обеспечивают снижение расхода основных материалов до 35%, сокращение трудоемкости монтажа на 35.40%, высокую степень долговечности и живучести в сравнении с традиционными плоскостными конструкциями и известными аналогами, что обусловливает эффективность их применения в строительной практике, в том числе в сейсмически активных районах и в районах со сложными грунтовыми условиями.

3. Анализ напряженно-деформированного совмещенных ребристых конструкций, работающих в составе пространственной системы здания, выполненный на базе проведенных численных исследований, позволил установить степень влияния различных факторов на их напряженно-деформированное состояние, которую необходимо учитывать в инженерных расчетах:

- для учета работы совмещенных конструкций в составе пространственной системы здания значение расчетного сопротивления материала следует снижать на коэффициент у„р , который зависит от общей длины здания и от ветрового района строительства и находится в интервале от 0,9 до 1,0;

- степень неравномерности распределения нормальных напряжений по ширине обшивки, определенная при помощи коэффициента приведения коб, зависит, в основном, от шага основных ребер и толщины обшивки, причем увеличение шага ребер с 750мм (min) до 3000мм (max) приводит к уменьшению коэффициента к0б на 35.40%, а значение толщины обшивки с 8мм до 20мм обеспечивает увеличение коб на 14. .15%;

- поперечные вспомогательные ребра, непроклей в швах соединения обшивки с основными ребрами до 30%, отклонение опор плит «на пролет» от горизонтали до 14мм, не оказывают влияния на величину коэффициента приведения обшивки, причем значение этого коэффициента не меняется по длине плиты или панели;

- продольное расположение вспомогательных ребер позволяет частично включить их в общую работу конструкции, что учитывается коэффициентом приведения вспомогательных ребер квр, который также зависит от шага основных ребер и толщины обшивки и находится в интервале от 0,25 до 0,68;

- применение наклонных диафрагм в совмещенных плитах обеспечивает увеличение степени включения обшивки и продольных вспомогательных ребер в обшую работу конструкции в 2,1 и 3,3 раза соответственно в опорном сечении ив 1,6 и 2,3 раза в пролетных сечениях;

- для различных типов конструкций степень участия обшивки и продольных вспомогательных ребер в общей работе плиты или панели должна определяться с учетом их пространственной работы в составе здания или сооружения, фактических значений анизотропии материала, продольных сжимающих сил и соотношения шага основных ребер к пролету при помощи введения в расчет корректировочных коэффициентов кпр, кЕ, ке, ку,

4. Для обеспечения устойчивости сжатой обшивки до достижения конструкцией предельного состояния необходимо принимать отношение пролета обшивки к её толщине не более 85.

5. Разработанные методики и алгоритмы расчета ребристых изгибаемых плит и нелинейно-деформируемых сжато-изогнутых панелей позволяют выполнить адекватную оценку их фактического напряженно-деформированного состояния, в том числе с учетом ползучести. Использование «балочной» расчетной схемы позволяет учесть степень участия каждого элемента в общей работе конструкции и легко выявить наиболее нагруженные места как в случае прямоугольных, так и в случаях трапециевидных в плане плит. Методику расчета панелей на основе сведения их к анизотропной пластинке необходимо применять, когда при составлении ограничений по прочности и жесткости необходимо учесть работу панели в двух направлениях. Предложенный на основе линейной модели вязко-упругого тела алгоритм учета ползучести при расчете совмещенных ребристых конструкций на действие длительных нагрузок позволяет прогнозировать ее напряженно-деформированное состояние во времени при известных коэффициентах вязкости материалов ребер и обшивок.

6. Комплексными экспериментальными исследованиями плит и панелей, охватывающими стадии работы при кратковременных и длительных нагрузках, подтверждены основные положения разработанных методов расчета, достоверность результатов численных исследований и установленных закономерностей. Расхождения экспериментальных и теоретических данных по перемещениям и напряжениям не превышают 9% и 14% соответственно. При изготовлении опытных конструкций отработаны технологические аспекты и подтверждена легкость их сборки.

7. Впервые на основе предложенных методик расчета разработаны структуры многоуровневых процессов параметрической оптимизации ребристых конструкций с учетом критерия оптимизации в виде минимума условных затрат на основные материалы, которые позволяют:

- решать как глобальные задачи поиска наиболее экономичной конструкции во всем номенклатурном ряде, так и локальные задачи поиска наилучших вариантов плит и панелей при определенных заданных параметрах;

- учитывать сложившееся соотношение цен в рассматриваемом регионе на различные материалы, а также величины нормируемых отходов;

- применять многоуровневую схему разделения варьируемых параметров в зависимости от их количества и поставленных задач;

- использовать различные разработанные методики расчета, для чего написаны программные модули вычисления целевых и ограничительных функций для плит и панелей с различными конструктивными особенностями;

- включать экспериментально-теоретический этап при постановке и формировании задач оптимизации.

8. Постановка и решение оптимизационных задач для совмещенных ребристых конструкций на основе древесины позволила выявить резервы, заложенные в предложенных вариантах конструктивной формы. Экономия материалов в оптимальных проектах может достичь величины 25% при выполнении всех конструктивных и расчетных ограничений. На основе анализа полученных результатов выработаны основные принципы проектирования совмещенных ребристых конструкций из клееной древесины.

9. Выполненный сравнительный анализ и результаты внедрения разработанных конструкций в практику проектирования малоэтажных зданий и сооружений на основе древесины свидетельствуют о технико-экономической целесообразности применения совмещенных ребристых плит. Экономический

2\ ^ эффект в ценах 2007 года составляет 660 руб/м при стоимости 1 м" площади социального дома или здания «под ключ» не более 10 тыс. рублей. При успешной реализации только одного национального проекта «Доступное и комфортное жилье — гражданам России», когда ввод жилья составит 140 Л млн.м в год, строительство малоэтажных домов из совмещенных ребристых конструкций на основе древесины при объеме 50% от общего ввода обеспечит годовой экономический эффект в размере 42 млрд.рублей или 4,2 млн.м" дополнительной жилой площади. С этой позиции, потенциальный вклад результатов диссертационной работы в выполнение этой весьма важной для нашей страны экономической задачи и актуален, и значителен.

378

1. Абовский, Н.П. Инженерные аспекты оптимизации конструкций / Н.П. Абовский, JI.B. Енджиевский, В.И. Максимова и др. // Проблемы оптимального проектирования сооружения: доклады I Всероссийской конференции. Новосибирск: НГАСУ, 2008. - С. 9-21.

2. Абовский, Н.П. Пространственные сборные сплошные фундаментные платформы для строительства в особых грунтовых условиях и сейсмичности / Н.П. Абовский. — Красноярск: КрасГАСА, 2004. — 202 с.

3. Абовский, Н.П. Секреты инженерного творчества. Научиться учиться / Н.П. Абовский. Красноярск: СФУ, 2007. - 304 с.

4. Абовская, С.Н. Сталежелезобетонные конструкции. Панели и здания / С.Н. Абовская. Красноярск: КрасГАСА, 2001. - 460 с.

5. Аистов, Н.Н. История строительной техники / Н.Н.Аистов, В.Ф. Иванов. JI. - М.: Госстройиздат. - 1962. — 560 с.

6. Алпатов, В.Ю. Оптимальное проектирование структурных метали-ческих плит, собираемых из крупноразмерных отправочных марок / В.Ю. Алпатов, И.С. Холопов // Изв. ВУЗов. Строительство. 2002. -№ 10. - С. 41 - 48.

7. Амбарцумян, С.А. Теория анизотропных пластин / С.А. Амбарцумян.1. М.: Наука, 1967.-268 с.

8. Арленинов, Д.К. Исследование прочности и деформативности и разработка клеефанерной плиты покрытия с ребрами из гнутоклееных фанерных швеллеров: автореф. дис. канд. техн. наук / Д.К. Арленинов. -М., 1977.-21 с.

9. Архитектурно-строительная энциклопедия. Справочник — словарь / Под ред. А.Б. Голышева. М.: АСВ, 2006. - 360 с.

10. А.с. СССР № 1281651. Кл. Е 04 С 2/38. Панель покрытия / Дмитриев П.А., Жаданов В.И., Стрижаков Ю.Д. // Опубл. 07.01.87. Бюл. №31.-3 с.

11. А.с. СССР № 1767122. Кл. Е 04 С 2/10. Деревянная плита покрытия / Дмитриев П.А., Стрижаков Ю.Д., Жаданов В.И. // Опубл. 07.10.92. Бюл. № 37. 4 с.

12. Атлас деревянных конструкций / К.Г. Гетц, Д. Хоор, К. Мелер, Ю. Наттерер. Пер с нем. — М.: Стройиздат, 1985. 272 с.

13. Ашкенази, Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов / Е.К. Ашкенази. М.: Лесная промышленность, 1978. - 221 с.

14. Ашкенази, Е.К. Анизотропия конструкционных материалов /Е.К. Ашкенази, Э.В. Гамов. Л.: Машиностроение, 1980. - 247 с.

15. Безделев, В.В. Комплекс программ расчета и оптимизации конструкций

16. РИОСК» / В.В. Безделев, Г.И. Гребенюк, Б.М. Попов // Проблемы оптимизации и надежности в строительной механике: тез. докл. Всесоюзной конф. — Вильнюс. 1983. - С. 14-15.

17. Берковская, Д.А. Клееные деревянные конструкции в зарубежном и отечественном строительстве / Д.А. Берковская, Л.В. Касабьян. М.: ЦИНИС, 1997.-108 с.

18. Бирюлев, В.В. Пространственный блок покрытия с верхним поясом из стальных профилированных листов / В.В. Бирюлев // Промышленное строительство. 1988. — № 8. — С. 18.

19. Бойко, A.JL Испытание плит покрытия размером 1,5x6м с ребрами из балок с волнистой фанерной стенкой / A.JT. Бойко, С.Б. Дюжев, И.Ж. Зотова // Исследование несущих и ограждающих конструкций из клееной древесины и фанеры. — М., 1976. С. 42 — 48.

20. Бондаренко, В.М. Инженерные методы нелинейной теории железобетона / В.М. Бондаренко, С.В. Бондаренко. — М.: Стройиздат, 1982.-287 с.

21. Быковский, В.Н. Деревянные клееные конструкции / В.Н. Быковский, Б.С. Соколовский. -М.: Машстройиздат, 1949. 150 с.

22. Вайнберг, Д.В. Справочник по прочности, устойчивости и колебаниям пластин / Д.В. Вайнберг. Киев: Будевельник, 1973. — 488 с.

23. Вольмир, А.С. Устойчивость упругих систем. — М.: Физматгиз, 1963. — 880 с.

24. Гарбар, Л.Д. Крупноблочные конструкции из клееной древесины / Л.Д. Гарбар. — Алма-Ата: «Гылым», 1991. — 252 с.

25. Гарбар, Л.Д. Новые конструкции плит из древесины / А.Д. Гарбар // Эффективное использование древесины и древесных материалов в современном строительстве.: сб. докл. Всесоюзного совещания. — Архангельск, 1984. С. 142 - 144.

26. Герасимов, В.П. Клеефанерные ребристые панели с криволинейной осью: дис.канд. техн. наук /В.П. Герасимов. — Л., 1987. 167 с.

27. Гибшман, Е.Е. Проектирование деревянных мостов / Е.Е. Гибшман. — М.: Транспорт, 1965. 328 с.

28. Гребенюк, Г.И. Выявление оптимальных параметров крупноразмерных ребристых плит на основе древесины (сообщение 1) / Г.И. Гребенюк, Е.В. Яньков, А.В. Ажермачев, В.И. Жаданов // Изв. ВУЗов. Строительство. 2004. - № 9. - С. 4 - 10.

29. Гребенюк, Г.И. Метод подвижного внешнего штрафа в задачах оптимального проектирования конструкций / Г.И. Гребенюк, В.В. Безделев // Вопросы динамики и прочности в машиностроении: межвуз. сб. — Омск: ОмПИ. 1983. - С. 34 - 40.

30. Гребень, Е.С. Техническая теория подкрепленных ребрами оболочек и её приложения: автореф. дис. докт. техн. наук / Е.С. Гребень. JL, 1970.-37 с.

31. Губенко, А.Б. Клееные деревянные конструкции в строительстве / А.Б. Губенко. -М.: Госстройиздат, 1957. — 240 с.

32. Гуськов, И.М. Использование фанеры в строительстве / И.М. Гуськов // Вопросы прочности, долговечности древесины и конструкционных пластмасс: тр. МИСИ им. Куйбышева. — М., 1981. — Вып. 186. — С. 81-97.

33. Гуськов, И.М. Применение клеефанерных конструкций в современном строительстве Финляндии / И.М. Гуськов // Межвуз. сб. науч.- техн. трудов, МИСИ, 1973. № 95. - С. 150 -158.

34. Дмитриев, П.А. Башни. Мосты. Безметальные конструкции. Леса и подмости. Опоры воздушных ЛЭП. Сейсмостойкие здания и сооружения /П.А. Дмитриев. Красноярск: КрасГАСА, 2006. - 170 с.

35. Дмитриев, П.А. Индустриальные пространственные деревянные конструкции / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, А.Г. Кондаков, Ю.Д. Стрижаков // Drewo v stavebnyeh Konstrukciach: Bratislava Kocovce, 1984. -С. 352 -368.

36. Дмитриев, П.А. Конструкции из дерева и пластмасс. Специальный курс / П.А. Дмитриев. — Оренбург: ИПК «Газпромпечать», 2002. — 192 с.

37. Дмитриев, П.А. Натурные испытания клеефанерной панели покрытия / П.А. Дмитриев, А.Г. Кондаков // Научн. техн. реф. сб., ЦИНИС, 1979. -Сер. 8. Вып. 11. - С. 43 - 47.

38. Дмитриев, П.А. Пространственные индустриальные конструкции для покрытий зданий / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов, Ю.Д. Стрижаков // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1989. — № 2. — С. 23 -27.

39. Дмитриев, П.А. Пространственные совмещенные блок-фермы на основе древесины для покрытий зданий / П.А. Дмитриев, И.С. Инжутов, Ю.Д. Стрижаков // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1987. — № 11.-С. 22-27.

40. Дмитриев, П.П. Комплексные конструкции на основе древесины с профилированными обшивками: автореф. дис. канд. техн. наук / П.П. Дмитриев. Новосибирск, 1995. — 21 с.

41. Дюжев, С.Б. Плиты покрытий размерами 1,5x6,0м с продольнымиклеефанерными ребрами / С.Б. Дюжев, И.М. Зотова // Реферативная информация, ЦИНИС, 1977. Сер. 8. - Вып.8. - С. 48 -51.

42. Енджиевский, JI.B. Испытания натурных образцов трехгранных дерево-металлических блок ферм покрытий / JI.B. Енджиевский, И.С. Инжутов // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1994. — № 3. — С. 14-18.

43. Енджиевский, JI.B. Каркасы зданий из легких металлических конструкций / JI.B. Енджиевский, В.Д. Наделяев, И.Я. Пастухова // Учеб. пособие. -М.: АСВ, 1998. 247 с.

44. Енджиевский, JI.B. Комбинированные из стали, бетона, дерева пространственные конструкции блочного типа / JI.B. Енджиевский, И.С. Инжутов, П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов // Учеб. пособие. — Красноярск: СФУ, ИПК ОГУ, 2008. 331 с.

45. Жаданов, В.И. Алгоритмы расчета клееных стеновых панелей, работающих на сжатие с изгибом / Е.В. Тисевич, Д.А. Украинченко // Современные строительные конструкции из металла и древесины. -Одесса, 2008.- С. 124-130.

46. Жаданов, В.И. Большепролетные клеефанерные плиты для покрытий зданий: дис. канд. техн. наук / В.И. Жаданов. Новосибирск, 1986. -226 с.

47. Жаданов, В.И. Болыперазмерные совмещенные плиты из клееной древесины и пространственные конструкции на из основе (монография) / В.И. Жаданов, Г.И. Гребенюк, П.А. Дмитриев // Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. 209 с.

48. Жаданов, В.И. Изучение напряженно-деформированного состоянияпространственного структурного деревометаллического блока покрытия / К.В. Бучель, С.В. Деордиев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов // Известия вузов. Строительство, 2004. № 8. — С. 12 - 16.

49. Жаданов, В.И. Индустриальные пространственные конструкции покрытий гражданских зданий / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, В.М. Савойский, Ю.Д. Стрижаков, С.И. Цибилев // Механическая обработка древесины. М., 1983. - № 10. - С. 11 - 12.

50. Жаданов, В.И. Исследование напряженно-деформированного состояния крупноразмерной ребристой плиты с обшивкой, приклеенной на части длины конструкции / В.И. Жаданов, И.С. Инжутов, В.М. Никитин // Изв. ВУЗов «Строительство», 2008. -№ 7 С. 4 - 10.

51. Жаданов, В.И. Исследования напряженно-деформированного состояния опорной зоны комбинированного блока пологого свода / В.И. Жаданов, И.С. Инжутов, М.А. Колесникова // Вестник ОГУ, 2004. — № 1. — С. 158-160.

52. Жаданов, В.И. Крупноразмерные плиты на основе древесины для покрытий зданий / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, // Известия вузов. Строительство, 2003. №6. - С. 4 - 10.

53. Жаданов, В.И. Крупноразмерные ребристые плиты на основе древесины для пролетных строений мостов / В.И. Жаданов // Современные строительные конструкции из металла и древесины, часть 1. Одесса, 2005.- С. 94-98.

54. Жаданов, В.И. Новые конструктивные решения крупноразмерных плит на основе древесины / П.А. Дмитриев, Г.И. Гребенюк, В.И. Жаданов, С.В. Калинин, Е.В. Баев // Вестник ОГУ. 2004. - № 2. - С. 177 - 181.

55. Жаданов, В.И. Оптимизация геометрических и топологических параметров сжато-изогнутых панелей / В.И. Жаданов, Г.И. Гребенюк // Проблемы оптимального проектирования сооружений // Новосибирск. -НГАСУ, 2008. С. 123 - 136.

56. Жаданов, В.И. Оптимизация конструкций совмещенных ребристыхклеефанерных плит / В.И. Жаданов // Современные строительные конструкции из металла и древесины. Одесса, 2007 — С. 61 — 65.

57. Жаданов, В.И. Оценка напряженно-деформированного состояния крупноразмерных плит численными методами / В.И. Жаданов // Вестник ОГУ, 2002.-№ 5.-С. 179- 182.

58. Жаданов, В.И. Опыт изготовления клеефанерных плит с длиной на пролет / В.И. Жаданов, В.М. Савойский, Ю.Д. Стрижаков // Пространственные конструкции в Красноярском крае. — Красноярск: КПИ, 1985, С. 172-179.

59. Жаданов, В.И. Пути повышения эффективности применения крупноразмерных плит на основе древесины в покрытиях зданий / В.И. Жаданов // Вестник БелГТАСМ, 2003. № 5. - С. 345 - 348.

60. Жаданов, В.И. Результаты испытаний клеефанерной плиты размером 1,5 х 12 м. / В.И. Жаданов // Изв. ВУЗов. Строительство, 1994. №7 - 8. -С. 119-121.

61. Жаданов, В.И. Совершенствование алгоритмов расчета нелинейно-деформируемых ребристых сжато-изгибаемых панелей на основе древесины / В.И. Жаданов, Г.И. Гребенюк, Е.В. Тисевич // Изв. ВУЗов Строительство. 2008. № 8 - С. 14-20.

62. Жаданов, В.И. Совмещенные конструкции ребристых плит на основе древесины для покрытий и стеновых ограждений зданий и сооружений / В.И. Жаданов // Вестник ОГУ, 2006. № 10. - С. 383 - 392.

63. Жаданов, В.И. Совмещенные ребристые плиты и панели на основе древесины для быстровозводимых зданий и сооружений / В.И. Жаданов, С.В. Калинин, Е.В. Тисевич // Современные строительные конструкции из металла и древесины. Одесса, 2006. - С. 79 - 84.

64. Жаданов, В.И. Способы повышения эффективности крупноразмерных плит с деревянной обшивкой / В.И. Жаданов, А.Ф. Рожков, С.В. Деордиев // Вестник ОГУ, 2005. -№ 10. Том 2. С. 143 - 146.

65. Жаданов, В.И. Экспериментально-теоретические исследования крупноразмерных клеефанерных плит с учетом их конструктивных особенностей / В.И. Жаданов // Наука и технология: тр. XXIV Российской школы. Том 1.-М., 2004. С. 152 - 163.

66. Жаданов, В.И. Экспериментально-теоретические исследования напряженно-деформированного состояния крупноразмерных клеефанерных плдит при поперечном изгибе / В.И. Жаданов // Изв. ВУЗов. Строительство, 2003. № 4. - С. 108 - 112.

67. Житушкин, В.Г. Исследование плит клеефанерной конструкции пролетом 9м / В.Г. Житушкин, С.Б. Дюжев // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1979, № 4. — С. 17 20.

68. Житушкин, В.Г. Исследование работы крупноразмерных плит покрытий с клеефанерным каркасом / В.Г. Житушкин // Научн. техн. реф. сб., ЦИНИС, 1979. Сер. 8. - Вып. 12. - С. 41 -43.

69. Журавлев, А.А. Купольное покрытие из клеефанерных плит / А.А. Журавлев // Сельское строительство, 1982. — № 5 С. 21.

70. Журавлев, А.А. Пространственные деревянные конструкции / А.А. Журавлев, Г.Б. Вержбовский, Н.Н. Еременко. Ростов - на - Дону: ОАО ИПФ «Малыш», 2003. - 518 с.

71. Заварихин, Д.С. Совершенствование плитно-структурных конструкций с применением клеефанерных труб, включенных в совместную работу с плитными настилами кровли: автореф. дис. канд. тех. наук / Д.С. Заварихин. СПб., 2004. - 18 с.

72. Зенкевич, О. Метод конечных элементов / О. Зенкевич. М.: Мир, 1975. -541 с.

73. Инжутов, И.С. Блок-фермы на основе древесины для покрытий зданий: автореф. дис. докт. техн. наук / И.С. Инжутов. — Новосибирск, 1995. -38 с.

74. Инжутов, И.С. Конструкция и результаты испытаний трехугольной деревометаллической блок-фермы / И.С. Инжутов, С.В. Деордиев // Изв. ВУЗов. Строительство, 1998. -№ 10. С. 129 - 134.

75. Инжутов, И.С. Пространственные совмещенные блок-фермы на основе древесины для покрытий зданий / И.С. Инжутов, П.А. Дмитриев, Ю.Д. Стрижаков // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1987. — № 1. -С. 22 27.

76. Исследование физико-механических свойств древесины, строительной фанеры, пластмасс и конструкций с их применением / Под общ. ред. В.В. Большакова // Науч. тр. МИСИ. М., 1973. - Вып. 95. - 195 с.

77. Кабанов, Е.А. Ребристые клеефанерные плиты, работающие совместно с системой перекрестных балок: автореф. дис. канд. техн. наук / Е.А. Кабанов. Л., 1987.-24 с.

78. Канн, Э.А. Деревянные конструкции в современном строительстве / Э.А. Канн, Е.Н. Серов. Кишинев: Штиинца, 1981. - 180 с.

79. Канн, Э.А. Клеефанерные панели покрытия большого пролета / В.В. Стоянов, Е.Ф. Долженко, Г.Ф. Михай // Прочность, деформативность и устойчивость строительных конструкций. Кишинев, 1977. — С. 46 -51.

80. Канчели, Н.В. Строительные пространственные конструкции / Н.В. Канчели. М.: АСВ, 2003. - 212 с.

81. Карпиловский, B.C. Вычислительный комплекс SCAD / B.C. Карпи-ловский, Э.З. Криксунов, А.А. Маляренко и др. М.: АСВ, 2004. - 592 с.

82. Касаткин, В.Б. Крупноразмерные панели из армированной древесины / В.Б. Касаткин, Н.П. Матаева // Эффективное использование древесины и древесных материалов в современном строительстве: тез. докл. Всесоюзного совещания. Архангельск, 1980. - С. 86 - 90.

83. Касаткин, В.Б. Унифицированные комплекты изделий для облегченных сборно-разборных зданий серии УК-IA / В.Б. Касаткин, Н.П. Матаева // Информ. листок № 189 78. - Новосибирский ЦНТИ. - 4 с.

84. Кириленко, В.Ф. К вопросу экспериментального определения коэффициента приведенной ширины обшивки трехслойных ребристых панелей / В.Ф. Кириленко, И.М. Линьков, И.Н. Бойтемирова // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1982. — № 6. С. 127 - 129.

85. Клееные деревянные конструкции в сельском строительстве. Обзор / Ануфриев JI.H., Прилепский Е.А., Травуш В.И. и др. — М., 1982. — 56 с.

86. Кобелев, В.Н. Расчет трехслойных конструкций. Справочник / В.Н. Кобелев, JI.M. Коварский, С.И. Трофимов. — М.: Машиностроение, 1984.-304 с.

87. Ковальчук, JI.M. Деревянные конструкции — проблемы и решения / JI.M. Ковальчук // Промышленное и гражданское строительство. М., 2001. -№ 10.-С. 13-14.

88. Колесникова, М.А. Комбинированные пологие блок-своды из профилированных листов, подкрепленных деревянными блоками-затяжками: автореф. дис. канд. техн. наук / М.А.Колесникова. — Красноярск, 2004. -24 с.

89. Колпаков, С.В. Клеефанерные панели, работающие в двух направлениях / С.В. Колпаков, В.И. Грохотов // Научн. техн. реф. сб. ЦИНИС, 1979. -Сер.8. Вып. 3. - С. 19-22.

90. Колчунов, В.И. Жесткость и трещиностойкость железобетонных оболочек покрытия: дис. докт. техн. наук / В.И. Колчунов. — М., 1995.-750 с.

91. Колчунов, В.И. Расчет составных тонкостенных конструкций / В.И. Колчунов.- М.: АСВ, 1999.-281 с.

92. Кондаков, А.Г. Деревостальные структуры с плитами кровли, включенными в пространственную работу покрытия: автореф. дис. канд. техн. наук / А.Г. Кондаков. Новосибирск: НИСИ, 1985. - 19 с.

93. Конструкции из дерева и пластических масс и технология их производства / Под общ. ред. В.В. Болыпаковва // Тр. МИСИ им. В.В. Куйбышева. М., 1971. - Вып.76. - 127 с.

94. Конструкции с применением фанеры и профилей / Тр. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко М.: Стройиздат, 1975. - Вып.50. - 125 с.

95. Коньков, В.П. Экономическое обоснование оптимальных параметров сельскохозяйственных зданий и сооружений / В.П. Коньков. М.: Стройиздат, 1981. - 100 с.

96. Кормаков, Л.И. Проектирование клееных деревянных конструкций / Л.И. Кормаков, А.Ю. Валентиновичу с. — Киев: Будивельник, 1983. — 159 с.

97. Костюковский, М.Г. Анализ конструктивных решений покрытий из элементов длиной на пролет / М.Г. Костюковский, Б.Г. Кормер // Железобетонные конструкции промышленных зданий. — М.: ЦНИИ-Промзданий, 1981. С. 13 - 29.

98. Кривцова, Г.В. Исследование пространственной конструкции покрытий типа структуры с применением древесины и фанеры для сборно-разборных временных зданий: дис. канд. техн. наук / В.Г. Кривцова. -М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1978.-165 с.

99. Легкие металлические конструкции одноэтажных производственных зданий. Справочник проектировщика / И.И. Ищенко, Е.Г. Кутухтин, В.М. Спиридонов, Ю.Н. Хромец.-М., 1979. 196 с.

100. Лехницкий, С.Г. Анизотропные пластинки / С.Г. Лехницкий. М. - Л.: Гостехиздат, 1957. — 73 с.

101. Линьков, И.М. Исследование прочности клееных фанерных плит покрытия / И.М. Линьков // Исследования и методы расчета строительных конструкций. М.: ЦНИИСК, 1983. - С. 35 - 42.

102. Линьков, И.М. Конструктивные решения плит покрытия длиной 6м с деревянным каркасом / И.М. Линьков, П.С. Кузнецов // Исследование несущих и ограждающих конструкций из клееной древесины и фанеры. М.: ЦНИИСК, 1976. - С. 49 - 58.

103. Линьков, И.М. Разработка и исследование конструкций клееных фанерных армированных панелей покрытий / И.М. Линьков . — М.: ЦНИИСК, 1972. Вып. 24. - С. 46 - 60.

104. Линьков, И.М. Состояние и перспективы развития панельных конструкций с применением древесины / И.М. Линьков. Научн. техн. реф. сб. ЦИНИС, 1979. - Сер.8. - Вып. 2. - С. 32 -35.

105. Линьков, И.М. Сравнение покрытий сельскохозяйственных производственных зданий / И.М. Линьков // Экспресс информация ВНИИИС, 1983. - Сер. 29. 55. - Вып. 5. - С. 1 -7.

106. Лихтарников, Э.М. Технико-экономические основы проектирования строительных конструкций / Я.М. Лихтарников, Н.С. Летников, В.Н. Левченко // Учеб. пособие. Киев - Донецк: Вища школа, 1980. — 240 с.

107. Ломакин, А.Д. Клееные деревянные конструкции в сельскохозяйственных зданиях / А.Д. Ломакин, Д.В. Мартинец, Е.А. Прилепский -М.: Стройиздат, 1982. 104 с.

108. Лукичев, А.В. Будущее за стандартными клееными элементами / А.В. Лукичев // Дерево.ги. М., 2006. - № 1.

109. Макаров, Г.П. Влияние длительного нагружения на прочностные и упругие свойства фанеры / Г.П. Макаров // Сб. трудов МИСИ, 1981. -№ 6. С. 70 - 80.

110. Металлические конструкции. В Зт. Т.2. Конструкции зданий: Учеб. для строит, вузов / Под ред. В.В. Горева. — М.: Высшая школа, 1999. 528 с.

111. Методические рекомендации по проектированию эффективности производства и применения клееных деревянных конструкций / М.: НИИОУС, 1979.-62 с.

112. Милославский, М.Г. История строительной техники и архитектуры / М.Г. Милославский. М.: Высшая школа, 1964. - 246 с.

113. Морозов, А.П. Пространственные конструкции основной путь снижения материалоемкости в строительстве / А.П. Морозов. - JL, 1977.- 19 с.

114. Муравьев, Ю.А. Новые облегченные конструкции для возведения производственных зданий / Ю.А. Муравьев. М.: Стройиздат. - 136 с.

115. Некрасов, А.С. Эффективность комплексного использования дерева в строительстве / А.С. Некрасов, В.К. Голубев. — М.: Стройиздат, 1985. — 335 с.

116. Никонов, Н.Н. Большепролетные покрытия. Анализ и оценка / Н.Н. Никонов. -М.: АСВ, 2000. 390 с.

117. Ополовников, А.В. Дерево и гармония: образцы древнерусского деревянного зодчества / А.В. Ополовников, Е.А. Ополовникова. — М.: Ополо, 1998. 208 с.

118. Орлович, Р.Б. Длительная прочность и деформативность конструкций из современных древесных материалов при основных эксплуатационных воздействиях: автореф. дис. докт. техн. наук / Р.Б. Орлович. — JL: ЛИСИ, 1991.-50 с.

119. Орлович, Р.Б. Напряженно-деформированное состояние клеефанерных плит при длительном загружении / Р.Б. Орлович, Л.И. Григорьева // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура, 1988. № 10. - С. 105 - 107.

120. Папкович, П.Ф. Теория упругости / П.Ф. Папкович. Л. - М.: Оборонгаз, 1939. 640 с.

121. Патент РФ на изобретение № 2215854. Кл. Е 04 С 2/26. Деревобетонная плита / П.А. Дмитриев, В,И. Жаданов // Опубл. 10.11.03. Бюл. № 31. -3 с.

122. Патент РФ на изобретение № 2276239. МПК Е 04 С 3/07. Балка. / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, С.В. Калинин // Опубл. 10.05.06. Бюл. № 13. 6 с.

123. Патент РФ на изобретение № 2246576. МПК Е 01 Д 22/00. Пролетное строение моста / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов // Опубл. 20.02.05. Бюл. №5.-6 с.

124. Патент РФ на изобретение № 2215086. Кл. Е 01 Д 4/00. Пролетное строение моста / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов, М.А. Колесникова, С.В. Деордиев // Опубл. 27.10.03. Бюл. № 30. 5 с.

125. Патент РФ на изобретение № 2304671. МПК Е 04 В 1/343. Пространственная сборно-разборная рама / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов // Опубл. 20.08.07. Бюл. № 23. 7с.

126. Патент РФ на изобретение № 2206665. Кл Е 02 D 27/32. Пространственная фундаментная платформа / Н.П. Абовский, С.Н. Абовская, JI.B. Енджиевский, Г.Ф. Майстренко и др // Опубл. 20.08.07. Бюл. № 23. 7с.

127. Патент РФ на изобретение № 2298618. МПК Е 04 В1/32. Ребристый купол / П.А. Дмитриев, И.С. Инжутов, В.И, Жаданов, О.Ю. Дериглазов // Опубл. 10.05.07. Бюл. № 13. 7 с.

128. Патент РФ на полезную модель № 47405. МПК Е 04 С 3/292. Деревометаллическая пространственная ферма / П.А. Дмитриев, В.И. Жаданов, И.С. Инжутов // Опубл. 27.08.05. Бюл. № 24. 6 с.

129. Патент РФ на полезную модель .№ 54062 Е04СЗ/12. Деревянная балка/ В.И. Жаданов, С.В. Калинин, Е.В. Тисевич // Опубл. 10.06.06 в Бюл. № 16.

130. Патент РФ на полезную модель № 64659. МПК Е 04 С 3/12. Деревяннаябалка / В.И. Жаданов, П.А, Дмитриев, А.А. Денисенко, О.А. Михайленко //Опубл. 10.07.07 Бюл. № 19.- 6 с.

131. Патент РФ на полезную модель № 36404. Кл. Е 04 В 1/10. Утепленная стена вертикальной разрезки / П.А. Дмитриев, П.П. Дмитриев, В.И. Жаданов, Д.В. Сагантаев // Опубл. 10.03.04. Бюл. №7.-5 с.

132. Перельмутер, А.В. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа / А.В. Перельмутер, В.И. Сливкер. Н.: ДМК Пресс, 2007. -600 с.

133. Письмо Госстроя России от 15.05.2000. № ЛБ-209-5. Строительство в сейсмических районах.

134. Повышение эффективности металлических и деревопластмассовых конструкций / Под ред. М.М. Жербина. Киев: Будивельник, 1978. -144 с.

135. Политехнический словарь / Под ред. А.Ю. Ишхинского. М.: Советская энциклопедия, изд. 3-е, перераб. и доп., 1983. — 659 с.

136. Поляков, Н.Н. Исследование крепления асбестоцементных обшивок к деревянному каркасу / Н.Н. Поляков, Ю.А. Муравьев // Здания и сооружения сельскохозяйственного назначения. Методы статических и теплофизических расчетов. — М., 1981. С. 41 —46.

137. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им.Кучеренко // М.: Стройиздат, 1986. 216 с.

138. ППП АПЖБК. Описание применения. АСК 00001 ПО. НИИАСК, Киев, 1979.-156 с.

139. Пятикрестовский, К.П. Вопросы дальнейшего совершенствования конструкций с применением древесины и новых плитных материалов / К.П. Пятикрестовский // Пространственные конструкции: сб. трудов РААСН, 2007. №9. - С. 49 - 51.

140. Пятикрестовский, К.П. Пространственные деревянные конструкции / К.П. Пятикрестовский // Состояние и перспективы исследований в области деревянных конструкций. М.: ЦНИИСК, 1983. - С. 49 - 65.

141. Прочность. Устойчивость Колебания. Справочник в трех томах под. ред. И.В. Биргера, Я.Г. Пановко. Т.1. -М.: Машиностроение, 1968. — 831 с.

142. Расширение применения деревянных клеенных конструкций в строительстве / Материалы Всесоюзной научно-практической конференции. Москва: ЦНИИСК, 1983. - 153 с.

143. Рекомендации по испытанию деревянных конструкций / ЦНИИСК. -М.: Стройиздат, 1976. 28 с.

144. Рекомендации по конструированию, расчету и изготовлению большепролетных клеефанерных плит для покрытий общественных зданий / СибЗНИИЭП. Новосибирск, 1988. - 23 с.

145. Рекомендации по проектированию, изготовлению, транспортированию, монтажу и эксплуатации стропильных и дощатых ферм с соединениями на металлических зубчатых пластинках / Горький, 1985. 75 с.

146. Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий / ЦНИИСК. М.: Стройиздат, 1982. - 120 с.

147. Рекомендации по проектированию соединений элементов деревянных конструкций с передачей усилий стальными стержнями, вклеенными поперек волокон / ЦНИИПромзданий. М.: 1984. - 20 с.

148. Рекомендации по рациональным областям применения плит покрытий и панелей стен на деревянном каркасе и с обшивками из фанеры, древесноволокнистых плит и асбестоцемента (технические возможности) / ЦНИИСК. М.: Стройиздат, 1978. - 54 с.

149. Ренский, А.Б. Тензометрирование строительных конструкций и материалов / А.Б. Ренский, Д.С. Баранов, Р.А. Макаров. — М.: Стройиздат, 1977.-240 с.

150. Решение о выдаче патента на изобретение № 2007103671/03(003955) от 19.02.2008. МПК Е 01 Д 22/00. Пролетное строение моста / В.И. Жаданов, П.А. Дмитриев, И.С. Инжутов.

151. Решение о выдаче патента на изобретение № 2007107765/03(008437) от1610.2007. МПК Е 04 С 3/12. Способ создания предварительного напряжения в деревянных клееных пакетах в направлении поперек волокон / В.И. Жаданов, П.А. Дмитриев, Е.В. Тисевич.

152. Ржаницын, А.Р. Строительная механика / А.Р. Ржаницын // Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1982. — 400 с.

153. Розин, JI.A. Метод конечных элементов в применении к упругим системам / JI.A. Розин. М.: Стройиздат, 1977. - 129 с.

154. Ростовцев, Г.Г. К вопросу о редукционных коэффициентах и приведенной ширине сжатых пластин / Г.Г. Ростовцев // Сб. науч. тр. Лен. кораблестроит. ин-та. Л., 1937. - Вып.1. - С.24 - 39.

155. Ростовцев, Г.Г. Опыты по определению приведенной ширины фанерных пластинок / Г.Г. Ростовцев // Сб. науч. тр. ЛИИГВФ. Л., 1937. - Вып. 9.-С. 121-136.

156. Ростовцев, Г.Г. Приведенная ширина изотропной и анизотропной пластинки / Г.Г. Ростовцев // Сб. науч. тр. ЛИИГВФ. Вып.5. - Л., 1936. -С. 32-48.

157. Ростовцев, Г.Г. Расчет тонкой плоской обшивки, подкрепленной ребрами жесткости, при нагружении силами, лежащими в её плоскости и перпендикулярными к ней / Г.Г. Ростовцев // Сб. науч. тр. ЛИИГФ. -Л., 1940. Вып. 20. - С. 3 - 109.

158. Руководство по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций. / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Стройиздат, 1982. -79 с.

159. Руководство по изготовлению слоистых панелей с применением заливочных пенопластов. / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1977. - 59 с.

160. Руководство по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1981. -96 с.

161. Руководство по определению экономической эффективности повышения качества и долговечности строительных конструкций / НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1981. 56 с.

162. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. / ЦНИИСК им. В .А. Кучеренко. М.: Стройиздат, 1977. - 189 с.

163. Самуль, В.И. Основы теории упругости и пластичности / В.И. Самуль. — М.: Высшая школа, 1970. 288 с.

164. Сарычев, B.C. Материалоемкость, трудоемкость и стоимость металло-деревянных арок и ферм покрытий с асбестоцементной кровлей / B.C. Сарычев, P.M. Иванова // Экспресс информация ВНИИИС, 1985. -Сер. 8. -Вып. 1.-С. 10-13.

165. Сарычев, B.C. Резервы повышения эффективности производства клееных деревянных конструкций / B.C. Сарычев, А.В. Калугин // Мех. обраб. древесины. — М.: ВНИПИЭИлеспром, 1982. Вып. 11. —38 с.

166. Сарычев, B.C. Сравнительная технико-экономическая эффективность клеефанерных панелей покрытия с ребрами из клееной и цельной древесины / Сарычев, B.C., Иванова P.M. // Экспресс-информация ВНИИИС, 1984.-Сер. 8.-Вып. 11.-С. 7- 14.

167. Сарычев, B.C. Экономическая эффективность применения конструкций из различных материалов / B.C. Сарычев // Центр межвед. ин-т повышения квалификации руководящих работников и специалистов при МИСИ им. В.В. Куйбышева. М., 1980. - 55 с.

168. Сарычев, B.C. Экономика деревянных конструкций / B.C. Сарычев // Московский инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева. — М.: МИСИ им. Куйбышева, 1977. 129 с.

169. Серов, Е.Н. Применение клееных деревянных конструкций вспортивных сооружениях / Е.Н. Серов // Конструкции из клееной древесины и пластмасс. JL: ЛИСИ, 1980. - С. 5 - 9.

170. Серов, Е.Н. Проектирование клееных деревянных конструкций / Е.Н. Серов, Ю.Д. Санников // Учеб. пособие. В 3-х частях. СПбГАСУ. — М. -СПб, 1998.- 433с.

171. Серов, Е.Н. Рациональное использование анизотропии прочности материалов в клееных деревянных конструкциях массового изготовления: дис. докт. техн. наук/ Е.Н. Серов. — Л., 1989. — 521 с.

172. СНиП 1-2. Строительная терминология. Общие положения. М.: Стройиздат, 1980. - 32 с.

173. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: ФГУП ЦПП. - 44 с.

174. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. — М.: ФГУП ЦПП. 28 с.

175. СНиП П-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. — М.: Стройиздат, 1983. 33 с.

176. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М.: АПП ЦИТП, 1991.- 192 с.

177. Соболев, Ю.С. Древесина как конструкционный материал / Ю.С. Соболев. Лесн. пром-сть, 1979. — 246 с.

178. Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных, пластмассовых конструкций в строительстве и на транспорте / Материалы III Международной научно-технической конференции // Самара, 2005. — 270 с.

179. Современные пространственные конструкции (Железобетон, металл, дерево, пластмассы): Справочник / Ю.А. Дыховичный, Э.Э. Жуковский, В.В. Ермолов и др. М.: Высшая школа, 1991. - 543 с.

180. Современные строительные конструкции из металла, дерева и пластмасс / Материалы 12 Международного симпозиума // Одесса, 29 мая 01 июня 2007. - 288 с.

181. Соколов, П.А. О напряжениях в сжатых пластинках после потериустойчивости / П.А. Соколов. М. - Л.: Гостехиздат, 1932. - 68 с.

182. Справочное руководство по древесине / Лаборатория лесных продуктов США / Пер. с англ. М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 544 с.

183. СТО 36554501-002-2306. Деревянные цельные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета / ФГУП «НИЦ-Строительство». -М.: ФГУП ЦПП, 2006. 73 с.

184. Стоянов, В.В. Современные строительные конструкции из металла, дерева и пластмасс / В.В. Стоянов. — Одесса: ООО «Внешреклам-сервис», 2007. 74 с.

185. Тамплон, Ф.Ф. Металлические ограждающие конструкции / Ф.Ф. Тамп-лон // Учеб. пособие. Свердловск: УПИ им. Кирова, 1976. - 156 с.

186. Тарасевич, А.И. Клеефанерные конструкции для покрытий производственных сельскохозяйственных зданий / А.И. Тарасевич // Строительство и архитектура Белоруссии, 1981. — № 1. — С. 38 — 40.

187. Тимошенко, С.П. Пластинки и оболочки / С.П. Тимошенко, С. Войновский Кригер. - М.: Физматгиз, 1963. - 636 с.

188. Тимошенко, С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С.П. Тимошенко. М.: Наука, 1971. - 807 с.

189. Торяник, Н.Н. Расчет клеефанерных плит покрытия / Н.Н. Торяник, С.А. Корзон // Конструкции из клееной древесины и пластмасс: межвуз. тем. сб. тр. Л.: ЛИСИ, 1978. - № 2. - С. 58 - 64.

190. Травуш, В.И. Деревянные конструкции в общественном строительстве / В.И. Травуш, М.Ю. Заполь // Эффективное использование древесины и древесных материалов в современном строительстве: сб. докл. Всесоюз. совещ. М., 1980. - С. 46 - 51.

191. Травуш, В.И. Опыт проектирования и строительства общественных зданий с покрытиями из клееных деревянных конструкций / В.И. Травуш, М.Ю. Заполь. М.: Стройиздат, 1982. - 24 с.

192. Трофимов, В.И. Алюминиевые конструкции в промышленном строи-ельстве / В.И, Трофимов, С.В Тарановский, Ю.М. Дукарский. — М.: Стройиздат, 1972. 96 с.

193. Трофимов, В.И. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений / В.И. Трофимов, A.M. Каминский. М.: АСВ, 2002. - 576 с.

194. Трущев, А.Г. Пространственные металлические конструкции: Учебн. пособие для вузов. М.: Стройиздат, 1983. - 215 с.

195. Турковский, С.Б. Опыт применения клееных деревянных конструкций в Московской области / С.Б. Турковский, В.Г. Курганский, Б.Г. Почерняев // НТО Стройиндустрии. М.: Стройиздат, 1987. - 56 с.

196. Турковский, С.Б. Экспериментальное исследование сборно-разборной рамы из унифицированных элементов / С.Б. Турковский, А.Ю. Фролов, В.Ф. Кротюк // Исследования в области деревянных конструкций: сб. науч. трудов ЦНИИСК.-М., 1985.- С. 18-24.

197. Хороший, В.И. Складывающиеся блок-секции на основе древесины для сборно-разборных и быстровозводимых зданий: автореф. дис. канд.техн. наук / В.И. Хороший. — Новосибирск, 1990. 22 с.

198. Хромец, Ю.Н. Промышленные здания из легких конструкций / Ю.Н. Хромец. -М. Стройиздат, 1978. 176 с.

199. Черных, О.Г. Разработка и исследование пространственной конструкции транспортных галерей химических производств. автореф. дис. канд. техн. наук / О.Г. Черных. -М.: ЦНИИСК, 1983. - 22 с.

200. Чистяков, A.M. Легкие многослойные ограждающие конструкции / A.M. Чистяков. М.: Стройиздат, 1987. - 241 с.

201. Чистяков, A.M. Состояния и перспективы развития исследований в области деревянных клееных конструкций / A.M. Чистяков // Расширение применения деревянных клееных конструкций в строительстве. — М., 1983.-С. 62-73.

202. Шагинян, С.Г. Пространственные покрытия зданий и сооружений / С.Г. Шагинян, С.И. Аванесов, А.С. Марутян // НТО стройиндустрия. — М.: Стройиздат, 1998. 48 с.

203. Шипилова, С.М. Напряженно-деформированное состояние клеефанерных конструкций при длительном загружении: дис. канд. техн. наук / С.М. Шипилова. Л., 1987. - 244 с.

204. Щуко, В.М. Рамно-панельное покрытие с применением клееной древесины / В.М. Щуко, В.Н. Располов // Научн. техн. реф. сб. ЦИНИС, 1979. Сер.8. - Вып. 4. - С. 22 - 24.

205. Эффективные строительные конструкции: теория и практика / Материалы V Международной научно-технической конференции // Пенза, 29-30 ноября 2006. 245 с.

206. All precast concrete system permits 10 day erection time for 22,4 sg ft. warehouse/ offise/ - Modern Concrete, 1973. - Vol. 37. - № 6. - P. 60-61.

207. Argay, I. Vyvaj predem predpjateho betonu v Armabetonu. Pozemni — Stavby, 1974. - № 7. - S. 223 -226.

208. Chatillon, G. Le pore perce dans le lot. L Eleveur de Pores, 1982. - № 141. -P. 11 -13.

209. Dutko, P a kolektiv. Drevene konstrukcie. Bratislava. ALFA, 1976. - 400 s.

210. Dutko, P. Experimented Untersuchung deemittwirkende Breite bei den doppelschaligen. Fafelelemente mit finische Kombi. Sperrholzplatten, TKK Otaniemi, 1973. - 242 s.

211. Dutko, P., Halahyja M. Overene posobenia prvkov a nosnych sustav. -Experimentalne poloprevadz kove overenie kombinovanych sustav,V

212. Zaverecna cprava vyskumu / ES SVST. Bratislava, 1974. 145 s.

213. Karman Ih., Sechler E.E., Donnell L.H. Ihe strength of thin plates in compression. Irans. ASME №54, 1932. - P. 53 - 57.

214. Kuhn E. Design, manufacture and application of large arce prestressed roof members. - whitebs Printand Copy Lid. Ottawa, 1984. - Vol 3. - P. 74 - 82.

215. Fer offise buildings long span concrete slabs. Civil Engineerung, 1982. — Vol. 52.-№7.-P. 50-53.

216. No slips, despite banana effect. Asymmetrical trussers of Bercy arena in paris twist when lifted. Engineering News Record, 1982. - Vol. 209. -№ 24. - P. 26 - 27.

217. Puutalo. — Проспект «Пуутало» Финляндия, Helsinki, 1970. — Is.

218. Salcmanl. Spinany vicevrstvy stavebny dilec. -5 s.

219. Sbornic vysledky ukoly. PI2-326-216, vyskum kombinovanych konstrukci bytovysh, obcanskych a vybranych prum yslovych staveb, 1982. 200 s.

220. SCAD Group, 252180, Киев, Украина, Чоколовский бульвар, 13, Версия 7.27, Лицензия №2E20LBFB.

221. Schnadel. Die Weberschreitung der Khickgranze hei diinnen Platten. Pros of the 3-d Int.Congr. for Appl. Mech., t.3, 1930.

222. Schnadel. Die Mittragende Breite in Kanstentragern und im Doppelboden. -W.R.H., 1982.-S. 93.

223. Schmalzreid P. Reideburg K. Das unterspannte Blechdach eine Neuentwicklung des VEB Metalleichtbaukmbinat, — Bauplanung -Bautechnik, 1981. № 6. - S. 280 -282.

224. Schroder E. Wells conctete products adds double tee beds. Concrete, 1984. -№12.-P. 14-17.

225. Spatial structures in new and renovation projects of building and construction : theory, investigations, desing, erection — Proceeding international Congress ICSS-98, june 22-26, 1998.-Moscow.

226. S.R.A.C., COSMOS/M version 2.6.

227. Sweets Architectural Catalog Fill, vol 178, 1973.

228. Sweet s Architectural Catalog File, 1972, vol.2, division 6, section 5.

229. Titanic truss aggembly tors bomber complex.-Engineering News record, 1983. — Vol. 210. -№ 5. — P. 20-21.

230. Trusses tricky to install. Engineering News - record, 1983. - Vol. 210. -№ 5. - P. 17-20.

231. US wood-based panel industry: production trends and changing market. -Forest Prod. J., 1982. Vol. 32. - № 6. - P. 14 -23.

232. Warkaus Farm. Plywood for farm construction. Проспект фирмэ «Anlstrom» Финляндия, г. Варкаус, 6 p.

233. Zadanov V.I. Zespolone plyty zebrowe duzych rozpietosci / V.I. Zadanov // Drewno I materially drewnopochodne w konstrukcjach budowlanych. -Szczecin. -2004. S. 281 -288.