автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние железобетонных монолоитных многоволновых оболочек с контукрными элементами в виде сборных безраскосных ферм

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ 1ЕЛЗЗНОДОРОЗНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукопноз

ШдННАТ 1Щ)

напряаекю-даовшюашюе состояние жеяезоеетг/якых

монолитных шюгозодшшс оеошш£ с шшшш1 зиеши в вида сборных еезраскосшх фен!

05.23.01 » С"граатааьша конструкции, 3,-ендя и сооружения

а в т о р е 3 "2 р a t дгссертацаи на саэагашз учзноЗ степзян яаздкдага тохшческа нхуз

и о с к в а - 1992

Работа выполнена во Владимирском политехническом институте Государственного комитета PCX? по делам науки и высше!4 иколы.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор В.С.Бартенев

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Г.К. Байдуков кандвдат технических наук, доцент из.Кузыкш организация - ПМ"ПРШСЖ)ЙШ)ЕКГ

Защита состоится "28«anpew 1992 г. в 1& час. на заседании специализированного Совета К 114.09.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук при Всероосчйском заочном институте инженеров железнодорожного транспорта (БЗИИТ) по спепналъ-ностк 05.23.01 - "Стрсктельнив конструкции, здания к со-оруящнкн" по адрасу: Москва, ул. Часовая, док 22/2 в .аудитора!

С диссертацией ионно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 4 I999 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, доцент Л.

Б.В.ЗаПпев

.. ... .'л:

•: I

'к"; Обтая характеристика расЗогы

:Т ■"■ ^гегуальнойгь работы. Снижение магеряалоеккосги, экономное расходование материала (металла, цемента и др.), снижение стоимости строительства зданий и сооружений - таковы задкейоке задачи, поставленные перед капитальным строительством Основными направлениями экономического я социального развития САР. ¿ним задачам отвечает применение-железобетонных пространственных иокрытиЬ зданий различного назначения.

¡¡росгрансгвонныа конструкция в виде железобетонных многовол-побых оболочек с различными видами чоятурных элементов являются ?дни:.!и из сами/, перспективных типов конструкций покрытии. Они выполняется, з основном, з сборном ели в монолитном варианте. Однако изгибная несущая способность я армирование ребер сборных элементов покрытия определяются, как правило, по монтажным и транспортным, а не по зксгиуагацпсшшм воздействиям как в монолитном подобных покрытиях, Ь этом заключается основное преимущество монолитных конструкций.

Л то та зрзмя возведение пространственных покрытий оболочек из монолатнагч гляеаэбетояа имеет свои недостатки, это связано презпе всего с трудностями опалубочных работ и с преднапряженаем арматуры вваяах поясов хшвгуряых элементов. Поэтому целесообразно •осуществлять такав ззадн тщшия сборно-шншшгаша. Контурные эдемами предлагается приготовить'заранее на площадке или в металлических фордах для типовых конструкций.

Среда цдогочясленных возмоааых вадов контурных элементов без-раскоснне фврщ занимают особое мвс.то, особенно когда речь идет о массовом строительстве, где необходимо использовать ме.1$ерменяое пространство как технический атаз. Такие фермы широко применяются в йдши« а именно в строительства прашшшеяных в сеяьскохозяйст-яешшх здаавй.

В литература из живется достаточных данных об исследовании мнаговодновше оболочек с контурными безраскосными фермами, поэтому -задача изучить работу таких конструкций является актуальной.

Целью работы является разработка предложений по многоволно-вы.,; выпуклым оболочкам с контурными безраскосными фермами.

Основное задачи исследования:

I. Разработка методики проведения экспериментальных всследо-заяш] на моделях й получение экспериментальных результатов;

2. Разработка алгоритма расчета железобетонных иноговолновых покритик оболочек с коктурщми безраскосни.чи (¿ерлаг.щ;

3. .Автоматизирование расчете и появление рациональных подъемов;

4. ьссл вдевание влияния изменения кесткосги контурных элементов на ЩС в теких оболочках;

5. Проведение испытаний отдельно!; безраскосной фермы на действие вэртгашлышх сосредоточенных нагрузок.

Автор зашягоавт;

- результаты »нспершентальных исследована! железобетонных монолитных нноговолновых ободочэк полони г ельаой двоякой кривизны со сборными контурниш беэраскосныш фермаыа;

- результаты испытаний отдельной безраскоснок фермы на действие сосредоточенных вертикальных нагрузок;

- программы для расчета таких конструкций с применением ПЭК,1;

- результаты численного анализа я выявление рациональных подъеме е.

. <Мтта«> нинадт гезмшрт*

- результат вкспершентальншс всследованиЁ двухволяовых железобетонных кояолятних оболочек со сборашп контурными алемента-1за в ваде безраскосннх ферм лра доЁсгвяи вертикальной равномерно распределенной £ односторонне нагрузках;

- црох^ашг дасш расчета таких обол очах с применением ПЭШ;

- выявление рациональных подъемов таких видов сокрытия.

Практическая значимость работе. Црвменеввая методика расчета

в методика экспериментальных исследований изучаемых покрытий позволяют правильно оценить их налрякеяно-деформярованное состояние я способствуют обоснованному г рациональному проектированию этих систем покрытая.

Разработанные программы для ПЗШ могут быть непосредственно использованы при проектировании таких конструкций.

¿пробашу работы. Результаты диссертационной работы доложены ва научных конференциях Владимирского политехнического института в 1883 и 1389 гг., на региональной научно-технической конференции б г.Владимире в 1988 г., на координационном совещания в г.Донецке в 1990 г., ва второй Всесоюзной околе-семинарв в 1990 г. (г.Суздаль - г. Владимир).

Публикации. По материалам диссертационной работы опублякова-

но две печатные работ.

Объе?< работа. Диссертация состоит из введения, шесги глав, основных выводов и предложений, списка яспальзуемо£- литературы, вгаючаодаго 7? наименовании, приложений. Работа содеряиг 161 страницы , в гом число 84 сгранлиы лшшллописного текста, 73 рисунка и 7 таблиц. Работа выполнена на кафедре строительных конструкций в архитектуры Владимирского политехнического института.

Содержание работы

Ьо введения обоснована актуальность работы, сфэраулированц цель и задачи исследований и приведено краткое содержание работы.

р первом главе диссертации рассматривается конструкция железобетонных оболочек шоговолнового иша в советском й зарубежном строительства. Дается обзор работ по расчету оболочек с учетом юдатливостл контурных элементов, обзор экспериментальных ассяе-ювяялё такгх конструкций.

Цзрша покрытия в виде оболочек додохитальной гауссовой кра-эизяы выполнились в монолитном ж&дезобетоне в 30-х годах в некоторых странах Европы. Начиная в 40-х годов такие конструкция получи-ш примеяение и в Советском Сояза. Ввиду сложности- форт ыояшшг->ыв ободочки положительной кривизны применялись, как правило, при щдивидуальяоы строительства я при реконструкции существующих зда-свй.

Применение сйодачек на Ближнем Востоке, в частности в Сирии, ачалось прваерго 50-60 лет тоцу вяаад. Однако конструкция этих болочек производились изиетадяа а в основном осуществляли как сновнне элементы храаилищддя зерна иди нефти. Тем ве менее, болота г виде купола существовала еще раньше э покрытиях ма-етей и соборов- Оболочка двойкой кривизна начагя применяться алько 15 лет дозах s «яграавчааном количестве. Необходимо отме-ить, что при лскрытяи здания несколькими оболочками в болышшст-а случаев обеспечивается раздальная работа каздой ячейка, конту-saa элементы выпоиишись в виде арок« Сборные пространственные эяструкции з виде оболочек появились несколько позже, их развитие зсяо сказано с решением проблемы монтажа. Большая трудоемкость ;йтажяых работ постоянно была узким местом, дрепятсгвуюадм их арокому внедрению. Проблема снязения трудоемкости монтажа решс-»съ в двух направлениях,. а именно: в направлении разработки новых згодов монтажа и в направлении разработки-новых технологических

в конструктивных решений оболочка.

3 направлении улучшения конструктивных решений сделан с. вто' ро£ ва;шый шаг - последнее конструкции покрытий стали проектироваться неразрезними в одном или £ двух направлениях, что позволило смежные оболочки опирать на одну общую дяа£раг;.;у. Диафрагмы «али применяться в ваде арок, фер..! раскосных и безраскосных, правых брусьев а балок дая маленьких размеров.

11 создании и развитии теории расчета яалезобагошщх оболочек больной вклад внесли ученые В.Б.Власов, ц.П.АЗсвски!., ¿Л.Байков, А.В.}»йнберг, Б.С.васильков, Ь.О.Еаргенев, Л,С.1араш5, А.Л.Гольденвейзер, В.В.Диковяч, А.А.Кулагян, Ь.Г.лромер, П.Л.Лукаш, И.£.Мй-лейковсхяй, £.К.:Айха?аов, Б.Ь.Новожилов, .ц.Л.Иавяйа^нен. А.А.Лазарев, Ь. Г. Река и, А.Р.Ржанищш, Т.ТДачатурян, Л. V. Хлебной, ¡„.¿.Чнненков, А..1.Парме, Е.К.Чагтерлхк, .'.¡.Хелал и др.

Расчету несущей способности этих оболочек уетодоу предельного равновесия посвящены работы А.¡Л, Овачклна, А.Р.Ржаницына, Г.К.ХлвдукоЕа, Хлебного, Г.^.^емива, '^.Б.Чиненкова, Л.А.Коробова , В.2.11угаева а др.

Експвршенгальнши исследованиями натурных и моделей пространственна. покрытий посвшдеш работы Ю.В.Чиненкова,'В.С.Бартенева, Ь.С.Василькова, Л,А.Коробова, Ц.Б.Краковского и др. В этих работах неоднократно било подтверждено, что податливость контурных . элементов суиественно влияет на ЩС в приводят к перераспределению внутренних усилий.

Исследованием, иосвяданякм учету податливости контурных элементов при расчете ободочек, является работа И.Е.1Лиле£ковского в Б.С.Бартенева. £ ней для ранения контактной задачи прп учете деформаций контурных элементов в вдде криволинейного бруса ыного-волновнх в одном направлении оболочек использован метод сил. При учете лодагливости контуршд элементов С.Васильков а а.Г. Власов использовали варлационний метод перемеаэний.

В практическом методе расчегаа просгранственвых покрытий с учетом податливости контурных элементов В,С.Бартенева используется смещений метод строительной механики, Достоияствака этого метода являются сравнительная простота, универсальность, возможность выполнения расчета с учетом податливости по моментиой и пьлукомеягаой теориям как вручную, гак с ясмльзлваняем 2Ш,

Ьо ргоиЬ главе изложена метода экспериментальных исследован«;: модели просгрлнстзекясго покрытия, описана конструкция да-

дали, даны физико-механическиа свойства применяемых кзтерпалоь, описана гак"~е методика испытании отдельной безраскоснол «ериц.

дсльп "экспериментального исследования являлось изучение к;-— пА;я."9Ш10-де4ср:л;:роБанного состойся аелезобетояных ыоволггнкх многовслноеш: оболочек со сЗорнгап контурными безраскосныж ¿арками.

¡.'одель для испытаний изготовлена сборго-монолитяок: покрытие выполнено в ваде двухболнобо!; гладкой оболочки из монолитного железобетона, контурные элементы изготавшшваись заранее в ввдв сборных безраскоснь'х ферм. Модель имел а здедугаие размеры: длина в продольной направлении {каядая волна) 2700 ма, в поперечном -2000 мм, попьем и радиус кривизны в продольном направлении 280 мм и 3325 ш, в поперечном - 240 я 2203 мм. Толщина плиты 9-10 ш, к контуру увинчивалась до 25 ш. Толщина контурных элементов 40 мм, высота опорной час^я 120 мм, сечения поясов 40 х 55 и, стоек 40 х 40 мм (рис. I).

Жесткое сопряжение сборных контурных ферм с плитами оболочек обеспечивалось вшгуском и связыванием с сеткой оболочки часть из поперечной аркатуры верхних поясов на длину 250 мм, предусматривалось rarte установление на верхней граня верхних поясов *ерм елояки 40 х 50 х Ю мм.

Фермы модель оболочки изготавливались из мелкозернистого бетона состава Ц/П = 1,2/9 при В/Ц = 0,43, активность цемента равнялась 400.

Прочность бетона на время испытания составила 360 кг/см^, начальный-модуль упругости прл напряжениях в призме <~><0,2£* равен 280 ООО кг/с гг.

Для испытания модели был запроектирован и выполнен силовой кеталлический стенд. Модель опиралась на стенд через два катка, одну неподвижную опору из уголка, три пара, которые позволяв ei свободно перемешаться по всем иапрааяенвям в горизонтальной плоскости.

При испытаниях модели создавалось пять видов загруяеняя (табл. I). Загрухеяяе модели производилось двумя заранее гариро-ваннши гидрашическимз 25-тояныкя домгератами.

При проведении исследования на модели было установлено 9 прогпбоаеров АИСТОВА ПАО-6 с йеной деления 0,01 мм, 6 тензометров, 50 индикаторов с ценой деления 0,01 мм и 296 тенэодатчиков с базой

50 мм наклеивались клеем 192Т на поверхность бетона.

Регистрация показателей осушествлялась 3 комплектами тести-квнальчых апектронннх измерителе!: деформаций АИП.-4Ц.

Лая изучения характера работу лсеяезобегошш беэраскосшх (Терм под влиянием сосредоточенных узловых вертикальных нагрузок (монтажных нагрузок) и сравнение их с работой .ферм совместно с пространственными покрытиями бша изготовлена для испытания дополнительная ферма из тех ае материалов, что и для ферм, изготовленных для модели оболочка. Для ишытания фермы был изготовлен силовой металлический стенд. Модель ферма опиралась нэ стенд через одну неподвижную опору и один каток, позволяйте свободное лере-мешекие модели в одном направлении.

Третья глава посвятевв анвлЕзу работы модели оболочек в упругой стадии. В главе рассматривается распредачоние деформаций V. перемещений в модели при действии равномерно-распределенной нагрузки по всеР поверхности £ = 400 кг/см*' и равномерно-распределенной на части поверхности вагрузки ^ «300 кг/см*^. Рассматривается такяе анализ работы безраскосной фермы при действии вертикальных узловых сосредоточенных нагрузок Р - 195 кг.

При испытание модели производились измерения прогибов ллигн ободочки, верхних поясов ^еш, измерение продольных и поперечных деформаций волокон верхних и нижних граней плиты, продольных деформаций контурных элементов. Основными сечениями, где изучалось распределение усилий в прогибов, являлись средние сечения продольного ( X = 0,5 а) и поперечного ( У = 0,5 в) направлений оболочки г сечения вдоль контурных ферм и в угловых зонах.

Результаты испытаний модели на равномерно распределенной нагрузке показали, что во ьсех сечеяяях, где производились измерения деформации, действовали наряду с нормальными силами изгибающие моментн, главным-образом это было заметно при измерении деформации по среднему поперечному сечению. В этом сечении в нейтральной части оболочки все сечение было сжато, у контурных ферм геркней грани были растянуты, е низшей грани - сжаты. При этом максимальное значение нормальных сил достигается в ленгре оболочки и уменьшается при приближении к краям. У крайних диафрагм Т2 была меньше в 2,4 раза, чем у средних диафрагм, а изгибавшие моменты Мз меньше в 0,3 раза (рве. 2.3).

В угловых зонах возникали взгибагадие момента и нормальные

силы. Напряжения в этих зонах достигли максимального значения перпендикулярно сечения под 45° к контуру л на расстоянии 27 см от угла 7 кг/см'ч У средних дгаУрагм в угловых зонах растягивающие напря'--еягя бняи больпе, чем у краРяях на 7-10?. Едоль сечения наблюдались о-чпзшяе напряжения зя псключением в углах у крайних диафрагм, сечения били растянуты в пределах до 10 см от угла. В сечениях у дяа?рагм большого пролета действовали сшн растяжения. Максимальное значение яаблкдалось в середине пролета у крайних диафрагм у. в четверги пролета у средней.

Чтг касяегся прогибов, замеренных в среднем поперечном сечении (рис. 4). Результаты показывают, что прогиб средней фермы больше, чем крайней, и это логично, потому что яа среднюю ферму сета перелается от двух оболочек, на крзйнвп только с одной обо-"гч"?. Те« в? »чгяее разница по геадчине прогибов средней и крайней 'ер?: чезнр'т'трл^ная. ЯричиноГ; этого бить действие яа сред-

вил *ерму с:*лн растямняя больк"^. чем яа крзйние.

Прг !!спктбН!*п модзди на равгоглерго распределенную односторон-1юп нагрузку в ране сечений действовал;! усилия больше, чем при загрупеняи модели равпмернс распределенной по всей поверхности «грузкг той же интенсивности.

Испытание отдельной фермы под действием вертикальных нагрузок показало, что характер распределения усилий в верхнем поясе 1амного оютчввтся от характера'работы совместно с пространственна? покрытием. Для примера в табл. 2 приводятся значение усилий в ¡ечениях: в четверти и в сарздпйз пролета ферин. Как видно из •абл. 2, верхний пояс фермы в случае приложения вертикальных на-"рузок был статям полностью, в нижний пояс был растянугы?л. Однако ) другой случав верхний я нижний поясн подвергались усилиям растяжения. Причиной изменения характера распределения усилий было яа~ ячие горизонтальных нагрузок, происходящих в основном от сдвигап-их усилий 5 , возникающих на линии контакта оболочки с фермой.

Под действием вертикальных сосредоточенных узловых нагрузок терма прогибалась значигачьно быстрее и больше, чем в стучав сов-тстяой рабогн $врмы с пространственным покрытием (рис. 5). Как шдно из рисунка, в середине пролета $ерш прогиб был в 3,5 раза »ольше, чем при совместной работе фермы с оболочкой. Причиной 1ГОГО послу тал о отсутствие предварительного напряжения нижнего :ояса фермы. Однако, при наличии горизонтальных нагрузок на верх-

- В -

Рис, 3. О61ЦИЙ вид модели пространственного покрытия.

схеш -аагрулвния ■ в«", ваг-, руакк 1г/*г

1 ПИИИННИИШНШИ ШНПНИИ 400

2 ПЛШШГ 1ШШШ 900

ПШПШШ 1111Ш1|1111 300

3 1

4 [ТШП Ш1ШШ11) 300

. ||||||||||||| 111111111111 ■

в 300

Шлица I. Схеш загрухения ыодели покрытия.

Рис. 2. 1,оыенты М? /кг.си/. (-опыт,---расчет с учетом

податливое-та контурных Ферм, расчет без учета

податливости хонтурннх ферм }.

Рис .5

Нормальные сичы Т, /кг/м/.С_опит

с Явто* пода?ливос™ 1<онтуршГ &_раС" ----- расчет без учета податлизостя).*

Рис.4. Прогиби УУ Лгу/,(-опит, - - - расчет с

учетом подчтля-зостн контурных ферм, —расчет без учета податлазоста хонтурвах ферм).

\

ч\

при работе с оболочкой;

Рас.5. Прогибы фериы им: ч ^ ✓---^ ^боте отдельно.

нем поясе прогиб <*>еркы плавно увеличивается от опор к центру пролета. Песупая способность £зрж при р<э работе совестно с оболочкой намного увеличилась. Об этом свидетельствует значея.че разругавшей нагрузки, которая при испытании ферты в целом составила 2272 кг. Б переводе на кг/м2 (на средяпп нагрузка передается от .

3.4 м2) получается 670 кгД£, что меньше в 3 раза, чем при аспнта-яви модели оболочки.

- 1С -

а б л и п а 2

усилия вервнлй пояс нитавй пояс

Ы),25 ' Х=0,5 Х=0,25 Х=0,5

м -98/+-37 +79/+37 +226/-132 Ч-1ЭД/+37

и -336/168 -95,2/156 +302,4/420 +95,2/504

- отдельная <\ерма; - *ерма при работе с оболочкой

В четвертой главе рассматривается способ расчета келезобе-говнчх многотолчоянт оболочки с контурят.« ялемеягаяр в виде без-ргскосну" (Герм, учете "поднтлчвости этих с.ерп, порядок расчета с применением ПЭЯ.!, способ выявления рациояэльнгас подъемов, излагается такче влияние измеяонгя жесткости коятурннх аяеивятоя кл ДдС £ таких -оболочках.

На основе «егодккв расчета пространственных покритий оболочек, разработанной З.С.Бартеневж!, конструкция' П07фыгия рассмат-р/^ется как тонкостенная .гладкая оболочка, совместно работавшая с првмвколшши к неК элементами - соседними оболочками.

В этом методе расчета усилия л перемещения в любой точке пространственного покрытия с относительными координатами ^ определяются по формуле: . ¡к Л, ,зоп

где слагаемые с индексом (доп) учитывает податливость контурных элементов по четырем краям оболочки;Ш - член разлояеяия нагрузки в продольном направлении оболочки;^*,\*г/ь - слагаемые с индексом (ос) являются основными значениями искомого усилия или перемещения в произвольной точке средней поверхности оболочки, опредалятоейся расчетом юарнирно опертой по контуру оболочки.

Рначеяия дополнительных усилий и перемещений от податливости контурных элементов каждого края покрытгя для лвбого члена разложения нагрузки в продольном направлении определяются тю формул о:

Щ (илий^яхп Дополнительные значения усилий и перемещений от элементарных состояний опред8ляотся_по формула: - В« £

Краевые неизвестные олре.паляюгся составлением и решением систем* яз четырем уравнений, в составе которых входят и коэффициента, учитывающие податливость контургнх и примыкающих конструкций.

Лля учета понятливости контурных элементов при расчете необходимо" определить их.кратные перемещения , , В , ,4.

Безраскосная форма, имеющая жесткие углы, является элементом рамной конструкции, многократно статически неопределимой. Ее пе-ремешения дольни определяться во общей "ормуле перемещений плоской стерчневой скг'тедо с учето;.; деформаций изгиба, сжатия (растяжения) , сдвига а кручения. ,

- * ♦ * 1/Цр <1* Я/Ч?*

Н.п орноррьтт: принятой «еговикл ряечртл с использование;: псв" спсгйвгл'' пгогрв'г.'Э " ЗНШГМ " на ДЕК-З к программу - ШШ1-2 " не " ЕХ 5РЕПШ Обе программы составили нп я:'н-:е 8№)С .

Разработанное вами программ для расчега 'ачезобетснкюс оболочек с контурными беэраскосными фермами позволяют производить расчеты этих конструкция достаточно быстро с достаточной точностью и дают возмотяоеть проводить численные эксперименты для изучения характера влияния изменений различит параметров на НдС, как изменения ¡{% , изменения жесткости контурных элементов и т.д.

Для выявления рациональных подъедав был проведен пример расчета трехволнозогэ покрытия из оболочек двоякой кривизны размером 18x24 м с контурными элементами в ноте безраскосянх ферм. Толщина оболочки принята разной 50 ш, сечения элементов фермы были: ширина 24 см, высота сечений верхних, ниотях поясов а сто -ек - 40, 40, 25 см.

Стрел« подъема были приняты так, чтобы аоблвдалось условие = 420 см, соответственно рекомендации "Руководство по проектирование пространственных конструкций покрытий а перекрытий. ШЙЖБ Госстроя СССР. И., 1979".

Расчет бот проведен с измененяемУ/Дг от 0,4 до 6.

Результата анализа показывает, что наиболее рациональные подъемы в таких оболочках, это при = I, что позволяет рекомендовать такие условия при проектировании подобных конструкций.

На рис. С отражаются максимальные значения г^, Тр Т2.3 при разных соотношеаяях & "/-I (/г >

Необходимо здесь отметить, что руководство рекомендует принять /10, /; = £/'10, что соответствует для вашего

примера = 1,333.

Б пятой глале приведена результаты расчета двухвалковой модам с коятуркнш бйзраскосныади фермами яа действие: равномерно распределенной пагрузкк по всей поверхности д. = 400 кг/м^ (езсе.-а I, табл. I); равномерно распределенной на одной волне од-ностороннзй яагрузки (схевы 2,2); равномерно распределенной нагрузки на половине юля, црийыкаших к крайним тантурвым фермам (схема 4) и равномерно распределен я ой нагрузки на Половине волн, пржмакеязйих к средней (Терме (схем 5). При расчете модели по всем схемам нятенмзвшсть равномерно распределенной односторонней нагрузки ровнялось Ц - 300 хг/м .

Брг равнокрп-'о гяспгезвпекяо^ нсгруз-ее в направлении меньшего пролета в' среднем поперечном сечендя опытные значенгя изгибавших моментов ид (ряс. 2) по характеру соответствуют расчетным, но количественно они больше, чем расчетное у крайних уерм, я меньше, чем у средне!: примерно на 20 %.

Норг.йльяые силы (Т^) в этом сечения показываются на рис. 3. 1ег;;о заметить, что пря расчете модели с учетом податливости значения ьтях ем хорошо сонпадаат с охштнкмя дан ян ми по характеру я Слизня к кем по значению. Опвтвне значения больше, 'чей расчетные примерно ка 10-20$.

На ряс. 4 язобрзкаан шнгры прогибов в среднем поперечном сеченвв. По характеру в расчете я а опыте хорошо совпадает, во опытные значения зяачигелый превышает расчетные. На рисунке видно также, что при расчете о учетом податливости контурннх ферм прогибы были больше, чем без у^эта податливости.

При загрукеняи модели равномерно распределенной яа одной волне нагрузкой ^ = 300 по среднему поперечному сечению усилия в направлении меньшего пролета (Ь^. , полученные опитом, сходятся по характеру с усилиями, полученными при расчете с учетом податливости контурннх £«р?л. Однакб, значения этих усилий несколько различаются у контурных ферм. Например, усилия ,(Т2) у средней фермы по расчёту получйлй'сь "с отрицательным зяаяом (сжатие), а опыт показывает силы растяжения.

Прогибы в этом сечения имели иной характер со сравнена» со случаем затружеввя всей модели. Значения прогибов у крайгаЯ фвр-

Рис. б.. Вяюшпе изменения Л/Л на напряженно-двфоргировзкноэ состояние л ооолочхо»

мы загружеяия воля« » во расчет; я оря испытания были бсишге, чем у средней. Однако^ расчетнме звачеяяя прогибов била- больше, чем опыттге. В незагруженной волне прогибы при расчете и при испытай?»» вмаая развив знакя» в частности в крайней воловлне волны.

В случае загруженяя половин воля, прямыкагаих к крайним диафрагмам по среднему поперечному сечению, значение изгибающих моментов 0^), полученное опытом, хорошо сходятся с расчетными значениями. У кра$яих конутрных элементов расчетные зяачеявя моментов бит.л больше, чем опытные, на 15£. У средней диафрагмы кар-

тяна изменяется: опытные значения превышают расчетные. Что касается нормальных "5ял в этом сечении, опыт показал, что у сред-лей диафрагмы нмзпт место силы растяжения, а это я_ подтверждается расчетом. В обгаем, характер распределения (Tg) в этом сечении, полученный расчетом и опытом, хорошо совпадает.

Характер прогибов, происходящих в этом сечении при расчете сходится с опытным. В загруженных частях значения прогибов при расчете были меньше, чем опытные, а в незагруженных - наоборот.

При загружения половин волн, примыкающих к средней ферме, распределение усилий в перемещений в поперечном и продольном сечениях при расчете совпадает с опытом по характеру и немного отличается по значениям. Здесь нукно отметить, что имеется значительно хорошее сходство во характеру при эагруменяи всей модели при зьгрухенив патовей волн, прикикапиух к средней <$ep:.:s.

Л'сстая глава посрянена работе модели в ппедельяой стадии,

Мс.пачь оболочки не бuta доведена до полного разрушения, однако получена обшая кяргшл трепан пропорциональным увеличением равномерно распределенной нагрузки по всей поверхности оболочки.

Первые трешяны появились в неткнфи поясе средней фермы на 11-м этапе загру.еяия при нагрузке 550 кг/м^ в местах действия максимальных изгибающих моментов (в местах сопряжения стоек с поясами £epMj. в этих местах кроме язгябагашх моментов действовали нормальные растягивающие усилия.

С ростом нагрузки греоинн образовывались и в верхнем поясе средней фермы, где действуют полом тельные изгибавшие моменты и раотягиващие усилия. В то же время образовались тиешшы в нижних поясах крайних Ферм большого пролета. При дальнейшем увеличения нагрузки трещины пересекали сечение верхнего пояса средней фермы и выпля в плиту оболочки. Выход трещин в плиту был ва 14-м этапе при нагрузке 650 кг/м2. После выхода трещин в плязу оболочки при нагрузке 700 кг/м2 в ней в местах действия максимальных отрицательных моментов образовались трещины, идущие вдоль $ерда.

После появления трещин в местах действия максимальных отрицательных моментов положительные изгибавшие моменты, максимальные значения которых на расстоянии 20-30 см от средней фермы, резко увеличивались, что способствовало появлению трешин внизу плиты, идущих ядоль средней фермы. При дальнейшем увеличении нагрузки число образованных треаин в нятяих я верхних поясах ферм

? в плите оболочки увеличивалось, образовались новые треяины нк гоясах контурчнх ферм меньшего пролета.

При нагрузке 850 кг/м^ в угловых зонах у средней 'Термы гэчя-in образовываться первые треяяны, идупир влоль сечения под углог 15° к контуру. После образования трещин у крайних г средне." <Iepv \ в гиите в местах действия полояктйльных изгябатаих моцпнтов фогибы в поперечном сечения значительно уваличинались, особенно ю средней ферме и в рядом расположенных сечениях. При нагрузке [100 кг/м^ трещины в поясах ферм раскрылись, особенно в никнем юясе средней фермы, где раскрытие трепшн достигало 0,7 мм. Лал*-¡ейтее уваличение нагрузки способствовало увеличению раскрытия репин и появпеняю новых. При нагрузке 1400 кг/м2 все приборы ¡ши сняты и загруяенве продолжалось без отчетов до 1850 кг/м2 пол?>я нг?грузке на оболочку при этом составила 1Г-03 кг/;''-),

Основные вывод»

Т. Для кассового строительства пропиленных зденя!'. лелесо-бпаяпст прпиенягь гборно-глонолятяие .гачеяобетоннне многоголновче болочки лолотлгвлыю* Гауссовой кривизны. Б этих покрытиях обо-очки внполнят'тс.ч из монолитного келезобетояя с использованием гвентарноЯ переносной сборно-разборной опалубки. Контурные лементк предлагается приготовить заранее на площадке или в еталлических формах для типовых конструкций.

Наиболее приемлемым типом контурных элементов для таких болочей является безраскосная ферма с шагом строек 3 м, позволягу-ая решать рациональные вопроси штаяироЕки меяферменных атачйй к ередачи нагрузок от подвесных перекрытий, ко торн!; весьма необхо-ш для многих типов промшленних зданий.

2. Экспериментальные исследования модели йозволпли изучить зспредаление усилий и перемещений по различным сечениям оболочки выявить влияние неразрезности оболочек, податливости коятурякх цементов на распределение усилий. Как выяснялось, эти факторы рщественяо влияют на распределение усилий и перемещений в обо->чке, а, следовательно, должны учитываться при проектирования шюглчннх конструкций.

Характер и величина усилий на половине оболочки, ярикыкьвсей средней диафрагме, иные, чем с«. стороны крайней диафрагмы. 7 >едней диафрагмы имели место значительные отрицательные моменты

7 нормальные усилия в направлении меньшего кроле га. У крайних диафрагм ггя усялиц ошг меньше, Резличались также значения уси-лгГ. в угловых зонах. Стороны средней диафрагмы были болоте на 10-20?., чем со схорони крайней диафрагмы.

Опыты показали, что особенно сущесгзенно податливость диафрагм влияла ка распределение усилий и перемещений на половине оболочки со сторон« средней диафрагмы. Со стороны краСнеП дшг-раг?га на половина оболочки всияниа податливости диафрагм было меньве и ограничивалось ирикояутрноЕ зоной.

3. Сопоставление результатов расчета модели по моментно? т?-орля методом, учитивашик действительную яесткость конгурякх элементов, с опнздюшя данными, показало, что расчет многоволно!>кх систем оболочек но этому методу на действие равномерно распределенной нагрузки позволяет опрел ввить с достаточно" точке о/ьо усг-лия и перемещения в оболочке. При этой кисло иесто существеиное отличие усилий.взаимодействуя оболочек, что являюсь следствием неполного учета жесткости оболочки в расчете (в расчете учятнвает-с.<: жесткость в среляе-5 части оболочки), I это годтверчлается различием расчетных и опытных прогийов дяа;;рагм.

Незначительные расхождения по аначению усилий и перенесений, сходсгео характеров этих усилий в перемещений при расчете модели на одностороннюю нагрузку методом В,С.Бартенева по сравнению с опитниив ранними позволяют рекомендовать этот метод для расчете подобных конструкций яз односторонней натрузку.

4. Руководства до ггроепмрованвю хелезобетеншх пространственных накрнтйЁ рекомендует" ара проектировании мяоговолновых систем оболочек выполнять средние диа^рауыы с кесткостяии в два раза больше крайних. При зтом в расчете не учнтнвввтея утолщенные при-контуркые зоны.

Полученные нами результаты испытаний модели оболочек в в частности результаты прогибов, происходящих в среднем попере^ок сечении, показывают, что с учетом утолщенных приконтуркых зон достаточно выполнять средние диафрагмы с яесткосгями в 1,3 раза болывв крайних.

5. В пространственных покрытиях оболочек нагрузки передаются с оболочки на контурные элементы в виде вертикальных в основном от поперечных едя й ) горизонтальных (в осеовном от сдвигавших усилий 5 ) нагрузок. Подучеяииз результаты отдельно? ферма

и их сравнение с результатами испытаний модели пространственного покрытия показывают, что действие на ферму горизонтальных нагрузок помимо вертикальных ведет к изменению характера распределения усилий в <*ермэ, к уменьшении прогибов фермы и в целом к увеличении несуиеЕ способности фермы. Поэтому при возведения покрытия оболочек оборяо-монолйтяых необходимо учитывать отсутствие действия па ферму горизонтальных сал во время тактам.

6. Для рассштреняых в диссертации решений разработаны программ расчета пространственных покрнтий и реализаций их но ПЗШ "ДВК-З? л " 2Х SPECTRUM ».

7. Руководство по проектированию пространственных покрытий рекомендует при проектировании пологих отдельно стояиих и многоволновых оболоче: с различными видами контурннх элементов соблюдать условия /< 4 й /Ю; Ь /ТО, bviwf* pw!! к^'ш чполвяниГ акали" работа янот»олчов1зс папоггч оболочек о контуп-н»«<и элементами в виде безряскосннх ^ерг/ при различных соотношениям -i<jhлоятолм вр1эдть региональные ппрьет п показал, что самое рациональное соотношение подъемов пр:; J = I.

8. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования 'елезобетонних многоволновых монолитных оболочек полсштачьяой крявизьн со сборными контурными элементам в виде безраскосннх ферм позволяют рекомендовать такие конструкция для внедрения в строительство бол»И9Пролетянх здаялЕ различного назначения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Паннат идо, Карим Дтамил, Бартенев Б.С. Эффективные железобетонные тонкостенные пространственнее сборно-мрнолитные больше-пролетнне покрытия. - В кн.: Региональяая научно-техническая конференция по интенсификация строительстве! (28 ноября - 2 декабря 1983 г.): Тез. дом. - Ввдиавр, 1988. - С. 4.

2. Каняат 'Дно. Численный анализ работ« многоволновых оболочек двоякой кривизны с контурными элементами в виде безраскосннх ферм. - В кя.: Вторая Всесоюзная вдела-сештар по актуаль-гнм проблемам оптимизации конструкция (Суздаль - Вчадимир,

20 - 23 февраля 1990 р.): Тез, докл. - С. 57 - 58.