автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Покрытие блочного типа из предварительно напряженных элементов для одноэтажных производственных и общественных зданий.

Ч СТр* аЩЕШЕ.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЭДОВАНИЙ

1.1. Пространственные стержневые конструкции типа структур в зарубежном к отечественном строительстве . I®

1.2. Конструкция блочной) покрытия

1*3. Технико-эконоиическое обоснование целесооб» разности применения блочных покрытий

1.4. Цеди и задачи исследований

2» ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2*1; Методы расчета пространственных стержневых конструкций 2.2. Исследование конструктивных схем блочной конструкции

2.2.1. Методик* и основные предпосылки расчета

2*2*2; Блок покрытия с сеткой перекрестных ферм 3x3 м и опираниеы в 4-х угловых точках

2.2*3. Консольный вариант блочного покрытия

2.2|4. Елок покрытия, опирающийся в 4-х угловых точках, с сеткой перекрестных ферм 6x6 м

2*3# Исследован® работы конструкции на стадии, близкой к предельной. Наиболее вероятная схема разрушения

2.4. Влияние нелинейной работы штериала на работу ^ блочной конструкции покрытия

2*4.I* Основы раечега стержневых пространств венных конструкций с учетом уп$гго«» пластической работы штериала 3 - стр.

2.4.2; Основные предпосылки расчета блочной конструкции с помощью ЭШ с учетом Ч физической нелинейности

2.4.3. Численные исследования работы конструкции с учетом физической нелинейности работы ш тер вала

3. ТЕХЮЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИЙ

СБОРНЫХ РАШШ ЭЛЕМЕНТОВ

3.1. Постановка задачи исследований

3.2; Конструкция опытных образцов рамных элементов

3.3. Конструкция силовых форм для изготовления опытных образцов рамных элементов •••••. ПО

Зй» Применение суперпластификаторов на основе нафтал|шоформальдегидных смзл при приготовлении бетонной смеси •••••.•.•.•

3.5. Контроль усилий натяжения напрягаешй армал туры

3.6. Последовательность проведения операций при изготовлении рамного элемента с данными ш хронометражу

3.7. Исследование сборных рамных элементов на усилия обжатия при отпуске натяжения наш» рягаеюй арматуры

3.7.1. Расчет рамных элементов ш усилия обжатия

3.7.2. Методика испытаний при отпуске

3.7.3. Результаты определения усияда в стержнях рамных элементов от сил обжатия

41 ЭКСПЕРЙШНТАЛЬНЫЕ ЙССЛЩОВАНЙЯ

4.1. Исследование работы стыков; уадов и элементов рам на плоском фрагаенте опорной фермы консольного варианта покрытия при воздействии внешней нагрузки и на монтаже ••••••••

1,1, Конструкция фрагмента

4.1.2. Натяжение стыковочных болтов в процессе монтажа плоского фрагмента

4.1.3. Схема загружения и методика испытания плоского фрагмента опорной фермы консольного варианта блочной конструкции

4.1.4; Работа фрагмента год нагрузкой и анализ результатов испытаний

4.1.5* Исследование узлового соединения средних перекрестных ферм с контурной (стьк типа «Т»)

4.1.6. Выгоды по результатам испытаний плоского фрагмента контурной фермы консольного варианта блочного покрытия

4.2. Натурнъй блок покрытия 18x18 м с разреженной + сеткой перекрестных ферм 6x

4.2.I* Монтаж блока покрытия . 209 •

4.2.2. Программа испытаний

Научно-*техничеекйй прогресс является решающим фактором повышения эффективности социалистического производства. В отчетном докладе ЦК КПСС ХХУ съезду Коммунистической партии Совет» ского Союза указано; "Прогресс науки и техники - это главный рычаг создания материально-технической базы коммунизма".

В области капитального строительства одно из основных направлений технического прогресса - это существенное уменьшение веса зданий и сооружений, что одновременно с экономией сырья и материалов сокращает общие трудовые затраты* В документах партии и правительства неоднократно указывалось, что необходимо "Увеличить степень заводской готовности строительных конструкций и деталей; Обеспечить массовое применение новых эффективных материалов и облегченных конструкций"* X В обозримом будущем железобетон в основном сохранит важнейшую роль в обеспечении строительства, несмотря на значительное увеличение применения металла, дерева, пластмасс и др. Решения** ми ХХУ съезда КПСС на десятую пятилетку предусматривалось даль» нейшее развитие производства сборных железобетонных конструкций с увеличением его объема в 1,2 * 1,3 раза.

Актуальность работы.

Главным направлением дальнейшего развития железобетонных конструкций являются совершенствование конструкшй и переход к • внедрению в практику строительства высокоэффективных изделий и конструкций повышенной заводской готовности из легких и высокопрочных бетонов и предварительно-напряженных конструкцш, усовершенствование технологических процессов изготовления и монта« жа •

Все большее распространение в промышленном строительстве получает конвейерный способ монтажа покрытий! Едок покрытия со«» бирается на уровне земяи| а пролете строящегося здания и цели*» ком» вместе с кровлей и инженерными коммуникациями в межферменном пространстве транспортируется на специальных тележках к месту монтажа и устанавливается на колонны в проектное положе» ние* Такой споооб монтажа эффективен и перекрываемых площа* дях более 10 тыс*ь^ и позволяет снизить трудозатраты на 20*25$ и сократить сроки строительства на 15*20$ Дб,10б/| Однако кон» вейерный способ монтажа применялся до сих пор только для сталь» ных структурных конструкций и покрытий» состоящих из стальных ферм и профилированного настила. Для железобетонных покрытий! состоящих из линейных стропильных элементов - балок или ферм и плит покрытия, такой споооб монтажа не придоним»

Актуальность работы заключается в том, что она направлена 1 на создание новой, экономичной железобетонной пространственной ] конструкции покрытия^ отличающейся от традиционных решений ста» тической схемой и конструктивными формами и позволяющей впервые для железобетонных покрытий применить конвейерный способ монтажа*?

Цель работы;

Разработка, исследование и шедрение железобетонного про** странственного стержневого покрытия блочного типа из пред вар»» тельно«»напряженных рамных элементов для производственных и граж» данских зданий с сеткой колонн 18x12; 18x18, 24x12 м и в перспективе 24x24 м| объединяющее в себе преш$гщества пространственных стержневых конструкций и материала *» железобетона и поз** воляещее применить блочньй монтаж по!фытшН

Блочная конструкция покрытия представляет собой систецу перекрестных ферм, выполненных из однотипных плоских преднапряжен-ных непрерывно армированных рамных элементов, соединенных друг о 7 с другом в узлах на уровне верхних и нижних поясов» Рамные эле-^ менты выполняются с применением высокопрочного бетона и арматуры в спецтльных силовых формах* Предварительно«напряженное армирование про изводится методом непрерывного армирования высоко-» производительными арматурно-намоточными машинами.

Основными задачами работы являлись: разработка конструкций и выбор оптимальных вариантов покрытия;

- теоретическое исследование распределения усилий в элементах блочной конструкции на стадии эксплуатации и в предельном состоянии! разработка рекомендаций по расчету;

- разработка узлов и стыков консольного варианта покрытия и варианта с разреженной сеткой перекрестных ферм и экспериментальное исследование их работы; исследование вопросов технологии изготовления преднапря» женных рамных элементов и монтажа блочного покрытия;

- составление рекомендаций по проектированию различных кон-» структивных схем покрытия» по технологии изготовления рамных элементов и монтажу блочной конструкции;

На первом этапе исследований были произведены расчеты конструктивных схем покрытия, обоснованы геометрические размеры эле» ментов рам и их армирование, определены схемы раскладки рамных элементов в конструкции покрытия для различных конструктивных вариантов*

Изучалось перераспределение усилий в элементах конструкции на стадии эксплуатации с учетом деформаций сжатого бетона и образо-Ч ванда трещин в растянутых элементах, и в предельном состоянии с определением наиболее вероятных схем выхода из строя перегружен-* ных элементов!

Следующий этап исследований был посвящен технологии изготовления и испытания рапных элементов на этой стадии» На треть Ч

Л ем этапе были проведены испытания фрагмента покрытия и исследованы вопросы сборки и монтажа блочной конструкции» На последнем» четвертом этапе были разработаны рекомендации по проектщюванию блочной конструкции покрытия, технологии изготовления сборных рамных элементов, сборке и монтажу блочного покрытия. Научная новизна работы;

- разработаны конструктивные схемы пространственного стерж-1 невого железобетонного покрытия блочного типа, собираемого из I однотипных преднапряженных непрерывно армированных рамных эле- j ментов, соединяемых при помощи болтовых стыков, напрягаемых в I стадии шнтажа;

- получены данные об особенностях перераспределения усилия у в элементах конструкции в эксплуатационной стадии и в предельном состоянии и предложена методика расчета; исследована несущая способность покрытия и используемых в нем элементов и стыков; разработана технология изготовления рамных элементов и монтажа блочной конструкции покрытия* На защиту выносится:

- конструктивные схемы блочной конструкции покрытия для одноэтажных производственных и гражданских зданий под сетку колонн 18x12, 18x18, 24x12 м;

• результаты экспериментальных и теоретических исследований напряженно-деформированного состояния блочного покрытия; Ч - предложения и рекомендации по проектщюванию, изготовлению и монтажу блочной конструкции ткрытия из железобетонных преднапряженных рамных элементов»

Практическое значение работы»

Проведенные эксперишнтально»теоретические исследования и рекомендации» составленные на их основании» позволяют запроектировать и внедрить различные конструктивные схемы блочного покрытия одноэтажных промышленных и гражданских зданий под сетки колонн 338x12» 18x18, 24x12 м, которые призваны заменить традиционные железобетонные и структурные металлические покрытия* Применение блочных покрытий позволит по сравнению с ними уменьшить расход стали на 20-25$ и бетона на 25-35$ в зависимости от применяемой конструктивной схемы. По сравнению с металлическими структурами расход стали уменьшается на 50-70$.

Кроме того , применение конвейерной сборки и блочного юн-тажа позволит снизить трудозатраты на монтаже на 15-20$ и сократить сроки строительства♦ / Объем рботы;

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения и изложена на 355 стр., в том числе текста 138 стр., 103 рисунков, Ш таблиц.