автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность волнистых покрытий из панелей-оболочек "на пролет здания"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННА СТГОИТЕЛЫШЙ УНИВЕРСИТЕТ

од ~

г гз

На правах рукописи

'■> ч ■> Ч ",< V1

'ЫОХАМВД СААД СУЛАЙКОИ РАХАЛЬ

ПРОЧ^ГГЬ И ДЕФОРМАПТВНОСТЬ ВОЛНИСТЫХ покрытий 'ИЗ ПАНЕЛЕЙ-ОБОЛОЧЕК "НА ПРОЛЕТ ЗДАНИЯ"

05.23.01 - Строительный конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени . кандидата технических наук

Москва - 1993 г.

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель - доктор технических наук,

про^ссор Н.Н.Попов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

про^ссор Лукаш П.А.

- кандидат:технических наук, • ст.научн.сотрудник Смолянинов А.Г.

Ведущая организация - НИИЯБ Российской Федерации

■Защита состоится ".£'„" 1993 г. в часов

на заседании Специализированного Совета К 053.11.01 при Московском государственном строительном университете по адресу:

Москва, Шлюзовая набережная, дом б, в аудитории__.

С диссертацией мочно ознакомиться в библиотеке унивярси тега.'

Просим Вас принять участие в яащите и направить свой от янв в двух экземплярах по адресу: 1Я9337, Москва, Ярославско шоСйв, дом 26, МГСУ, Ученый Совет.

• Авторе^рат разослан "____"_____________ 1993 г.

' ' г - -

Ученый секретарь Специализированного Совета канд.твхи.наук, доцент

Э.В.Филимонов

ОЩАЛ ХЛРАКТШСТт РЛЕСТ11

Актуальность темы, В настоящее время теория и практика строительства' железобетонных пространственных конструкций получила высокий уровень развития-,- о чем свидетельству?;? пртюнение зтих конструкций во всем мире. Из многих типов большепролетных покрытий» в последние годы широкое распространение получили те-лэзобетоннме крупноразмерные панели-оболочки размером "на пролет". Проведенный анализ проектирования и строительства, выполненный НККСК, 1МИЖБом и другими организациями, покатал, «то такие noKpfjTHF пкономиннее По сравнению с типовыми покрытиями из плоскостных конструкций по стоимости на 15-20 расходу материалов на 20-30 f,, трудоемкости возведения - в 1,5 раза.

Панели-оболочки приемлемы для покрытия производственных зданий различного назначения - бне^онарных и с Фонарями (продольными и попярочннми),. при наличии мостовых и подвесных кранов, они такчз отвечает архитектурным и технологическим требованиям, предъявляемы»! к зданиям общественного и сельскохозяйственного назначения. Дальнейшее совершенствование рассматриваемых панзлей-оболочак связано с болэо полным учетом пространственной работы iTttx конструкций в система покрытия и с разработкой прикладное мзтодов расчста, учитывающих специфические свойства жд-лззоботона.

Жолозобетонттэ панели-оболочки при ¡эксплуатационных нагрузках, как правило, работают с трещинами, я, позтому развитие на-дечнык и ^¡Мвктивкнх методов расчета таких конструкций по второй группа прздельнкк состояний с учетом ггизичеекой и гэомзтркчес-ttotl нзлинсзйности и учат совместной работы отдельных панэлеН-обо-лочак г- система пространственного покрнгия позволяет расширить номзнгаатуру применгзммх конструктивных элементов, объемы и область их пноярзния, тиспе улупгасст тохшко-яконокичэскио -показателе рассматриваемых покрытий.

3 связи с птпм, учот соекостной работы пшгалой-оболочек, усовэртанстзовпнно их суп?)ствуг.ганх конструктивных рэшнкй и развитие и!К0нзркнх истодов расчета о учетом изменят,щихсп свойств железобетона является актуальной задачей.

Настоящая работа пшолнэна под руководством доктора технических наук, npoioccopa Попова-H.H., якспориментальная часть ра~

бота выполнена е Таджикском политехническом институте. Теоретическая часть работы и анализ результатов экспериментальных исследований выполнена при консультации кандидата технических наук, доцента Раззакова С.Р.

Целью диссертационной работы является проведение якспери-. , ментально-теоретических исследований совместной работы панелей-оболочек "на пролет"- при равномерно распределенных и несимметричных нагрузках, достигающих высокого уровня. Оценка их напряженно-деформированного состояния с помощью наиболее распространенных методов расчета при кратковременном и длительном загрут жениях с учетом нелинейных деформативннх свойств железобетона и усовершенствование их методов расчета. Разработка рациональных конструктивных решений панелей-оболочек на. "пролет здания".

Научную новизну работы составляют:

- разработка методики и проведение экспериментальных исследований совместной работы колезобатонных панелей-оболочек при равномерно распределенных и несимметричных загружениях;

- выявление характера нелинейного деформирования конструкции при кратковременном и длительном загружении и разгрузке;

- результаты анализа якспериментальных и расчетных данных, полученные различными методами, позволяют дать приближенную оце» ку совместной работы панелей-оболочек во всех стадиях, от начале яагружения до разрушения с учетом податливости контурных племэн-тов$,

- разработанные рациональные конструктивные решения панело( оболочек "на пролет здания".

На защиту выносятся:

- результаты экспериментально-теоретических исследований совместной рпботм панелей-оболочек при .равномерно распределенно* и несимметричном эагружешях кратковременной и длительной нагрузками;

- Анализ практических методов расчета панелей-оболочек с учетом совместной работы в линейной и нелинейной областях деформирования конструкции в предложения по их расчету с учетом туп-ругих свойств «влззобвтоиа;

- оценка иапрг^ашю-де^рмированного состояния и несущей способности панэлзй-обояо"вк при равномерно распределенных и несимметричных эагружениях; . - .

- предложения по конструктивному решению панелей-оболочек "на пролет здания"*

Практическое значение. Проведенные экспериментально-теоретические исследования позволили решить ряд важных вопросов учета совместной работы панелей-оболочек йри проектировании и совершенствовании их конструктивных решений. Усовэршенствованнш методики расчета позволяют оценить напряженно-деформированное состояние и несущую способность панелей-оболочек различных конструктивных решений при кратковременном и длительном эагружениях.

Полученные результаты исследований и разработанные конструктивные решения будут способствовать дальнейшему развитии инженерных методов расчета пространственннх конструкций, открывая репльнуп возможность широкого внедрения яфТективных конструктивнее растений панелей-оболочек "на ггролет здания" для строительства в различных.регионах.

Достоверность результатов. Расчетные предпосылки и принятш законы деформирования основаны на результатах зкепарименталышх исследований о поведении материалов и конструкций. Расчетные схемы и принять» модели конструкции отрезают специфику позедония панелей-оболочак, учитывают все основные особенности их работы при кратковременных и длительных загрудениях» достигающих высокого уровня.

Достаточная точность принятой расчетной методики подтверждена удовлетворительным совпадением тооротичэсиих и опытных результатов.-'

Апробация работы. Оснопнкэ результаты исследований доложены и обсушены на заседаниях и на научном езминарз кафедры "СС и КБК" Туркменского политохничэского института, а такте на заседании кштодры чблезобзтонннх конструкций Ш'СН им. В.В.Куйбышева п октябре 1993 г.

Обт;.зм работы. Диссертационная работа состоит из введения, трах глав, обгт-их выводов н списка литературы. Общий объем работы 163 стр., в том число: 95 стр. матнописного текста, 49 рисунков (45 стр.), 10 таблиц (8 стр.) и списка литературы из 131 наименований (14 стр.).

- б -

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вгедонии обосновываются актуальность теми и Формулируются цель работы. Изложены основные положения, которые составляют научную нопиану диссертационной работы и выносятся на защиту .

В первой главе приводится анализ конструктивных решений существующих панелей-оболочек "на пролет здания" с учетом требований технологии изготовления и монтажа. Рассматриваются практические способы расчета зтих панелей с учетом совместной работы в упругой стадии.

По характеру работы панелей покрытия "на пролет здания" можно условно разделить на распорные своды-оболочки, работающие по арочной схеме, и безраспорннв покрытия, работающие по балочной схеме.

В настоящее время большое внимание уделено разработке новых и усовершенствованию существующих конструктивных решений панелей-оболочек "на пролет здания" с решением вопроса технологии изготовления и возведения.

Развитие метода расчета железобетонных оболочек с учетом нзупругих свойств армированного бетона должно опираться на специальные испытания оболочек и современную теорию железобетона, срзданную на базе широких пкспериментальных исследований.

Больтпой вклад в создание и развитие теории расчета железобетонных оболочек и панелей "на пролет" как линейно-упругих однородных систем внесли ученые: Н.П.Абовский, А.В.Александров, В.С.Бартенев, Д.Б.Вайнберг, П.М.Варвак, Б.С.Васильков, В.3.Власов, А.А.Гвоздев, А.Л.Гольденвайзер, Ф.Дишингер, П.А.Лукага, А.И.Лурье, И.Е.Милейковский, В.В.Новожилов, П.Л.Пастернак, Г.И. Пшеничное, Ю.Н.Работнов, А.Р.Ржаницнн, А.Ф.Смирнов, С.П.Тмвдан-ко, А.П.Филин, К.К.Хайдуков, В.В.Шугаев, Б.Эслерс и другно.

Благодаря усилия" чтих ученых, в настоящее время разработаны и применены различит,® мртоды расчета оболочек и панелей-оболочек как линейно-упругих однородных систем.

В чтих работах так»?о получены характерные схемы разрушения различных видов панелей-оболочек при кратковременном загружении.

Таним образом, нп основе проведенного обзора исследований конструктивных решений панелей-оболочек "на пролет" о учетом их совместной работы следует отмстить, что работа панелей-оболочек

при кратковременном и длительном загрукениях исследована только в упругой стадии. Однако совместная работа панелей-оболочек при равномерно распределенном и несимметричном загружениях как при .кратковременном, так и длительном загружениях исследована недостаточно. Особенно практически отсутствует исследование совместной работы панелей-оболочек с учетом деформативности контурных конструкций и методы их расчета при высоких уровнях загружения. Недостаточно исследована работа панелей-оболочек в области нелинейного деформирования и оценка несущей способности конструкций с учетом деформированной схемы.

Вьпяесказанное позволяет сделать вывод о том, что вопросы исследования совместной работы панелей-оболочек при равномерно распределенном и несимметричном загружении с учетом неупругих свойств железобетона и разработки эффективных видов конструктивных решений панелей-оболочек является актуальной задачей. Исходя из ятого в диссертации сформулированы цели исследования и конкретные задачи для реализации зтих целей.

Во второй главе излагается методика и приводятся результаты зкспериментальннх исследований фрагмента покрытия из панелей-оболочек "на пролет" при кратковременном и длительном ступенчатом загруженни. Экспериментальные исследования проводились на фрагменте натурного покрытия в масштабе 1:5 размерами 1,8x3,6 м, состоящих из соединенных между собой трех панелей-оболочек размерами 0,6x3,6 м. Каждая панель представляет собой комбинированную оболочку двоякой кривизны со стальными продольными фермами диафрагмами, армоцементной плитой и поперечными диафрагмами. Срединная поверхность плиты поля имеет положительную гауссовую кривизну. Поля модели оболочки армировались одним слоем тканой сетки с ячейками 25x25 им из проволоки диаметром 0,7 мм. Вдоль контура и угловых зонах оболочки устанавливался второй слой сетки (рис.1).

Экспериментальные исследования проводились в соответствии с рекомендациями по моделированию, разработанных в "Руководство по проектирования железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий". Отдельны?! модели панелей-оболочек размерами 0,6x1,8 м изготаливались в железобетонной матрице, и объединялись между собой на специальном стенде, разработанном для испытания. Стенд включал в себя жесткие опоры в виде стон толщиной 25 мм каждая, окаймленные швеллерами № 27. К зтим швэлле-

- . у

Рис. I

. Конструктивная схема фрагмента покрытия из 3-х

панелей оболочек на модели в 1:5 Н.В.

рам приваривались пласеднчаткз шарниры, которда в свою очередь были приварены к стальным фермам-диафрагмам панелей-оболочек. Независимо от стенда на отдельных опорах устанавливалась металлическая рэгатка для закрепления приборов.

Для изготовления панелой-оболочок применяли кэлкозврнисткЯ бетон с кубяковоЯ Прочностьп 15 Ш!а. Физям-мэханяческие характеристики бетона и арматуры определялись по стандартной методике.

С целью получения исчерпывающей картины напряженно-деформированного состояния панелей-оболочек при кратковременном и длительном статическом испытании осуществлялись соответствующая расстановка приборов на опытных образцах, Электротензодатчиками были замерены-нормальные деформации панелей-оболочек снизу и сверху, прогибомерами контролировались вертикальные прогибы покрытия, четырьмя мессурами определялись относительные перемещения и через них углы поворота крайних панелей-оболочек I и 3 относительно средней 2.

Фрагмент покрытия из панелей-оболочек был исследован на вертикальную статическую равномерно-распределенную и несимметричную нагрузку. Загрузка осуществлялась бетонными плитами размерами 50x50x5 см весом 32 кг. Загружайте и разгрузка моделей оболочки осуществлялись этапами с вадерткой в каждой ступени Ю и 45 мин. В течение И ятапов покрытие загружали равномерно, а дплеа - одну из крайних и среднюю панели-оболочки продолжали загружать, а другуп крайняя панель разгружали. Этого было достаточно для доопгтзния предельного состояния по крот и я по проч-

обояочки I и 2 разгружались до того, как внравнялась нагрузка из г,сом покрытии, а далео покрытие было полностью разгружено.

На оскоез г>'п;х испытаний выявились нелинейные закономерности, как при загручонии, так и при разгрузке, результаты которых использовались в даяьнеПшзм при усопзргэнстЕовании принятых кэ-тодоа расчета. Па осиово вттс результатов определялись изгнания модуля дэАюрмзции батона а зависимости от уровня загруяения.

Результаты проездешадг исследований показали, что учет совместной работы отдельных паизлой-обояочок приводит к .повмгатт их несущей способности, адаткостп и тредакостойкостп. Эти тгарая-рогшма системы и являются рационально конструктивным ротниом наряду с сущзствугицими пггалями "пролет".

После ятого панели-

• Сравнение напряженно-деформированного состояния крайних и средних панелей-оболочек при их совместной работе (в неразрезной системе) показали, что наиболее напряженными (деФормативны-ми) из них являются крайние панели, как при равномерно распределенных, так и несимметричных загружениях. При ятом прогибы и . нормальные деформации крайних панелей-оболочек на различных ата-пах загружения в 2-4 раза больше, чем средних (рис.2).

В результате проведенного испытания на различных этапах загружения и разгрузки выявлены нелинейные зависимости деформирования. Причем нелинейность в крайних панелях проявляется боле» существенно.

В исследованиях выявлено, что контурные злементы в виде металлических Ферм крайних и средних панелей-оболочек в вертикальном направлении при равномерно распределенных загружениях работает совместно и прогибы их существенно не отличаются. Значительные отличи* наблюдаются при несимметричных загружениях. В горизонтально* направлении перемещение контурных конструкций крайних памеле* превышает средние и увеличивается по нелинейному закону. В сгаэи с этим контурные элемент» и пряконтурные зоны крайних панелей-ободочек должны конструироваться усиленными. Аналогичным образом развивались угловые перемещения. При этом угловые перемещен»» при несимметричных загружениях более существенны. Перемещение угловых деформаций крайних панелей привело в них к более напряженному состояние в поле плиты.

При различных этапах загружения в Момент испытания выявлено образование продольных трещин в приопорных зонах вдоль продольных и поперечных контурных элементов (рис.3). & стыках между панелями-оболочкам» также образовались трещины вдоль контурных элементов. В торцевы* контурных элемента* выявлены поперечные трещины* которые с увеличением нагрузки пересекали поле оболочек. Характер образования я раскрытия трещин в полях оболочек в крайних и средних панелях мято считать аналогичными. Однако, образование трещин в крайних панелях-оболочках происходит при значительно меньших нагрузках, чем средних.

С увеличение» нагрузки до 11,1 кН/м2 разрушалась крайняя панель-оболочка, в которой образовались локальные вмятины. В ятом случае средняя панель существенных повреждений не получила. Для исследованных панелей-оболочек также возможны при предельных нагрузках балочная и шатровые схемы излома, которые необхо-

ЭШАПЫ НАггушемкя

в» де о Р» г*М*

ИАГтМ

ям« кг/н»

I 44М

в мм

ъ

Я №1

Ш т»

«М

у Т40.Т

М м*

й •п.*

то «I

ХЭ мт

я «мл

Рис. 2 , график прогибов крайней Ш о сввдаеЛ (2) ^ панелей-оболочек-

димо учитывать при проектировании.

Третья глава посвящена анализу совместной работы панелей-оболочек с использованием наиболее распространенных методов расчета и разработке предложений по усовершенствованию этих методов для учета неупругих свойств железобетона. Приведены предложения по опенке несущей способности панелей-оболочек при кратковременном и длительном загружениях.

А) Применение Метода конечных .элементов для анализа

напряженно-де^р/ированного состояния панелей-оболочек

Поскольку панели-оболочки на различных этапах нягружения работают совместно, как единая пространстветая система, при симметричных и несимметричных загружениях расчет производился для всего элемента покрытия.

Все покрытие размером 1800x3600 мм, состоящее из трех оболочек двоякой положительной гауссовой кривизны, размерами бООх хЛбОО мм, было представлено в виде систем» конечных элементов. В расчетах панелей-оболочек вся нагрузка как равномерно распределенная, таи и неравномерная, учитывалась как длительно действующая. Для получения более точного результата, нагрузки, действуйте на поле оболочки, прикладывались в виде сосредоточенных сил, направленных вертикально вниз.

Получении» данные, как теоретические, так и экспериментальны» покялнвяугг, »»то вертикальные прогибы крайней оболочки значительно прввтгапт прогиби средней оболочки (рис.?).

Таким образом анализ сравнения опытных и расчет!тнх величин прогибов в крайних и средних панелях-оболочках показал, что величины прогибов на различных уровнях равномерно распределенных п несимметричных загружениях в середине пролета и над контурными диафрагмами дагт удовлетворительные результаты только при низких уровнях нагрузки в линейной области работы конструкции. С увеличением нагрузки расхождетче опытных и расчетных величии увеличивается как в середине пролета, так и над контуртлеи диафрагмами.

Анализируя полученный графики углов поворота контурных элементов можно отметить, что при неравномерной нагрузке средняя панель-оболочка получает значительные усилия от депланапин, **то влечет за собой роэкое увеличение напряжений в оболочке.

В) Расчет панелей о применением моментной теории как длинной пологой оболочки

Для неупругих стадий расчеты выполнялись с применением дифференциальных уравнений в виде:

ю 7гчгиг г VK V-L Ш f) -q: « о ;

vi иг* в V2 V2\Ч> +±l(Ur,US) -О, (I)

где 9) - Е'А3 /12.(1 -Л)2) и В - IAE-A-) - соответственно цилиндрическая и осевая жесткости;

V2 * jp * Vk " "Jp- операторы Лапласа

и Власова}

/ (&VV), - нелинейные операторы;

f I - Функции напряжений и прогибов; h. - толщина оболочки; Kj.K;, - кривизны оболочки; . Е, ^ - модуль упругости и коэффициент Пуассона,

Значения усилий и перемещений определялись: мембранные усилия

( ¿«1,2) .•(2)

Иомвнтные усилия II; - Н »$*ZH\ ( С - I, 2). (3)

Перемещения

. z

и лЩЛ ü \ у - Mil р. кхш Mi. ик (4)

Eh Eh £h

гдо /К" Ui ...; Li ; I/ ; OX - безразмерные коэффициенты, определяемый иа таблицы.

В первом приближении при низких уровнях нагружения задача решается линейно. В ходе дальнейшего расчета используются поело довательнна приближения и переменный модуль деформаций бетона.

Кроме прямого расчета в диссертации приводится упрощенная методика с использованием специальных таблиц, предложенных A.C. Гараниным и позволяющих получать удовлетворительные ^зультатн.

В1 Расчет панелей-оболочек с учетом податливости контурных диафрагм

Учет податливости контурттх диафрагм осуществляли с использованием разрешающего уравнения, полученного на основе формулы В.С.Бартенева:

чл чА я а - Е-Ю + 0 кг* сЯ-

■ ип - а - Е-К)-^ -Ц: » О , (5>

где (I - Е-К) - линейна опоратор ползучести;

С . 12 А ^ .

Расчет панелей-оболочек по г»той методики проводился сначала в упругой стадии (нулевое приближение 1, затем п дальнейшем .учитывалось нелинейное деформирование конструкции на последующих стадиях путем использования переменных модулей деформаций бетоия и соответствующих кривизн поверхности панелей на различных птп-пах нагружения.

Г) Расчет несущей способности панелей при локальной схеме излома

Расчет производили по Формуле, предложенной В.В.Шугаерым:

9 = / -пг Л1/г Ь + Г1 Я (М - £ .«л +

л .5иг I ' 11 '

* льга _ Шп (€ _ ¿д 2с) f ЖйА—.

• # 1<)~ т Ь ~ а< , (в)

где 77 , Я , / , - расчетные параметры;

В выражениях (I) - (61 модуль деформации бетона определялся по Формуле:

. Л

к

— . (7)

9 с к

где'^.Х.^, (8)

К

в

здесь К = I + т } гп

ГПи

■ П1% ( 06 - О,?. ;

& Ее ) - I ; (9)

¿к ^¿и

С$и Кд'К^'Ю

Е « 58700 -к^-Кг, I (II)

Б 25 + В " с

ядвсь В - класс бетона}

К^. - коэффициенты, учитывающие влияние влажности и

температуры окружают,эй срэды.

Результаты проведенного сопоставительного анализа (табл.1) показали, что яти мэтоды дают удовлетворительные результаты только в упругой стадии работы. С увеличением уровня (величины) нпгрувки эти методы недооценивают доформативность рассматриваемых конструкций в 1,6-2 раза.

Поэтому с цельп совершенствования этих методов предлагается ивэоти учог Физической и геометрической нелинейности. Для ото-го и расчетах модуль деформации на различных этапах загрукожш принимался переменным, при этом использовалось предложение Раз-закоса - формулы (7) - (II). Учитывались также нвлинзЯность и" измеионио геоютричзскях соотношений - кривизны о бол очи;;.

При этом мзтод конзчкых эломэнтов и момантная теория расчета дают удоЕдотаорктольныэ.результаты при.сравнении с экспориман-тольншй дамтгаи только для поля (плиты) ойолочак. Над контурными элементами расхоздеияэ остается сущаствэнньы.

Приманэниа мэтода расчета В.В.Шугаева для оценки несущей способности ¡¡-оболочек при локальной схема раз руша кия

(формула (6)) дали хорагазо соотсзтствис расчотн:« н опытных величии.

На основа провэдэииого анализа исследовантгл конструктивных рэшаний с учэтом сложности га изготовления, и повышения расхода стали на контуртю Формы и сложности изготовления каркасов для криволинейных контурных элеконтов при армировании разработаны рациональные конструктивныз решения панелей-оболочек и способы их армирования.

Таблица I

Сравнение опытных и расчетных прогибов панелей-оболочек при равномерно-распределенной нагрузке

Опчтнкз и пасчетные прогибы, мм Нагрузка, кН/м2 Б середина пролета контуской диаАзагда В середине-пролета панелей-оболочек

ирайнэй . срэдной крайней средней

левой правой левой I правой левой правой

По эксперименту 2,96 8,15 0,8 4,8 0,9 4,2 1,26 4,2 1,2 4,85 •2.6 9,8" 2,47 10 1,35 6,2

По мэтсду конечных элементов: 2,96 0,72 0,72 1,2 I 2 2,4 2,4 1,3

з упругой стадии 8,15 2,0 2,0 3,6 3,6 7,3 7,8 4,1

п у^эгом неупругих свойств 2,96 0,85 0,85 1,06 1,06 2,6 2,6 1,54

железобетона 8,15 2,3 2,3 4,6 4,6 . 9,2 9,2 4,8 |

По момзнтной теории расчета: 2,96 0,52 0,52 0,97 0,97 2,36 2,36 1.24

в упругой стадии 8,15 1.8 1-.8 2,1 2,1 4,50 4,50 2,95

с учетом «еугтругих свойств 2,96 0,7 0,7 0,92 0,92 2,6 2,6 1,5

хэлезобетона 8,15 3,0 3,0 зд 3,1 10,7 10,7 7,0

По методу З.С.Еагтэкэва 2,96 0,85 0,85 1,11 1,11 2,52 2,52 ;

с учетом податливости диафрагм в упругой стадии ' учетом наупрупгс свойств ■челйзобе^она 8,15 2,96 8,15 2,3 1,14 5,3 2,3 1Д4 5,3 2,5 1,25 4,37 1,5 1,25 ! 4,97 6,3 2,7 11,2 5,3 2,7 Т Т гу 6,2 ! 1,43 7,0 1

осиошт вшд:1 ■

1. В результате проведенжлс .экспериментально-теоретических исследований выявлены закономерности совместной работы панелей-оболочек положительной гауссовой кривизны в система многоволнового покрытия, их налряженно-деФормированное состояние и характер трегцинообразования на различных уровнях нагружения.

2. Учет совместной работы отдельных панелей-оболочек в системе многоволнового покрытия позволяет более полно оценивать несущую способность, жесткость и трещиностойкость всей неразрезной системы в пялом и является более рациональным конструктивным решением,

3. Установлено, что наиболее напряженными в системе покрытия являются крайние панели, при этом прогибы и относительные деформации этих панелей в 2-4 раза превышают прогибы и деформации средних.

Выявлены нелинейные зависимости деформирования конструкции при кратковременных и длительных загружениях и разгрузке. Нелинейность в крайних панелях-оболочках проявляется более существенно, чем в средних.

4. Контурные элементы крайних и средних панелей при равномерно распределенных и несимметричных загружениях работают совместно, а их прогибы г. вертикальном направлении существенно на отличаются. Характер напряженного состояния оболочки зависит от соотношения жесткости паналвС,-оболочек и контурных стальных диафрагм, а такчо от податливости соединения оболочек с диафрагмами. Повьшниэ жесткости диафрагм улучшает работу оболочек. Податливость соединения оболочки с диафрагмами увеличивает си доформативность и снижает ни с у щур способность.

Горизонтальное перемещение крайних контурных конструкций превышает переиздание сродних и с увеличением нагрузки увеличивается по нелинейному закону. Это приводит при проектировании к необходимости конструирования усиленных крайних панелей и их приконтурных зон.

5. С увеличением равномерно рдспределенннх и нэсиммзтрич-гоге нагрузок крайние и среднно контурные элементы получают угловые перемещения. (доФормшши). При ->том угловые перемещения при несимметричных загружениях более существенны. При .'равных

зличйнах нагрузки угловые перемещения крайних контурши ялоненов превышают средние, что приводит к более напряженному состоя-ию поля оболочек птих панелей.

6» Установлено, что расчет вытянутых в плане панелей-оболо-ек со стальными диафрагмами (как.многоволновнх, так и отдельно-тоящих) на действие равномерно распределенных и несимметричных агрузок следует производить с учетом податливости диафрагм боль-его пролета. Рекомендуется учитывать зкспентриситет сдвигающих силий, передающихся с оболочки на диафрагмы. Торцевые диаФраг-ы при расчете допускается принимать шарнмрно опертыми.

, Расчёт панелей-оболочек методом конечных элементов (МКЭ), етодами В.З.Власова и В.С.Бартенева дают удовлетворительные ре-ультатн только в упруго-линейной области деФормирования конст-укции. С увеличением урорпя нагружения яти методы недооценивает деФормативность рассматриваемых конструкций в 1,5...2 раза. 1 диссертации предлагаются способы учета нелинейного деформиро-¡ани>», которые с использованием модифицированных Методов В.З.Вла-юва.и В.С.Бартенева дают удовлетворительное согласие с результатами якспериментов на высоких уровнях нагружения. Они более 'добнн и менее трудоемки по сравнению с МКЭ и могут служить ос-ювой для конструктивного расчета панелей-оболочек, более обос-юеанного назначения армирования их сечений.

7. На различных этапах загрутения выявлен характер образо-»ания и раскрытия трещин в поле оболочки, в продольных и поперечите ноитурннх элементах, а также в приконтурных и угловых зонах 1ЙН9ЛЙЙ. С увеличением нагрузки выявлен характер разрушения ис-зледуемого фрагмента покрытия, начинающегося в крайней панели-Волочке с образования локальных вмятин при нагрузке 11,1 кНДг. Три ятом средняя панель не получила существенных повреждений. В результате исследований также выявлена возможность разрушений панелей по балочной и шатровой схемам. Несущая способность зтих панелей оценена по методу В.В.Шугаева, при зтом било получено хоровэв соответствие с результатами экспериментов.

■ "■"»." ...... ■...............................-г-——----- —---------------- - —

подписано в печать I0.ZI.V3 г. Формат 60x64 /16 Печать офсетная й-574 Объем I yu.-изд.л. Т.100 Заказ бесплатно

Типография КПСУ