автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Пространственные перемещения многоэтажных объемно-балочных зданий при действии горизонтальной нагрузки

МЮКОВЗКИЙ ОРДЗНА ТРВДОВОГО КРАСНОВ?О ЗНАЫШЙ ШШШРНОЧЗТРСИТШШЙ' ШЗТЙГУГ им.В.В.КЙВДША

На правах рукотюн

АЛЬ САЙКД 1АСАН Ш5Д

. Щ 624.05.074

проошюгвшнш пдашвднда многоэтажных

ФШИО-БЛОЧНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ДВЙЗТВИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАГРЗЗКЛ

Спвштльноогь 06 23.01 - Строительные конотрукции,

здания а оооруадняя

Л В Т ОР Я ® Я Р А Т

диссертации яа ооиоканив ученой огвпвна кавдадага технических наук

Ыооква - 1998

ieCora вшюяявяа ш Ыооковоком ордена Трудового Красного Зяаыайа.янжвяврно-отроагвльяом инотигуте кы.В.В.Кугбшвва.

Научный руководитель - доктор гахничвокис наук, профаооор

ДРОЗДОВ П.Ф.

Офицяаяышв оппонвнги - доктор гохаачаоках наук, профоооор

СШФНОВ С .Б. - квндядаг технических наук

гдш ю.в,

Ведувдя оргвнл88иаЯ - ШШЭП илиад

Защита ооогомоя "■gc 1Ш г. в ,/5 чаоов

lie ааовдании спеша пизироваиного Совета Д 053. II »01 в Московском иджанврно-отроательком кногатугв ш. В.В.Куйбызовзпо едрвоу$ Ыоокбэ, Шлюзовая иабарваная, д. 8 , в еуя. * 432.

О дезоергааиэй южно озйаяоиягкзя в библиотеке янегйтуха»

Проош Вйа принять учгогна в задам и исправегь Ега огаав no едрсоу: 329337, г^оокво, ЯрооявЕокоз аосоз. д, 26, ШПИ ам, В.В.КуййШ8ад, Учеша Совзг.

Лвторефэрат равоодаа " Ce/t^x&JC 1Ш г.

Учатй оекрагорь освоадлизвроввниаго Совета кандидат техначзош» наук

АЛ .«родов

■ .V - 'АЯ

•ИНАЯ

* - I -

ЦБЩЯ ХАРАКТЬТ>КТ»!КА РАБОШ

^лной -¡a основных оообапноотай многоэтапных зданий на ооьамних блоков является отоуготниз каотких ДИСКОВ порвкрыглй, ОбЪвДЛНЯЫЦИХ ВЭОЬ ЭТИК В ЦвЛОМ. ТООрЗТИЧОО-;:лз л зкопзхи-мзкхалышз «оогодошшия показала оудаотванную роль горизонталь«!« оачзвп в цроограногаишюй работа ивовой оиотвми пдонгл. оообвкио при дч{йтвии горизонтальной нагрузки.

Больилнотво оукзогвувдкх мзтодов рзочвта многоэтажных зданий из объемных блоков огроничлзаигоя рассмотрением отдельного блока или, в кроЕнвм олучда, отдельного столба. При этом инзи-яиэ нагрузки разделяются ?.-л:аду столбами пропорционально их кмт-¡сооуям, иднеко это справедливо ТОЛЬКО При наличии жаогких д.юков

пзракрышй и когдя жашыа нагрузи.: не инзин&в? кручение неоуцеа оиогащ здания, il кних случаях необходимо определить уоздия.дай-огпушуа но козднй отояб о уча том податлиноотк овязай сдвиге отв» ду столбами, яросгренстванной ре боги конструкции л наличия проз-

МОЙ n ОТвИКВХ СТОЛбОН.

Поль д;;совртдШ..1. Жвлодоодме о ил ; шмвлаигш ооъожо-блоч-

isих ояотвм горизонтальным нагрузкам л i.a:)f«e»fj<a автоматизиро-лннного (.итода розчога этих слотам на иожгаз мьноИ подали проф. il.О.Дроздова. Для итого сило аповэдоно иогш-гани'> модалa шогоаталшго объемно-блочного цдзшя из оргстекла, з г як 7э шшолнвн кашипныя акопйр,;изн1 для шя влек ил злпянвя of-дздмшх коясгрукгияямх аоооанноагея блоков а огызай на работу нчоуцзй о .атеш здания.

Научная новизна Raftoru заллп'швтоя в олвдуоааш

- Тзорэтпчазка иоолвдолано вл.опня лрозиоо на К9о?коа«> ариэминх дла^рьгм.

- Ризработанп приближенная ютод;и<а по ояродаявш» эквиеа-денгинх изгкбнмх хзоткоо?вй про«}-«»« дйп^огн о учетом внешня паляязйных деформаций парвшчак.

- Продлоглн авгомаглзир.-вшишй рм«ит вдогозгагсннх оды»* ио-блочяих здания о уча том шшиня upoerw п npoprj янотвшшоП работы контр у ния." здания.

- Выяонвяо в результате машинного оиииаришнг« влияяиэ некоторых оообвпиоотеб коиатруктишшх злемэнтоя убьЭМНО-бЛОЧЛ!« нвоупих енотам.

На зачету .вьщосягоя:

- Разработанная методика по пространственному расчету многоэтапных объешо-блочвых зданий.

- Предложения по определению оквивалвигных изгибных гзог-коотрй проемных диафрагм.

- Алгоритм программы "АВГСБЛСК".

- Резулыаты машинного эксперимента по программа "АВГСБЛСК".

- Результаты испытания мода лей довяхиэгакного фрагыэнта здания из объемных блоков.

Практичэокда.значание работы

Проведанные теоретический и экспэримангелышэ исследования многоэтажных зданий из объемных блоков позволяют болеа обоснованно проектировать такие конструкция.

Структурой объем работы. Диооергаиля соогода из ввэдешш, четырех глав, обеда выводов, оояска литературы из 81 наишпо-ваяия и приложения "Текст программы АВГСБЛСК". Общий о&зы работы 181 стр., в том чаоле 120 отр. машинописного токога, 95 рюунков я 5 таблиц.

КРАТКОЙ'С оитащщ Р.1Б0ГЫ

Во ВЕздбнии обооновшшогоя актувльноогь дисооргашонноа работы, определяются ее задачи а приводящая оонав;ша доловдшя, которые выносятся на защяту, и дватоя краткая аннотация содержания работы.

В первой глава опиоанн основано коногруктивао-г оххшчос- . киа решения обьоманх блокоп и зданий из шве и обзор теоретических и ояопоршентаяышх исследований, поовядешшх вопросам проектирования многоэтажных здааий из объемных блоков.

Из шюаасгва оудсотвувщмх катодов расчета шогоэташдс объешо-блочных зданий ыонно выделить дво основные группы в вавиошооти от яршимпомой расчетной кодоля:

- штода, в ооново которых пряншаегоя континуальная иди диокрвтно-континуальыая модель;

- штоды, в ооново которых пршишаатоя дискретная модель.

В дкокретно-иоптинуальных моделях сохраняется заданное

диокрвгяов расположение вертикальных отолбов иэоуаей системы, о сосредоточенные связи заменяогоя континуальными, т.е. непрерывно распределенными по высоте. Это позволяет заманить боль-рое число неизвестных в каидом вертикальном шве одной функцией

. - з -

распределения искомого неизвестного по высоте здания. Диокрет-но-континуальная модель получила большое распространение во многих исолвдованиях в облаота многоэтажных зданий. Раочзт многоэтажных зданий из объемных блоков на основа згой модели вотрачаетоя в работах П.Ф.Дроздова, Н.Н.Шоова, В.И.Лишака, в рекомендациях ЦШИЭП жилища и др. работах.

Ооновнам недостатком реочвтов, оонованных на применении диокротно-контдоуальной модели, является трудность определения эквивалентны* жесткостей столбов, которая вызывается наличием проемов, швов и других неоднородноотей.

Большое количество наследований многоэтажных зданий из объемных блоков проводилось о использованием дискретных схем, в которых в качества единичных элементов принимал иаь отдельные блоки, соединенные связала. Такие исследования предложены ь работах Я .Ф.Березовского, й.В.Скеха, Р.М.Блауиильда, Э.Д.Шйома-аа, О .С .Гаврндовой, С.Г.Сташежжой. Р.И,Макашева, в рекомендациях 1ЩИЛЗП жилица и др.

Существующие методы расчета многоэтажных зданий из объемных блоков на могут учеоть ряд существенных факторов реальной работы конструкции. Это связано о наличием проемов, транш,ребер я т.д. Поэтому во всех предложенных методах проводятоя упрощающие предпосылки, которые должны быть подтвэрвдены экспериментально.

Экспериментальные исо ледова идя рабогы отдельных объемных блоков а фрагментов зданий из них проводились во шогих науч-ио-иооледоватальоких и проектных организациях: ЦНЙ1ЭП жилица, ШйЖ Гооотроя СССР, ЦНДСК.им, В.Л.Кучеренко, Гооотроя ШОР и др. Результаты и анализы проведанных исследований изло--саны в работах А.А.Тучяина, Э.Л.Вайомона, Б.К.Минкина.В.Б.Ма-кззва, С.С.Гавриловой, С.Г.Сташавокой, Н.й.Шоава, Р.И.Макашева и др.

Отмечено, что э теоретических и экспериментальных исследованиях работа отдельного блока при влех видах загружения разработана полно а широко. В дальнеПием оообеннрз внимание необходимо обратить на исследования сложной пространственной работы объемно-блочных несущих оистем, которая до о их пор мало неучена.

. О учетом отмеченных в обзора теоретических и экспериментальных исследований были сформулированы цель и задачи настоящей рабогы.

23££§5_£31Ш? лвдоертишш лосвяаояэ олодуада волрооем:

- Разработка автоматизированного кзгодс роочзгй проотрок-ог&аишх оиотом многооташшх зданий аз объемных блоков.

- Влияние проеыов ш атшалонгнул кзгибнуэ гсогкссть проемных столбов.

~ Влшшш аелк«о»шх дафортикй пара&чэя na йквввллоиг-пув изгабпуд жаоткооть прозшнх столбов.

Продлокаинол ютодшш раочзто клогоэтааашх эдакий кз обь-оишх блоков основана но' пряконзияи дяокрзтно-коагилуальноя к> доля в вида группы ввртнхошшх обьвшо-Одочшх сголбоз, осодц-тппих шаду собой горизоишшшш яловкш! евязяаа, ооярогяв-яявциикоя рсогяана (ожагив) :: одвигу- в горизонтальной пяоо-кооги. Поэтому в овяаях £озш;г!сат иск норыелыша, так и попо-рачаиз joилия.

Роочзг проводится в уоловаях упругой рабоги коаотрушха. Гак как. овяаи но oonporiœimroa шиошоиу одаягу столбов в вар-ешшльцогл исправления и «рооблодосаой зсзргивальной пагругкой являотоя ооботвзшшй eco, достаточно равно:,мрно роопрадолзшшй в плело здшшя, j?o расскзгривсатоя только доЕзувзо горизокгааь-поа погрузки. Под вляшшем tsoS нагрузяз лроотраиотоонпаа сущяя скота иодваргазгоя кручоняа к попзрочяому изгибу а двзк парпбидикугдршн пшравязнняя.

Приняв оизтаму координат, покозеинуи i¡a р:а.1, а соглгоио дяффорешиалшш уршшяшм равновесия огоргвя йога о записать для кавдого столба три диф^орешколыш уравнения четвертого порядка:

сгодба по шяравлояияа У , 2 последовательно;

- угол закручивания i -oro отолба относительно его центра нручания;

®ßt ' "" зкват0Рйвл'ьныв ksoïkooth 1 -ого столба огноов-твльно ооой z , 'i i

- овкторйояьноя кзоткооть i -ого столба относительно ого центра кручанвя;

сх

г!

Л ^

- крутильная г.зсткость 1 -ого столба при чиогом кру-чании}

, ч - В!ШЗНПО нагруздн ПО ЛОЛПЗВЛОНИЯМ ООЭЙ У , ъ ; ~ ЛН8ШШ1Й КРЗТГЯ!Д!1Й ИОМааТ относительно центра кручзния; , / Гп1 - с ужа усилий от связей, действующ!« на 1

пго;;<5 по направлениям ооой У , 2 ; 0;лта круток модаитоз от связей, действующих на 1 столб относительно его центра кручения. Смтвну (I) |»вю переписать п катричной форме таким об-

\ \

-Л 4 П V

\ ■чч 1 и!

„ « „т 5.,,, Т "131м~-р ^"Мх4 1к ч. < «41 к V

ООКС31'!8(ШОМ

Ы- Ы - Ы • Ш

• • (2) до-

(г-ч]

I дпочнля задача сссто в оарвдвлэняа вектора Су;\я? кяйдзн катодом дерамзд-агая, посгому будет предогав-

ьатравч ¡мсг::огяи» кэ&йф.шконтоэ, которая отрока-

уоилш, д-зйсгпуелмо иг осязай на 1-ый столб при вдшгочшис пзремв^тяях данного столба и всех плетет« ;< нему отоябов; гоктор парл.кмнпй тех отолбоз по воем нэпровлэ-

Л"". -/■ягрж: [¡'-}3 предполагается, что каадй

гпл-'»?У грл «I п:ин< свободы, прядогзншго к ого цэнтру кру-чят::-: дкч п;огуп/ипяыию перем:кзшя по наарявяедаю х , ъ и относительно венгра кручояш, как это показано на Тогда ;;зздай г.омпокяцт ^::згp¡;L^^»^ будет предотавлятьоя !с<!г. к1л , ого оогь уи'лш, де£сгвук?ве дя 1--нй отолб до направленно отвкека впободн 1 при верокешеняя степени свободы

п ¿'Я ^ " •.

Иодотлвгид вектор ^ в о юг ему (й) и записав ату оио-тому для во ох отоябоз иссусзй оисгеш, получим:

ж ж

о вяз л

сголбы

Рео. I. Расчетная модель г обобданной система координат

Рао. 2. Степени овободы столбов в плана здания

[[г] - и]]-?М - Ы

Система (3) ооогоит из Зл дифференциальных урввнвняй четвертого порядка (п - коллчество столбов). Згу оиотему мо»-но решать методом конечных разноотей. В принимаемой расчетной модели отолби рассматриваются на оонош континуальной модели. При наличии проемов необходимо определять эквивалентную жесткость поперечных сачаний столбов. Проф. Дроздов П.®. доказал, что эквивалентный момент инаршн проэшой диафрагмы является величиной переменной, меняющей по высоте нэ только овою абсолютную величия у, но даже и знак.

В настоящей работа был разработан способ определения прогибов проемных диафрагм через гак называемый "условно эквивалентный момент инорцли проемной диафрагмы /51°". При этом проемная диафрагма раосшгрьваетоя как глухия диафрагма, но о условно постоянным моментом ¿нерции А I. Иод условностью поотоян-нооти момента инерцил «шаэтоя в виду, что для кавдого уровня по выаоте имеется момент инерции и для определения

прогиба диафрагмы на этом уровне диафрагма условно рассматривается как консоль о постоянным моментом инерции ( А •

Значение А 1"опредаляегоя путем приравнивания прогибов проашой диафрагмы, полученных при расчете диафрагма на оояова дискретно-континуальной модели, о прогибами глухой диафрагмы о уоловно постоянным моментом инерции (/31°). раочет проводится на действие равномерно распределенной горизонтальной нагрузки, Соблюдая рева нот во прогибов глухой и проемной диафрагм, на всех уровнях по высота,и после сокращения найдем:

--3--- 1° (4)

1 + «<(,)

• ¿1

где: I - момоит инерции всего сечения о учетом ослабления

проемами;

21 - сумма моментов инвршм двух ветвей диафрагма? I 1° . 11 . bU.IZ.b- . .

- 120 2

в^х)" ..... ............................—, ■■■........ ■ .............

< Хн)*. * <$)4 - 20^ 3

И - ежета диафрагмы;

X Хн - вЬ(Хн) сЬ(ХН)

Б У- Б .Е*2Д . ,3

3 »

12 • Ь «Вп

А1 + АЗ

Е < Ь <А1 • А2

V - коэффициент, учитывающий влияние сдвига в паромы чках;

У - 1 + 2,95 ф2 - о,ог|

ь - высота этажа;

& - высота перемычки;

1 - длина перемычки;

Вп- изгибная касткооть подарочного оочзния перешчкя; ■ в - модуль упругости материала диафрагмы;

А1 , А2 - площадь поперечного озчеиия взтвой диафрагма;

ъ - расотояива мезду центраии тяжести двух ветвей;

х - координаты по рис. 3.

Эпюры изменения при разных значениях ХН, т.е. при

разных значениях податливости перемычек показаны на рис. 4, Видно, что Л1° является величиной постоянной для шах поперечных сочэний по высота диафрагмы лишь в двух случаях:

- при абсолютно гибких перемычках, когда ХН » 0 и тогда Л 1° и 1 I с поотоян.;

- яри абсолютно жестких перемычках, когда X Н « 00 и тогда к 1° поотоян.

Данный метод определения прогибов проемных диафрагм очень удобен при чиолэшшх решениях дифференциальных уравнений методом конечных разноогой, гак чго при замена производных разностными схемами кавдоа поперечное сечение имеет свой собственный условно постоянный мамонт инерции /31°.

Значение /51°, определенное по формуле (4), зависит в основном от характеристики податливости перемычек з , которая в линейной поотановко расчета принимается постоянной. В нелинейной стадии работы перемычек, т.е. посла образования трещин значение з зависит от х по в ыооте и от действующей в передач-

О

□

□

□

□

□ и

а

о

□

О

□

""=11" и

|—Ь_|я

а) лроомная диафрагма;

Рко. 3

б) принятая системы координат при определении ¿8 1°

0.0

ач

в.&

--

/ / / ! /

■ "мк0 / / / / /

-л»'1 / ///

з /у/«? /-у).

/ / / / '

/ / / / /

дг

Рлс. 4. Изменение Л1 по высоте диафрагмы лря разных значениях X Я

кв перерезывающей силы <31 . В наогоящай работа была разработана приближенная методика для определения прогибов проемных диафрагм с учетом нелинейных деформаций перемычек. .Принимая билинейную диаграммы д - э , мояио определять характеристику по-датливооти по формуле:

51 • * «¿Н^Ч - Чсг> ' <*>

где: б, - характеристика податллвооти перемычки, в линейной постановке;

32 - характеристика лодагливооти перемычки в предельном состоянии;

в«, - предельная поперечная оила (континуальная) в перемычке по прочности сжатой полооы батона между трещинами;

<3 - поперечная сила в перемычке, соогветсгвущая образованию трещин.

Перерезывающая- сила в перемычке <} определяется приближенно пооле образования трещин по формуле:

ч . —--2----[>.Ч0+ч(АсЬХ* ♦ еЬХ*)] (6)

1 X -51 • 2ви

Подставляя с^ в формулу (5), можно итерационным мзтодоа

определить . Для начала расчета принимается э^з, м оп-радапяетоя новое значение з1 , которое снова вводится в правую чаоть формулы (5) и т.д.

Предложенная методика явллетоя приближенной, гак как в ней принимается допущение об определении условно по формула(б), также по формуле (5) получазтоя для каждой перемычки но высоте имеется разное значение с^ и для определения \ для еосй диафрагмы принимается среднее значение э всех перемычек в одном шве. Крутильная жеоткооть при чистом кручений и оектори-альная жесткость поперечных сечений отолбов определяются в соответствии с теорией тонкостенных конструкций Власова.

разработана программа "АЬТа>Ш", предназначенная для проотранотванного расчета несущих сиотем многоэтагь ных зданий из объемных блоков и проведен мвсшннй эксперимент по »той программа для изучения некоторых факторов, влияющих на работу несущих систем из объемных блоков.

• Программа "АВТОЗЛсК" разработана на основе мэгода расчета многоатавдых зданий из объемных блоков, прадлдааниог«э во второй

главе 'диооэргаши!. Программа" написана на языке ФОРТРАН-77 в оиотеме IBM и состоит из главного модуля, который олужит для разделения общей задачи расчета на несколько главных згааов и оледующих подпрограмм:

1. Подпрограмма "гягггг" рля ввода всех исходных данных* необходимых для расчета.

2. Подпрограмма "момент" , в которой происходит вычисление значений условного эквивалентного момента инерции поперечных сечений проемных столбов по методике, предложенной автором во второй главе диооергации,

3. Подпрогрвша "help™ , о помощь» которой можно ознакомиться о инструкцией по эксплуатация программы "АВГОБЛСК".

4. Подпрограмма "force" для ввода внесших усилий, дейот-вуявдс на каидый столб несущей окотемы здания.

5. Подпрограмма "МАТМХ" , где образуетоя обобщенная матрица жаоткооти несущей системы здания .

6. Подпрограмм «шт , в которой проводлтоя переход от системы дифференциальных уравнений четвертого порядка к системе алгебраических уравнений методом конечных разноотей.

?. Подпрограмма "Qause", где реиаатоя о ист а та алгебраических уравнений методом Гауса.

8. Подпрограмма "PRIKT" , в которой определяются переыеда-яия воах столбов и все усилия от связей, действующие на каядый отолб по воем направлениям и вывод результатов.

По программе "АЕГСБЯСК" можно рассчитать неоуЕдае оистемы многоатайных зданий из объемных блоков, имеющие произвольное расположение столбов и связей во взаимно перпендикулярных направлениях. Для количества ото лбов, овязэй и числа расчетных овчений принимаются некоторые ограничения, связанные о объемом оперативной памяти, которой обладает электронная вычислительная машина. При принятых ограничениях программа требуэт оперативную память не меньше 460 Кбайт. УЬловные обозначения, принимаемые в программе и полный текст программы "АНГиБЛСК" изложены в приложении диссертации.

Для выявлзнм влияния отдельных конструктивных осой0нноо-тей блоков и связей на работу несущей системы многоэтажных зданий из объемных блоков был проведен машинный эксперимент по программе "АВТСБШ", в процессе которого.били изучены слвду»-вив факторы:

- Влияние шага решений дифференциальных уравнений на точность полученных результатов расчета.

- Влияниа хасткости овязай на работу несущей систему в палом.

- Влияние проемов на повзденла столбов л овязай.

- Влияние расположения оголбов и ах жесткое тай на работу несущей оиотеш здания.

При замена производных разностными схемами большую роль рва? величина шага к и болав точное решение получаемся, когда и стремится к нулю. Однако при этой увеличивается число расчетных сечений и, следовательно, потребуется больие врешни и объема оперативной памяти шчколмвлышх клшшц В результата изучения влияния шага не гочноегъ полученных по нрограмно ра-зульгетов установлено, что чагырз расчетных оочення по высоте достаточны для получения приемлемо точных результатов. Прл ото;.: раоховдение не превышало

Характерным для' многоэтаиных зданий из обьвмнш блоков является отоутотвиа кеогкюс дисков перекрытий, ооедшакуакх насушу» систему в целом, и возможность закручивания оголбов в горл-сопгальноы плана относительно друг друга. В этом болы,¡уз рол;, играет жзсткость горизонтальных связей иезду столбами. В результата рассмотрения несущей оисгаш здания яз обьашвх блоков прк разных значениях площади сэченил горизонтальных связей ул'аноь-лен о, что при площади поперечного оечония овяза бодьша, чаи 5 с и", два металлические связи мавду яавдама емзшпзма блокам:-: до» оготочны для рассмотрения несущей оиотокы как сксташ с хвоиюЬ конструктивной схемой и зекручиванием столбов отооагвлыю дру,> друга шо пренебречь.

Наличие проемов в станках столбов шогоэхводьс здьшЦ; из объомшх блоков существенно влияет на работу их паоудзй опога-ш в цодом. Проведение машинные эксперименты показала, что нг,-личиа проемов непосредственно влияет.на перемещения как отдельных столбов, гак и несущей системы в налом и, следовательно,ото влияние отражается на распределении усилий в связях по ьыооте здания. Отмечено, что усилия в овязях и, следовательно, крутящие моменты от них меняют по высоте как величину, так и злак. Измена низ знака объясняется изменением кривизна проэмпого сгол-ба по высоте, особенно в сечениях, близких к верху столба.

При болызкх значениях ' Л1К X Н > 30) влияние проемов на поводзниа отояба становится но суцеатвэшшм я отолб можно оча-

оплопшш.

Но порачощвшш столбов ноеущой оиотемы и распределение гоилнй э'связях влияет относительное раополо.генио столбов в плена здания. Епяним факторен при атом является шотонахоядо-нка центров иручзмпя оозодн;гх столбов.

дясоврт/зцяя лоовлщенз экспорнизятальпш ;:оолздопан1!я:т шогоогодик зданий из ебьзишх блоков на моделях :4а органического огзкла.

К яаотояазму зрзг/эая болкипехоо экояоракзпгэлмшх гэдоладо-raima шогоегагяых ядяаай аз обыкдшх блоков лроводияооь на отдельных блоках «да з крайаак олу'зз т отделы«« столбах, по уативая при этеа проогрэнотвзкнуэ работу насудай оиогеш здо-ши а поло:.?. Для бзло^ кнрекого экспериментального ксолздопа-аая прсотраиствошш т-гогоэтажпа конструкций из «6s« бло-::оз автором били проездами логакеная двух моделей довятизгаляо-. го Орзтггаиго здзцая из объемна йяояоз типа лояащого отакаиа. ¡йяитзпкя ироподлявоь з лаборатории галозобатояних яонотруяиай П.ВИ км.В.В.Куйбшава з ЗДЮ-1991 гг. под руководством доктора тохнлчзокйх наук, праЦдссора П.Ф.Дроздова.

Шлю an с толст: экспериментальных исследований явилась про-ззрка общего кзтодо роочзта ороо транс твошшх ояотея шогоэгаа-ш»х объемао-блочяих зданий, лродлояэнного во второй глава диссертаций. Обьэкто.ч опгх иоолодовалий ааугипя дез модолл девягя-отаяного здания в маептгбз 1:20. Модель .'» I выполнялась без ttpo-пмов з отонках отолбов, а модель Д 2 имела npoeta, как показано на рта.у. Объоршз блоки были изготоэлони отдельно аз ортотек-яяшшх листов тоящщой 4 мн. Взего било изготовлено 32 блока рашш размзров (рис. 5), из когорта Сипя позволены дво модели.

В оглза о отсутствием вертикальной нагрузка блоки кагздего отолбз были склеены iзгду собой по вертикальному направления •-зараз орготакляннув рвмку по контуру блока. Для обозпоченая пространства иной работ неоуаей с лете:® баог.л ямояя .мажду собой овлзя по горизонтальному направлен;® на уровне потолка кпддого зтпгл. Размеры о вяз л и ах расположение показаны на рио.6.

Для проведения экоаорииентов бил взготозлен металлический отенд аз прокатних уголкоз Л 50. При испытании модели устанем ливалась в вертикальном положении. Лх крепление я фундаменту

¡¿л*. .ля _ив_

.________]

Б5

т

в

и*——иг ■ ,<ц

а т?

Рио. б. а) план иодвля И I; б) план шдвли $2 -У. •

<Г>

о вязь (толщиной 4 ш)

осъпите блот

?яа. 6, а) охеда реодоложвния о вязе Л на уровне каждого маха! 0} уъоя к

- ». - .

стенда осуществлялось о помЗпдаэ болтов и эпоксидного «лая.

В ходе испытания запланировано онимать о ле дующие показания:

- прогибов отолба С1 ао направлениям осей 2,у да пяти уровнях (ом. рио. 6);

' - угол'закручивания отолба С1 ва пятя уровнях;

- максимальные прогиба воех столбов по направлениям осей и , У в оамом верху модели;

- макоимальные углы закручивания оголбоа в оамом верху коде яп;

- усилия в связях}

- пвреетщашш фундамента.

В дачзотБЭ измерительных приборов были использовали садика-горы часового типа о шяой делания 0,01 км и тензомэгричаские датчики сопротивления базой 5 ш. Модели дагштываялоь па двйзт-вез раннскэряо распределенной горизонтальной нагрузки, которая ооздавалаоь грузами, подвешенными через блоки к одному отолбу . модели на пяти урознях, т.о. чэрез отаз по высота отолба. Всаго было проведено чзгнрз испытания, в зависимости от места пряложе-аяя яагрузяи. Нагружэпао моделей производилось этапами. На каплем этапа давалась нагрузка ^ в 43 11/и а ооздавалаоь выдержка под заданной нагрузкой а тачеииа 10-15 мин. Поола чего снимались оточаты по каханическим прибором, и тензомегричаошш датчикам сопротивления.

По показаниям мэханлчооких приборов были построены ооюры ла-ромзщоняЯ столбов а зплпн углов закручивания при горизонтальной нагрузка а, ® 430 Н/м.

Для сопоставления зкодоршленгалььых шор перемещений столбов о расчетный!, модели были раосчитаны по программ "ЛВТСБЛСК". Пра этом приникэлиоь скспзримэнтальные ¡экваториальные жесткости поперечных сочзннй столбов, опредолзяке которых производилось путам испытали отдельных отоябов на дойотвие ооорадоючэапой горизонтальной нагрузки, праложзкной к верху отолба. Перед этга» нов связи мэаду отолбаш были разрезаны, а шдель состояла из отдельных отолбов. Пра датчанин отдельных столбов замерялся их . прогиб в оамом верху отоябов индикатором часового типа о изной деления 0,01 мм. Затем экспериментальные экваториальные кесткос-та , Ву определялись л о формулам: .

ЙУ : У

- 16 -в„ *

с>£ . К

где: , Оу - сосредоточенная горизонтальная сила, прило-

женная к варху оголОа пи направлениям г , у соответственно;

Ь > ~ прогиби по направленият ,х соответственно; - выпита столба.

Экспериментальные каоткости столбов оказались меньше, чаи расчетные, определенные по формулам сопрот..в,1вн.ш материалов. Это объясняется тем, что модели имели депонты при их склеивании, к наточность совпадения ооай огвиок отодбои по вертикали.

В связи о относительно большой косткосгыа оьязой мааду столбами их осевая к сдвиговая деформации были иаатолько (.дли, что » ходе эксперименте не било получено верной ¿шфоркищи ой их в«личиках и, следовательно, определить эпюры даезгвуо-

цлх но столоы от связей, не удалооь. Однако впюры гг.« усилий иогут бить получзны приближенно другим путем. Узнав окспврихик-тельньз впври прогибав и углов закручивания столба, мокло определить илия, которые вызвали эти перемещения. Пру »том о «зко-горам допуааннэы было принято, что от и усилия реапрад1л»т»гся по оно рте отелей,как показано ка рлс.7.

»-£-г >—2—4

Г.;с, 7. П(.абдл!кзиноз раоирзделениа усилие в связях

Гякоа распределена« производив от резчэтию; впвр усилил, дейотвуьаих на столбы от связей, полученных по программе "ЛЙГиБЯиГ.

Из сопоставлений »коперимзнталышх внор перемещений столбов н усилив, действующа от связей на столба, о расчзгныш спорами, дод уча иным.: по программе "АШЧЕЛШ", яаыечвно хоройзе

в

совпадение результатов.

Для проверки методики по учету влияния нелинейных деформаций перемычек на эквивалентную изгибную жесткость проемных диафрагм били использованы результат иошианвд восьмиэтажной проемной диафрагма. Испытание проводилось Халой Мусой под ру-' ководством. проф. Дроздова П.Ф. По методике расчета были построены агоры распределения перерезывавших усилий в перемычках а эпюры прогибов диафрагмы. Результаты расчета хорошо согласовались о вкоперииаяталышш результатами. Отмечено, что учет, нелинейных деформаций перемычек привел к увеличении податли-аооти пэрешчек в ореднем в 2,8$ раза и его привело к уменьшение условно эквивалентной азгибной жесткости и, следовательно, я увеличение прогибов более чем а 1,5 раза по сравнении о прога-бани упругого рвочэта.

(Ш13 выводы

I» Несуща сиотеш многоэтажках вданий аз объемных блоков , целесообразно представить в виде пространстве шшх конструкций, оостояцих яа отдельных отолбов, ооэдияэшшх между собой коптп-пуальмши горизонтальными связям, сопротивляющимися рестяна-ягаэ (огатия)а одвагу в горизонтальной ялоокоотя.

2. Результатами расчета по данной отодякв явдявтея переет-исния центров круча нея столбов по направления}« ъ , х ; угол закручивания столбов в во а усилия, действующие на столбы от связав по воем направлениям.

3. Испытания модвяза десятиэтажного здания из объвкаих блоков подтвердили правильность предложенной методика а разработанное на ее основе програмш "АВГСШК".

4. Влияние проамоз и податдивооти овязвЗ одвиха (перемычек) аа нзгябнув вестхооть проошшх столбов возможно учесть через условно эквивалентный штт шерши >31°.

5.Нелинейная деформация перемычек вляяет ва работу проз шшх отолбов а приводит к уменьшению их условна эквивалентных сагиб-вых яэсткоотей и, следовательно, к увеличению их .прогибов,

6. Приближенные метод определения условной эквивалентной изгабной жеаткоотя с учетом нелинейных дефорыашй' перемычек ; дал хорошев совладение результатов о екоперимеятальяша результатами, полученными ранее при испытании восыштаюий проеияой диафрагм*.

?. В результата машинного эксперимента по програша "ЛВШаЛСК" вшюнилооь следующее:

- для получения приемлемо г очных результатов яри использования программы "АКГОВЛСК" достаточно четырех расчетных уровней по высоте здания;

. - в зданиях из объемных блоков ,два металлические связи в каадом шве между смежными блоками о площадью поперечного сеченая каадой связи больше 5 сь? доотагочны для образования жестких дисков перекрытия;

- наличие проемов в отенках отолбов оказывается на величине и знаке уоилий в связях манду столбами;

- на поведение несущей системы из объемных блоков влияют не только ¡кеогкостные харакгариапши блоков и связей, но и расположение блоков в алане здания огнооигельно друг друга.

Подписано * печать 2I.09.92p. Формат 60x841/16 Пвч.офс. г И-221 Объви I уч.-изд.л. Т.100 Заказ 4/4 Бесплатно

- МЬгапринт МИСИ им.В.В.Куйбшава ,