автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Работа коноидальных оболочек шедовых покрытий для производственных зданий квадратного плана



ШВДИГРСКИЙ ПОЛИТВХШЯЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 624.072.4

Магистр О.'.'убарак Х.И.

РАБОТА КОНО:ЩАЛЕНЫХ ОБОЛОЧЕК ШЗДОВЫХ ШКНШй ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ КВАДРАТНОГО ПЛАНА

05.23.01 - Строительные конструкции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

V

Владшщ) 1993

(. 'V

' Г

Работа ькполнена во строкой политехн/ческок институте ;о!.';:тета по si:cne;i ::;:оле ''.гллстерстЕа науки, ньег^ег; сколы к тсхки'пскол политики 15 ?

'•ЛУЧН'.'* Г'ТКОЗО •НГ.^.'Т - доктор технических нгу::,

профессор 1ив A.C.

ОХ'.'.Г'ЛЯЬ?'?. 0ППС'-!1Г~'Т i - доктор техзг.чеекго: наук,

профессор Амосов A.A. - кандидат технических каук, с т.науч н из с отр.удн як Кузьмич Т.Д.

ЗГ/УЕ АЯ ОРГАНА ТЛЯ - Асадкшрскиг: Проистрояпроект

'Лаглгта состоится J" -dpO-л Д Т993 г. в У-5. час. на заседании Специализированного Совета л 114.09, 07 в 3"';'/.Т по адресу: Москва, ул. Часовая, г,оц 2?/? в аудитории 337.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "JQ" $cupß 1~'?3 г.

7ченнй секретарь Специализированного Совета кандидат технических наук, доцент Зайцев Е.3.

//

Цель "работа - изучение поведения конопдадьной оболочки педо-вого .покрытия квадратного плана при различных пагрузениян. на основе экспериментальных исследований конструкции малых размеров.

Автот) защипает:

- результаты экспериментальных исследований работ железобетонной конокдатьной оболочки педозого покрытия с наклонной диафрагмой при разл:гчкых наггу*екиях от упругой стадии до разрушения;

- адатпз численного и аналитического методоз расчета конструкции;

- особенности конструирования зелезобетонных коноидальных оболочек нодобых покрытий квадратного плана для производственных зданий.

Научнуа новизну забота составляют;

- экспериментальные данные, полученные при испытании келезо-бетонной коноидальной оболочки ледового покрытия при различном сочетании разномерно распределенных нагрузок, приложенных к плите и бортовым балкам;

- рекомендации по расчету л конструировании железобетонных коноддальных оболочек зедовых покрытий квадратного плана на примере реального сооружения в г.Хартуме (Судан).

Практическое значение табош закличается з том, что проведенные исследования позволяла выявить характер напрянешо-детормиро-ванного состояния коноидального покрытия и дать рекомендации но его расчету, что мояет явиться дополнением к действующему "Руководству по проектированию железобетонных пространственных покрытий и перекрытий" /ЙЕЕЗБ. ]&. 19795, где упоминание о расчете таких конструкций полностью отсутствует.

Работа дала возможность запроектировать техническое решение шедового покрытия размером 18 х 18 м для строительства в г.Хартуме (Судан).

Материалы исследований могут быть положены в основу оценки вновь разрабатываемых конондальшхх оболочек и на прямоугольном плане.

Диссертация состоит из пяти глав, заключения списка литературы, зклззчаисего 87 наименован:::!.

3 В дальнеЗпем этот источник з целях сокращения назван "Руководство" .

Во введении отражены цели и задачи исследований, назначение работы.

В первой главе дан аналитический обзор некоторых возведенных коноидальных покрытий, приведены метода подхода к расчету таких покрытий. Рассмотрены приемы формообразования поверхностей коноида, напедпие применение в строительстве.

Во второй главе приведена методика исследований конокдалького покрытия на монолитной железобетонной конструкции малых размеров (2 :с 2 м). Описаны испытательный стенд и загрузочное устройство, приведены сведения о применяемых .материалах, приборах к приемах обработки экспериментальных данных. Приведена опытные данные для моментной и безмоментной группы сил. Анализируется работа конструкции до и после появления трещин.

3 третьей главе' рассмотрены методу расчета коновдальных оболочек по беамоментной и моментной теориям. Проводится сопоставление расчетных данных для наиболее характерных сечений, полученных аналитическими и численным методами.

В четвертой главе сопоставляются результаты опыта и расчета при различных нагругениях конструкции малых размеров, даны предложения по конструированию коноидальных оболочек покрытий при их работа на действие односторонних нагрузок.

Пятая глава посвящена использовании) результатов исследований в разработке технического решения сборно-монолитной коноидапьной оболочки шедового покрытия размером в плане 18x18 м, предназначенной для строительства в г.1атуме (Судан).

В заключении приведены основные выводы по результатам проведенных исследований.

В работе содержатся документация, отражающая характер внедрения исследований в строительство на территории Судана.-

Работа выполнялась во Владимирском политехническом институте под руководстаом доктора технических наук, профессора А.С.Зева. Разработка технического peaenni покрытия размером в плане 13 х 18 и для строительства в республике Судан осуществлялась азторси з период аабош в СКЕ "Подъем" BILI.

Конолдалыше оболочкч получили свое развитие, главным образом, для шедешх покрыт^. Коноццальная поверхность является частным случаем линей^гтой поверхности, определяемой совокупно-

стьв прямых (образупцих), перссекавдих при произвольно заданные кривые (направляющие). Такие конструкции нашли применение' в мировой практике строительства для покрытий общественных к ре~.е - для зданий производственного назначения. Успеху внедрения конструкций способствовали известные гсо:летт.ггчеzzv.c и статические особенное?:: им поверхностей. Tai:, пряйлолзшейюсть образуэди:: упрощает изготовление опалубки ;i арггатуръсингле? тпудосггость тюк отделочных работах. Б сборных конструкциях разрезка по образутхрпл позволяет выполнять все элементы одинаков:—": или незначительно различпюлпгя-ся )ле.тду собой по йорме и размера'.:, что делает возмегггд.; зсс изготовление на сугцествунда: предприятиях строительной индустрии Исследования показывают, что покрыкк в виде оболочек отрицательной гауссовой кривизны обладает достаточной яесткостыэ и устойчивостью, а конструкции з виде сопряженных систем допускают подвеску кранового и технологического оборудования. Оболочки могут быть решены и с фонаршии отверстиями. Разными сочетаниями оболочек i.'.ozf.o образовывать фотхлы покрытий зданий с произвольными сетками колонн, создавая выразительные архитектурные ансамбли. ' Заслуживает вншания малый расход материалов, идущих на покрытие, особенно при квадратной сетке колонн. Конструктивные особенности оболочек, способы их возведения освенены в трудах зарубежных-ученых.

Существенный вклад з развитие теории и практики птасленеши оболочек отрицательной гауссовой крпгизнн внес асхитектор л лн~ генер-конструктор, профессор Национальной архитектурной виза: Мексики 3<.Кандйлла. Под его руководством возведены :люгие выдс»-пкеся coopyr.eiüL'i е страна;: Латппсксй А! терпки к С5ПА. .Sa последние годы такгле полилось немало интересных сооружений в Японии и СЕЛ.

Отечественна.? цракстэ*. строительства оболочек отрицательной гг-усеовсй крлзизшз обогатилась благодаря работал ряда н?.учно-гсследсзгл:«льс1иг: и проектам оргвлизздий (1£ШлБ, ДгЗП-ГСК, ТГП-ЮК, Лчнкйрадоглй Прзмстлош-лпе—к др.). Этс::у спосс0ствоб2лг crj-CLr^owashitc- труды Н.П.'бовского. Ь.З.Власова. Д.Б.Бпйкоерга, 5.S.£f:toaucorc, .'1.2."¿нейБГ'ВСКого, А./..Назарова, Z.i.'.iio"него, Б.ДЛ:гг:ед;:сго, З.'Злпге.

Экспериментально оболочки öiuxi исследованы К.Г.Абрамовичем, П.Гл.Баргакотл, А.И.^обпнскзт, А.С.Дехтярен, Х.Х.Даулем, П.Б.Чи-ECEK0H3.I И Др.

К сожалению, экспериментальное исследования конокдалькш: оболочек практггческк не проводились, а имеадиеся ir возведенное 2 различима страна:-: «пра похрктия рассчитывались исходя пз предпосылок, полсх-еннк:;: s основу расчета оболочек отрицательной гауссовой кривизну. тем, чнслекнмй анализ показан, ч?с на

НаЛрЯГ.ОШ1С>-ДеГ.ОрШрОБаКНОе состояние кснокдачьнцк оболочек существенное ьлглнне оказывает big ¡кана оболочки (отят.оутолъ1Е:2, квадратный) к, как следствие, возможность рассчитывать конструкцию по моментыоЁ ил:: безмомэнпюй теориям.

Лроведенше нами исследования имели цель запроектировать п экспериментально изучить поведение коно::дальной оболочки Бедового покритая на конструкции малки размеров (2 х 2 м), а ?акне разработать техническое решение покрытая, в сборно-монолитном варианте размером в плане 18 :•: 18 к дая строительства в г.Хартуме (Судан).

Б процессе исследований решались сяедуадие конкретные задачи:

1. Изучение работ конструкции з упругой стадии.

2. Изучение работу конструкции после появления трещин,

3. Анатлз рабогл конструкции в стадии разрупек:к.

4. Сопоставление результатов эксперимента с теоретическими, подученном:: численнглл методом с помоцью вычислительного комплекса ШШ Ш ZEK-37 применительно к программе "Лира" и по безмо-ментной теор'п:.

"спмтаккп конструкции конотаалыюй оболочки, в целях приближения результатов эксперимента к реальном условиям, проводились rrnir гг."ло:::е:к':: вертикальной равномерно расггпедсленнон нагрузки к поверхности плить:, irr.: действии одн о с то pc î гн о равномерно рас-ппеделеннок нагрузи:: на ил:: ту оболочки относительно оси с:сг:ст-

а та;—е гик: г".ко: :ернс распределенных по длине нагрузка;:, сигг'огпгчно :: ксс~сегр:г-п:о к бортовым балкам.

GeitezTl конопз цредстселал собой сборно-монслитнуЕ гелезо-бетонную конотпугссэз размерами в стане 2 :•: 2 г.: (шс.1). Сборка«! дпайрал-Е оболочки в виде безраскосной соермк, высотой в середине пролета 380 i.e.! наклонена во внутрь конструкции на 30°. Таким образом, стрела подъ&ма диафрагм составляет в

конструкции I/o пролета. Верхний пояс диафрагм-.: имеет сечение 60 х 45 мм, hhsekü - 55 :•: 45 мм.

I-I

JJrü

Рис.2.I. Конструкгщя опытного кокоэда (опалубка, ар:.щрозакие, сеченая)

Плита оболочки и окаймляющие конструкцию балки выполнены монолитными. Толщина плиты оболочки постоянна - 12 ш. В угловых зонах она увеличивается до 25 ш. Бортовые балки имеют сечение 125 х 25 мм.

Оболочка рассчитана на нагрузку 2,0 кН/м.

15 с с о тв в тс тв ш1 с счетом плита опытной конструкции армируется сеткой из тизкоуглеродистой проволоки диаметром 1,5 ¿ял с ячейкой 25 х 25 ш. Для восприятия главных растягивающих напряжений в утловнх зонах устанавливали стергни диаметром 3 ш из стали класса Вр-1 с шагом 50 ш.

Для восприятия изгибпздих шментов приконтурные зоны армировали отдельными стержням диаметром 3 ш из арматуры класса Вр-1.

Контурные балки и безраскосная ферма-диафрагма заармированы плоскигли каркасами при диаметре стержней от 3 до 10 ым.

Для оболочки применяли беспесчаный тяжелый бетон класса В40 следующего состава на один м^ смеси: цемент марки 500-522 кг, известковая крошка крупностью 0-2 ым - 1617 кг цри В/Ц равном 0,45. Прочность бетона на день испытаний составила 44,5 ЫПа, модуль упругости - 40- 103 МПа, коэффициент Пуассона — 0,17.

Испытания опытной конструкции проводили на стенде. Опоры под оболочку обеспечивали статическую определимость всей систеш. Для этого одна из опор была выполнена в виде шара, другая - по диагонали - неподвижная, две остальные катковые - позволяли покрытию свободно перемещаться по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Внешняя вертикальная нагрузка с пошщью распределительной системы передавалась на поверхность оболочки через 64 точки. Расстояние ыеаду осями приложения сосредоточенных сил составило 250 мм или 20 Ь. , где К толщина покрытия.

Расстановка приборов диктовалась с одной стороны, задачами исследований, с другой - неизученностью работы конструкции, отсутствием каких-либо методических указаний по их расстановке при испытаниях конондальных покрытий.

Поэтому приборами были охвачены практически все расчетные узлы, выбранные при разбивке конструкции на конечные элемента.

Прогибы оболочки, горизонтальные перемещения контурных ба-

лок и ферма-двайрагш измеряли индикаторами о ценой деления С, 01 мм, прогибомерами систем: Анстова и ГЯакоаглоза, соответственно с пеной деления С,01 :: С,Г мм.

Деформации бетона и арматуры измеряли электротензометричес-кими датчпка'я на базах 50 и 20 мл, а такие глубинными рычакными тензометрам: па базе 100 ш.

Всего ка констрзттсп; било установлено 307 приборов, из шс:: 44 индикатора, 7 црогибомероз, б рача^ных тензометров, 250 элект-ротензометрнческих датчиков.

В соответствие с задачами исследований испытание биле проведено в два этапа.

Iîa первом этапе изучали закош распределение упругих деформаций в конструкции при различных видах загруаения. Основное количество измерений было произведено при нагрузках, обеспечи-взтапх отсутствие видимых трещин.

На втором этапе изучали поведение конструкции после образования трецст при равномерно распределенной нагрузке, приложенной ко всей поверхности оболочки.

Результата испытаний

При действии равномерно распределенной нагрузки, приложенной ко всей поверхности плиты оболочки наибольшее количество измерений было произведено до появления впдпшх трещин. Наибольший прогиб собственно плит-' ::онст?ухг:::и составил I.I25 мм и находился на расстоянии чотворти пролета от балки, параллельной Г-:а'.>-рагме. Лрог/й: гг.сдслы£^: 6c.ro:: гагхрлл:; г- середине прелата, пр~ 7CÍ ~е ::агруз:-:е (С.5 кК/г.Г") з:с: составилг: незначительна-!: - 0.0^ ;■: 0,С£5

la:'*?.'. обт>гзс:т, оболочка прогибалась относительно бортошх балок. Гткзипоние s среднем составило I. Т866 пролета, что говорит о достаточно" зесткост:: зепроег::зпю2йЕп:з: ос-ртов:::: балок ют :■;:-: гаЗоте на ве~тикатьн~э равкс.\:с-г:;:: распредел-зип^т нагрузку.

Прогибь: продольных бортов-::-: бале:: пэ-за влляк::я по длине та: снялись неравномерно. Прогноз поперечной бортовой балет, наоборот, огоа^лк сг-.лж1ргчни2 дарактер ее работы, причем угли балки поднимались вверх, "то обычно соответствует кон-

струкциям отрицательной гауссовой кривизны на плоском плане.

С ростом нагрузки прогибы шитц коноядальной оболочки воз-расталп линейно, вплоть до предпоследнего этапа перед разрушением.

Нор/.'лльнне напряяенпя б среднем продольно:.! сеченип на болъ-пеГ: части продета были с.~;з'.агх:;:е. В средни.: поперечно:.: сечешгп величина норг.гальшкнапрякегагй составив около 2.0 ГЦ а.

Величины изгабавцнх моментов <э л (поперечных) п (продольных) определяли по "фпбровшл" удлинениям, измеренным на нгосней и верхнее поверхностях покрытия. Как показывает анализ, поперечный момент , действующий по направленна оси У

в поле оболочки двухзначен. По абсолютной величине поперечные моменты достигают своих максимальных значений в четвертях пролета.

Во всех сечсн^т:, кроме опорного, продольные пзгпбагхтпе моменты Сг< составляют значительную велтгешу, причем влияние д::п5раг: 1! сказывается практ::чес:;п на половине пролета. Характер ?ппш моментов при это;: однозначный. Возгппсаатю по опорно:.-- се-ченга плиты вдоль наклонной диаурагш изгибаицне моменты являнт-ся причиной 20з:~гп:нозен::я радиальных поперечных с:~т, которое участвует в передаче внешней нагрузки с шпик на даафрагг.ту. Зер-ТЕка-Означ' проекту всех этих сит составила окоте 10% полного опорного давления.

Испытания показали, что на всех этапах нагрукенпя наблюдалось равенство деформаций по двум взаимно перпендикулярным направлениям в сечениях, эдущпх нз углов оболочки. Это сзвдстедьст-вует о работе конструкции близкой к чистому кручений.

Анализ работы механических тензометров, установленных на арматуре бортовых балок, позволил дать ответ на вопрос ос оптимальном назначении сеченпй п количества арматуры, а такге рекомендовать характер располояения стераней по высоте сечения. В результате испытаний установлено,что продольные и поперечные балки практически работали на растяжение без изгиба.

Распределение усилий в безраскосной фсше-дааЬрапге.- существенно отличается от подобного распределения уешшй в обычной безраскосной фзрые при действии зертикальней нагрузи. При работе безраскосшх ферм сЕииащпе усилия в средне;.! сеченнп сосредоточены в верхней поясе, уравновешивающие растягязаыщие концевых

- п -

участков верхнего и всего никнего пояса. В данном случае, нагрузка, передавшаяся на ферму-днайрагму в виде срезывающих сил вызн-вает одновременно растянете как затяяки, так и верхнего пояса в средних его сеченнях. Испытания показали, что на верхний пояс ферш-диафрагш передается от 60 до 65/5 всей растягивающей сила.

При действии на оболочку равномерно распредслештой нагрузки, приложенной к плите на одной ее половине относительно оси ст-п.тет-рии, нагрунение конструкщш производили поочередно: сначала на левой, затем на правой половине.

Как показали испытания, при таком виде нагрукения зависимость "прогиб - нагрузка" практически оставалась линейной.

Б продольном направлении оболочка на большей части длины велик.была ската. Нормальные напряжения в бетоне оболочки в среднем (до появления трещи) не превышает 1,5 Ша.

В поперечном направлении на затрясенной половине наблюдалось несколько болызее с.глт::е, чем на незагруженной.

Характер действущтг: поперечных 'пзп*0ащ:гс моментов соответствовал замеренным прогибам. Продольные изгпбавдпе моменты при этом были незначительными.

При действии'равномерно распределенной нагрузки шгтенспв-ностыз 0,5 кНДг црцдсг.енной поочередно к право:,?/ и левому бортовому элементу, зависимость прогибов от нагрузки выражалась, в основном, линейно. Прогибы параллелышх бортовых балок при этой нагрузке соответственно были равны 0,49 и 0,25 мм, выгибы -0-00 ч 0,03 мм. Бортовые элементы смещались внутрь оболочки и поворачивались, причем смешение нагруженного бсртоЕого элемента было бальзе. чем незажженного.

3 продольной сечении только часть оболочки была с^ата, о'ольаая ке ее часть была растянута. Наибольшие нормальные напря-яен;к czzrzn были незначительными и составляли около 0,3 Ша. Сдгако, появление растягизаящих продольных напряжений явилось щзячгао": прзкрйленая дальнейшего ??гр;тяекия бортового элемента. Величина нормальных расзггтАваздих напряжений составила при нагрузка 0,5 кБ/ьг около 1,18 МПа, что было близко к пргделу прочности бетона на растяжение.

В поперечно!.! сечении со стороны нагрузка оболочка была сжата. Ьсс'гльпыз напряжения: скатил составляли около 2,5 МПа.

С иезагругенной стороны поперечного сечения оболочки нормальные напряжения поменяли знак. Б серед:ше пролета их величина составляла 0,75 - 0,78 !Ла. Поперечные изгпОаЕг.ие ио:.:екты были двухзначна гл. .\!гхсп.!у:л моментов располагался ггои^ерно б четверти пролета со стороны нагрузки. Характер зшлереншх прогибов е целом соответствовал энпре шментоь.

Бее это указывает на неблагоприятную работу конструкции цри пргогонениа внесшей нагрузки к продольна сюргозым элемента:.

При действии равномерно распределенное по длине нагрузки интенсивностью 0,5 кН/м, сямглетр::чно приложенной к бортовки элементам, оба борта прогибались вниз. Выгиб оболочки относительно бортовых балок coctgeieî 0,69 мм. Оба бортовых элемента повернулись и сместились во внутрь оболочки.

Б продольно.'.', сечении в середине пролета большая часть обо-лочзш оказалась растянутом, прзгчем наиряяенля растяжения были близки нормативным R gt*. . 1&ксшлатвные напряжения сжатия в бетоне п растяжения (заваренные на арттуре) несколько превышали напряжения при односторонне загруг.екнях в тех Ее сечениях.

В среднем поперечном сечении центральная зона пииты оболочки оказалась растянутой. Продольные бортовые белкн оказывали сопротивление крученпэ. что сказываюсь Еа знаке поперечных из-гибагл-та моментов.

При действии равномерно распределенной но д.тине нагрузки Toi; ze интенсивности, приложенной одновременно к трем бортевым 1>ле:лента': характер работ конструкции практически не изменился по сравнению с предз^тущим sanv-izemien, однако б предельно;.: heit-павлекик вся ободочг.г- оказалась олст/плтой, зг; негл^сние:; ;;е-больсоь' soie: около дпа~>раг?лы.

После появления треп::н работу конструкции изу-пл" пр:: зах-т,-—г-}:~~ равномерно рг.сггрсделе:-шо1; нагрузке?:, ярилокенкон

ко всей повер:^тссти.

"етод изучек::я работы конетрукцек на этой стадии существенно отличался от цредщулей. Изучение законов распределения де-йстлгцид": гон постепенно увеличизащейск нагрузке оказалось невозможным з силу значительных местных изменений, гнзБ&чно: появлением трещин. Поз тазу на этапах близких к ргзрупенпю рат» приборов сводетась, глгзнытл образом, г. одеже обцей рабски '

конструкции (фиксация появления трещин, перераспределение усилий в различных сечениях оболочки, характер работы арматуры бортовых элементов и пр.).

Б соответствии с этил на этой стадии оценка данных эксперимента могла быть произведена только сравнением общих характеристик распределения основ:д1х устий, полученных расчетным и опытным путем.

С ростом нагрузки первые трещины в -гелезобетонной оболочке появились в угловых зонах сопря^ния бортовых балок (рис.2). Трещины появились при нагрузке 1,25 кН/м~, превыпающей нормативную на 8,3^.

7гол направления косых трещин в плите оболочки меяду продать-ной и поперечной бортовыми балками был равен 453. 3 дальнейшем эти трещины, идущие из углов объединились.

Схема излома конструкции оболочки была близка к "конвертной". Однако, на второй половине пролета оболочки, примыкающей к наклонной ферме-диафрагме, угол наклона трецин бил близок к 60°. Трещины в бортовых элементах появились с наружной стороны практически с возникновением косых трещин в плите оболочки. Трещины или вдоль всех трех балок до середины пролета. При дальнейзем нагругении конструкции они, меняя направление, заходили в шшту оболочки, распространяясь вплоть до наклонной фешы-даайрагаы. Максимальное их раскрытие при нагрузке 1,5 кН/м2"- 0,3 мм наблюдалось в угловых зонах, миниматьное - 0,05 ш - в середине продольного пролета, что говорит о н&тичии существенных сдвиганцих усилий, присущих линейчатым поверхностям.

С ростом нагрузки бсртовые элементы работали такае и на растяжение, о чем свидетельствует появление вертикальных (нормальных) трещин. На второй половине бортовых бачок, пришкалией к наклонной диафрагме, вертикальные и горизонтальные трещины практэтески не яаблндались, что дает оснозание судить о характере работы конструкции близкой ?. б езмоментному напряженному сос-

Характер поязивзихея тре'-"гн на з сталей поверхности оболочки свз—етельствует о нат;г-::п: кручения поверхности, что та:~:е не учитывается расчетом по безмсмснтыой теории.

Разртпение копоидатьной оболочки произошло путем скалывания

- » -

бетона по неполному периметру, удаленному от дпш>рагаи, б зоне сопряжения плиты оболочки с тремя бортовыми балкам.

Тахак схема разр;тге:-пл конструюип была получена нами впетз-Бые :: из-за отсутствия испытаний .~елезобетокных конопдсльпи:: оболочек, естественно, не могла паблгдаться ранее.

Разрушен::« коаотруизз: сопрозоздалоо:» подъемом углов оболочки, что характерно для покрытий с поверхностью отрицательном гауссовой кривизны, резким возрастанием прогибов плиты в четверги продольного пролета :: заетучкваннем это!» зоны конструкции.

Оболочка разрушалась при нагрузке 2,5 кЯ/и2 с учетом собственной массы, что в 1,5 раза превышало расчетную нагрузку-

Расчет оболочки кинематическим способом метода предельного равновесия, согласно полученной схеме излома конструкции, практически совпал с опытной величиной разрупащей нагрузки. Расхоа-дение опытных п расчетных данных составило 10$.

Таблица I

Применяемая Нагрузка, кН/м^

теория Расчет Опыт

Безмоментная 2,0

Моментная 2,3 2,5

Г.:етод предельного равновесия • 2,48

Сопоставление результатов опыта :: расчета по различны:: теориям для ::о:;с:;дслъно;: обог.о":": представляло жтерес с точки зрения :r: o:*cin:n :: ре::о:,:ец~а:":::: по приязненна :: различай: слу-

Лчя этого был:: использованы опытные данные, получешке непосредственно из эксперимента и данггые расчетов по безмоментной :: моментной теориям.

Расчет по безмоментной теории производится в соответствие с предложения:::! Б.Д.Линедксго. Расчет пс мемептней теорп: был выполнен методе?.! конечны;: элементен о "спользоза:п:ем ШШ All S7, применительно к вычислительному комплексу "Sipa".

Сравнение произведено для двух групп силовых факторов нап-т>яы:енно-деформ:гоованного состояния оболочки - безмоментной и мо-

1Л0НТНОЁ.

Безмоменткая группа сил Еключала в себя нормальные напряяе-. пня в'ос х I напраидснп: координатных осей X. и У ,

а таких сдвигапцие папрянеш!" 3 ^ . Сопоставлялись данные -опыта п расчетов в срекпп: продольных г поперечных сечениях, а такгс в сечениях, располоасЕных по диагонали оболочки.

Цементная группа сил включала в себя изгибание момент: СЦ к Сг, , действугцие в средних продольных и поперечных сеченняэ: ободочки в направлении координатных осей X и У , а такке перемедений в направлении оси хГ .

Отсутствие растягиваэдих усилий в плите оболочки при действии внешней равномерно распределенной нагрузки позволило произвести сопоставление данных опыта и расчетов при ее величине 1,0 кН/м2. Эппры для безмомектной группы сил приведе-

ны на рис.3. Анализ зшх данных указывает на удовлетворительное совпадение результатов опыта с расчетом, выполненном по методу конечных элементов. Некоторые расхождения, Ео-видшому, зависели от несовершенства геометрических размеров, отклонений при определении действительных гесткостей, а такте факторов, влпящих на характер за1рузешк и др.

Данные безшментной теории расчета показали удовлетворительное совпадение с результатами опыта е экстремальных точ:;ах. Это дает основание пользоваться безмоментной теорией только для пр::бл:гт.ст1Ного расчета с пелыз назначения основных размеров сечении конструкции.

Присутствие впелней. нагрузи только на половине псверхксс-т:: плит.;, ограничен::;:: осьп си:.т.:отр;и: нз дает воз:.:с:~.остп воспользоваться безмоменткоГ: теорией. Поз тс:— пр:: депот-вте: па сое-

односторонней разномерно распределэкной нагрузки сспостав-лсгг::е зкехтериг.кстсьтыго: теоретических да:*ных оыло выполнено слз"ча<1 расчета оболочке: методом конечных элементов. Как пекгосл анализ, совпадете 'результатов опыта .и расчета ггогл:т:;ч2С-:и г су;; сш:торов нацрягешю-де^ермировачного соотояетл сболоч::и удовлетворительное.

Удовлетворительное совпадение результатов опыта я расчета наблюдалось при действии на оболочку односторонние; г спмметр-п-шс: нагрузок, щздшвенных к борток-.: балкам.

-il7 -

Проведенная работа позволила сделать следугадие выводы.

1. Технология изготовления сборных элементов, составляющих контур оболочки, проста и не отличается от технологии изготовления обычных плоских конструкций. Производство их мозет быть организовано на существутяцпх полигонах или непосредственно на строительных площадках.

В опорных контурах оболочки (диафрагма и бортовые балки) концентрируется большие растягивающие усилия, поэтому их целесообразно выполнять с применением предварительно напряженной арматуры.

2. Возведение оболочки (монтаж сборных элементов, бетонирование покрытия) может производиться лэбым из известных способов в зависимости от объема и свокоб строительства, пара-метров сооружения, наличия подъемных механизмов и других факторов.

3. Стык сборных элементов с монолитной плитой покрытия прост по конструкции, обеспечивает передачу различных усилий, глазным образом, сдвиг и не требует высокой точности изготовления сборных деталей. Такой тип стыка рекомендован'"Руководством" и под-тверкден экспериментальными данными.

4. Принятые приемы конструирования обеспечили достаточную прочность, несткость и трещиностойкость конструкции машх размеров 1 •

5. Основной характер напрягенно-деформирозанного состояния копоидального покрытия квадратного плана - изгибно-сдвиговой,

в связи с чем возникает необходимость восприятия сдвлгащих усилий по неполному периметру сопряжения покрытия с плоским опорным контуром. С этой целью требуется расчет и постановка дополнительных хомутов и выпусков арматуры в бортовых элементах для обеспечения их совместной работы с плитой покрытия.

Усиливал характер напрякенно-деформнрозанного состояния кон-струкдпл, предварительное обжатие бетона конструкции наиболее целесообразно осуществлять в двух наставлениях.

5. Зозниккозенне :: развитие косых трещин з покрытии не оказало залетного влияния на характер распределения усилий,, дейст-вугг'дх в сечениях оболочки.' Зависимость " <о - е, " при этой практически остазатась линейной.

7. Собственно оболочка очень сильно реагирует на нагрузку, прплояеннуз к бортовым балкам. Это исключает возможность подвес—

кд icpanoEoro оборудоваш-л непосредственно к балкам покритшь

8. Анализ результатов испытаний колониальной оболочки на конструкции -маис; раз:.:еров показал, что расчет по безмоментной теории для такой системы не дает возмоглюсть полностью оценить ее нагго<гг.ешго-д®1юр:.£фоваиное состоягше.

Бел-гчнну изгибно-слвиговых деформаций оболочки маяно определить snzs учимая все фактор:! ее напрякэшго-деадрхгооЕашюго состояния, в связи с чем расчет коновдалъных оболочек ¡ледовых покрытий рекомендуется вести по могленткой теории, используя этого метод конечных элементов. -

Экспериментальные дачные, полученные при испытании оболочки, удовлетворительно совпали с расчетом, выполненным численным методом с пошдаз вычислительного когяиекса "Лира".

Безмоментной Tcoprteii магло пользоваться дач предварительных расчетов с целью назначения основных размеров сечений покрытия.

9. Результаты исследований легли в основу разработал технического репенин конструкции, размером в плане 18 х 18 м, предназначенного для покрытий цроизводственных зданий в городе Хартуме (республика Судан).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Конопдальные келезобетонные оболочки по:рытий производственных зданий. Соавтор - А.С.Эз. Б сб.: Позыпение эффективности лепользовакит гектпггл :: совершенствование технологии строительных работ. Bill, 1322.

2, Computer-Aided Design of Concrete International Conference "Concrete 2000" University of Dundee, 139^5.

Результат:-: работы докладывались татае на внутрлвузсвских когтарекциях Еладим:грехого политехи ческого института в 1990 :: I9SI года::. / . С

Trnja-2 ICO зкз.

Заглз .'3 U?.

Дата ?.ь ci Sir