автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Теоретическое и экспериментальное исследование несущих стен крупнопанельных зданий при вертикальном и горизонтальном воздействиях нагрузки

#

■ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РА

ЕРЕВАНСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

)

Дсшеяп С.чбат Арутович

ОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩИХ СТЕН КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНОМ И ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИЯХ НАГРУЗКИ

сп^-Сгз.о

Си<>цнс1,м.11()сп.т-О,.23.01.-Строительные конструкции, здания, сооружения и строительная механика

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Ереван - 1997

чркми-го-шгъ ьо.п-мш-р-эт, ■ьшиирцрпыэ-зш-Ч/

аичьзиъ ииРЦБ <ЦРПЬ№

1иПСПРИ<П11"ЬЫ. СЬЪ£ЬРЬ ^ппа 'пизъгъ Бьиишъ ьч ФПРЭЪИ^ЦЪ ¿ьзиапБпмэ-зпкъъ пьааиэьч- ьч

<ПРЬ2ПЪимиЪ РЪаЪЧиЕШЪЬРГ* 1120-Ъ5ПМЭ-в1ГЬ т-ь-адш-и

Ш1111шс)|1тшр.)т0о Ь.23.01 - О^Ошршрш^шО ЦпЦитртЦд^шСЬр, 2ЬСрЬр,

Цшппщйир и ¿[[Ошршрш^шй й^ишОВДш

^ив^иЦций ц^тпф^пСОЬр^ рЬЦйшдт}! ц^щш^шй инигфбшО}) ЬицдЛий штЬ0ш|ипит^т(1

иьаиио-ьр

ЬРЬ>Ш"Ь-1997

Работа выполнена в Армянской сельскохозяйственной академии на кафедре "Математики и прикладной механики"

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Минасян P.C.

Официальные опноненты: доктор технических наук,

профессор Карамян К.О.,

кандидат технических наук, профессор Аветисян P.C.

Ведущая организация:

Армянский Научно-Исследовательский Институт Сейсмостойкого Строительства и Защиты Сооружений (АрмНИИСС и-ЗС)

¿г .. а

Sariga диссертации состоится "_____"_ _199'7 г.

часов на заседании Специализированного совета 0.30 области строительства при Ереванском архитектурно-строительнс институте, по адресу: 375009, г.Ереван, ул.Теряна, 105.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ереванско! йрхитектурно-строительного института.

Автореферат разослан

л„ а

1997 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, канд.техн.наук, доцеят Степанян ёШ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полносборное домостроение из крупных .елезоботонных и бетонных элементов стало главным направлением ■хннческого прогресса в строительстве в нашей республике и во ногих ¡арубежных странах.

Применение крупноразмерных и крупнопанельных элементов в гронтельстве привело к качественным изменениям проектирования возведения домов: изменились конструктивные схемы, появились сжые возможности повышения- надежности и долговечности зданий, ченмпеппя расхода материалов, веса и снижения стоимостей ;)нс гр> кипи.

Однако на практике преимущества крупнопанельного здания i-muí. i у юте и далеко не полностью. Часть реализации имеющихся :'чсрвов скрывается в несовременной методике расчета и ¡■достаточной изученности некоторых несущих конструкций.

Необоснованное, проектирование и возведение домов при 'йствии особых сочетаний нагрузок могут привести к большому атерпальному ущербу и человеческим жертвам. Следовательно, стуальным являются разработка и реализация новых, научно Зоснованных, эффективных методов .расчета крупнопанельных \липй с целью рационального распределения арматуры, металлов и эавилыюго выбора марки бетона в конструкциях.

Решение указанных задач требует проведения комплексных еретических и экспериментальных исследований напряженно-■формпрованного состояния несущих стен и их стыков при гатических воздействиях нагрузки.

Цель работы. Целью настоящих исследований является i ¡работка научно обоснованного, достаточно точного, практически (сгупнош метода определения напряженного деформированного ¡стояния несущих стен и их стыков крупнопанельных зданий с ^пользованием расчетных моделей, наилучшим образом шсывающих действительную работу несущих стен с грунтовым гнованием.

Научная новизна. Разработка научно-обоснованных ¡женерных методов определения напряженно-деформированного >стояния несущих стен крупнопанельных зданий с учетом 'йствительных граничных условий. Новым научным результатом

¡ля юте я:

тределение реактивных усилий вдоль основания несущих стен птшопанельных зданий и коэффициентов концентрации шряженнй в ее углах с помощью полиномов Лежаядра при 'ртикальных и горизонтальных действиях нагрузки;

- установление напряженно-деформированного состояния несущ, стен вариационными методами теории упругос ти при иертикалын (собственный вес) и горизонтальном (напор ветра) дейепш нагрузки;

- определение коэффициентов податливости связей несущих с и и учетом пластических деформации;

- определение нормальных и сдвигающих напряжений и усилии вертикальных и монтажных швах;

-установление напряженного состояния в переходном учап простенка с подоконником при вертикальном и горизонталык действиях нагрузки;

- определение методом моментной депланации сечет депланационных срезывающих напряжений в углах подоконника перемычки;

- выявление напряженно-деформированного состояния проемш стеновых панелей экспериментальным путем.

Практическая ценность. Результаты теоретических экспериментальных исследований несущих стен можно иснользока в строительных нормативных документах, руководствах I проектированию крупнопанельных зданий, научно-исследовательсм и проектных институтах при разработке новых рационально стеновых панелей. Предложенные формулы, а также выводы рекомендации, могут быть иснользованы для установлен! напряженно-деформированного состояния несущих стен и I элементов в различных действиях внешних нагрузок в рачк. принятых расчетных моделей.

Рекомендуемые формулы можно использовать д\я разработ* машинных способов расчета и проектирования типовых гп крупнопанельных зданий. Расчетные формулы несущих стен реактивных усилий могут быть использованы также студентами вузе при выполнении курсовых проектов и дипломных работ г специальностям: гражданское, промышленное и гидротехнически строительство.

Реализация . . | результатов_исследований. Резульпп

теоретических и экспериментальных исследований дал возможность:

- создать научно-обоснованные инженерные методы определен!! напряженно-деформированного состояния несущих си-крупнопанельных зданий;

- добиться рационального распределения арматуры и марки оетн для несущих стен.

Кроме того, на основании полученных результатов составлен: "Рекомендации для расчета несущих стен крупнопанельных зданий

"Методические указания для расчета курсовых проектов елезобетонных конструкций".

Апробация работы. Диссертационная работа заслушена и Осуждена на объединенном заседании кафедр сельхозакадемии.

Основные результаты и положения работы докладывались на 1учно-методических конференциях аспирантов и преподавателей эмяпской сельхозакадемии (1993, 1994 и 1&96 гт.) и на техническом )ветр института "Армгоспроект".

Публикации. Основные положения диссертационной работы полинованы в научных статьях.

Объем работы. Общий объем диссертационной работы состоит з введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Она зложена на 170 страницах, из них 115-текст, 49-рисунки, 6-таблицы литература 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показано, что разработка теории расчета рупнопанельных зданий в основном связана с исследованиями .С.Василькова, В.В.Болотина, В.З. Власова, Б.Г.Галеркина, .Н.Крылова, Б.Г.Корнева, Н.Л.Пастернака, Н.Ф.Попковича, .'.М.Рабиновича, А.Р.Ржаницына, А.Ф.Смирнова й др.

Анализ литературных данных в области расчета рупнопанельных зданий показывает, что изложенные удачные ешения в основном базируются на дискретной, днскретно-онтинуальной и консольно-заменяющих расчетных схемах. Для ногоэтажных крупнопанельных зданий наиболее универсальным вляется расчет по дискретно-континуальной схеме, теоретической сновой которой является теория составных стержней .Р.Ржаницына.

В этой области планомерные исследования проведены !.Ф.Дроздовым, получены достаточно точные, простые и практически :шные результаты.

Анализ выполненных работ по исследуемой проблеме оказывает, что расчеты крупнопанельных зданий особенно сложняются, когда в них учитывается взаимодействие здания с снованием, т.е. рассматриваются действительные условия работы \аний. В практике имеются многочисленные решения этой задачи, о некоторые из них настолько сложные, что недоступны даже егодам строительной механики. Их решение возможно только етодами теории упругости. Основная сложность исследуемого опроса заключается в том, что иногда не представляется возможным

прогнозировать повреждения несущих конструкций здани вследствие просадки грунтов основания или от других воздействий.

. Важным в теории расчета крупнопанельных зданий являете создание сравнительно точных расчетных моделей, отвечающи действительным конструктивным схемам и способам соединены консольных конструкций в сборных стенах, и выполнение расчете без введения на данном этапе упрощающих положений, по-видимом; невозможно.

Несмотря на трудности исследуемого вопроса, важны результаты получены Б.Г.Корневым, Б.А.Косицыным, Р.С.Минасяпо? Д.Н.Соболевым, Д.Д.Сергеевым, В.И.Лишаком, П.П.Шагиным и др. таких исследованиях решающим является выбор наиболе обоснованной модели здания и грунтовой среды. В связи с эти целесообразно иметь расчетные схемы деформаций грунта при само неблагоприятном условии просадки основания.

Наблюдение деформации стен и опорные данные показываю-что в действительности их работа отличается от принятых расчетны схем. Следовательно, для получения более действительной расчетно схемы и по ней строгого расчета необходимо провеет дополнительные исследования.

В первой,главе приведены результаты теоретических исследовг ний взаимной работы основания и несущих стен крупнопанельны зданий.

Для определения напряженно-деформированного состояни несущих стен установлены действительные граничные услови задачи, что съедено к ' определению реактивных усилий н поверхности основания. С этой целью обоснована модель грунтовог основания, которая наиболее реально отражает совместную работ стен здания и основания. Так как реактивные усилия в основно: зависят от геометрических размеров, упругих характеристи несущих стен грунта основания, то для упрощения решения задач эти исходные данные обощены в коэффициентах показателе гибкости р и упругости а. Геометрические размеры несущих стен основном такие, что по показателям гибкости их можно разделить н жесткие, конечно-жесткие и гибкие.

Реактивные усилия вдоль поверхности основания определяютс по формулам:

а) при вертикальном действии нагрузки

И® = Сп + 1С2(342 -1) + ^С4(35Г - 30с,2 + 3);

б) при горизонтальном действии нагрузки п изгибающго.

).".?ентов

- О0 +1 В2(3>2 -1) + |в4(35=4 - ЗОЕ2 н- 3);

г - нормальные регктязные давления; с;(с) - сдвигающие

,1КТ!!п;хые дзплеппя; - оозразмеряая координата; постоянные

оффнииеиты С0,С,,С2,С5,С4)В0,0,,02,0з и зависят от

лчстрнческь':: разкгрсз, упругих характеристик стон и грунта, и от с тл • I е й и а груз к и.

Определенно указпнптг:: козффтхщдаисз остается еще саожннм, удоехким, п поэтому дат радикального упрощенная их решений в "юте приведены простые формулы. С этой целыо на ЭВМ числены все коэффициенты в зависимости от показателя 'гибкости тфугостн, построены графики (рпс.1), введены атцтокснмирутощие нищи п решением отиоептелыго неизвестных коэффициентов \утхены простые п удобные расчетные формулы. Для установления тсимостей между резгпяшыми усилиями {К, а), изгибающими ментами (М), поперечпшт силами (О), сдвигающими силами (Т), зтнхальныгет (V) п горизонтальными (и) перемещениями, • б ¡нашести от показателей гибкости, построены зпгоры всех гчетных величин и з результате их анализа получены новые (омендацин для расчета несущих стен.

Из анализа эпюр реактивных усилий, следует что в зависимости показателей шбхсости ((3) и упругости (и) величины напряжений меняются, но их характер в основном сохраняется.- Значения ¡ряжений в среднем участке основания значительно меньше, чем краях. Неравномерность увеличивается с уменьшением р и новится особенно бо.\ьшой при Р = 0 (абсолютно лсестксе здание), н увеличении показателя' гибкости крайние напряжения зньшаются, а напряжения в середине возрастают и эпюра новится равномерной при р = со (абсолютно гибкое здание).

• kj \ \

\ \

\

к

к

1 1 к \ \

к \ \

4

и' ci'

"' ' и

^ a

Полученные такой методикой очертания эпюр и значения расчетных вполне соответствуют как результатам упомянутых опытов, так и результатам, полученным другими авторами теоретическим путем. Максимальные значения расчетных величин при увеличении показателя гибкости изменялись. Например, при а = 0,3, р = 0 — 50, значения нормальных реактивных напряжений уменьшались в среднем на 20-30% соответственно изгибающие моменты и поперечные силы на 60-80%, 65-85%, а сдвигающие напряжения и вррикальные перемещения увеличивались на 65-70% и в 1,7-3 раза.

Таким образом, применение показателя гибкости меньше всего влияет на значение реактивных нормальных напряжений.

В большинстве аналогичных исследований влияние сдвигающих напряжений на расчетные величины не учитывалось, полагая, чти они незначительны, но расчеты показали, что если их слияние на величину реактивных нормальных напряжений невелико (5-25%), то одновременно на величины моментов, поперечных сил и перемещении они существенны. Например, при (3 = (1-50). м уменьшается на 25-35%, О на 35-37% п У в 2,6-2,8 раза, нормальные напряжения сч.х ' в растянутом волокне укеншаются на 56-64%. Приведенные данные показывают, что учет сдвигающих напряжений при расчета здания имеет существенное практическое значение в смысле уточнения поставленной задачи и дает весьма ощутимый экономический эффект.

Определяемые нами по такой методике очертания эшор в качественном отношении вполне соответствуют результатам, полученным теоретическим и экспериментальным путем другими авторами, а в количественном_ отношаишх они отличаются лишь величинами пиковых напряжений п одновременно бполее близки к действительным напряжениям.

Наши исследования по определению рэахспгзных усилии в основном охватывают все практические случаи: рассматриваются жесткие, жестко-конечные п гибкие стены, нагруженные вертикальными, горизонтальными силами и изгибающими моментами, опирающиеся на однородно-упругие основания.

Во второй ^ гл-'г"' изложены результаты исследований напряженно-деформированного состояния несущих стен здшнгй при действии горизонтальных и вортнгсальних нагрузок с учетом действительных граничных условий.

Рассмотрено напряженно-деформированное состояние несущих стен при вертикальном, действии нагрузки (поперечный изгиб). Если геометрические размеры стены такие, что ее можно отнести к

обычной балке (р>10), то компоненты напряжений и деформаци вычисляются с помощью технической теории (формулами Навье).

Однако для несущих стен, размеры которых близки к балк< стенке или пластинке, напряженно-деформированные состоя ни установлены по специально разработанной методике, согласи которой компоненты- напряжений определены сочетанием методе строительной механики и вариационным методом теории упругоси методом Касткльяио-Ритца.

В результате исследований для компонентов напряжен» получены очень удобные и простые формулы;

Н -Н' -'«Ж' -"2H*J

где R(x), q(x) и Т(х) - соответственно реактивные нормальны' сдвигающие напряжения и усилия на подошве оснований несущи стен; М(х) и Q(x) - моменты и поперечные силы в сечении х; [I] приведенный момент инерции несущих стен; к, и а: - известны постоянные, зависящие от размеров несущих стен и внешни нагрузок.

Вышеизложенной ■ методикой установлено ' напряжение состояние стен крупнопанельных зданий, находящихся пс действием собственного - веса и контактных реактивных усили основания при различных отношениях высоты к длине.

Установлены также пределы применимости технической теори >i представлены эпюры напряжений для изучения напряженно! состояния :в зависимости от отношения сторон. Как и следом/ ожидать, значение сдвигающих напряжений на контактном слс основания значительно изменяет напряженное состояние несущи стен. Так, например, максимальные напряжения в растянуто волокне уменьшаются в среднем на 35-70% и чем больше показате; гибкости, тем больше разница.

При горизонтальном действии нагрузки рассматриваются два когда ока действует в продольном и поперечном травлениях. и соответственно исследуется напряженно-чфирмированноо состояние продольных и поперечных несущих ген.

прабоганный метод обладает определенной доступностью и ^июетыо д\я применения в практике проектирования, он основан 1 идее П.Ф.Дроздова о сведении несущей стены к отдельным шос тигельным многастолбовым диафрагмам. Неразрывность голбон обеспечивается совместной работой столбов диафрагмы и их »ней. г\.\я составления расчетной схемы в перемычках или х'дишчшях на одной вертикали проведены разрезы, в результате чо образованы отдельные элементы-столбы (рис.2). Взаимное \ияние этих элементов имитировано при помощи внутренних сил, «иикающих в местах разреза.

В расчетной схеме неизвестными силами являются нормальные с двигающие усилия в перемычках или соединениях, находящихся в ядах 1-1, 1 и ¡+"1. Схема характеризуется тем, что для определения (»известных усилий в любом 1-ом столбе, кроме собственного веса, пены и влияния усилий соседних столбов.

В решающей задаче рассмотрен более общий вид связей: энтннуальные нормальные и сдвигающие.

При этом нахождение неизвестных усилий усложняется, так лк кроме неизвестных усилий, в связях сдвига (т,) пояаляготся еще еизвестные в нормальных связях ({?,). Предлагаемый метод можно сп'млыовать также в расчете несущих стен с произвольным номером яда проемов.

В расчетной схеме, в качестве внешней нагрузки, применены сртикальные от собственного веса и горизонтальные, □условленные действием напора ветра. Кроме того, в расчетной хеме сосредоченные связи-перемычки заменены связями, епрерывно распределенными по высоте здания.

Функции нормальных и сдвигающих усилий в связях имеют \едующий вид:

Я(х) - а0(0)-1-

БщаН + созаН

а

TYïrrlJ}

u^aùajj^^ __-г

Y {/ YS'/'-yT*? T м 'T & Y'¿у M ~f»\

a a■ ' '

vyrZYJ^^f"!'

1 r> i L .

Рис.2. Расчетная cxt^ia наружной стены круппотнк'льмщо многоэтажного здания ' . •

T(x) = jM-(ui+Vl)

Л ' cl.CÛD1 '

aHcha(H-x)_

shcox

-(S'"

СО' )

2cr

cltcoH 2a2

chœH

Q(0)mK

|smaH+| l+;::—JcDsaH

cosaH

chcoH

1-

co"

2a*

sina(H -x)+| 1+—]cosa(H-x)

chco(H-x) 2a2sitcox chcoH

.Si

D,

e

li±L

^ a,., =

chtû(H-x) chraH 1 1

В, В

1+1

, b,u, | b,+]v,

2D, 2D

Л+1

D, D,.

a K;

U . 4

— a

4K

ni ;

Л

'Vu-

,, О, - соответственно жесткости при растяжении (сжатии) и изгибе го столба; и, и V; - полупролеты 1 -го столба; Н - высота здания; q -апор ветра; Ч|,с]|+, - погонные вертикальные нагрузки [»ответственно на 1 и 1 +1 столбах; О - суммарная жесткость при /гдазЙ^Г К.к, Кш -соответственно коэффициенты

•H'Hiïej tfffft

од.п'ливости связей сдвига и нормальных связей.

результатов приведены в зависимости от

графики а, со, к и

гак как они являются диктующими факторами

Для анализа 1,Л>,. R„ т„ Мк, О,,, т1С,

(■ : 7,

л --- ; v = - -

V ^ 4К„

^я расчетных величин и содержат коэффициент податливости иячеп и геометрические величины столбов.

Нчмепеипя значения a больше всего сказываются на величинах :,. О, п М„ >i коэффициента'«о - на величинах т, и Тг Податливость vsiuoiîi.ix cuMiofi мало влияет на изменение величин нормальных .шрнжгшш, а нм1яине податливости нормальных связей на значения \пигс1)о|Ц|(х напряжений существенно.

В третьей глапе изложены результаты исследований .шряженпо-деформировшшого состояния поперечной диафрагмы, ч<ч<>щен ■дверные или оконные проемы и сплошные без проема, адачп решены но аналогичной методике, разработанной для |)од(М1>ны\ гчхч!. 3,1 основу принята теория составных стержней с •к'т<>м специфических особенностей'исследуемой диафрагмы.

Для определения нормальных и сдвигающих усилий в спя использованы дифференциальные уравнения н виде:

^ \ н х и ■

+

1 1 X 0 ' • "

н

Jx(x)d>

Ъ-ЪУ^, „ М^ОГх _ М? ^Qix I.

D, Djy

T"(x)=a2T(x) +

PM(

(Mf +Q',"x)v, (M?+Qix)v, M(x)v,].

x) +-------+ • - - — — - ¡К..

' D, D, D, I 1

где Mf, Ivlf, Q'/' и Qf - моменты и поперечные силы в фундаментах с учетом податливости грунтового основания: R(x). т(.\), Т(х). М(\) -нормальные и сдвигающие напряжения и сдвигающие силы и моменты в связях.

Анализ эпюр расчетных сил показывает, что упругий поворот основания существенно меняет картину, напряженного состояния в основном в нижних этажах здания.

После определения усилий в стыковых соединениях д\я первого •и второго случаев решены задачи о напряженном состоянии проемной и сплошной поперечной диафрагмы, причем они рассмотрены как самостоятельные плоские балки или балки-стенки. При этом норма\ьные и сдвигающие усилия приняты д\я них краевыми граничными силами. Если отношение высоты к ширине больше четырех, напряжение в столбах определяется как д\я обычных балок, а если меньше, то расчет столбов диафрагмы производится полуобратным методом - теории упругости, разработанной для балки-стенки.

Компоненты напряжений определяются формулами:

cvv = -

3z

R + q

3(R-q)

4

z~ z

31r"J h"

^fl 8 V

+ - 1-A

'lr

1+2 —--;- ;

h" . 1 rj

'Л

V/

! M

еде М,Т, Я и т соответственно изгибающие моменты, сдвигающие силы, нормальные и сдвигающие напряжения; М, ч - изгибающий момент и интенсивность внешней нагрузки.

Графики функций компонентов напряжений экспериментально подтверждены автором. Установлено, что распределение напряжений в поперечной стене с проемами идентично работе составной балки или балки-стенки. Для сплошной и проемной диафрагмы нормальные и сдвигающие напряжения в связях качественно аналогичны, по отличаются количественно, и существенно зависят от показателя податливости связей. При деформации здания связи находятся в сплошном напряженном состоянии, но основными деформациями являются растяжения (сжатия) и изгиб. Поскольку при деформации напряжения в соединениях значительно больше, чем в основных элементах, то в них пластические деформации развиваются значительно раньше и последние разрушаются первыми. Таким образом, без значительной потери несущей способности основных конструкций, в соединениях в допустимых пределах можно разрешить появления пластических деформаций, что одновременно привело бы к экономии материалов в зданиях.

Рассматривается также влияние податливости основания при сплошных и раздельных фундаментов под столбами диафрагмы. Для определения коэффициента податливости, при действия внешних сил, получился угол наклона "в" кривой стены, зависящий от реактивных давлений основания.

В четвертой главе приведен . анализ результатов экспериментальных исследований. Для проверки результатов теоретических исследований, т.е. расчетных формул, рекомендаций и выводов по определению напряженного состояния стеновых панелей с проемами, используются данные экспериментальных исследований, которые проведены авторами на четырех сериях опытных образцов.

1. Испытание на изгиб диафрагмы-модели девятиэтажного здания в масштабе 1:15 (по три штуки).

2.Испытание на изгиб диафрагмы-модели пятиэтажного здания в .масштабе 1:10 (по три штуки).

3. Испытание «а изгиб диафрагмы-модели пятиэтажного здания в масштабе 1:20 {по три штуки).

4. Испытание на сжатие узлов сопряжения полупанелей в масштабе 1:3 (по две штуки).

Кроме того, в каждой серии опытных образцов были испытаны контрольные кубы и призмы. Для установления геометрических размеров и упругих характеристик моделирующего образца приняты рекомендации акад. А.Г.Назарова по моделированию в простом смысле.

При изготовлении моделей полностью сохранены проектные положения н геометрические размеры не только обмена бетона, но I арматуры панели.

Диафрагмы-модели и контрольные образцы изготавливались и: бетона одного замеса.

После монтажа на диафрагмах-моделях и монтажных шва: устанавливались тензодатчики и мессуры для измерения деформаций

Испытания моделей диафрагмы на изгиб производились I разработанной нами силовой установке. Она состоит и: гидравлического пресса ГМС-20, основных и вспомогательны) тросов, траверсы и швеллера.

Испытание на изгиб отдельных диафрагм-моделеп производилось по обычной методике. Целью этих исследований был; проверка'несущей способности и напряженного состояния отдельны: диафрагм-моделей и сравнение их с результатами, полученными пр1 аналогичных исследованиях.

По полученным из экспериментов значениям деформаций 1 перемещений построены их эпюры на различных уровнях по высот» модели. Принимая за основу гипотезу о прямолинейной зависимост! между напряжениями и деформациями, осуществлен переход о' деформаций к напряжениям и построены эпюры напряжений о, (рис.3).

Были испытаны узлы сопряжения полупакелей с проемами н. сжатие с целью определения несущей способности и напряженной состояния узлов сопряжения подоконной и надоконной перемычек, -также проверки распределения - давления в зоне монтажног< горизонтального . шва. Эксперименты, проводились на образцах моделях'из бетона б масштабе 1:3. В результате была установлен несущая способность и напряженное состояние стеновых панелей ] построены эпюры деформаций. Характер эпюр средних деформацш" развивающихся в перемычках при нагрузке Ы = показывает, чт подоконные и надоконные перемычки изгибались внутрь окошюг проема. В горизонтальном монтажном шве напряжения (деформации сжатия распределяются неравномерно по кривой, на которо: наибольшие значения развиваются со стороны наружных гране стеновых панелей. К середине оконного проема эти напряжени (деформации) уменьшаются, и иногда даже появляются растяжения.

Из эпюр деформаций следует, что подоконные и надоконны перемычки работают как сжато-изогнутые составные элементы величины деформаций сжатия и растяжения зависят от соотношени вертикальных и горизонтальных усилий.

В зоне монтажных швов нормальные напряжения сжати распределяются аналогично вертикальным деформациям сжатия.

Рис.З. Эпюры нормальных напряжений сгхх снлошшле-тсоре-фческнв,......нунктнрпые -экспериментальные

Сравнение теоретических и экспериментальных эпюр напряжений (при N = 0pNp) показывает, что они качественно и количественно мало отличаются, кроме напряжений (деформации) ь горизонтальном монтажном шве к и углах, что объясняется развитием пластических деформаций.

Анализом теоретических и экспериментальных данных установлено, что

1. характер работы поперечной стены с проемами зхтштьльвэ отличается от характера работы сплошной стены. В первом случае (при наличии ■ проемов) эшора напряжения crN4 меняет сбой знак с пределах как в лаком, так и ь правом столбцах;

2. характер распространения напряжении схччв поперечно)! стене с проемами шшомкиает работу составной балки;

■ 3. удоолстБортсльаос соваздеиле результатов исследований позволяет рокомендогать полученные формулы дгя практическою применения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ П РЕКОМЕНДАДПП

На основании результатов проведенных исследовании нйпряхегшю-дефорашрозашюго состтйатя несущих степ крутпют;с'гх2лы:ьсс здакга! при действии статических нагрузок сделаны следующие основные вдаоды ' и даыд практичеекке рекомендации.

1. В результате' теоретических: всследоянйпй разработана методика определения -на саюБаных здания реактивных усилий, нагибающих моментов, перерезкшиощих: с:;л и перемещений при действии Еертикалькых, горизонтальных сил и изгибающих моментов.

Построенные' зшеры расчетных величин {R, q M, Q, U ii V) вполне соответствуют по характеру .эпюрам, полученным другими авторами теоретическими и экспериментальными нсследовашшяи.

В болышшетпе аналогичных 1к:следоЕаний влияние сдвигающих напряжений на расчетные величины не учитывалось," полагая, что они незначительны. Наши расчеты показали, что если их влияние на реактивные нормальные кдпрхвкегшя невелико' (5-25%), то на величины моментов, перерезывающих сил и перемещений оно существенно.

2. Разработана методика определения наряженного состояния несущих стен при поперечном изгибе с учетом взаимодействия с основанием. Установлены ' пределы применимости технической теории расчета стен в зависимости от отношения сторон несущих стен. Расчетные формулы, полученные методом теории упругости,

юзволили в любом сечении построить эпюры компонентов I а пряжений в несущей стене при поперечном изгибе.

Сравнение результатов главных напряжений показало, что амой опасной точкой в стене является крайняя нижняя точка в :ередине сечения, где растягизающне напряжения схх максимальны, I ст„ достаточно велики.

3. Разработана методика для исследования напряженного юстояния наружной стены при дейстаин горизонтальных нагрузок, зснованная на идее сведения наружной стены крупнопанельных (данин к отдельным самостоятельным многостолбовым диафрагмам. Неразрывность столбов обеспечивается при помощи нормальных и .•двигающих связей. Г1ри определении расчетных величии в 1-ом :толбе, кроме собственной нагрузки, учитывается и влияние усилий в госедних столбах. Приведены формулы для установления закона испределения расчетных величин (М,Д, ^¡Д!> в связях. Анализ шюр показывает, что на величины нормальных и сдвигающих «пряжений особенно влияют изгибающие моменты (до 60-70%). 'асчетные величины в связях больше всего зависят от параметра а или и), т.к. он одновременно содержит как коэффициенты кесткости связей, так . и геометрические величины столбов. Остановлено также, что влияние сд витающих напряжений на (еличину нормальных практически несущественно, однако обратное ¡лаяние настолько значительно, что его необходимо учитывать в >асчетах.

4. Сравнение эпюр нормальных и сдвигающих напряжений 1родольных и поперечных несущих стен показывает, что они по сарактеру идентичны. Для сплошных и проемных поперечных стен диафрагм) нормальные и сдвигающие напряжений в связях качественно аналогичны, но отлггчаются количественно, и :ущественно зависят' от похсазателя податливости связей. При 'становлении напряженного состояния диафрагм {с проемом и без 1роемов) в расчетных схемах они расчленяются на отдельные :толбы, для которых граничными условиями принимаются юрмалыше и сдвигающие усилия в местах разрезов. Разработан :пособ определения компонентов напряжений п получены жончательные формулы с учетом податливости основания.

5. Из анализа результатов и картин напряженного состояния ^иафрагм-моделей с проемом и их схем разрушения видно, что для гесущей способности панелей определяющим является не прочность [¡юстенков в сечении середины высоты, а несущие способности шорных участков в зонах монтажных швов и около углов оконного фоема, где накапливаются большие напряжения. Установлено, что

расчетная модель соответствует действительной работе панелей 1 стене и результаты расчета с достаточной точностью согласуются < экспериментальными данными.

Расчетные формулы, полученные методом -теории упру гости дл; определения компонентов напряжений стеновых панелей, позволяю" в любом сечении построить эпюры распределения напряжении ( учетом влияния соседних элементов.

При проверке несущей способности панелей необходимо учест! максимальные растягивающие напряжений, так как они достаточнс целики, сосредоточены в углах, в середине проема и составляют о-0,60 до 0,80Р. Нужно проверить также нормальные сдвигающие I главные напряжения в зонах Нижней кроМки опорного участи простенка, поскольку этот участок является наиболее напряженным.

6. Разработан метод определения напряжений в зонах угла! подоконника и простенка, найдены коэффициенты концентрацш напряжений с помощью моментной депланации теории упругости Определены места максимальных депланационных напряжений 1 установлено, что в этих местах, при высоких градиентах напряжение обычно появляются пластические деформации, которые создают I дальнейшем зоны разрушений.

Результаты выполненных теоретических и экспериментальны:; исследований исаользованы при составлении методически? рекомендаций, типовых проектов крупнопанельных зданий, в научно исследовательских работах при изучении несущих стен и их стыков в вузах при выполнении курсовых и дипломных работ.

Применение предложенных расчетных формул, выводов у рекомендаций показало их относительно высокую точность доступность и эффективность.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Минасян P.C., Да веян С.А. Определение расчетных усилий i поперечной диафрагме крупнопанельных зданий, имеющей дверные или оконные проемы//Изв.АН АрмССР, серия теки .наук. 1991.-№6.-С.102-106.

!„ Даисин С.Л., Минасяи P.C. Определение коэффициентов податливости свячси несущих диафрагм с учетом пластических деформацпн/Л'п.НТ Лр.мСХЛ, серия техн.наук, 1996.-Выгг.1.-С.115-121.

1. Минск'ян P.C., Да веян СЛ. Определение местных напряжений в углах проема несущей диафрагмы крупнопанельного i,VHiHH//l t iB.II,\l[ РЛ, серия техн.наук.-Ереван, 1996.-№3.-С.129-132.

I. Дсжеяп С Л. Влияние податливости основания при сплошных и pdVV'M'iHJx (фундаментах под столбами диафрагмы, Деп. В Лрм! II II11ITI1 20.05.97, №138-Ар97.

О-ш^Ьдшй Udpiuin <uipnipji

ГиПСПРй'ПиЪЬ-Ц СЬ-Ъ-íib-Ph UPU'l <iUiSUPh SlíULliiUlj ЬЧ.

ФПРУЪШ-ШЪ <usuaiisii№3nhVb ПЬТШУ^Ч- ь-м.^пгч'.-лгыиаа, рыуочишгъь-рр иааь-г.й№П1ги и и-'п^ньи

UinhütuJununipjmQii liijjipijuiù h puqiàpuihuipli [шупрширийЬ] ;büptip| Ijpnq ujuimhpfi [шр^шйш^ифпрйшд^пй il[>£>uil|¡i hbunuqnmCiuiüp' uiiupphi phnliijuiöpQhpli mqijbynipjmü qhujpniiS:

ILnuijJiü q¡Jumú uiüi}iiu}ujujú t;>bUpji liliCipli L tipui ti|iO¡üuiuimliti pliuilnuji huiüuimbq ur7}tiuiinuj(ip¡i inbuuiljiuü libuiuiqninniüp' tinp t¡ntuiinpniljui¡H jmöntüübpniJ: 4|u5üuujíipilt¡] l qpniüuiuij|iü hjnïpJi ilnqbi. npü iut|l.|]i nhui| I uipmuihuijmnttS ¿büpji u¡uiinbp]i L h|idp]i huidunnbr] un]uuiuiuiüpp: '1|шиир1р|шС b(j Ijiyin, iJhpgUltjnp-lpyUl U tiljnlÜ ^bÜpbjip, npiltip ptinüun|niului0 Uli 111ЦЦШ0|К( hnp[iqnliujljui(i niJhpm} U ùnni] iiniübUuiütipni|: Upii;i]uii) Uli liutb nbuil|ui|u öfiqbpD, npnlip шпш^шйшй bü jun/npuiiquiübi ¿büpbpji li[iúüuumuli| ú'uiljbpbnijpjiü: n-bmlprijuj tíjiqbpp iipiyb|jiu hiu;t¡]i h iunüi|uit) i|bp|i[ dmljbpUmjpfi рирЦшйищЬфпрйшу^пй i}jiC¡uil|p Ь oqinuiqnpöi]bi 1 huiiïbJuiuiujp.uip á|)2in lpiüuiuil|uiiujji(i-bqpiuj|iü u¡uijt5uiüübp' qpiuUinuij|il ii^dpfi huuSiup:

bplipnjii] qifuniü pbpijuitT bQ ¿büpbpji iquuuibpji pupijuiúuirib.'jHipt.'iuuitinl 1Ц16ШЩ1 hbmujqnmiíujü uipryniQpübpp hnpjiqnüuiljujü U nu]!]tuíi]K pbnG4uiöpübp{i uiq¡]bgnipiuiü rjbu¡¡>mii' liiu;i|ji uir¡lib¡ru| Jipiuljuiü bqpuijjU iquijiíuifiGbpQ: "Й^тфлй Ьй inbjuü|ilpul¡uiü inbunipjuiü lj]ipumb¡jinipjuil utiihiíuifiííhpp, [uipi¡uiduij|iü i)¡!6ui!¡|i numiiltmiujiplíuili tan Лир tihpl{uijuu|i|uiü til [tupní ü(ibp|i tuympwfibpL1' ljiu[mjuiö .'blipji hpl|puttiuii[itnl]niLt »unjibplui "bbpljuijmíjijujó !; uiíiíjgfcpni} U Imù ujuunbp}) [шр^шйищЬфирйинфпи vJJiontljJ tquiutl¡bp[t' hui2tili uinlibpui jiuipLuiü uiuippl¡p¡i uiqnbgnipjniíip:

t/ppnp¡) qifiiriití pbpt|iiii5 bü ¡im.?npuiu¡uiübi ;>büpbp]i ¡uijüiutpul qJiiu.^jtuiqtfuij}! [uipiliuöiuijb.'jinpü'aHjlinti ij¡i£iuil¡¡i hbmuiqninduiü uipipnilipliUpp Пргуфий hü iuGgpbpru[ Г[|)шфриир5и!|}1 l¡tnu¡bpmi5 hu]n|uiplpiJ|Jili tíjiqbpp Pbpi¡ua& hû [mjüuíljwfi r|]nu.}>puiqiïui]|i ([UptJUiöUlIjh^njldUJljflllÜ ijjiciuiljl hbmiuqnuuíuiü uiptijmüpGbpp' риш bqpuijpü tí[iqbp)i uipJbpübpfi: üpryijuií) Ы ûnpiîm^U uuihpji IpnujbpJi püqqplib[luupjuiü qnpúiuljligühpp' (il^iumji шйЬйшри щрииипВД qbíjmpiíuiyjiuiübnp: П-[чпшр1р|ш0 t umutüájiü hjiiipbp ntübynq l¡pni uquiinbpji h[uffiuiuiuiíi{i püqqptibi|mipjuiü uiqribympjmíip l¡pni] a¡uunhp| tuipilmômqb^npiîmgjinû- i[jiáuili(i ijpui. ишикр|Ь( t ph¡jí¡Luú tqiumji phpiiuiL шй1цшй Ubûnipjmûp tjaiiqi(aiû li¡iiííimintul][) пЬиЦрл[и| ft'ti^mü'tibpjiy:

Qnppnpq qiluntiS pbpijmü bü pujíiuiljuiü qjim.^pmqitatibpti b lj{iuuiu|utlitr hupSiuQ hmüqmjgübpji фпр0шр11тй'йЬр{1 шргцшйрйЬрц. [[шппин1шд t.¡ ^mpnn5Qbp[i taijntpmtihpj]:

11тЬйш1ипитр]шй i}bp§niû" pbpijmú bü hbmujqnmmpjmtiüíiiil mpiuniûpûbpli . hjiümü ijpui шрЦш0 bqpw^gmpjmüübpO ni шпшзшрЦтрзтййЬри: