Введение к работе
Актуальность. Конструкции из композиционных материалов находят все более широкое применение, одновременно развипаются и методы расчета. Это открывает большие возможности совершенствования и развития технических систем, в частности, строительных конструкций, где наряду с другими композитами издавна используется железобетон, который, по определению, является типичным их представителем.
Развитие железобетонных конструкций достигло стадии, когда применение новых методов расчета и конструктивных приемов позволяет сэкономить не более 15% материалов. В настоящее время развиваются конструкции, где железобетон используется для сжатых или сжато-изогнутых элементов, а металл -цля растянутых. Такой подход позволяет добиться значительных результатов по экономии материалов и снижению веса.
Целесообразно разработку новых эффективных конструкций в этой області основывать как на опыте расчета и проектирования композитных конструкцій, так и на опыте конструкторских достижений в области пространственных инструкций. При проектировании крупноразмерных конструкций особенно ажио обеспечить их пространственную жесткость. Наиболее эффективными вляются конструкции с дискретными связями, но их расчет и проектирование мест ряд сложностей и особенностей, связанных, в первую очередь, с эффек-чвным использованием свойств материалов и их соединением.
Данная работа посвящена разработке эффективной пространственной эмпозитной конструкции с дискретными связями в виде сталежелезобетонной шели 3x12 метров.
Цель работы: разработка эффективных конструктивных решений и рас-птю-экспериментальные исследования напряженно-деформированного со-ояния пространственных композитных панелей с дискретными связями меж-' элементами.
Задачи исследований:
разработка методики проектирования пространственных композитных конструкций с дискретными связями;
разработка конструктивных решений пространственной композитной сталежелезобетонной панели 3x12 метров с дискретными связями;
численные исследования напряженно-деформированного состояния конструкции,
экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния конструкции;
оценка эффективности предложенных конструктивных решений и определение рациональной области применения разработанных панелей.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Разработаны конструктивные решения пространственной композитной панели с дискретными связями, в том числе соединений элементов меж ду собой.
-
Проведен численный анализ особенностей напряженного состоя ния конструкции.
3 Проведены экспериментальные исследования натурного образц пространственной композитной конструкции с дискретными связями в виде пс нели покрытия 3x12 метров.
4. Определена экономическая эффективность и рациональная облает применения предложенных конструкций.
Практическая значимость работы заключается в методике поиска эс] фективных конструктивных решений пространственных композитных панелей дискретными связями, позволяющей рационально использовать материалы, т. дает возможность значительно облегчить вес, с помощью которой разработаї серия композитных конструкций в виде панелей размером 3x12 м.
Применение предложенных композитных конструкций позволяет ПОВЫСИТЬ эффективность использования материалов, уменьшить затраты на производство работ. Снижение веса панели покрытия 3x12 метров и дна раза за счет уменьшения расхода бетона по сравнению с типовым аналогом позволяет значительно уменьшить нагрузку на стропильные конструкции и открывает возможность использования их в зданиях с металлическим каркасом.
Реализация работы. Методика проектирования пространственных композитных конструкций с дискретными связями применена институтом Красноярский ПРОМСТРОИРШИГІРОЕКТ для разработки технической документации по серийному производству композитных конструкций в виде сталежелезобе-тонных панелей покрытия размером 3x12 м, конструктивное решение которых защищено патентом РФ № 2087641.
Апробация работы. Результаты работы докладывались па научно-технических конференциях: "Состояние, перспективы развития и применения іространственньїх строительных конструкций" (Свердловск, 1989г), "Вопросы совершенствования расчета и проектирования пространственных конструкций" Волгоград, 1989г.), на краевых научно-практических конференциях, научно-ехнических конференциях Красноярской государственной архнтектурно-троителыюй академии, на всероссийской научно-практической конференции с іеждуиародньїм участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских егионов" (Красноярск, 1999г.). На защиту выносятся:
-
Конструктивные решения пространственной композитной конст-і'кции с дискретными связями в виде статежелезобетонной панели Зх] 2м.
-
Результаты численных и натурных экспериментальных исследова-ій пространственной композитной конструкции с дискретными связями в виде іііелн 3x12м.
f,
3. Новая область применения и обоснование экономической эффективности предложенных конструкций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы. Общий объем работы - 136 страниц машинописного текста, включая список литературы, 3 таблицы, 75 рисунков. Список использованных источников литературы составляет 141 наименование.
В Красноярской государственной архитектурно-строительной академии более 20 лет развивается направление пространственных сталежелезобетонных конструкций. Автор выражает признательность коллективу кафедры строительной механики за помощь в работе и к.т.н, доценту кафедры строительных кон струкций С.Н. Абовской за сотрудничество и научные консультации.