Введение к работе
Актуальность работы. Снижение материалоемкости, собственной массы несущих элементов является одним из бсновных направлений повышения эффективности конструкций зданий и сооружений. Особая роль в решении указанной проблемы отводится совершенствованию конструкций стен, и, з частности, стен подвалов В настоящее время на Украине и в других странах достаточно широко используются для стен крупные и мелкие блоки с пустотами различного типа. Они выполняются из легких и тяжелых бетонов, гипса, керамики, шлака и других материалов. Однако несмотря на широкое применение указанных блоков в строительстве, вопросы их работы в составе стен изучены недостаточно, отсутствуют методики строгой оценки напряженно- деформированного состояния блоков с пустотами при различных воздействиях силового и несилового происхож-. дения. Отмеченное является причиной ограничений в использовании некоторых типов блоков в многоэтажных зданиях, не позволяет совершенствовать геометрические формы пустот в целях уменьшения стоимости без снижения степени эксплуатационной надежности. В то жа время объемы использования стеновых блоков ввиду увеличения доли индивидуального строительства и уменьшения вклада крупнопанельного домостроения будут неуклонно возрастать. Изложенное выше предопределяет необходимость и важность проведения исследований, направленнык на изучение влияния пустот на напряженно-деформированное состояние блоков, разработку методов их расчета и оптимизации с учетом действительных закономерностей деформирования и разрушения материалов, а также технологических факторов.
Целью настоящей работы является : создание и внедрение крупных стеновых блоков сниженной материалоемкости, а также разработка методики их расчета и оптимизации с учетом физической нелинейности, сложного напряженного состояния и предложенных принципов формования.
Научная новизна работы состоит:
- в постановке и решении задачи оптимизации геометрических,
физических и технологических параметров пустотелых бетонных блоков;
в разработке методики проектирования блока с учетом нелинейности деформирования бетона и сложного напряженного состояния;
в исследовании напряженного состояния оптимизированного блока на базе трехмерной конечноэлементной модели, учитывающей различные схемы нагружения и опирания;
в экспериментальных исследованиях оптимизированных конструкций блоков, проведенных на натурных образцах при силовых и несиловых воздействиях.
На зашиту выносятся следующие результаты исследования:
- сформированная многофакторная модель оптимизации параметров
конструкции бетонных блоков с пустотами;
методика определения оптимальных формы, физических и технологических параметров рассматриваемых конструкции;
результаты исследования напряженного состояния оптимальной конструкции блока при моделировании его работы в эксплуатационном и монтажном загружениях;
экспериментально полученные данные о работе оптимизированной конструкции блока при действии силовых и несиловых нагрузок.
Практическое значение работы состоит в:
разработанной методике проектирования конструкций пустотелых бетонных блоков широкого назначения с оптимальными геометрическими, физическими и технологическими характеристиками; разработанных для этих целей программ для ПЭВМ; предложенных принципах изготовления стеновых блоков сниженной материалоемкости с высокими эксплуатационными показателями;
разработанных технических условиях на производство указанных конструкций;
- -предложенном эффективном способе формования блоков со сложной
геометрией.
Результаты исследования нашли применение:
- при возведении стен подвалов в двадцати трех - четырех этажных
жилых домах в поселке Первомайский Харьковской области, тридцати
четырех - пяти этажных жилых домах в г.Харькове, многоэтажного га
ража на 600 боксов в г.Харькове (научно-проектно-строительная ком
пания "РАЫПА" г.Харьков), квартала четырех этажных жилых домов в
г.Северодонецке (проектно-строительная фирма "Ырия-НТ-", г.Северо-
донецк), десяти четырех этажных домов в г.Минске (научно- проектно-
строительная фирма "РАША-НБ").
- при проектировании стен подвалов квартала жилых домов для
преподавателей Даккского' университета (фирма ГОС, г.Дакка,
Бангладеш), а также двух десяти этажных жилых домов в г.Харькове
(украинско-британское совместное предприятие BSC, г.Харьков).
Апробация работы. Результаты работы представлены на Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" г.Белгород 1993 г., Международном семинаре по проектированию жилых и общественных зданий, г.Дакка, 1S91 г., научно - технических конференциях Харьковского института инженеров городского хозяйства, г.Харьков, 1991 - 1994 г.г. По теме диссертации опубликовано пять статей и
тезисов докладов, получено положительное решение на выдачу патента. Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 136 наименований и 3 приложений. В работе 181 страница, в том числе 149 страниц основного текста, 69 рисунков, 8 таблиц.