Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием Варечкин Сергей Александрович

Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием
<
Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Варечкин Сергей Александрович. Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01 : Воронеж, 2004 172 c. РГБ ОД, 61:05-5/1315

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса 9

1.1 Пути совершенствования методов расчета строительных конструкций 9

1.2 Анализ известных данных о влиянии деформативности узловых сопряжении на распределение усилий в колоннах рам 10

1.3 Анализ расчетных методов оценки жесткости узлов рамных конструкций 18

1.4 Конструктивные решения и экспериментальные исследования узлов соединений ригелей и колонн 24

1.5 Обзор методов расчета рамных стержневых систем с учетом податливости узловых соединений 34

Выводы. Цели и задачи исследований 40

2. Методика проведения экспериментов 43

2.1 Постановка задачи 43

2.2 Экспериментальное оборудование 43

2.3 Исследование грунтового основания 48

2.4 Математическое планирование эксперимента 56

3. Экспериментальные исследования ндс п-образных стальных рам 59

3.1 Напряженно - деформированное состояние П - образной стальной рамы 59

3.1.1 Не деформируемое (жесткое) основание рамы 59

3.1.2 Работа рамы на песчаном основании при симметричной нагрузке (е0 = 0) 67

3.1.3 Рама на песчаном основании при несимметричном приложении нагрузки (е0 = 0.25 и 0.5) 80

3.1.4 Исследование влияния конструкции узлов на напряжения и деформации испытуемой рамы 86

3.2 Перемещения фундаментов и несущая способность основания 101

3.2.1 Влияние нагрузки на перемещения фундаментов 101

3.2.2 Влияние заглубления фундаментов и плотности грунта основания 115

Выводы 120

4. Использование результатов экспериментального исследования НДС РАМ при проектировании стальных каркасов одноэтажных сооружений 122

4.1 Моделирование предельного состояния стоек П-образной стальной рамы 122

4.2 Получение эмпирических уравнений между определяющими критериями подобия 125

4.3 Инженерный метод расчета стальных каркасов П-образных рам с использованием полученных эмпирических зависимостей 136

Выводы 140

Основные выводы и результаты 140

Литература

Анализ известных данных о влиянии деформативности узловых сопряжении на распределение усилий в колоннах рам

В результате ранних (выполненных до 1938 года) обследований эксплуатируемых конструкций каркасов промышленных зданий обнаружилось заметное несоответствие значений расчетных и фактических усилий в сечениях элементов, разница достигала 100 %. Это послужило импульсом к проведению многочисленных экспериментальных и теоретических исследований действительной работы строительных конструкций каркасов промышленных зданий.

Обобщив значительный экспериментальный материал, накопленный Проектстальконструкцией, Г.А. Шапиро [117] пришел к выводу о значительном влиянии деформативности узлов на работу ригелей. Снижение фактических значений опорных моментов ригелей на 25 % по сравнению с расчетом объяснялось деформативностыо сопряжений.

Более четко влияние податливости сопряжений на работу поперечных рам прослеживается при анализе результатов испытаний однопролетного одноэтажного каркаса, проведенных Е.И. Беленей и Л.В. Клепиковым в ЦНИИСК в 1957 г. [9]. Сопряжения ригелей с колоннами были жесткими.

Испытания на действие горизонтальной нагрузки показали уменьшение изгибающих моментов в месте сопряжения ригеля с колонной на 20...22 % по сравнению с результатами расчета по идеализированной схеме, т.е. без учета фактической жесткости узлов. Основной вклад в перераспределение усилий по элементам исследуемой системы внесла деформативность узлов сопряжения ригеля с колоннами, поскольку деформации основания были незначительны.

Исследованиями поперечных рам опытного двухпролетного стального каркаса с шарнирными средними узлами сопряжения ригелей с колоннами на вертикальную, узловую нагрузку установлено [91], что учет фактических моментов в шарнирных сопряжениях вносит существенные коррективы в работу рамы. Полученная автором конструктивная средняя поправка для идеализированной расчетной схемы составила 0,64, а для схемы с учетом деформаций основания и жесткости сопряжении по среднему ряду ее значение близко к единице.

Учет поворота фундамента П - образной рамы при действии вертикальной нагрузки, приводит к уменьшению изгибающего момента в уровне базы колонны в два и более раза. Момент в опорном узле рамы уменьшается с увеличением линейной жесткости стойки и увеличивается с ростом модуля общей деформации грунта и размеров фундамента.

Сравнение результатов расчета железобетонной рамы по идеализированной расчетной схеме (без учета деформативности опорных узлов) при воздействии на нее распределенной ветровой нагрузки с результатами расчета по уточненной схеме, учитывающей податливость основания с модулем общей деформации 50 МПа, показало, что распределение изгибающих моментов по элементам рамной конструкции при учете поворота фундамента отлично от распределения усилий при жестком опираний [5]. Разница в значениях изгибающих моментов в большую или меньшую сторону достигало 100%.

При равномерно распределенной вертикальной нагрузке учет поворота фундамента приводит к значительному изменению изгибающего момента в опорном узле. Усилия в остальных сечениях рамы изменяются на 10 %. Достоверность этой оценки вызывает сомнения, так как не была учтена фактическая жесткость узлов сопряжения ригеля с колоннами.

Изучению влияния поворота фундамента на напряженно-деформируемое состояние колонны посвящены работы [7, 9, 47]. Были проведены испытания моделей колонн, установленных на бетонный фундамент. Примыкание колонны к фундаменту осуществлялось через жесткую базу на анкерных болтах. Несущим слоем основания фундамента являлся слой плотного водонасыщенного мелкого песка мощностью 1 м, подстилаемого плотным водонасыщенным пылеватым песком мощностью около 6 м. Конструкция опытной установки позволяла изменять статическую схему колонны в ее плоскости путем перехода от свободно стоящей колонны к практически неподвижному в горизонтальном направлении опиранню ее верхнего конца. Нагружение опытной модели производилось в плоскости наибольшей жесткости эксцентричной вертикальной сжимающей силой.

Отмечено, что действительные условия закрепления нижнего конца колонны коренным образом отличаются от принимаемой схемы для несжимаемого основания (жесткая заделка). Влияние податливости опорного узла оценивали сравнением опытных данных с расчетными, полученными по двум расчетным схемам (рисунок 1.1). В схеме 1 - колонна рассматривается совместно с основанием, в схеме 2 - колонна жестко закреплена от поворота в уровне верхнего обреза фундамента.

Мерой влияния деформаций основания было принято отклонение от единицы коэффициента влияния п , который определяется как отношение исследуемой величины, полученной при наличии или отсутствии деформаций основания.

Для характерных сечений колонны, вычислены конструктивные поправки. Поворот фундамента приводит к снижению моментов в уровне базы на 54...66 % и увеличению горизонтального перемещения средней части колонны в 1,8.. .2,4 раза.

Необходимость учета суммарной податливости опорного узла видна из рисунка 1.2. Близость результатов расчета по схеме 1 к экспериментальным свидетельствует о завышенной жесткости опорного узла.

Значительную часть работы [7] занимают исследования совместной работы оснований фундаментов и опытного стального каркаса, представляющего собой блок из семи двухпролетных поперечных рам. Колонны каркаса опираются на отдельные фундаменты жесткого типа, за исключением колонны ряда "В" по оси "4", установленной на массивной железобетонной плите. Базы колонн крепили к фундаменту с помощью четырех анкеров.

Нагружение опытного каркаса производилось четырьмя способами: а) вертикальной нагрузкой F = 240 кН в узлах ригеля плоской рамы симметрично в обоих пролетах; б) вертикальной силой F=- 370 кН, приложенной на уступ колонны; в) горизонтальной силой F = 47 кН, приложенной к крайней колонне плоской рамы на уровне нижнего пояса ригеля; г) горизонтальной нагрузкой F = 125 кН, приложенной к средней раме пространственного блока в уровне нижнего пояса ригеля.

Влияние деформаций основания на распределение усилий в элементах поперечной рамы опытного каркаса при нагружении первым способом показано на рисунке 1.3. Несимметричность напряженного состояния при симметричной нагрузке обусловлена смещением оси средней колонны относительно центра фундамента в результате его неточного изготовления. Рассмотрев значения коэффициентов влияния и конструктивных поправок только для крайних колонн, авторы работы [7] делают вывод о том, что вследствие деформации основания изгибающие моменты в колоннах уменьшаются в уровне фундамента на 25 % (п = 0,75), базы - на 22 % (и = 0,78), нижнего пояса фермы - на 8 % (п = 0,92).

Исследование грунтового основания

В ходе испытаний определяли осадки (s), крены (/) и горизонтальные перемещения (и) моделей фундаментов во всем диапазоне нагрузок. Вертикальные перемещения измеряли, как минимум, двумя индикаторами часового типа ИЧ-10, укрепленными на реперной раме. Крен вычисляли по разности вертикальных перемещений противоположных точек модели.

Грунт выше подошвы способствует увеличению модуля деформации основания на 30...40 %, т.к. оказывает сопротивление перемещениям фундамента и сдерживает развитие пластических деформаций под краями фундамента. Таким образом, модуль деформации основания зависит от условий проведения испытания и его можно рассматривать как некоторую постоянную только при четкой фиксации влияющих на него факторов.

Сопряжение колонн поперечных рам с фундаментом жёсткое (рисунок 2.6), что достигается применением соответствующего конструктивного решения базы (примыкание выполнялось на анкерных болтах диаметром 12 мм).

В испытаниях отдельного фундамента, который был снят с опытной конструкции, были созданы все условия работы фундамента в составе рамы, с единственным отличием: исключалось влияние колонны на деформацию фундамента, т.к. усилие передавали непосредственно на него через шарнир. Нагрузку прикладывали такими же ступенями, с аналогичной выдержкой и снятием показаний. Максимальные краевые напряжения под фундаментом, вычисленные по формуле внецентрен-ного сжатия, колебались в пределах 0,124...0,397 МПа. Таблица 2.3 - Состав экспериментов

Вариантсопряженияригеля сколонной Относительноезаглублениефундамента, X Плотность грунта р,г/см3 Относительный эксцентристет приложения нагрузки е, м Повторность экспериментов

Выполнено 127 экспериментов, включая опыты с двумя видами рам на пес чаном и жестком основании, а так же испытания отдельного фундамента.

Теоретические значения напряжений и деформаций (отдельно для фундаментной и надфундаментной частей конструкции) были посчитаны следующими способами: осадка фундамента - методом "линейно деформируемого слоя конечной толщины", крен по [103], напряжения в раме - методом сил, а так же программным комплексом "ЛИРА 5.03". 2.4 Математическое планирование эксперимента

Для исследования совместного влияния различных факторов на напряженно-деформированное состояние стальной П-образной рамы применен математический метод планирования эксперимента.

В качестве основных факторов приняты жесткость узлов сопряжения ригеля с колонной Сф, эксцентриситет приложения нагрузки во, соотношение нагрузки и несущей способности основания N/2FU, отношение высоты расположения измерительных устройств к общей высоте рамы Х/Н таблица 2.4.

Значимость коэффициентов регрессии проверяли по критерию Стьюдента. Дисперсию воспроизводимости Seocnp определяли по пяти дополнительным опытам

Целью исследований являлось определение напряженно - деформированного состояния в элементах стальной рамы при изменении плотности основания, жесткости узлов сопряжения элементов рамы, величин и эксцентриситетов приложения нагрузок.

Результаты экспериментов сравнивали с расчетными и полученными другими исследователями. Недеформируемое (жесткое) основание рамы Эксперименты проводили с рамой № 2 (H/L = 2000/1200 мм, L 50x5 мм, 1/1к = 5,6) (рисунок 2.6) при отсутствии вертикальных, горизонтальных перемещений фундаментов и допущения поворота в уровне подошвы. В ходе исследований изменяли схемы нагружения и жесткость узлов сопряжения ригеля со стойкой.

С ростом нагрузки деформации и напряжения в элементах рамы растут плавно, без скачков (рисунок 3.3, 3.4). Максимальные их величины отмечены в ригеле - в месте приложения нагрузки, в колонне - вблизи опор и в месте сопряжения ригеля с колонной. С увеличением жесткости верхних узлов напряжения в ригеле уменьшаются, в колонне наоборот увеличиваются (рисунок 3.5). Напряжения в левой и правой стойке не всегда совпадали, что можно объяснить невозможностью изготовления двух абсолютно одинаковых узлов.

Работа рамы на песчаном основании при симметричной нагрузке (е0 = 0)

В колоннах, наоборот, шарнирному варианту соответствовал больший прогиб (/max. лев. = 2 мм,/тах. прав. = 1,63 мм), жесткому - наименьший. В левой колонне (fmin. лев_ = 0,58 мм) и в правой при F 15 кН деформации увеличились до величины 1,23 мм, превзойдя значение для податливого узла (0,81 мм). Напряжения и прогибы в ригеле наибольшие при жестком сопряжении {ах = 8,2 кН/см ), наименьшие - при податливом (ах = 5,2 кН/см ). В колоннах максимальные напряжения отмечены в раме с податливыми узлами (атах лев_ = 0,7 kH/см2 и атах_ прав, = 0,73 кН/см2). При таком же заглублении (X = 0), но плотности р = 1,61 г/см3 (рисунок 3.8, б) напряжения, как в ригеле, так и в левой колонне испытуемой рамы являются максимальными для податливого варианта сопряжения узлов {отах риг. = 7,7 кН/см2, ff№ лев. = 1,4 кН/см ). У жесткого узла в левой колонне они меньше, чем у других (0,18 kH/см ), в правой - больше (0,98 кН/см ). Это вызвано смещением нагрузки в правую сторону. Графики перемещений это подтверждают (рисунок 3.12, б). При Х= 1 и р = 1,57 г/см (рисунок 3.14, в) максимальные напряжения соответствуют податливому сопряжению: в ригеле, начиная с нагрузки F= 15 кН\ в левой колонне - на всем этапе нагружения; в правой - при F 27 кН. С увеличением плотности до р = 1,61 г/см3 максимальные напряжения и деформации (кроме прогиба "fx " правой колонны до 25 кН) соответствовали шарнирному сопряжению.

Эксперименты подтвердили выявленные ранее основные зависимости. Отличие состоит лишь в величинах значений. Полученные в опытах напряжения и деформации всегда меньше теоретических (таблице 3.1, строка 5). Работа рамы и ее формы деформирования не изменились.

В опытах с эксцентриситетом приложения нагрузки и без него, видно, что в связи с деформациями основания действительные условия закрепления нижнего конца колонны коренным образом отличаются от условий, вытекающих из допущения о несжимаемости основания" жесткая заделка ". Действительно, колонна получает в уровне базы не только обусловленное, что резко меняет схему ее работы под нагрузкой. В отдельных случаях это приводит к перегрузке конструкции, значительному горизонтальному смещению верхней части, а иногда и к разрушению конструкции узла сопряжения с ригелем, быстрому нарастанию осадки и крена фундамента. Отсюда следует, что деформации основания существенно изменяют напряженно-деформированное состояние и перемещения колонны. Принципиально важным результатом совместной работы является изменение моментов в уровне подошвы фундамента, а, следовательно, и изменение напряженного состояния самого основания.

Деформации основания влияют на работу колонн в значительно большей степени, чем на работу ригеля. Чем ближе расположено сечение к подошве фундамента, тем больше влияние деформаций основания. На уровне подошвы фундамента величина экспериментального момента меньше теоретического в среднем на 60 %, в верхней части колонны - на 40 %.

Это подтверждается и эпюрами напряжений в фибрах элементов конструкции рамы (рисунок 3.6). Изменение плотности от р = 1,57 г/см до р = 1,61 г/см при Х= 0 вызывает увеличение напряжений в ригеле в 1,3 раза. В нижней части левой (наиболее нагруженной) колонны - уменьшает в 2,9 раза, правой - увеличивает в 1,25. В верхней части соответственно в 1,1 и 1,2.

В ряде опытов происходит отрыв подошвы фундамента от основания. Это следует рассматривать, с одной стороны, как особенность совместной работы основания и надземной конструкции, возникающую вследствие упругих деформаций в элементах, а с другой стороны, как одну из особенностей совместной работы основания и фундамента, связанную с неравномерным развитием пластических деформаций в грунте при внецентренном нагружении фундамента.

В опытах на недеформируемом основании с повышением жесткости узлов деформации ригеля уменьшаются, а колонны - возрастают (таблица 3.1). Более жесткие узлы передают больший момент. Жесткость ригеля больше жесткости стоек в 5,6 раза. Вследствие этого стойки в большей степени подвержены деформированию. Увеличение напряжений в ригеле объясняется тем, что осадка, крен и горизонтальное перемещение фундамента частично разгружают колонну, изменяя ее положение, а ригель остается более загруженным чем на "жестком основании". Качество подготовки основания может повлиять на направление изгиба колонны (внутрь рамы или наружу) и величину момента. Как на жестком, так и на песчаном основании (рисунки 3.3, 3.6, 3.7) максимальные значения напряжений в стойках наблюдались при податливом соединении (4 кН/см , рисунок 3.6, д). В опытах на песчаном основании максимальные напряжения в ригеле возникают при шарнирном и податливом узле сопряжения, на жестком основании - при шарнирном. Наибольшая осадка соответствовала шарнирному соединению (таблица 3.3). Конструкция жесткого узла обеспечивает примерно одинаковую работу обеих стоек и, соответственно, фундаментов. Конструкции двух других узлов допускают перераспределение моментов (из-за случайных эксцентриситетов) в сторону одной из стоек. При этом их работа возрастала примерно пропорционально нагрузке. Если рассмотреть формы деформирования рамы (рисунок 3.20), то видно, что для любого варианта сопряжения узлов конструкция может принять положение не соответствующее симметричной работе. В основном это происходит за счет ослабления связей в уровне ригеля, что приводит к большим горизонтальным перемещениям (рисунок 3.20, г, д) и из-за случайных погрешностей при подготовки основания (рисунок 3.20, б, в, ё). Последнее ведет к неравномерной осадке, крену, боковому перемещению одного из фундаментов

Получение эмпирических уравнений между определяющими критериями подобия

Поясним предложенный нами метод на примере расчета стоек П - образной рамы одноэтажного сооружения. Блок-схема расчета представлена в приложении 2.

Перед началом расчета по таблице приложения 3 определяем, к какому типу жесткости относятся узлы сопряжения ригеля со стойкой рассчитываемой конструкции и, соответственно, по какому регрессионному уравнению производить уточнение напряжений.

Если известно отношение с = М/ф (М - изгибающий момент в сечении, ф — угол поворота ригеля относительно колонны), то, можно определить к какому типу жесткости относиться узел по графикам приложения 3.

Исходные данные: - размер рамы HIL = 7200/12000 мм; - сечение стоек принято в виде прокатного двутавра, ригеля - составного; - сопряжение колонн с ригелем и фундаментами - жесткое (глава 2, рисунок 2.5, в, г); в данном случае жесткость узла сопряжения ригеля с колонной равна с = 0,93, что согласно приложению 3 относит его к жесткому типу; - снеговая нагрузка для III района строительства (СНиП 2.01.07-85 , с изм. 2003г.), qCH= 20 кН/м; - сбор постоянных нагрузок приведен в таблице 1 (qnocm = 14,5 кН/м): Таблица 1 - Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия Состав покрытия Норм., кПа Коэфф. перегр. Расч., кПа Защитный слой (битумная мастика, у =21 кН/м , / = 20 мм) 0,42 1,3 0,55 Гидроизоляция (4 слоя рубероида) 0,2 1,3 0,26 Утеплитель (пенопласт, у= 0.5 кН/м3, t = 50 мм) 0,03 1,2 0,04 Пароизоляция (1 слой рубероида) 0,04 1,3 0,05 Стальная панель с профилированным настилом 0,35 1,05 0,37

Статический расчет произведен по расчетной схеме представленной на рисунке 4.10. Получим максимальный момент, действующий в стойках рамы М = 67,42 кНхм (Мпост+Мснег), продольное усилие - N = 183 кН.

По полученным нагрузкам проведем подбор сечений стоек П-образной рамы: - определим требуемую площадь сечения Amp = NI (j eHxR = 77 см2; (4.8) - подбираем подходящий прокатный профиль (двутавр 35Ш1, А = 94 см , Wx = 1180 см3, 1Х = 19960 см4, ix = 14,6 см); проверка в плоскости и из плоскости рамы выявило недонапряжение сечение на 40 %, что допустимо; - определим требуемую площадь фундамента под колонну: Аф=ЩЯо - ycp d) = 1,68 м2. (4.9) Для применения предлагаемого метода необходимо определить еще несколько параметров:

По результатам программы "STADIA" получены уравнения регрессий в зависимости от коэффициентов: отношение действующей нагрузки на ригель испытуемой рамы К удвоенной несущей способности основания (Х[1] - N/2NU); относительной высоты сечения стоек (X[2J - х/Н); отношение фибровых напряжения в сечении стоек к критическим (X[3J - alacr).

Линейная регрессия: Х[3] = aO+al Х[1]+а2 Х[2] = -0,03451+0,04835 xJT/77+0,06984xX/2/. (4.12)

Коэффициенты аО, al, а2 по приложению 1 в зависимости от вида узлового сопряжения ригеля с колонной.

Искомыми являются напряжения в раме (а = Х[3] асг). Остальные коэффициенты: Х[1] - N/Nu= 183/4880 = 0,0375;Х[2] = х1Н= 0, 0,1, 0,15, 0,65, 0,7, 0,9, 1 (для семи контрольных точек по высоте колонн).

Проведем новый подбор сечения стоек П-образной стальной рамы с учетом уточненной требуемой площади сечения (Аг).

Результаты приведены в сокращенной форме: двутавр 26К1, А = 75,5 см2, Wx = 739 см , 1Х = 9330 см , 4 = 11,1 см; недонапряжение сечения - 10 %; Аф= 1,68 м ; Nu = 4880 Ш; асг= 48,32 Ш/см2; Х[1] = 0,0375;Х[2] = 0, 0,1, 0,15, 0,65, 0,7, 0,9, 1.

Напряжения в раме посчитанные после уточнения площади сечения стоек по уравнению регрессии представлены на рисунке 4.11. б.

Из рисунка 4.11 видно, что напряжения значительно меньше полученных при первом (двутавр 35Ш1) подборе сечения для стоек рамы. Для наглядности посчитаем напряжения по формуле:

Как видно из эпюр, напряжения, полученные при подсчете по формулам, полученным после обработки экспериментальных данных программой "STADIA", значительно меньше напряжений (минимум в 1,5 раза) вычисленных по стандартным формулам СНиПа 2.23.-81 . Подбор сечений элементов конструкций по предложенной методике обеспечивает значительную экономию - 15 % материалов за счет уточнения реального НДС стоек.

1. Использование результатов экспериментального исследования НДС рам для проектирования стальных каркасов (в виде П - образной рамы) реальных сооружений возможно, если сохраняется физическая природа изучаемого явления (естественное (песчаное) основание и стальной каркас в виде П - образной рамы);

2. Низкая трудоемкость предложенного инженерного метода расчета позволяет эффективно его использовать для уточнения фибровых напряжений в раме при подборе сечений элементов. Экономия материалов для изготовления стальных конструкций каркасов промышленных зданий составляет 5..Л5 % при применении предложенной методики.

1. Существующие аналитические методы расчета П-образных стальных рам с учетом жесткости соединений и сжимаемости оснований фундаментов несовершенны. Анализ экспериментальных исследований разных авторов показал значительное отклонение экспериментальных величин напряжений и перемещений в сечениях рам от расчетных. Совершенствование методов расчета позволит повысить надежность и экономичность проектных решений.

2. Разработаны экспериментальная установка и модели стальных П-образных рам для исследования НДС в их элементах на жестком и сжимаемом песчаном основании. Проведено более ста опытов при разных узловых сопряжениях элементов рам, величинах модуля деформации, заглубления фундаментов и схемах нагружения.

3. Установлена зависимость между видом, жесткостью узлового соединения ригеля со стойкой и формой деформирования рамы. При шарнирном сопряжении ригеля со стойкой отмечено значительное влияние случайных не учитываемых факторов на деформации стоек.

4. Получены эмпирические зависимости параметров НДС стоек и плоского перемещения фундаментов от величины и схемы нагружения ригеля, плотности основания, заглубления фундаментов и жесткости сопряжения элементов рам. Максимальные величины осадки и крена фундамента соответствовали рамам с жесткими узловыми соединениями.

5. Сжимаемость основания в большей степени влияет на НДС стоек, чем ригеля. С приближением сечений элементов к фундаментам оно возрастает. В уровне базы колонны величина экспериментального момента меньше теоретического в среднем на 60 %.

6. Получены определяющие критерии подобия, позволяющие использовать результаты экспериментальных исследований для прогнозирования НДС натурных П-образных стальных рам.

7. Разработан практический метод расчета исследованных рам с учетом сжимаемости основания и вида узлового сопряжения ригеля со стойками. Экономия материала стоек достигает 15%.

Похожие диссертации на Исследование совместной работы П-образных стальных рам с песчаным основанием