Введение к работе
Актуальность работы. В настоящий период экономического развития нашей страны одной из важнейших отраслей является строительство. При реализации республиканских и других программ одной из первых задач является совершенствование проектирования строительных конструкций.
Сплошные консоли стен широко используются при строительстве тоннелей и станций метрополитена, в диафрагмах жесткости каркасных зданий, в вертикальных опорах и подпорных стенках мостов и других конструкциях. На них передается вертикальная нагрузка от плит перекрытий. Сплошные консоли стен являются ответственными конструкциями, на армирование которых затрачивается до 20Z арматуры от общего расхода ка стены, которая, как правило, ставится по конструктивным требованиям.
В СНиП 2.03.01-84 отсутствуют рекомендации по расчету _ сплошных консолей, что создает значительные сложности при проектировании. Причиной такого положения является отсутствие информации о возможных видах разрушения, то есть отсутствие экспериментальных исследований, устанавливающих возможные виды разрушения сплошных консолей стен.
Для разработки и совершенствования . методов расчета и конструирования сплошных консолей стен необходимы исследования по целенаправленной программе. Таким образом, тема диссертационной работы является актуальной.
Цель работ заключалась в разработке ноеого и совершенствовании существующих .приближенных методов расчета, а также в разработке принципов армирования сплошных консолей стен при нагружении сосредоточенной нагрузкой. Разработанные методы расчета в значительной степени решат проблемы проектирования указанных конструкций.
- 4 -Автор защищает:
- результаты анализа исследований, проведенных различными
авторами, существующие конструктивные решения и результаты
анализа методов расчета сплошных консолей стен, а также
,сплошных консолей ригелей, консолей колонн, то есть конструкций близких по характеру работы к сплошным консолям стен;
сопоставление и оценку технического уровня зарубежных (ЕКБ) и отечественных (СНиП 2.03.01-84) норм в области проектирования консолей колонн;
результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния сплошных консолей, нагруженных сосредоточенной нагрузкой, при изменении процента армирования;
результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния сплошных консолей, нагруженных сосредоточенной нагрузкой, при изменении длины консоли;
результаты исследования напряженно-деформированного состояния сплошных консолей стен численным методом на основе ІШП АПЖБК (программа "Лира");
разработанный метод расчета прочности сплошных консолей стен при нагружении сосредоточенными силами на основе кар-касно-стержневой модели по растянутому арматурному поясу и по сжатой наклонной полосе бетона;
усовершенствованный метод расчета прочности сплошных консолей стен на основе нормативного метода расчета наклонных сечений,без поперечной арматуры при действии поперечной силы и при действии изгибающего момента;
принцип рационального армирования сплошных консолей стен.
Научную новизну работы составляют:
новые данные о характере работы, образовании и развитии трещин в бетоне, а также схемах разрушения сплошных консолей стен;
выпиленные в результате физического и численного экспериментов особенности напряженно-деформированного состоянии сплошных консолей стен при изменении длины консоли и процента армирования;
метод расчета прочности сплошных консолей стен по растянутому арматурному поясу и по сжатой полосе бетона на основе каркасно-стержневой модели;
усовершенствованный метод расчета наклонных сечений сплошных консолей стен на действие поперечной силы и изгибающего момента с учетом пространственного характера расположения наклонной трещины;
принцип рационального армирования сплошных консолей стен.
Практическое значение работы заключается в том, что предлагаемые методы расчета, обеспечивающие прочность и надежность сплошных консолей стен при нагружении сосредоточенной нагрузкой, могут быть использованы в практике проектирования. Разработанные методы оценки прочности повышают расчетную несущую способность, позволяют более эффективно использовать материалы, выбрать оптимальные варианты армирования и, в конечном счете, снизить расход материалов.
Разработанные методы расчета приняты в проект Норм следующего поколения.
Частично полученные результаты исследования внедрены при проектировании и строительстве станций метро в городе Москве, при проектировании диафрагм жесткости каркасных зданий в городе Пензе.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях и научно-методических семинарах в инженерно-строительных институтах гг. Москвы,-Пенаы и Казани.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объем работ. Диссертация состоит ив введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 167 стр. машинописного текста, содержит 10 таблиц, 79 рисунков и список литературы из 99 наименований.
Работа выполнялась в Пензенском государственном архитектурно-строительном институте в 1991-1994 гг. на основе государственной межвузовской программы "Строительство" под руководством члена корреспондента РААСН, доктора технических наук Т.И.Барановой и кандидата технических наук Ю.П.Скачко-ва.