Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Трубобетон в строительстве появился как результат совершенствования конструктивных форм железобетона сильно нагруженных элементов зданий и сооружений. В настоящее время сравнительно хорошо изучена работа простейших конструктивных форм поперечных сечений трубобетона, таких как элементы круглого или прямоугольного сечения со сплошным бетонным ядром Менее изучена работа полых трубобетонных элементов с трубчатым.бетонным ядром Почти не изучена работа трехслойных-трубобетонных элементов,-состоящих-из наружной и внутренней стальных труб, промежуток между которыми заполнен бетоном
В литературе практически нет экспериментальных данных по прочности трехслойного трубобетона. Имеющиеся единичные случаи его применения основываются на прочностных расчетах трехслойного трубобетона методом суперпозиции. Между тем, как установлено экспериментальными исследованиями, приведенными в настоящей диссертации, метод суперпозиции в применении к трехслойному трубобетону приводит к погрешностям, снижающим запас прочности Поэтому экспериментальное исследование прочности трехслойного трубобетона и разраЬотка метода расчета его прочности являются задачами, актуальными для развития и совершенствования теории трубобетона.
Цельи задачи исследованпя. Целью исследований является разработка метода расчета прочности трехслойного трубобетона при центральном осевом сжатии.
Для достижения этой цели былирешены-следующие задачи:
-сделан анализ литературных источников в области исследований, главным образом теоретических, касающихся прочности трубобетона;
разработана методика экспериментальных исследований прочности трехслойного трубобетона;
изготовлены и подготовлены к испытанию опытные образцы;
выполнено испытание опытных образцов и произведена обработка опытных данных;
разработана расчетная модель научной задачи прочности трех-слойного трубобетона;
разработан метод расчета прочности трехслойного трубобетона;
проверена достоверность разработанного метода.
Объект и предмет исследования. Объектом экспсриментальиого исследования явились изготовленные опытные образцы из трех-
слонного трубобетона. Предмет исследования - изучение сопротивления трехслойного трубобетона действию осевой сжимающей силы с последующим обобщением опытных данных и разработкой метода расчета прочности трехслойных трубобетонных элементов. -
Гипотеза. Основной рабочей гипотезой является предположение о том, что прочность трехслойного трубобетона количественно можно оценить с помощью фундаментального метода расчст прочности трубобетона, разработанного в трудах проф., д. т. н. Л.К.Лукши.
Методология -и методы проведенного песледооаиип. Испытания контрольных бетонных и стальных образцов производились традиционными методами в соответствии с действующими ГОСТами и другими нормативными положениями. Особенностью экспериментальных исследований основных опытных образцов было то, что наряду с измерением деформаций наружных труб измерялись продоль-ные и поперечные деформации внутренних стальных труб, что позволило более достоверно оценить напряженные состояния бетонного ядра и стальных труб а также элементов в целом, и принять более обоснованные исходные расчетные предпосылки при создании метода расчета трехслойного трубобетона Разработанный метод расчета является дальнейшим развитием фундаментального метода расчета прочности трубобетона со сплошным и полым бетонными ядрами проф.ЛК.Лукши!
Научная новизна и значимость полученных результатов. Впервые выполнено системное исследование прочности трехслойного трубобетона с контролем продольных и поперечных деформаций внутренниx труб.
Впервые установлено, что в трехслойном трубобетоне при малой относительной толщине бетонного ядра может иметь место отрицательный трубобетонный эффект. Положительный' трубобетонный эффект возрастает с увеличением относительной толщины стенки бетонного ядра; в пределе он стремится к величине трубобетонного эффекта трубобетона со сплошным бетонным ядром.
Впервые получена теоретически обоснованная расчетная форму ла для оценки прочности негибких трехслойных трубобетонных элементов Научная значимость полученных результатов состоит в том, что использованная методология развивает и дополняет фундаментальное научное направление в теории расчета прочности трубо-бетон^ созданное Л.К Лукшей.
Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов. Практическое использование полученных результатов возможно при проектировании промышленных зданий
(АО «Белпромпроект», БслНИИС), в транспортном строительстве (Дорстройтехника (БелдорИИИ), Белгнпродор, Минскметропроект) и др. Социальная значимость выполненного исследования состоит в том, что полученные результаты будут способствовать более широкому внедрению трубобетона в строительную промышленность, а это повысит долговечность, надежность (безаварийность) и эстетичность зданий н сооружений в Республике Беларусь.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. На защиту выкосятся следующие положения диссертации:
- методика экспериментального исследования прочности трех
слойных трубобетонных образцов, учитывающая измерения дефор
маций внутренних труб; '
-методика определения предельного усилия по текучести металла труб, учитывающая общую совокупность признаков перехода образца из улругопластического в пластическое состояние;
- метод расчета прочности негибких трехслойных трубобетонных
элементов с опытной проверкой его достоверности.
Лнчны» вклад соискателя. Все экспериментальные и научно-теоретические исследования, на основе которых написана диссерта-' ция, выполнены лично автором, за исключением трех статей, которые были опубликованы с соавторами.
Автор выражает искреннюю признательность зав. кафедрой «Мосты и тоннели» БГПА, д.т.н., проф. Пастушкову ГЛ. за всестороннюю помощь на всех этапах выполнения работы и за ценные советы и замечания.
Апробация результатов диссертации. Результаты исследования были доложены: на научно-технических конференциях и семинарах БГПА (1995-1998 г г.); 53-й Международной научно-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов БГПА (1999 г.); Республиканской научно-технической конференции «Совершенствование железобетонных конструкций, оценка их состояния и усиление» (г.Новополоцк, 1999 г.).
Опублйкованное результатов. Основные положения диссертации опубликованы в 7 работах, в том числе I тезис в сборнике научных трудов, 2 депонированные статьи в ВНИИТИ - №3005-899 от 07.10.99 г. и №3006-899 от 07.10.99 г. и 4 статьи в научно-технических сборниках (одна - зарубежом). Общий объем публикаций составляет 120 страниц машинного текста, из которых автору принадлежит 100 страниц машинного текста.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики, трех глав, заключения и списка исполь-
4,-
зеванных источников. Диссертация содержит 45 иллюстраций, 6 таблиц, 95 использованных источника. Общий объем диссертации 128 страниц.