Введение к работе
Актуальность. В период экономических реформ в нашей стране с целью экономии энергетических ресурсов выдвигаются новые требования к теплотехническим качествам строительных конструкций. Основными теплосберегающими конструкциями являются стены, выполняющие роль ограждающих и несущих конструкций. Отсутствие совершенных методов расчета стен при сложных схемах нагружения затрудняет процесс их проектирования и качественно снижает конструктивные решения. В особо сложных условиях находятся стены, имеющие проемы и отверстия. Существующие методы их расчета не дают удовлетворительных результатов.
В Пензенской ГАСА проф. Т.И. Барановой создан научный центр по исследованию строительных конструкций. В настоящее время реализована большая часть комплексной программы экспериментально-теоретических исследований стен при различных схемах нагружения.
Данная диссертация является логическим продолжением указанной программы. Она посвящена изучению сложного характера сопротивления железобетонных стен с проемами и отверстиями и обобщает опыт экспериментальных исследований, проведенных в нашей стране и за рубежом. Тем самым диссертационная работа создает экспериментально-теоретическую основу для решения указанных проблем и является актуальной.
Целью диссертационной работы является совершенствование методов расчета прочности железобетонных стен с проемами на основе расчетных каркасно-стержневых моделей, развитие экспериментальных основ сопротивления указанных конструкций, построение моделей для оценки прочности. На данном этапе моделирование сложной работы стен является наиболее прогрессивным направлением развития указанных методов.
Автор защищает экспериментальные основы сопротивления железобетонных стен с проемами при действии поперечных сил, полученные на основе анализа
результатов испытаний, проведенных в Кембриджском и Ноттингемском университетах Великобритании;
закономерности изменения разрушающих усилий и усилий образована трещин в зависимости от места расположения проемов и изменения их размеров;
результаты исследований железобетонных стен с проемами численным методом;
методологию построения расчетных каркасно-стержневых моделей стен с проемами;
расчетные стержневые модели СМ и каркасно-стержневые модели КСМ-п для стен с проемами при различных схемах расположения и изменения размеров проемов;
расчетные зависимости для определения прочности стен, разработанные на основе выявленных предельных состояний в элементах каркасно-стержневых моделей стен с проемами при действии поперечных сил;
совершенствование метода обратного моделирования стен с проемами;
оценку предлагаемого метода расчета стен с проемами.
Научную новизну диссертации составляют:
новые экспериментально-теоретические основы сопротивления стен с проемами при действии поперечных сил;
особенности характера напряженно-деформированного состояния стен с проемами;
закономерности изменения разрушающих усилий и усилий образования трещин при изменении места расположения и размеров проемов;
метод расчета прочности стен с проемами при действии поперечных сил;
новые стержневые модели СМ-п стен с проемами и их модификации;
новые каркасно-стержневые модели КСМ-п стен с проемами и их
модификации при изменении места расположения и размеров проемов;
аналитические зависимости метода обратного моделирования,
идентифицирующие расчетные и опытные величины при расчете стен с проемами.
Практическое значение диссертационной работы заключается в совершенствовании процесса проектирования железобетонных стен с проемами, размеры которых не превышают длины пролета среза, при действии поперечных сил. Имеется в виду использование разработанного метода расчета прочности и рекомендаций по рациональному армированию стен с проемами. Результаты работы могут быть использованы при разработке нормативной литературы.
Проведенные экспериментально-теоретические исследования стен с проемами вносят свой практический вклад в развитие теории сопротивления и используются в учебном процессе Пензенской ГАСА.
Результаты исследований многократно использовались проектными организациями при проектировании стен различных зданий в Пензенском регионе.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-технических семинарах и на научно-технических конференциях кафедры «Строительные конструкции» в Пензенской ГАСА, а также на международных конференциях РААСН, НИИЖБ г.г. Москва и Н.Новгород.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей.
Объем и структура диссертации