Содержание к диссертации
Введение... 4
1. ОБЗОР 1ЙТЕРАТ7РЫ ПО ТШТОВЫМ И ПНКВМАТИЧЖКИМ КОЮТРУКОДЯМ И СООРУЖЕНИЯМ С 10
1.1. Тентовые и пневматические конструкции
1.2, Сооружения о грунтонаполненными стенами 23
2. ЭКСПВРИМШТАЛЬНЫВ ИССВДОВНИЯ МИСКОЙ ТКАНИ И ТКАНЕВЫХ ГРУНТОНАЕШНШШХ ОБРАЗЦОВ 28
2.1. Задачи экспериментальных исследований 28
2.2. Испытания ткани и тканевых соединений 28
2.3. Испытания призматических и кубических образцов на сжатие, на сдвиг и на изгиб 32
2.4. Определение модулей деформации при сжатии, при сдвиге и изгиба 44
Выводы до главе АЧ» Ч, 52
3. РАЗРАБОТКА МВТОДЖИ РАСЧ В ПЕАНЕ ЗДАНИЙ С ТКАНЕВЫМИ ГРУНТСНАПОЯНБННЫМИ СТШШ 53
З.1. Исходные положения 53
3.2. Составление системы разрешающих уравнений 56
3.3. Выводы выражений характерных коэффициентов 61
4. РАСЧЕТ КРУГОВОГО В ПЛАНЕ ЗДАНИЯ С ТКАНЕВЫМИ ГРУНТШАПСШШННЫШ
ВОЗДЕЙСТВИЯ 70
4.1. Жасткостныв характеристики и расчетная схема о гены 70
4.2. Вывод общей матрицы жесткости здания
4.3. Определение свободных членов
4.4. Определение напряженно-деформированного состояния грунгонаполненных стен здания
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИТВРАТУРА
Введение к работе
Одной из важнейших задач программы экономического и социального развития любого общества является осуществление в больших масштабах промышленного, гражданского и специального строительства. Важнейшей задачей любого строительства является всемерная экономия трудовых, материальных и энергетических ресурсов. В связи с этим наиболее удобным и экономичным оказывается ведение строительства из местных дешевых материалов. Особенно это карается труднодоступных районов, где вопрос транспортировки строительного материала и изделий приобретает первостепенное значение.
Наличие такой ситуации в строительстве заставляет проектировщиков, расчетчиков, конструкторов искать, создавать и разрабатывать новые виды строительных материалов, конструкций,
технологию для изготовления и возведения различных типов зданий G различными функциональными назначениями,
Если принимать во внимание, что всегда имеются трудного отупнне регионы для строительства (например, в ССОР - Сибирь, в Алжире - Сахара и т.д.), вышеприведенным требованиям наиболее полно удовлетворяют принципиально новые виды конструкций, условно названные грунтонаподневными. Они были разработаны во Всесоюзном заочном инженерно-строительном институте под руководством проф. Василькова Б.С. и Симвулиди И.А. Новизна заклю чается в применении мягкой, тканевой оболочки, заполненной грунтом, песком или другим сыпучим материалом, как несущего
, элемента, в котором заполнитель будет работать в основном на сжатие или на сдвиг, мягкая ткань может работать только на растяжение.
Развитие химической промышленности позволило создать ткани с высокими разрывными и эксплуатационными характеристиками и тем самым косвенно был решен вопрос о высокой несущей способности всей конструкции.
Сооружения, собранные из таких несущих конструкций» могут иметь самые разные очертания в плане и из них можно строить сооружения различных функциональных назначений, в том числе:
- сооружения спортивного назначения: хоккейные площадки для конькобежного спорта, площадки для танцев на льду, плавательные бассейны, теннисные корты и т.д.;
- хранилища и складские помещения: склады для промышленной продукции, для сырья, для сельскохозяйственных продектов и кормов, для удобрений, зернохранилищ и т.д.;
- культурно-просветительные: кино, театры, клубы и т.д.;
- общественного питания, столовые, рестораны и т.д.;
- медицинского назначения;
- специального назначения;
- разные : гаражи, мастерские и т.д.;
- резервуары;
- отдельные элементы - опоры и т.д.
Положительной стороной таких конструкций является:
- малый вес транспортировки - транспортируется только ткань и только на месте строительства оболочка заполняется местным дешевым, сыпучим материалом;
- не требует выполнения громоздких подготовительных работ;
- низкая собственная цена и низкие эксплуатационные расходы;
- хорошие теплотехнические характеристики;
- разнообразность внешних форм.
Цель работы - разработка (в упругой стадии) методики расчета и исследование напряженно-деформированного состояния конструкций здания с грунтонаполненныш стенами на сейсмические воздействия. Кроме этого, намечается разработанную и научно обоснованную новую методику расчета указанных конструкций в дальнейшем широко внедрить в практику.
Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
- экспериментальное исследование прочности и деформативнооти синтетической ткани и тканевых соединений (встык и внахлестку);
- экспериментально-теоретические исследования жесткостных характеристик тканевых груятояаполненных образцов кубической и призматической формы, а также определение их модуля деформаций при сжатии, сдвиге и изгибе;
- разработка алгоритма расчета зданий с грунтонаполненныш стенами на основе теории конечного элемента в перемещениях на сейсмическую нагрузку;
- исследование напряженно-деформированного состояния круглого в плане здания (-D « 24 м) о грунтонадоляенными стенами на 8-балльяую сейсмическую нагрузку.
Автор защищает разработанную им новую методику расчета зданий с грунтонаполненныш стенами на сейсмическую нагрузку. Результаты проведенных экспериментальных исследований и способы их учета в теоретических расчетах.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем;
- в определении прочностных и деформативных характеристик синтетической ткани и тканевых соединений встык и внахлестку;
- в установлении жесткостных характеристик тканевой грунтонаполненной стены (модули деформации на сжатие, на сдвиг и на изгиб с учетом обжатия высоте стены);
- в разработке расчетных схем и в разработке алгоритма расчета зданий с груятонаполненными стенами на основе теории конечного элемента в перемещениях на сейсмические воздействия;
- в определении поля деформации и напряжений здания с тканевыми груятонаполненными стенами при 8-бАлльной сейсмической нагрузке.
Практическая ценность работы представляем интерес для работников проектных и научно-исследовательских институтов и результаты могут быть использованы в следующих направлениях:
- в определении прочностных и деформативных характеристик элементов здания и в определении модулей деформаций материала на сжатие, на сдвиг и на изгиб;
- в разработке расчетных схем и в разработке алгоритма расчета зданий с грунтонаполненныш стенами на основе теории метода конечного элемента в перемещениях на сейсмические воздействия;
- в определении доля деформаций и напряжений круглого в плане здания с грунтонаполненныш стенами при сейсмической нагрузке 8 баллов;
- внедрение научно обоснованной и разработанной автором диссертации новой методики расчета позволяет повыоить экономичность несущих конструкций зданий с грунтонаполненныш стенами при обеспечении требуемой их прочности и жесткости на всех стадиях возведения и эксплуатации здания.
Внедрение результатов диссертационной работы намечается путем включения их в нормы проектирования конструкций здания с грунтонаполненныш стенами, разрабатываемые конструкторско-технологическим институтом "Строниндустрия", г.Тбилиои.
Результаты проведенных исследований доложены на кафедра строительной механики МИСИ им. Куйбышева и на научно-технических конференциях (ВЗИОИ в 1989 г.; в Севастополе в 1990 г.).
По теме диссертации опубликованы 2 работы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 100 наименований, она издожены на 4QQ страницах основного текста, содержит 2\ рисунков - & 13 таблиц.
Во введении дается обоснование актуальности для народного хозяйства методики расчета зданий с грунтонаполненныш стенами, излагаются цель и новизна диссертационной работы и методы экспериментальных и теоретических исследований.
В первой главе рассмотрено еоотояние вопроса. Дан краткий анализ работ, посвященных вопросу исследования конструкций из мягких материалов. Кроме этого, конкретизируется задачи и цели исследования.
Во второй главе экспериментальным путем исследуется несущая способность высокопрочных тканевых материалов и их соединений встык и внахлестку. На специально разработанных образцах кубической и призматической формы экспериментально исследуются жесткостные характеристики элементов грунтонаполненных стен. Дается методика проведения экспериментальных исследований и приводятся значения модулей деформаций при сжатии, ари сдвиге и изгибе.
В третьей главе разрабатывается методика расчета кругового в плане здания с грунтонаполненными стенами на оиловые воздействия типа сейсмических.
В главе приводятся основные зависимости,используемые при разработке предложенной методики расчета. Получена общая система разрешающих уравнений, представляющая собой систему обыкновенных линейных алгебраических уравнений. Выявлен физический смысл аоэффициентов при неизвестных искомых перемещениях и свободных членов. Указаны некоторые особенности предлагаемой методики расчета.
В четвертой главе разработанная методика расчета иллюстрируется при исследовании работы кругового в плане здания (vZ/= 24 м) с грунтояаполненныш стенами на нагрузку типа сейсмической. При этом даются все основные характеристики работы здания при 8-балльной сейсмической нагрузке.
В конце диссертационной работы приводятся выводы и заключение о проделанных исследованиях.
Настоящая работа выполнена1на кафедре "Строительная механика" Московского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института им. В.В.Куйбышева под руководством доктора технических наук, профессора E.G.Василькова.
