Автоматизированное оптимальное проектирование сталежелезобетонных перекрытий

• Автор: Балуев, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1.1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований сталежелезобетонных конструкций.
1.2. Краткий обзор методов оптимизации и их использование при проектировании слроительных конструкций

1.3. Цели и задачи исследования

Глава 2. Построение расчетной модели сталежелезобетонного перекрытия в

составе каркаса многоэтажного здания.

2.1. Основные предпосылки и предварительные замечания

2.2. Существующие методы расчета элементов сталежелезобетонного перекрытия

2.3. Программный комплекс как инструмент для определения напряженнодеформированного состояния конструкции

2.4. Характеристики конечных элементов, используемых в модели .

2.5. Уточнение расчетной модели на основе поэтапного анализа напряженнодеформированного состояния компонентов перекрытия.

2.5.1. Исходные данные по объекту исследования.

2.5.2. Традиционный подход определения напряженнодеформированного состояния элементов перекрытия .
2.5.3. Уточнение расчетной модели плиты и комбинированной балки
2.5.4. Определение напряженнодеформированного состояния элементов в пространственных моделях перекрытия и каркаса
2.5.5. Анализ результатов расчетов.
2.6. Выводы к главе 2.
Глава 3. Алгоритм оптимального проектирования сталежелезобетонного
перекрытия на ЭВМ.
3.1. Общая математическая постановка задачи оптимального проектирования
3.2. Выбор и описание оптимизируемых параметров сталежелезобетонного перекрытия.
3.3. Критерий качества сталежелезобетонного перекрытия
3.3.1. Обоснование выбора критерия качества.
3.3.2. Функции цели.
3.4. Формулировка ограничений.
3.4.1. Ограничения внешней задачи оптимизации.
3.4.2. Ограничения внутренних задач оптимизации.
3.4.3. Явные ограничения
3.5. Описание метода оптимизации
3.6. Алгоритм оптимизации параметров перекрытия каркаса. .
3.7. Выводы к главе 3.
Глава 4. Примеры использования результатов исследования
4.1. Оптимальное проектирование сталежелезобетонных перекрытий каркаса многоэтажного здания
4.2. Сравнение конструктивных вариантов перекрытия на основе разработанной методики
4.3. Выводы к главе 4.
Заключение
Библиографический список
Приложение I
Приложение II
Введение


Лабораторные статические испытания показали, что при жестких объединительных швах, достаточно удаленных от опор, поперечные сечения сталежелезобетонной балки остаются при деформации практически плоскими по высоте балки вплоть до непосредственного приближения к исчерпанию несущей способности. Расчеты по предельному равновесию сечения, принятые для всех железобетонных балок, в том числе и с жесткой арматурой, для сталежелезобетонных балок имели весьма ограниченное распространение. В начале х годов был разработан метод расчета, предусматривающий возможность развития быстротечных пластических деформаций бетона в предельном состоянии и весьма ориентировочно учитывающий также ограниченное развитие пластических деформаций в стальных поясах. Принципы этого способа расчета сталежелезобетонных пролетных строений мостов сохранены и в современной методике, изложенной в ,. Экспериментальные и теоретические исследования влияния сдвигов между железобетоном и сталью на силовые факторы и деформации в объединенной балке появились сразу после того, как сталежелезобетонные конструкции получили практическое применение. Ржаницыным А. Р. , . Стрелецким . Со второй половины х годов преобладающим средством объединения стали и железобетона за рубежом оказались гибкие цилиндрические анкеры с головками . Благодаря исключительно высокой производительности труда один рабочий приваривает в среднем три анкера за 1 минуту и организации рядом фирм во многих странах массового производства сварных пистолетов и достаточно широкого сортамента этих упоров в настоящее время гибкие цилиндрические упоры с головками являются наиболее распространенным средством объединения в большинстве зарубежных стран. В СССР такие анкера не получили применения. Использованию сталежелезобетонных конструкций в перекрытиях многоэтажных зданий способствовало появление и развитие конструкций с внешним листовым армированием. Начало внедрения изгибаемых железобетонных конструкций с внешней листовой арматурой относится к рубежу ых и ых годов прошлого столетия, когда стальной профнастил, использовавшийся ранее как несъемная опалубка, был объединен с укладываемым поверх листа бетоном специальными связями с целью вовлечения листа в работу как растянутой арматуры. Для сцепления профлиста с бетоном имеется ряд способов выштамповка рифов на гранях профлиста, приварка по верху настила арматурной сетки , 9, клейкие покрытия, наносимые на лист перед укладкой на него бетона и твердеющие вместе с бетоном, а также другие способы . Силы сцепления за счет естественного склеивания бетона и стали в сталежелезобетонных конструкциях с армированием из стального профилированного настила с рифами являются определяющими в обеспечении прочности конструкции. Испытания связи рифленой стали с бетоном путем сдвига бетонной части образца относительно листовой арматуры показали достаточную надежность такого рода связи. В году Американский институт стальных конструкций издает руководство для проектирования стальных балок, полностью облицованных бетоном и с железобетонной плитой, опирающейся на верхнюю полку композитных балок. Полагалось, что горизонтальные силы взаимодействия между плитой и стальной балкой будут передаваться через цилиндрические анкеры, приваренные к верхнему поясу 3, 8. В настоящее время в зарубежном строительстве применение стального профилированного настила для монолитных междуэтажных перекрытий с использованием его как опалубки и арматуры стало весьма распространенным при возведении многоэтажных зданий 3, 2. В СССР выпуск профнастила начали с года, когда на Куйбышевском заводе Электрощит был освоен профилегибочный стан. Сегодня профилированный настил выпускают заводы в городах Челябинск, Самара, Киреевск, Орск, Хабаровск. С года начато применение профнастила в качестве несъемной опалубки при возведении монолитных железобетонных перекрытий по стальным балкам. В года Челябинский завод профилированного стального настила приступил к серийному выпуску профилей с выштампованными рифами при прокатке марки НА,,9 по ТУ 2, которые в перекрытиях используются как внешняя арматура. На сегодняшний день, к сожалению, это единственный завод в России, который освоил выпуск данной продукции. Для сравнения, например, в США номенклатура типов профилей с выштамповками превышает наименований .