Взаимодействие цилиндрических бинарных фундаментов-оболочек с глинистым грунтом основания

• Автор: Порошин, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭФФЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ ОБОЛОЧЕК. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

ПОСТА1ЮВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Фундаментыоболочки

1.1.1 Общие сведения о фундаментахоболочках

1.1.2 Классификация фундаментовоболочек

1.1.3 Достоинства и недостатки фундаментовоболочек и область их рационального применения

1.2 Применение оболочек как строительных систем

1.2.1 Понятие оболочек. Классификация

1.2.2 Методы расчета оболочек

1.2.3 Пологие оболочки
1.3 Композиционные материалы с фиброй КМФ
1.3.1 Общие сведения о КМФ
1.3.2 Классификация и свойства КМФ
1.3.3 Применение КМФ при усилении зданий и сооружений
1.3.4 Применение КМФ при новом строительстве
1.3.5 Основные положения расчета железобетонных элементов, усиленных КМФ
Выводы по главе 1
Цель и задачи диссертационной работы
2. РАСЧЕТ БИНАРНЫХ ФУНДАМЕНТОВОБОЛОЧЕК
2.1 Общие положения
2.2 Расчетная модель БФО. Дифференциальное уравнение деформирования бинарной оболочки
2.3 Методика решения дифференциального уравнения взаимодействия БФО с грунтовым основанием
2.3.1 Способ определения неизвестной силы дифференциального уравнения взаимодействия БФО с грунтовым основанием
2.3.2 Законы изменения толщины железобетонной оболочки дх
в пролете
2.3.3 Законы распределения коэффициента постели кх иод оболочкой
2.3.4 Численная реализация метода расчета взаимодействия БФО с грунтовым основанием
2.4 Автоматизированный способ расчета взаимодействия БФО
с фунтовым основанием
2.5 Исследование влияния неравномерного нагружения на деформации фунтового основания
Выводы по главе 2
3. АНАЛИЗ НДС БИНАРНОЙ ОБОЛОЧКИ
3.1 Общие положения
3.2 Влияние цилиндрической жесткости оболочки Цбна взаимодействие БФО с грунтовым основанием
3.3 Влияние осевой жесткости силовой мембраны ЕМ АМ на взаимодействие БФО с фунтовым основанием, моделируемым коэффициентом постели
3.4 Влияние стрелы подъема оболочкина взаимодействие БФО с грунтовым основанием, моделируемым коэффициентом постели
3.5 Влияние переменности жесткости оболочки Вх по длине на взаимодействие БФО с грунтовым основанием, моделируемым коэффициентом постели
3.6 Влияние распределения коэффициента постели под оболочкой на взаимодействие БФО с грунтовым основанием, моделируемым коэффициентом постели
Выводы по главе 3
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БИНАРНОГО ФУНДАМЕНТАОБОЛОЧКИ С ГРУНТОВЫМ ОСНОВАНИЕМ
4.1 Экспериментальные исследования взаимодействия БФО с грунтовым основанием
4.1Л Опытная площадка и задачи экспериментов
4.1.2 Крупномасштабная модель БФО
4.1.3 Технология изготовления бинарных фундаментовоболочек
4 Л .4 Приборы и оборудование
4 Л .5 Порядок проведения экспериментов
4.1.6 Результаты экспериментальных исследований
4.1.6.1 Контактные давления на границе фундамент основание 8 4 Л .6.2 Осадки и деформации бинарного фундаментаоболочки
и жесткой монолитной плиты
4.1.6.3 Напряженнодеформированное состояние основания
Выводы по части 4.1
4.2 Сопоставление экспериментальных и теоретических данных
4.2.1 Оценка использования различных коэффициентов постели
4.2.2 Применение программы Р1ах1з 8.0 для расчета БФО
4.2.3 Теоретические усилия растяжения в мембране. Горизонтальное перемещение продольного ребра
4.2.4 Поведение БФО при нагрузках, превышающих расчетные
величины
Выводы по части 4.2
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Так называемые перевернутые кирпичные своды устраивались в основном при строительстве зданий и сооружений на слабых грунтах, кривизну которым можно было придавать вручную рис. Рис. На первых этапах вместо сплошных плоских плит применялись цилиндрические оболочки. Наряду с оболочками нулевой гауссовой кривизны, служащими фундаментами зданий, устраивались плиты с плоской контактной поверхностью, имеющие криволинейную срединную линию . С развитием производства железобетона в применении фундаментовоболочек наметился постепенный переход к конструкциям положительной гауссовой кривизны как более жестким и экономичным. Фундаментыоболочки, работающие благодаря своей криволинейной форме как пространственные конструкции, дают возможность рационально использовать прочностные свойства железобетона, что делает их эффективными , . В настоящее время в практике строительства оболочки нулевой и положительной гауссовой кривизны применяются не только для строительства на слабых, но и на достаточно прочных фунтах взамен плитных, свайных или комбинированных свайноплитных фундаментов , . Большое распространение получили фундаменты с поверхностью отрицательной гауссовой кривизны в форме гиперболического параболоида как наиболее экономичные рис. Поверхность гиперболического параболоида образуется при перемещении прямых, называемых образующими, по прямым параллельным направляющим. Поверхность может быть образована и при перемещении параболы вдоль другой параболы с противоположно направленной кривизной. Из этого следует одно из преимуществ гиперболического параболоида арматура состоит из прямых стержней, поэтому поверхность фундамента может быть получена с помощью шаблона. При действии на гиперболический параболоид равномерно распределенной нагрузки напряжения во всех точках, согласно безмоментной теории, имеют одинаковую величину, поэтому оболочка в форме гиперболического параболоида хорошо сопротивляется выпучиванию. Касательные усилия, действующие в направлении образующих, по безмоментной теории во всех точках поверхности одинаковы по абсолютной величине и равны сжимающим и растягивающим усилиям. Благодаря этому фундаментоболочка может иметь незначительную толщину . Рис. Гиперболический параболоид Впервые в м году фундамент в виде гиперболического параболоида был применен при строительстве нескольких промышленных зданий во Франции инженером Феликсом Канделой . Используя удачный опыт французского инженера, такие фундаменты стали применять в ряде стран , 7. В м году в журнале i ii вышла статья американского исследователя Карена Найнена i i Р. По мнению автора из всех возможных криволинейных форм наиболее простой и надежной является гиперболический параболоид. В последствии под редакцией Карена Найнена вышел ряд книг, посвященных эффективным фундаментам Проектирование фундаментов. Теория и практика г 2, Фундаментыоболочки г 3, Фундаментыоболочки. Форма, расчетные методы, проектирование и строительство г. В Катаре в м году исследователь Мохаммед Алансари . Параболоид в качестве фундамента также подчеркивает достоинства представленной конструкции 6. В отечественной науке изучение работы фундаментовоболочек на крупномасштабных моделях либо натурных конструкциях в основном относится к исследованию столбчатых отдельно стоящих фундаментов, рассмотренных в работах А. Н. Тетиора , , , Г. М. Борликова 7 и др. А.Н. Тетиора , С. Г. Ванюшкина 9 и др. Фундаментыоболочки в составе сплошных фундаментов нашли применение при строительстве на вечномерзлых грунтах . Так в конце х годов для строительства теплого гаражастоянки для нужд транспортного предприятия г. Игарка Красноярского края был запроектирован пространственный вентилируемый сборномонолитный фундаментоболочка в сочетании с вентиляционными каналами рис. Основной целью являлось уменьшить или полностью исключить сезонное оттаивание подстилающих мерзлых грунтов основания. Разработка эффективных фундаментов в виде вентилируемых оболочек для строительства на вечномерзлых грунтах проводилась под руководством Гончарова Ю. М. .