Композитные пространственные панели с дискретными связями

• Автор: Сергуничева, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕНДЕНЦИИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И
СОЗДАНИЯ КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. Области применения и создание конструкций из
КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1.1. Применение композиционных материалов
1.1.2. Композитные конструкции
1.2. Соединения элементов композитных конструкций
1.3. Композиционные материалы и композитные конструкции в
строительстве
1.4. Проектирование и расчет композитных конструкций с
ДИСКРЕТНЫМИ связями
1.5. Выводы
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОМПОЗИТНОЙ
СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПАНЕЛИ 3X12 М
2.1. Принципы проектирования и выбор основных параметров
2.2. Методика расчета напряженно-деформированного
состояния
2.3. Поиск конструктивного решения
2.3.1. Стержневые элементы
2.3.2. Ребристая плита
2.4. Разработка и расчет узловых соединений
2.4.1. Соединения стержневых элементов с плитой
2.4.2. Соединения стержней
2.4.3. Расчет узловых соединений дискретно связанных элементов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО
ОБРАЗЦА ПАНЕЛИ 3X12 МЕТРОВ
3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований
3.2. Проведение экспериментальных исследований
3.2.1. Изготовление
3.2.2. Испытания
3.3. Результаты испытаний
4. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОМПОЗИТНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПАНЕЛИ ПОКРЫТИЯ
4.1. Область применения и технико-экономические показатели
4.2. Проектирование панелей под серию нагрузок
4.3. Пути совершенствования конструктивных решений
4.3.1. Поиск вариантов облегченной решетки
4.3.2. Поиск конструктивных форм
4.3.3. Ячейка 6x12 метров
4.3.4. Разработка комплексных плит покрытия
4.3.5. Расширение области применения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Конструкции из композиционных материалов находят все более широкое применение, одновременно развиваются методы расчета. Это открывает большие возможности совершенствования и развития технических систем, в частности, строительных конструкций, где наряду с другими композитами издавна используется железобетон, который, по определению, является типичным их представителем.
Развитие железобетонных конструкций достигло стадии, когда применение новых методов расчета и конструктивных приемов позволяет сэкономить не более 15% материалов. В настоящее время развиваются конструкции, где железобетон используется для сжатых или сжато-изогнутых элементов, а металл - для растянутых. Такой подход позволяет добиться значительных результатов по экономии материалов и снижению веса.
Целесообразно разработку новых эффективных конструкций в этой области основывать как на опыте расчета и проектирования композитных конструкций, так и на опыте конструкторских достижений в области пространственных конструкций. При проектировании крупноразмерных конструкций особенно важно обеспечить пространственную жесткость конструкции. Наиболее эффективными являются конструкции с дискретными связями, но их расчет и проектирование имеет ряд сложностей и особенностей, связанных в первую очередь с эффективным использованием свойств материалов и их соединением.
Данная работа посвящена разработке эффективной пространственной композитной конструкции с дискретными связями в виде сталежелезобетонной панели 3x12 метров.
Цель работы: - разработка эффективных конструктивных решений и расчетно-экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния пространственных композитных панелей с дискретными связями между элементами.

Системный подход к проектированию конструкций из композиционных материалов позволяет на основе выработанных принципов проектирования рационально и эффективно решить поставленные задачи, используя идеи разделения функций элементов конструкций по материалам при рациональном их соотношении в пространственном формообразовании.
Анализ существующих типовых конструкций плит 3x12 и 3x6 м показывает, что масса продольных несущих ребер составляет примерно 50% от общего веса, и бетон в них находится в невыгодных условиях работы, т.е. имеются объективные предпосылки для создания новых конструкций, состоящих из монолитной железобетонной части (верхний пояс), работающей на сжатие, и растянутых металлических элементов (нижний пояс).
Мысленно расчленим панель покрытия на функциональные части: сжатую, растянутую зоны и связи между ними. В панели комбинируется железобетон и металл, поэтому определим, сколько нужно в сжатой зоне бетона, а в растянутой - металла.
Панель 3x12 метров (рис 2.2) разрабатывалась на основе принципов, описанных выше. Целью создания этой конструкции является конкретное воплощение идеи снижения веса элемента покрытия и расширение области его применения за счет приведения в соответствие свойств конструкционных материалов и условий их работы, на основе комплексного подхода к выбору параметров, при максимальном использовании возможностей пространственного формообразования, совмещения функций и концентрации материалов в напряженных зонах.
В качестве аналога для проектирования была выбрана типовая железобетонная панель 3x12 м (серия 1.465.1-3/80). Новая сталежелезобетонная панель 3x12 разрабатывалась на ее основе с тем, чтобы имелась возможность ее замены в некоторой части области ее применения наряду с расширением этой области. Из этих соображений при разработке панели были приняты габаритные размеры типовой, что позволило изготовить натурный образец в той же опалубке. Материалы панели приняты, как и для типовой. Другие