Мельник І. В. Напружено-деформований стан та експериментальне впровадження порожнистих бетонних і залізобетонних конструкцій

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0521U100859

Здобувач

Спеціальність

  • 05.23.01 - Будівельні конструкції, будівлі та споруди

05-04-2021

Спеціалізована вчена рада

Д 35.052.17

Національний університет "Львівська політехніка"

Анотація

У вступі обгрунтовано вибір теми дослідження, сформульовано мету та завдання досліджень, наукову новизну та практичне значення роботи. У розділі 1 подано конструктивні вирішення монолітних, збірних і збірно-монолітних перекриттів, монолітних плитних залізобетонних фундаментів, залізобетонних прогонових будов мостів малих і середніх прольотів, порожнистих бетонних фундаментних блоків, огляд їх досліджень і методів розрахунку. За результатами огляду і аналізу залізобетонних та бетонних конструкцій сформульовано завдання досліджень з метою їх раціоналізації шляхом порожниноутворення. У розділі 2 дисертаційної роботи за результатами численних патентних і літературних досліджень визначені основні способи зменшення матеріало-, енерго-, і трудомісткості бетонних і залізобетонних конструкцій. Подано розроблені принципові схеми залізобетонних порожнистих конструкцій: монолітних перекриттів; збірно-монолітних перекриттів; окремих плитних конструкцій; плитних монолітних фундаментів; залізобетонних і сталезалізобетонних прогонових будов мостів. Розділ 3 містить методику і результати експериментальних досліджень декількох типів фрагментів монолітних залізобетонних перекриттів та результати натурних випробувань монолітного залізобетонного перекриття з пінополістирольними вставками. Експериментальні дослідження показали, що незалежно від типу дослідних зразків і схеми завантаження, їх міцність і деформативність є різними. Подано результати натурних випробувань плоского монолітного перекриття значних розмірів в плані – 7,6х12,1м загальною висотою 26 см, в середній частині якого розташовані призматичні пінополістирольні вставки перерізом 16х16 см. В розділі 4 розроблено пропозиції щодо розрахунку жорсткостей перекриттів з квадратними, прямокутними і круглими вставками. При цьому перекриття із зазначеною формою однонапрямлених вставок моделювалися як ортотропні плити з використанням методу скінчених елементів. Обгрунтовано розрахункові схеми і запропоновано методику розрахунку плитних залізобетонних конструкцій з двонапрямленими порожниноутворювальними вставками з врахуванням двовісного напружено-деформованого стану бетону. Розроблено алгоритм розрахунку і наведено приклад розрахунку за запропонованою методикою монолітного залізобетонного перекриття. У розділі 5 викладено результати експериментально-теоретичних досліджень бетонних порожнистих блоків. Проведені натурні випробування порожнистих фундаметних блоків номінальними розмірами 0,4х0,6х2,4 м в складі 9-х схем трьохярядної стіни дозволили виявити особливості їх напружено-деформованого стану та критерії несучої здатності за різних схем завантаження. Отримано задовільну збіжність фактичної несучої спроможності порожнистих блоків в складі 9-х стін і теоретичної, визначеної за результатами моделювання в програмних комплексах ANSYS та ЛІРА. В розділі 6 подані технологічні та експлуатаційні особливості плитних порожнистих залізобетонних конструкцій, бетонних порожнистих фундаментних блоків та їх техніко-економічна ефективність. Техніко-економічні показники порожнистих перекриттів підтверджують ефективність використання вставок за рахунок суттвого зменшення витрати бетону і відтак власної ваги, та кількості арматури. Розроблені технологічна схема і пропозиції щодо запровадження у виробництво арболітових вставок, які можна масово використовувати при виготовленні бетонних блоків стін підвалів. В розділі 7 на прикладі окремих будівель наведено досвід проектування і використання на практиці численних порожнистих залізобетонних та бетонних виробів, при розрахунку і конструюванні яких використані результати проведених експериментально-теоретичних досліджень. Насамперед це монолітні залізобетонні перекриття, які широко використовують при зведенні багатоповерхових каркасних споруд і при малоповерховому будівництві. Ці полегшені перекриття були використані на 28 об’єктах, даючи економію бетону і зменшення власної ваги від 18% до 47%. Розроблені загальні конструктивні вирішення і рекомендації щодо використання досліджуваних 4-х типів порожнистих блоків для малоповерхового і середньоповерхового будівництва.

Файли

Схожі дисертації