Болдар Олена Леонідівна. Тришарова збірно-монолітна конструкція купольних покриттів будівель і споруд

Краткое описание

Болдар Олена Леонідівна. Тришарова збірно-монолітна конструкція купольних покриттів будівель і споруд: дисертація канд. техн. наук: 05.23.01 / Київський національний ун-т будівництва і архітектури. - К., 2003.

Болдар О.Л. Тришарова збірно-монолітна конструкція купольних покриттів будівель і споруд. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 будівельні конструкції, будівлі та споруди. Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2003.
Дисертацію присвячено створенню ефективної конструкції тришарових збірно-монолітних куполів, що швидко зводяться, із застосуванням матеріалів на гіпсових в’яжучих. Запропоновано нову конструкцію збірної частини купола із листового матеріалу і утеплювача, яка служить незнімною опалубкою при нанесенні зовнішнього монолітного шару бетону. Для монтажу збірної частини і забезпечення її жорсткості в процесі нанесення монолітного шару торкрет-бетону запропоновано конструкцію знімного тросо-кільцевого оснащення. На основі проведених експериментальних досліджень поведінки гіпсокартону розроблено конструкцію експериментального купола із гіпсокартону і пінополістиролу (збірна частина). Проведено статичний аналіз роботи збірної частини купола з тросо-кільцевим оснащенням за допомогою розробленої скінченноелементної розрахункової моделі, в якій жорсткості скінченних елементів визначено за даними експериментальних досліджень гіпсокартону. Випробування експериментального купола статичним навантаженням підтвердили адекватність розрахункової моделі і дозволили виконати доробку конструкції купола. Розроблено рекомендації з конструювання, розрахунку та зведення запропонованої конструкції та методику побудови скінченноелементної розрахункової моделі купола.

В дисертації вирішена актуальна науково-технічна задача, що полягає в створенні ефективної конструкції тришарових збірно-монолітних куполів, в яких зовнішній монолітний шар виконується з торкрет-бетону, середній шар - з плитного утеплювача, а внутрішній збірний шар - з листового матеріалу, наприклад, ГКЛ. Задачу вирішено шляхом теоретико-експериментальних досліджень напружено-деформованого стану збірної частини купола, яка підтримується зсередини знімним тросо-кільцевим оснащенням. Основні результати, отримані в дисертаційній роботі, такі.
1. На основі аналізу вітчизняного і закордонного досвіду будівництва куполів громадських будівель обґрунтовано доцільність розробки і досліджень тришарових збірно-монолітних куполів з використанням матеріалів на гіпсових в'яжучих і сумісних з ними матеріалів.
2. Розроблено нову конструкцію тришарового збірно-монолітного купола, збірна частина якого виконана з листового матеріалу і утеплювача і служить опалубкою, що залишається при нанесенні зовнішнього монолітного шару бетону. Для монтажу збірної частини купола і забезпечення її жорсткості при нанесенні на неї бетонної суміші використовується знімне тросо-кільцеве оснащення.
3. Для чисельних досліджень напружено-деформованого стану збірної частини розробленого купола було прийнято МСЕ, який дозволив досить повно врахувати такі особливості конструкції, як піддатливість швів між збірними елементами, умови спирання збірної частини купола на кільця тросо-кільцевого оснащення, та обґрунтувати необхідність застосування підсилюючих елементів.
4. Для визначення жорсткостей СЕ було використано міцністні і деформативні характеристики гіпсокартону в стані природної вологості при температурі навколишнього середовища 18-28С, які були отримані в результаті випробування зразків ГКЛ на стиск і твердість.
5. В результаті чисельних розрахунків встановлено, що в процесі навантаження купола по протилежних секторах рівномірно розподіленим навантаженням, рівним вазі першого шару гіпсобетону, відбувається вирівнювання початкових викривлень форми, отриманих через несиметричне навантаження. При цьому, завдяки наявності тросо-кільцевого оснащення зсередини купола і зовнішніх дерев'яних поясів, максимальні напруги не перевищують розрахункових опорів ГКЛ на розтягання і стиск, а переміщення характерних точок поверхні купола менше допустимих приблизно на порядок.
6. Випробування експериментального купола у вигляді сегменту сфери діаметром основи 6 м показали, що при навантаженні, яке замінює перший шар гіпсобетону, конструкція працює в пружній стадії. Деформативність купола залежить від швидкості прикладання навантаження та висихання гіпсобетонної суміші у швах, а також жорсткості тросо-кільцевого оснащення і зовнішніх дерев'яних поясів.
7. При зіставленні чисельних і експериментальних даних про переміщення характерних точок експериментального купола отримано якісний і кількісний їхній збіг з різницею менше 20% на більшості етапів навантаження поверхні купола, що свідчить про адекватність розрахункової моделі.
8. Розроблено рекомендації щодо конструювання, розрахунку та зведення розробленої конструкції тришарових збірно-монолітних куполів типу "ГІПСОПЛАСТОН". В порівнянні з куполами АКТС "ГІТОР" на нову конструкцію витрачається значно менше гіпсобетону і сталі.
9. Запропоновано методику побудови розрахункової моделі збірної частини збірно-монолітних куполів типу "ГІПСОПЛАСТОН" з урахуванням реальної жорсткості матеріалу збірної частини купола в стиках між елементами й в місцях контакту купола з кільцями знімного оснащення.
10. Основні методичні підходи до розробки розрахункової моделі збірної частини купола пройшли апробацію при оцінці напружено-деформованого стану головного купола Мусульманського центру по вул. Лук'янівській в м. Києві, а також при проектуванні і будівництві експериментального купола типу "ГІПСОПЛАСТОН".