Совершенствование несущей стеновой системы многоэтажных крупнопанельных зданий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Куликов, Иван Михайлович

• Куликов, Иван Михайлович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Куликов, Иван Михайлович

Введение.

Глава 1. Общий обзор и оценка крупнопанельного сборного домостроения. Научно-производственные основы развития региональных строительных компаний. Цели и задачи исследований.

1.1 Ретроспективный обзор и оценка развития конструктивных систем железобетонных зданий.

1.1.1. Направления развития конструктивных систем железобетонных зданий.

1.1.2. Современные требования к несущим и ограждающим системам зданий.

1.1.3. Общая оценка развития методов расчета железобетонных конструкций.

1.1.4. Проблемы энергосбережения при проектировании и эксплуатации жилых домов.

1.1.5. Оценка состояния крупнопанельных жилых зданий периода массового строительства.

1.2. Научно-производственные основы развития региональных строительных компаний.

1.2.1. Краткий анализ развития строительного производства крупнопанельных железобетонных конструкций в Пензенском регионе и в целом в стране.

1.2.2. Новые конструктивные решения и оценка утепленных бетонных и кирпичных стен крупнопанельных жилых зданий.

1.2.3. Характеристика эффективности бетона и железобетона как современного строительного материала.

1.2.4. Систематизация и оценка научно-производственных основ развития региональных строительных компаний.

1.3. Анализ результатов исследования и методов расчета стен - основных элементов несущей системы крупнопанельных зданий.

1.3.1. Оценка научно-исследовательских программ и результатов экспериментальных исследований.

1.3.2. Оценка методов расчета.

1.4. Проблемы проектирования стен сплошного и многослойного сечения

1.5. Цель, задачи и программа исследований.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Экспериментальные исследования.

2.1. Программа экспериментальных исследований трехслойных стен.

2.2. Конструктивные решения и номенклатура стен крупнопанельных многоэтажных зданий нового поколения.

2.3. Методика натурных испытаний крупнопанельных стен.

2.4. Систематизация зарубежных экспериментальных исследований железобетонных стен с малогабаритными проемами и различной схемой армирования.

2.4.1. Описание конструктивных решений опытных стен.

2.4.2. Характер изменения исследуемых факторов армирования стен с проемами.

2.4.3. Методика испытаний.

Глава 3. Результаты экспериментальных исследований многослойных стен с габаритными проемами.

3.1. Характер напряженного состояния стен.

3.1.1. Характер напряженного состояния бетона и арматуры стеновых панелей с проемами.

3.1.2. Классификация трещин и схем разрушения трехслойных стеновых панелей с проемами.

3.1.3. Закономерности изменения разрушающих усилий трехслойных стеновых панелей при изменении размеров, схем расположения проемов и схем нагружения.

3.1.4. Оценка напряженно-деформированного состояния трехслойных стеновых панелей с габаритными проемами.

3.1.5. Усилия образования трещин в бетоне стен с габаритными проемами. Разрушающие усилия.

3.2. Результаты исследования совместной работы слоев трехслойных стен и армированных, дискретно расположенных перемычек, монолитно соединяющих внешний и внутренний несущий слой.

3.2.1. Конструктивное решение и схема испытания совместной работы слоев стен.

3.2.2. Схема разрушения армированных перемычек между наружным и внутренним несущим слоем стен.

3.2.3. Оценка характера сопротивления узлов сопряжения слоев стен.

3.3. Характер сопротивления армированных стен сплошного сечения с малогабаритными проемами.

3.3.1. Характер образования трещин и разрушения стен при различных схемах армирования поперечной арматурой.

3.3.2. Закономерности изменения разрушающих усилий при изменении схем армирования, вида и количества арматуры.

3.3.3. Разрушающие усилия и усилия образования трещин.

3.3.4. Оценка сопротивления стен сплошного сечения с малогабаритными проемами, армированных вертикальными, горизонтальными, наклонными стержнями и арматурой, повторяющей контур проема.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Исследование напряженного состояния стен с проемами численным методом с помощью проектно-вычислительного комплекса -SCAD.

4.1. Программа исследования. Расчетные схемы.

4.2. Характер распределения нормальных, касательных и главных напряжений по полю стеновых панелей.

4.3. Анализ результатов численного эксперимента стен.

4.3.1. Сопротивление стен с габаритными проемами.

4.3.2. Сопротивление стен с проемами, армированных горизонтальными, вертикальными и наклонными стержнями.

4.3.3. Сопротивление мини-перемычек, соединяющих наружный и внутренний слой стен.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Совершенствование проектирования несущей стеновой системы крупнопанельных зданий. Разработка метода расчета и конструирования железобетонных многослойных стен с проемами на основе аналоговых стержневых моделей.

5.1. Методология построения расчетных моделей и развития методов расчета стен.

5.1.1. Принцип построения стержневых моделей сплошных однослойных стен.

5.1.2. Моделирование сопротивления однослойных стен с отверстиями.

5.1.3. Моделирование сопротивления многослойных стен с габаритными проемами.

5.1.4. Методология построения комплексных стержневых и каркасно-стержневых моделей многослойных стен с проемами.

5.2. Разработка аналоговой комплексной стержневой модели многослойных стен с габаритными проемами, АСМ-п.

5.2.1. Построение стержневой расчетной модели стен с габаритным проемом в центральной части панели.

5.2.2. Модификация аналоговой стержневой модели АСМ стен при изменении положения и размеров проема.

5.2.3. Расчетные аналоговые стержневые модели армированных стен с проемами.

5.2.4. Построение аналоговой стержневой модели мини-перемычек, соединяющих несущий и облицовочный слой многослойных стен.

5.2.5. Единая комплексная пространственная стержневая модель многослойных стен с проемами.

5.3. Расчет аналоговых стержневых моделей АСМ многослойных стен с проемами.

5.3.1. Определение усилий в элементах расчетной модели АСМ несущего слоя многослойных стен.

5.3.2. Определение усилий в элементах расчетной модели АСМ мини-перемычек многослойных стен.

5.4. Каркасно-стержневые модели АКСМ несущего слоя многослойных стен с габаритными проемами.

5.4.1. Построение каркасно-стержневых моделей АКСМ стен.

5.4.2. Определения размеров и положения расчетных сечений в несущих элементах моделей стен АКСМ.

5.4.3. Предельное состояние расчетных сечений каркасно-стержневых моделей стен.

5.5. Расчетные зависимости прочности несущего слоя многослойных стен с габаритными проемами.

5.5.1. Расчетные зависимости прочности несущего слоя многослойных стен.

5.5.2. Расчетные зависимости для определения прочности армированных стен.

5.6. Каркасно-стержневая модель мини-перемычек, соединяющих несущий внутренний и облицовочный внешний слой многослойных стен.

5.6.1. Определение положения и размеров сечений расчетных элементов модели.

5.6.2. Предельное состояние расчетных сечений АКСМ перемычек. Расчетные зависимости.

5.7. Оценка предлагаемого метода расчета многослойных стен с габаритными проемами.

5.7.1. Экспериментально-теоретические основы нового метода расчета стен.

5.7.2. Оценка стержневых СМ и каркасно-стержневых КСМ моделей стен.

5.7.3. Оценка расчетных зависимостей предлагаемого метода расчета на основе сопоставления опытных и расчетных величин.

5.8. Принцип рационального армирования многослойных стен с габаритными проемами.

5.9. Перспективы развития несущих систем зданий.

Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование несущей стеновой системы многоэтажных крупнопанельных зданий»

В современном строительстве бетон, железобетон и кирпичная кладка занимают доминирующее положение, как в нашей стране, так и в мировой практике. Особенностью развития капитального строительства в России в XX столетии было преобладающее использование сборного железобетона. В короткие сроки, в 50-60-е годы, была создана высокотехническая л промышленность сборного железобетона с производительностью до 200 млн.м в год. К 1985-му году объем сборного железобетона увеличился в 25 раз. Значительное развитие получили легкие бетоны. Односторонность развития строительной отрасли наряду с положительными результатами и успехами привела к существенным осложнениям в строительном комплексе страны. Оказалась невостребованной кирпичная промышленность, закрылись предприятия по производству мелкоштучных строительных изделий. Типовое сборное строительство привело к архитектурному однообразию микрорайонов и городов, а также к отсутствию возможности свободной планировки при проектировании жилых домов.

К 2000 году новая экономическая политика и переход к рыночной экономике сбалансировали существующие в строительстве перекосы. Одновременно, без параллельной адаптации к рыночной схеме хозяйствования у предприятий возникли большие сложности в производственной деятельности. Экономический кризис в годы перестройки буквально привел к режиму выживания стройиндустрии России. В 1997г. спонтанное формирование производственных программ, набор объемов и сложность сбыта строительной продукции привели к тому, что загруженность строительных комбинатов и заводов составила всего около 40%. Нестабильное положение предприятий осложнялось проблемами, связанными со слабым развитием рыночных механизмов. Тем не менее, рыночная конкуренция заставила строительные предприятия осваивать новые технологии, участвовать в подрядных торгах, повышать уровень технической оснащенности, оптимизировать цены, сокращать продолжительность строительства, улучшать качество строительных и проектных работ, развивать инвестиционную и инновационную деятельность строительных фирм и самостоятельные поиски заказов, повышать уровень квалификации управленцев, соблюдать договорную дисциплину между взаимными неплатежами на фоне дефицита оборотных средств у большинства предприятий.

Далее набирающие силу рыночные механизмы поставили участников процесса строительства и строительного производства, то есть инвестора -заказчика - проектировщика - подрядчика - субподрядчика - поставщиков в принципиально новые отношения как с государством, так и друг с другом. На этом пути существует целый ряд особенностей, связанных, в том числе, с региональными показателями и индивидуальными методами руководства строительными фирмами.

На вопрос каковы перспективы развития сборного железобетона в новом тысячелетии ответ является очевидным. Сборный железобетон и крупнопанельное домостроение сохранит доминирующее положение в массовом строительстве жилых и общественных зданий, в изготовлении несущих элементов, а также специзделий - шпал, свай, опор и т.д. Предстоит существенно развить автоматизированное производство мелких блоков, изделий, плитки, архитектурных деталей и других видов изделий из обычного и цветного бетона.

Доказательством перспективности развития крупнопанельного домостроения является высокий процент указанных домов в общем показателе домостроения на современном этапе. В Пензенском регионе около 45% новостроек составляют крупнопанельные жилые дома нового типа. Однако на мировом уровне по показателю выпуска бетона и железобетона на одного жителя Россия отстает в 2-2,5 раза. В индустриально развитых странах на о одного жителя затрачивается около 2 м бетона и железобетона. Для успешного развития крупнопанельного домостроения на базе модернизированного производства необходимо провести серию целенаправленных, системных исследований с целью совершенствования несущих конструкций крупнопанельного домостроения. Имеется в виду внедрение в строительство новых конструктивных решений несущих стеновых панелей, отвечающих новым требованиям теплотехнических Норм СНиП II-3-79**. Для вариантного проектирования и замены стеновых панелей стенами из кирпичной кладки также необходима разработка и экспериментальное обоснование новых решений несущей системы зданий. Одновременного совершенствования потребуют узлы сопряжения несущих элементов.

Процесс обновления проектных решений несущих систем крупнопанельных зданий с бетонными и кирпичными стенами осложняется отсутствием новых Норм проектирования железобетонных и каменных конструкций. Действующие Нормы СНиП 2.03.01-84* не переиздавались почти 20 лет. В связи с этим были использованы научные разработки Пензенской государственной архитектурно-строительной академии и усовершенствованы методы расчета стен, в том числе многослойных стен и узлов сопряжений конструкций.

Таким образом, из выше сказанного можно сделать вывод, что тема диссертации является актуальной.

Далее следует объяснить особенности диссертационной работы. Она заключается в том, что задачи исследований диктовались становлением строительной компании ОАО АК «Домостроитель» руководителем, которой является автор диссертации. Одновременно возникли, тесно переплетались и поочередно решались вопросы научно-практического характера, которые касались экономического развития строительного производства и вопросы научно-исследовательского характера по совершенствованию несущих систем крупнопанельного строительства зданий и сооружений.

В связи с ограничением материала рамками диссертации цель и задачи работы определялись только исследованиями несущих конструкций.

Цель диссертационной работы является разработка научно-практических основ перспективного развития производства и строительства крупнопанельных жилых и общественных зданий, а также разработка конструктивных решений бетонных и кирпичных стен и узлов их сопряжений, обеспечивающих новые требования теплотехнических Норм и совершенствующих несущие системы крупнопанельных зданий.

Соподчиненной целью является совершенствование методов расчета трехслойных, армированных стен с проемами на основе модификации аналоговых стержневых и каркасно-стержневых моделей.

Для выполнения поставленных целей ставились следующие задачи:

• Проанализировать опыт развития, дать оценку современного состояния и определить направления и условия дальнейшего развития производства и строительства крупнопанельных жилых и общественных зданий.

• Провести обзор и дать оценку развитию методов расчета бетонных и каменных армированных и неармированных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил.

• Дать оценку уровню экспериментальных исследований стен, проведенных в Центре системного исследования железобетонных конструкций Пензенской государственной архитектурно-строительной академии.

• Привести в систему результаты зарубежных экспериментальных исследований армированных стен, проведенных в Кембриджском и Ноттингемском университетах.

•Разработать конструктивное решение утепленных бетонных и кирпичных стен, а также узлов сопряжения несущих конструкций крупнопанельных зданий.

• Разработать программу экспериментально-теоретических исследований армированных железобетонных и кирпичных трехслойных стен с проемами.

• Провести натурные экспериментальные исследования крупнопанельных армированных трехслойных стен с проемами.

• Провести численный эксперимент для армированных стен с проемами и трехслойным сечением с помощью проектно-вычислительного комплекса - SCAD.

• Провести анализ результатов физического и численного эксперимента, выявить закономерности изменения напряженно-деформированного состояния стен в зависимости от изменения исследуемых факторов и разработать основы сопротивления трехслойных стен с проемами при действии вертикальных и горизонтальных сил.

• Усовершенствовать методологию построения модифицированных аналоговых расчетных стержневых и каркасно-стержневых моделей трехслойных стен.

• Усовершенствовать метод расчета прочности трехслойных стен при действии вертикальных и горизонтальных сил.

• Сформулировать принцип рационального армирования трехслойных стен с проемами.

Автор защищает:

• Научно-практические основы перспективного развития производственной и строительной деятельности региональных строительных компаний.

• Оценку состояния крупнопанельных зданий и направления совершенствования несущих систем крупнопанельного строительства.

• Конструктивные решения утепленных трехслойных бетонных и кирпичных стен и узлов сопряжений несущих конструкций зданий.

• Результаты натурных испытаний трехслойных стен.

• Приведенный в систему материал по зарубежным испытаниям армированных стеновых панелей, развивающий ранее созданную в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии экспериментальную базу бетонных и железобетонных стен.

• Результаты физического и численного эксперимента трехслойных стен с проемами.

• Оценку напряженного состояния трехслойных стен, классификацию трещин и схем разрушения.

• Экспериментальные основы сопротивления трехслойных стен.

• Методологию построения аналоговых стержневых и каркасно-стержневых модифицированных моделей и метод расчета прочности трехслойных армированных стен с проемами.

• Оценку усовершенствованного метода расчета трехслойных стен и направления дальнейшего развития теории сопротивления указанных стен.

Научную новизну работы составляет

• Новые экспериментальные данные о сопротивлении трехслойных утепленных стен на гибких связях при наличии проемов и различных схемах армирования.

• Оценка характера сопротивления армированных трехслойных утепленных стеновых панелей, работающих в несущей системе крупнопанельных зданий.

• Закономерности изменения усилий образования трещин и разрушающих усилий в армированных стеновых панелях с проемами в зависимости от изменения количества и схем армирования.

• Методология построения аналоговых стержневых и каркасно-стержневых моделей трехслойных армированных теплых стен с проемами.

• Усовершенствованный метод оценки прочности трехслойных утепленных армированных стен с проемами.

• Принцип эффективного армирования стен с проемами.

Практическое значение диссертационной работы заключается в совершенствовании конструктивных решений стен и узлов сопряжения несущих конструкций крупнопанельных зданий с бетонными и кирпичными стенами при наличии проемов и армирования, а также методов их расчета. Тем самым усовершенствован процесс проектирования. Повышен уровень проектной документации, а также качество, надежность и долговечность зданий в целом.

Результаты диссертационной работы поэтапно внедряются в ОАО АК «Домостроитель» при разработке проектов и строительстве крупнопанельных зданий в Пензенском регионе. Построено два жилых дома с бетонными стенами и осуществляется в настоящее время строительство многоэтажного дома в микрорайоне Арбеково г. Пензы.

Результаты проведенных исследований совершенствуют теорию сопротивления стен и в этом заключается их научно-теоретическое значение. Кроме того, результаты диссертационной работы активно используются в учебном процессе в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии при изучении студентами курса железобетонных и каменных конструкций.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на научных семинарах кафедры строительных конструкций и научных конференциях в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии, а также на международной конференции в НИИЖБ, РААСН в гг.Москве и Йошкар-Оле. Кроме того, апробация осуществляется эксплуатацией построенных зданий запроектированных с использованием результатов проведенных исследований.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей и одна монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка использованной литературы. Текст изложен на 163 страницах, проиллюстрирован 106 рисунками и таблицами. В списке литературы содержится 122 отечественных и зарубежных переводных источников.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Куликов, Иван Михайлович

Основные выводы и результаты

• Анализ развития рыночной экономики регионального строительства на примере Пензенского региона, а также расчеты и оценка технического состояния производственной базы крупнопанельного домостроения позволили разработать научно-практические основы создания новой акционерной строительной компании регионального уровня. Системообразующими параметрами были приняты реконструкция и модернизация производственной сферы; создание холдинговой системы производственной и строительной деятельности, целью которой является максимальное обеспечение самостоятельности строительной компании, в том числе за счет расширения функций предприятия; создание новых структур и организация управления; разработка научного и инжинирингового обеспечения строительства; совершенствование стеновых несущих систем зданий с использованием новых конструктивных решений стен с последующим экспериментальным обоснованием и развитием методов их расчета; развитие сопутствующих видов производственной деятельности компании; перспективы внедрения новых автоматизированных технологических линий и расширения выпуска строительных изделий; постоянный рост внутренних накоплений за счет увеличения оборотных средства.

• При разработке научно-практических основ сборного домостроения были выявлены основные проблемы, потребовавшие срочных дополнительных исследований, которые и были проведены автором в данной диссертации. Усовершенствованы несущие стеновые системы крупнопанельных зданий, обоснованы три варианта утепленных многослойных стен с бетонными, кирпичными и комбинированными бетонно-кирпичными слоями. Подробно исследованы трехслойные керамзитобетонные стеновые панели.

• Проведен ретроспективный анализ конструктивных решений и методов расчета стен. Сделан вывод, что наиболее перспективным является метод расчета стен, базирующийся на аналоговых стержневых и каркасно-стержневых моделях. Этот метод разработан в Научном центре системного исследования железобетонных и каменных конструкций ПГАСА и включен в проект Норм проектирования нового поколения. Следовательно, развитие метода расчета многослойных стен с проемами целесообразно проводить на основе указанного метода.

• Наличие габаритных проемов значительно изменяет и усложняет напряженное состояние стен, разделяя их на перемычки и простенки, приводит к образованию зон концентрации напряжений, трансформирует траектории главных напряжений, развивает зоны местных напряжений и создает зоны совместной работы перемычек и простенков с повышенным уровнем напряжений, а также изменяет эпюры напряжений в простенках.

• Особенностью сопротивления многослойных стен является наличие несущего слоя и армированных мини-перемычек, объединяющих внешний слой с внутренним несущим слоем. Возникает пространственная работа стен при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок. Таким образом, сопротивление стен складывается из сопротивления несущего слоя, работающего в плоскости, и армированных мини-перемычек, локально нагружающих несущий слой из плоскости. Установлено, что основную роль в сопротивлении исследуемых стен играют главные напряжения, угол наклона которых изменяется от 0 до 90°.

• Произведена классификация трещин в бетоне несущего слоя стен с проемами. Она отличается от аналогичной классификации трещин в стенах сплошного сечения образованием серии новых трещин 2Т-Ст, ступенчато расположенных друг над другом и характеризующих работу бетона на срез, а также введением вертикальной трещины среза Тт, расположенной над углами проема в верхней перемычке. По сути, все классифицированные трещины являются предвестниками соответствующих схем разрушения многослойных стен с проемами.

• Выявлена механика разрушения многослойных стен - разрушение перемычек и простенков по вертикальным и наклонным сжатым полосам бетона и по растянутым арматурным поясам, а также разрушение зон сопряжения перемычек с простенками при диагональном срезе сжатых полос бетона в зоне наложения силовых полей напряжений над углами проемов и разрушение локальных зон концентрации напряжений в опорных сечениях и сечениях, проходящих через вершины. Схемы разрушения характеризуются развитием трещин, соответствующим произведенной классификации. Вид разрушения определяется прочностью бетона и арматуры, конструктивным решением стен и схемой нагружения.

• Проведена оценка влияния концентрации напряжений в зонах сопряжения армированных монолитных мини-перемычек многослойных стен. Выявлено, что разрушение армированных перемычек происходит по диагонально расположенным наклонным полосам при диагональном срезе сжатых полос бетона, по растянутым армированным поясам, а также при разрушении бетона, окружающего анкерующую часть перемычки в несущем слое. Выявлено, что влияние концентрации напряжений высокого уровня распространяется на всю толщину несущего слоя стены в зоне анкеровки армированных перемычек.

• Смещение габаритных проемов в сторону нижней грани способствует повышению прочности перемычек над проемами за счет увеличения их высоты. Одновременно увеличение длины проема снижает прочность простенков за счет уменьшения ширины рабочего сечения. В целом смещение проемов и увеличение их размеров не изменяет принципиального характера напряженного состояния несущего слоя трехслойных стен.

• Совместное действие вертикальных и горизонтальных сил изменяет характер напряженного состояния стен. Образуются новые зоны - наклонные полосы, в пределах которых происходит концентрация траекторий сжимающих и растягивающих напряжений. Выявлена тенденция уменьшения углов наклона траекторий главных напряжений и увеличения уровня напряжений в простенках и перемычках со стороны, наиболее удаленной относительно центра приложения горизонтальных сил. С противоположной стороны стены углы наклона траекторий главных напряжений увеличиваются, напряжения в простенках, начиная с опорного сечения, и перемещения вдоль вертикальной грани стены уменьшаются и далее изменяют знак, становятся растягивающими. Снижаются величины разрушающих нагрузок. Увеличиваются зоны наложения силовых полей.

• Армирование стен с проемами поперечной арматурой в виде горизонтальных, вертикальных и наклонных стержней, равномерно рассосредоточенной в зонах стены над и под проемами, значительно повышает прочность стен. Разрушающие силы соответственно схеме армирования увеличиваются в 1,75^-4,4 раза. Контурное армирование проемов повышает разрушающую силу в 1,5 раза. При этом не изменяется характер напряженного состояния стен. Влияние армирования сказывается на концентрации траекторий главных напряжений, происходит их рассосредоточение, при этом увеличивается ширина расчетных сжатых полос.

• Разработана комбинированная аналоговая стержневая модель АСМ-п трехслойных стен с болыпегабаритными проемами. Методология ее построения основывается на максимальном копировании НДС стен. Модель АСМ-п представляет собой сложную систему ферменной аналогии сопротивления стен, объединяет воедино работу сжатых, растянутых и сжато-растянутых элементов. Вертикальные стержни имитируют работу простенков, наклонные стержни имитируют работу наклонных полос перемычек и зон соединения перемычек с простенками. Принята гипотеза шарнирного соединения стержней. Назначение модели АСМ-п заключается в определении усилий в расчетных элементах стеновых конструкций. Разработаны расчетные зависимости для определения усилий в модели АСМ-п.

• Разработана аналоговая каркасно-стержневая модель АКСМ-п для оценки прочности несущего слоя многослойных стен. Эта модель, по сути дела, является несущим каркасом стены. Она выделяет наиболее нагруженные участки, которые условно названы полосами бетона и арматурными поясами, и образует несущую систему стены.

• Основой построения модели АКСМ-п является определение ширины расчетных полос и арматурных поясов. Задачей каркасно-стержневой модели является определение предельных состояний сечений расчетных элементов модели стен с проемами, на основе которых разрабатываются расчетные зависимости. Предельным состоянием расчетных сечений модели АКСМ-п является достижение действующими напряжениями соответствующих величин расчетных предельных напряжений.

• На основе расчетных моделей АСМ-п и АКСМ-п разработаны расчетные зависимости для определения прочности многослойных стен с проемами.

• Предложен принцип построения аналоговой комплексной пространственной стержневой модели многослойных стен АПСМ-п. Далее требуются специальные исследования для разработки такого рода моделей.

• Проведенные исследования совершенствуют теорию сопротивления многослойных стен с проемами.

• Новый метод расчета многослойных стен сочетает в себе расчет сложной многоэлементной стержневой АСМ и каркасно-стержневой АКСМ модели с простотой нормативного метода расчета сечений и предполагает использование компьютерных технологий.

• Сопоставление опытных и расчетных величин разрушающих сил показало, что разработанные расчетные зависимости хорошо описывают закономерность изменения разрушающих сил при изменении исследуемых факторов, повышают расчетную прочность стен в 1,8-И ,6 раза и обеспечивают безопасность. Отклонение опытных и расчетных величин составляет Ftest/Fca|c= 1,12-И,17.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Куликов, Иван Михайлович, 2002 год

1. Аграновский В.Д. О расчете прочности железобетонных перемычек стен на поперечную силу // Монолитное домостроение. М.: ЦНИИЭП жилища, 1982. с.51-57.

2. Аграновский В.Д., Лишак В.И., Соколов М.Е. Экспериментальные исследования перемычек бескаркасных зданий при перекосе // Монолитное домостроение. М.: ЦНИИЭП жилища, 1979. с. 12-28.

3. Альтшуллер Е.М., Цирик Я.И. О дальнейшем развитии и совершенствовании монолитного домостроения// Бетон и железобетон 1984. -№8.

4. Ашкинадзе Г. Н. Сейсмостойкость железобетонных стен бескаркасных зданий // Прочность, трещиностойкость и деформативность стен крупнопанельных и монолитных зданий: Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции. Пенза, 1990, с.6-7

5. Ашкинадзе Г.Н., Мартынова Л.Д. Исследование работы бескаркасных сборно-монолитных сейсмостойких зданий на натурном фрагменте// Монолитное домостроение. М. ЦНИИЭП жилища, 1982.

6. Ашкинадзе Г. Н., Соколов М. Е., Мартынова Л.Д. и др. Железобетонные стены сейсмостойких зданий: Исследования и основы проектирования. Совместное издание СССР Греция. - М.: Стройиздат, 1988. - 504 с.

7. Баранова Т.И. Железобетонные короткие элементы. Экспериментально-теоретические исследования, методы расчета. Докторская диссертация, 1988

8. Баранова Т.И., Ашкинадзе Г.Н., Багдоев С.Г., Ласьков Н.Н. Прочность стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок Межвузовский сборник научных трудов Казанский ИСИ. Казань, 1991. - С.9.15.

9. Ю.Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Пигин В.А. Совершенствование методов расчета стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. Сборник докладов Международной конференции по бетону и железобетону, с. 45-50., Плесс, НИИЖБ РФ., 1995 г.

10. Баранова Т. П., Багдоев С. Г., Ласьков Н. Н., Пигин В. А. Совершенствование методов расчета железобетонных стен при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. // Известия ВУЗов. Строительство. 1995 №5 6 с. 13-17

11. Баранова Т.П., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Исследование стен зданий и сооружений при различных соотношениях сторон из мелкозернистого бетона. Монография, 2002.

12. Баранова Т.И., Куликов И.М., Васильев P.P. Совершенствование несущей системы крупнопанельных зданий с бетонными и кирпичными стенами Монография, 2002.

13. Баранова Т.И., Куликов И.М., Васильев P.P. Аналоговые расчетные модели многослойных стеновых панелей. Пенза, 2002.-c.300

14. Баранова Т.И., Лаврова О.В., Васильев P.P. Методология моделирования сопротивления железобетонных конструкций. Вестник отделения строительных наук РААСН, вып.З. Москва, 2000.

15. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Совершенствование233нормативного метода расчета стен из мелкозернистого бетона. -Информационный листок № 290-97. Пенза, 1997.

16. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Метод расчета стен на основе каркасно-стержневой модели из мелкозернистого бетона. -Информационный листок № 293-97. Пенза, 1997.

17. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н. Васильев P.P. Прочность высоких и низких стен из мелкозернистого бетона при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил // Сборник докладов XXIX научно-технической конференции, Пенза, ГАС А, 1997, с.13.

18. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Сопротивление железобетонных стен с проемами-отверстиями при действии поперечных сил. Вестник отделения строительных наук - РААСН. 1994-1998, вып. 2. Москва, 1999.

19. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Моделирование работы стен с отверстиями и проемами. Вестник Волжского регионального отделения РААСН, вып. 4. Нижний Новгород, 2000.

20. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Васильев P.P. Проблемы проектирования стен с проемами. Сборник научных статей Международной научно-технической конференции по строительству. Кипр, 2000.

21. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н., Пигин В.А. Совершенствование нормативных методов расчета стен крупнопанельных и монолитных зданий Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции. -Казань, 1989.

22. Баранова Т.И., Ласьков Н.Н. Повышение надежности сплошных стен крупнопанельных и монолитных зданий Повышение качества и надежности строительства и реконструкции. Тезисы докладов на зональном семинаре. -Пенза, 1989.

23. Баранова Т.П. Ласьков Н.Н., Артюшин Д.В. Основы сопротивления стен из каменной кладки совместному действию вертикальных и горизонтальных сил. Монография. Депонирована в ВНИИНТПИ №11782, 2000

24. Баранова Т.И., Лаврова О.В., Хао Чан Комплексные экспериментально-теоретические исследования коротких балок при изменении различных факторов. Монография, 1999

25. Барков Ю.В., Глина Ю.В. Экспериментальные исследования монолитных зданий при испытании крупномасштабной модели // Исследования работы конструкций жилых зданий. М. ЦНИИЭПжилища, 1974.

26. Бубуек И.В., В.Г. Имас, А.Ф. Кирпий. Результаты исследований стен монолитных зданий при знакопеременных нагрузках // Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов в условиях сейсмических воздействий. М. ЦНИИЭП жилища, 1990. С. 45-64.

27. Бубуек В. М., Оссученко К. А. Исследование напряженно235деформированного состояния стен монолитных зданий МКЭ // Строительная механика и расчет сооружений. 1990 №4 с. 57 62

28. Бубуек И. В. Исследование напряженно-деформированного состояния МКЭ. // Строительная механика и расчет сооружений 1990 №4 с. 57 62

29. Бидный Г. Г., Клованич С. Ф., Осадченко К. А. Расчет железобетонных конструкций при сложном нагружении МКЭ // Строительная механика и расчет сооружений. 1986 №5 с. 22

30. Валь Е.Г. Исследование работы 16-этажного монолитного бескаркасного жилого дома при воздействии горизонтальных нагрузок // Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. М. Стройиздат, 1974.

31. Васильев P.P. Сопротивление железобетонных стен с проемами и отверстиями при действии поперечных сил. Материалы XXX научно-технической конференции. Пенза, 1999.

32. Винокуров А. П. Работа железобетонных стеновых панелей на горизонтальные силы, действующих в плоскости. В кн.: Новые исследования по технологии, расчету и конструированию железобетонных конструкций: СБ. научн. тр. / НИИЖБ. М. - 1987. - с. 21 - 27.

33. Временные указания по проектированию и строительству монолитных и сборно-монолитных зданий повышенной этажности в Молдавской ССР. РСН 13-77. Кишинев: Тимпул, 1977.

34. Гвоздев А.А., Дмитриев С.А., Крылов С.М. и др. Новое о прочности железобетона. М. Стройиздат, 1977.

35. Гвоздев А.А., Залесов А.С.,Титов И.А. Силы зацепления в наклонной трещине // Бетон и железобетон. 1975. № 7.

36. Гениев Г.А.,Кисюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М. Стройиздат, 1974.

37. Глина Ю. В. Современное представление о прочности и деформативности монолитных несущих стен на основе отечественных и зарубежных исследований // Энергетическое строительство 1991 №9 с. 11-15

38. Джаниманов Д. Д. Прочность стеновых панелей из ячеистого бетона по236наклонным сечениям. Новое в технологии, расчете и конструировании железобетонных конструкций: СБ. тр. / НИИЖБ Госстроя СССР. М. - 1987. -с. 31 -35

39. Измаилов Ю. В. Расчет стен бескаркасных зданий при разрушении по наклонному сечению. Строительная механика и расчет сооружений 1990 №4 с. 91-96

40. Измайлов Ю. В. Сейсмостойкость монолитных зданий. Кишинев. 1989

41. Измайлов Ю. В. Теоретические и экспериментальные исследования железобетонных стен бескаркасных зданий при динамических нагрузках. Развитие методов расчета на сейсмостойкость: Сб. научн. тр. / ЦНИИСК. -М. 1987. с. 106-107

42. Измайлов Ю.В., Кирпий А.Ф. Прочность и деформации при перекосе сплошных железобетонных панелей с различными схемами армирования // Экспериментальные исследования сейсмостойких зданий и развитие теории сейсмостойкости. М.: ЦНИИСК им. Кучеренко, 1984

43. Измайлов Ю.В., Кирпий А.Ф. и др. Сейсмостойкость монолитных зданий в Кишеневе при землетрясении 1986 г.// Жилищное строительство. №8.

44. Инструкция по проектированию конструкций панельных жилых зданий. ВСН 32-77. М. Стройиздат, 1978. - 177 с.

45. Камейко В. А., Алексеев П. И. Исследование несущей способности стеновых панелей крупнопанельных зданий с учетом закрепления по контуру // В кн.: Исследование конструкций крупнопанельных зданий: Сб. тр. / ЦНИИСК. М. 1981. с. 25-42

46. Карпенко Н. И. Теория деформированного железобетона с трещинами.2381. М. Стройиздат, 1976 204с.

47. Кодекс-образец. ЕКБ-ФИП для норм по железобетонным конструкциям, том И. (перевод на русский язык). М. НИИЖБ, 1984.

48. Коноводченко В.И., Черкашин А.В., Подгорный В.А. Несущая способность перлитобетонных панелей при перекосе// Тезисы докладов всесоюзного совещания «Проектирование и строительство сейсмостойких зданий и сооружений», г. Фрунзе. М., 1971.

49. Кулиев Р.А. Прочность и деформации бетонных и легкобетонных панелей при загружении их в своей плоскости. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1969.

50. Куликов И.М. Крупнопанельное домостроение в Пензенском регионе на рубеже третьего тысячелетия. Сборник научных трудов конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика», РААСН, ПДЗ, Пенза, 2002

51. Куликов И.М. Ретроспективный анализ и направления развития конструктивных систем железобетонных зданий. Брошюра. Обзорно-аналитический материал ЦНТИ, 2001 г

52. Куликов И.М. Оценка состояний крупнопанельных жилых зданий периода массового строительства. Брошюра. Обзорно-аналитический материал ЦНТИ, 2002г

53. Куликов И.М. Энергосбережение актуальная проблема в строительстве жилых домов. Брошюра. Обзорно-аналитический материал ЦНТИ, 2002г

54. Куликов И.М. Оценка развития методов расчета железобетонных конструкций. Брошюра. Обзорно-аналитический материал ЦНТИ, 2002г

55. Куликов И.М. Развитие строительного производства железобетонныхизделий в Пензенском регионе. Брошюра. Обзорно-аналитический материал2391. ЦНТИ, 2002г

56. Куликов И.М. Развитие крупнопанельного домостроения в Пензенском регионе. Пенза, 2002.-е. 130

57. Курдюков Т.В. Особенности нелинейного деформирования и предельного состояния конструкций монолитных диафрагм жилых зданий // Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. М. ЦНИИЭПжилища, 1981.

58. Ласьков Н.Н., Баранова Т.И. Установка для испытания фрагментов стен на действие вертикальной и горизонтальной нагрузок / Информ.листок №191-85 / Пензенский ЦНТИ. Пенза. 1985.

59. Лишак В.И. Оптимизация армирования железобетонных стен из монолитного бетона // Научно-технический прогресс в области индустриализации монолитного домостроения: Тез. докл. Всесоюз. совещания (Кишинев, 1978). -М.: ЦНТИ Госгражданстроя, 1978. С. 60-65.

60. Лишак В.И., Соколов М.Е., Кавыршин М. и др. Рекомендации по конструированию и расчету несущих систем бескаркасных зданий. Научно-техническое сотрудничество с зарубежными странами. - М. ЦНИИЭПжилища, 1982.

61. Мартынова Л.Д., Мартынова Н.Г., Адулаева Н.П. Испытания вертикальных сопряжений монолитных стен на воздействие сил сдвига // Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. М. ЦНИИЭПжилища, 1986. - С.34-41.

62. Нудель Г. В., Микрюков В. А., Филипов Б. П., Муромский К. П. Стеновые панели повышенной прочности. // Ограждающие конструкции. Сб. тр. / РПИ Ленпромтсройпроект. Л - 1989 - с. 97 - 106

63. Поляков С. В. Сейсмостойкие конструкции зданий. М., высшая школа., 1983.-306 с.

64. Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов: Сб. научн. тр. / ЦНИИЭП жилища. М. 19818 8. Рекомендации по конструированию и расчету несущих систем бескаркасных зданий. М. ЦНИИЭПжилища, 1982.

65. Рекомендации по определению прочностных и деформационных характеристик бетона при неодноосных напряженных состояниях. М. НИИЖБ, 1985.-72 с.

66. Рекомендации по проектированию конструкций бескаркасных монолитных зданий. М. ЦНИИЭПжилища, 1976.

67. Рекомендации по расчету и конструированию монолитных и панельных стен жилых зданий для сейсмических районов. М. ЦНИИЭПжилища, 1985.

68. Розенберг М. Я., Загродский П. Ю. Прочность легкобетонных элементов монолитных стен при плоском напряженном состоянии // Бетон и железобетон 1992г. - №11 с. 26 - 28

69. Республиканские строительные нормы. РСН 13-87. Строительство монолитных зданий в сейсмических районах Молдавской ССР. Кишинев: Тимпул, 1988 108с.

70. Руководство по проектированию конструкций и технологии возведения бескаркасных монолитных зданий. М. Стройиздат, 1982.

71. Сапожников А. И. Проектирование сейсмостойких зданий и сооружений. Основные проблемы. // Известия ВУЗов. Строительство. 1996 №11 с. 32 36

72. Скрипник Т.В. Напряженное состояние монолитных стен бескаркасных зданий в зонах высокой сейсмичности// Конструкции полносборных жилых зданий. М. ЦНИИЭПжилища, 1986. С.9-32.

73. Смирнов С. Б., Залесов А. С., Ордобаев Б. С. Расчет прочности железобетонных стен диафрагм методом однородных полей // Бетон и железобетон 1991 №6 с. 22 24

74. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. М. Стройиздат, 1976.- 79 с.

75. ЮО.СНиП П-7-81. Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования. М. Стройиздат, 1981.

76. Соколов М.Е., Аграновский В.Д. Прочность и трещиностойкость железобетонных перемычек панельных стен при действии поперечных сил // Бетон и железобетон. 1971. №11. с.22-24.

77. Юб.Шеина С.Г. Прочность и трещиностойкость наклонных сечений железобетонных элементов при совместном действии продольных сжимающих и поперечных сил. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Киев. КИСИ, 1984.

78. Alexander С. М., Heidberecht А. С., Tso W. К. Cyclic Load Test on Shear Wall Panels // Proc. V WCEE. - Rome, 1973.

79. Barda F., Hanson J. v., Colrey W. G. Shear Strenght of Low Rise Walls With Boundary Elements // Reinforced Structures in Seismic Zones. Publication SP-53. -Detroit: ACI, 1977

80. Cardenas А. е., Russel H. G., Corley W. G. Strength of Low Rise Structural Walls // Reinforced Concrete Structures Subjected to Wind and Earthquake Forces. Publication SP-63. - Detroit: ACI, 1980

81. O.Kong F.K and Sharp G.R. Shear strength of lightweight reinforced concrete deep beams with web openings. The Structural Engineer. Vol. 51, No. 8/ August 1973. pp.267-275

82. Kong F.K and Sharp G.R. Structural idealization for deep beams with web openings. Magazine of Concrete Research: Vol.29, No. 99: June 1977

83. Mau S .Т., Hsu Т. Т. C. Shear Desidn and Analysis of Low-Rise Structural Walls // ACI Journal. 1986. - V. 83. №2

84. Paulau T. Coupling Beams of Reinforced Concrete Shear Walls. Journal of the Structural Division ASCE, vol.97, ST3, Mar. 1971, pp.843-862.

85. Paulau T. Simulated Seismic Loading of Spandrel Beams. Journal of the Structural Division ASCE, vol.97, ST9, Sept. 1971, pp.2407-2419.

86. Paulau T. Ductility of Reinforced Concrete Shear-walls for Seismic Areas // Reinforced Concrete Structures Subjected to Wind and Earthquake Forces.

87. Publication SP-53. Detroit: ACI, 1977

88. Paulau Т., Park R., Phillips M. N. Horizontal Construction Joints in Cast in Place Reinforced Concrete // Shear in Reinforced Concrete. Publication SP-42. -Detroit: ACI, 1974

89. Paulau Т., Priestley M., Sygne A. Ductility in Earthquake Resisting Squar Shear-walls // ACI Journal. 1982. - V.79 - №4

90. Tassios T. R., Vasonry, Infill and R. C. Walls under Cyclic Action Anyited Stete of Art Report // CIB Symposium on Wall Structures Warsaw: 1984

91. Vecchio F. I., Collins M. P. The Modified Compression-Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear // ACI Journal. 1986.-V. 83-№2

92. Wierzbicki S. Warunki pracy nadproza zelbetowego w scianie usztywniajacej. Institut techniki budowlanej. Warszawa, 1978, 184S.