Анотація до роботи:

Бассіл Марееі Мухамед. Ефективні рішення покрить підземних будівель з тонкостінних монолітних залізобетонних оболонок для умов Близького Сходу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01– будівельні конструкції, будівлі та споруди, Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, м. Харків, 2003 р.

Захищається рукопис, що містить методики створення ефективних конструкцій покрить монолітних підземних залізобетонних будинків для кліматичних умов Близького Сходу.

Розроблена методика розрахунку положистих куполів підземних будинків з обліком температурно-вологісних впливів і реальної роботи матеріалів. Уточнені температурно-вологісні режими роботи будівельних конструкцій у субтропічному поясі за даними регіональної класифікації кліматичних зон, запропоновані розрахункові залежності річного ходу основних параметрів середовища (потенціалу вологості і температури), сформульовані граничні умови задач тепло-волого-провідності. Розраховано розподіл потенціалу вологості по товщині залізобетонних оболонок, що найбільш частіше зустрічаються при однобічному висиханні.

Запропоновано методику визначення напружень від усадки і набуханні шляхом введення еквівалентних температур. Проведено оцінку ступеня впливу кліматичних умов на напружено-деформований стан оболонок шляхом чисельних досліджень усадочних напружень методом кінцевих елементів з використанням програмного комплексу Ліра Windows. Розроблено методику розрахунку куполів, що дозволяє враховувати фізичну нелінійність залізобетону – тріщини і повзучість. Виявлено, що повзучість бетону істотно впливає на розподіл зусиль у системі, складеної з тонкостінного купола і масивної кільцевої балки. Попередня напруга кільцевої балки дозволяє не тільки забезпечити її тріщиностійкість, але і зменшує розтягання приопорної зони купола в окружному напрямку.

Розроблена методика розрахунку покрить – оболонок підземних будинків із плоским прямокутним контуром. Розроблено кінцево-різницеву модель положистої оболонки двоякої кривизни, складені алгоритм і програма SHELL для ПК. Проведено числові дослідження температурно-усадочних напружень у залізобетонних прямокутних оболонках на прикладі розрахунку оболонки розміром 12х12 м. Дослідження усадочних напружень виконано, використовуючи розроблені підходи і програмний комплекс SCAD для Windows, що реалізує метод кінцевих елементів у переміщеннях.

З'ясовано, що оболонка переносу в процесі зміни вологісного режиму, аж до повного висихання, проходить стадії з більш високим рівнем напружено-деформованого стану, чим кінцеве. Виявлено велику роль бортового елемента. Деформації бортового елемента знижують зусилля в оболонці. Визначені найбільш напружені зони оболонки, що дає можливість її раціонального армування. Як показують розрахунки, облік геометричної нелінійності збільшують зусилля і переміщення майже в два рази.

Визначені «верхні» граничні навантаження для різних схем розташування оболонки покриття щодо денної поверхні землі, а також габаритно-конструктивні розміри й умови на контурі. Покриття підземних будинків оболонками двоякої кривизни на плоскому прямокутному контурі ефективно для вертикально рівномірно розподілених навантажень і характеризується малим будівельним обсягом. Визначено оптимальні конструктивні рішення покрить-оболонок підземних будинків. Виконано аналіз, класифікація і сформована модульний ряд конструкцій покрить-оболонок застосовуваних у підземному просторі при глибині від денної поверхні землі до 10 м.

Розроблено методичні рекомендації з проектування й економічної оцінки покрить-оболонок підземних будинків для умов Близького Сходу. Результати дослідження впроваджені у проектування і будівництво об'єктів в Україні і Сирії.

1. Уточнені температурно-вологісні режими роботи будівельних конструкцій у субтропічному поясі за даними регіональної класифікації кліматичних зон, заснованої на обробці результатів метеорологічних спостережень місцевих обсерваторій, наприклад, Сирії. Запропоновані розрахункові залежності річного ходу основних параметрів середовища (потенціалу вологості і температури) для формулювання граничних умов задач тепло-вологопровідності в перерізах залізобетонних конструкцій будівель та споруд.

2. Визначені поля потенціалу вологості в перерізах в найбільш частіше зустрічаємих залізобетонних оболонках при однобічному висиханні. Розроблено прийоми використання сучасних програмних комплексів для розрахунку напружень від усадки і набрякання шляхом введення еквівалентної температури. Визначені її значення для різних моментів часу.

3. Розроблено методику розрахунку круглих у плані підземних покрить із залізобетону з урахуванням реальної роботи матеріалу, тріщин і повзучості.

4. Проведено оцінку ступеня впливу кліматичних умов на напружено-деформований стан оболонок шляхом чисельних досліджень усадочних напружень методом кінцевих елементів з використанням програмного комплексу Ліра Windows. Виявлено істотний вплив градієнта усадочних деформацій по товщині оболонки, повної усадки бетону оболонки, повної усадки опорного елементу на напруження і зусилля в її елементах.

5. Розроблено методику розрахунку напружено-деформованого стану підземних оболонок - покрить двоякої кривизни з плоским контуром і різними конструктивними особливостями (змінності товщини оболонки; схемою навантаження), алгоритм і програма для ПК.

6. Виконано аналіз напружено-деформованого стану оболонки переносу на прямокутному плані за допомогою ПК SCAD для Windows від усадки для різних параметрів потенціалу вологості і температури.

7. За допомогою математичного моделювання і використання методу кінцевих елементів вияснено, що оболонка переносу в процесі зміни вологісного режиму, аж до повного висихання, проходить стадії зі значно високим рівнем напружено-деформованого стану, ніж кінцеве.

Виявлено велику роль бортового елементу у формуванні напружено-деформованого стану оболонки. Деформації бортового елементу знижують зусилля в оболонці.

Визначені найбільш напружені зони оболонки, що дає можливість раціонального армування.

8. Розроблено пропозиції по ефективних рішеннях покрить-оболонок підземних будинків і споруд. Виявлено їхні раціональні типи в результаті чисельних досліджень на основі уточненої методики оптимізації. Запропоновано класифікацію і сформований модульний ряд конструкцій покрить-оболонок, застосовуваних у підземному просторі при глибині від денної поверхні землі до 10 м.

9. Результати дослідження впроваджені в проектування і будівництво об'єктів в Україні і Сирії.