Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Будівельні конструкції, будівлі та споруди


Лі Чикей. Штангове армування конструкцій, що мають тріщини : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2002.



Анотація до роботи:

Лі Чинкей. Штангове армування конструкцій, що мають тріщини. – 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, Харків, 2002.

Дисертація присвячена розробці посилення конструкцій, що мають тріщини, штанговою арматурою, яка закладається в спеціальні пробурені отвори, які закріплюються з одного боку клеєним шаром, з другого – гайкою, за допомогою якої напружується.

Аналітично здобуто співвідношення між параметрами штангової арматури та конструкції, що підсилюється, яке дозволяє підібрати оптимальні розміри та розміщення штанги з найбільшим ефектом.

Побудовані графіки, що дають змогу знайти розташування, довжину, діаметр штангової арматури для підсилення стін будівель із цегли, при наявності тріщин, для відновлення необхідної жорсткості.

Виконані лабораторні, чисельні (за допомогою програми DEM) та натурні дослідження по виявленню ефективності штангового армування склепінь, що мають розгалужену структуру розташування тріщин, та встановлення механізму взаємодії конструкції і штанг як у стаціонарному стані, так і в стані руйнування.

Виявлений вплив відносної товщини шарів склепіння на підвищення несучої здатності при штанговому армуванні.

Здійснено впровадження результатів роботи в склепінні зі штанговим армуванням в КНР.

1. Аналітично встановлений зв'язок між параметрами напружено-деформованого стану штангової арматури, що навантажуеться, і параметрами напружено-деформованого стану частин тріснутої конструкції цегельних стін і склепіннів,що з'єднуються, з якого випливає, що:

нормальні напруги в штанговій арматурі і дотичні напруження в шарі, що клеїть, у місці закріплення міняються за законом показової функції з негативним аргументом;

необхідна глибина закладення штангової арматури в масив залежить від твердості штангової арматури, модуля зсуву матеріалу шару, що клеїть, товщини цього шару і діаметру штанги;

при натязі штангової арматури тріщини між окремими частинами конструкції закриваються, а ці частини виявляються зтиснутими;

штангова арматура в склепіннях із регулярною структурою тріщин сприймає зсуви, що виникають між окремими шарами структури;

опорна деталь штанги працює як тонка кільцева плита, навантажена розподіленим навантаженням із вільним зовнішнім краєм і затиснена по внутрішньому краю.

2. Чисельно досліджений вплив штангового армування на відновлення жорсткісних сткостных параметрів цегельних стін із тріщинами, із якого робиться висновок, що:

стягування тріснутих стін будинку і всього будинку в цілому за допомогою штангового армування лише частково відновлює вихідну міцність стін і будинку;

вплив штангового армування на відновлення вихідної міцності стін будинку значною мірою залежить від розташування тріщин по фасаду і від довжини тріщин;

оцінити вплив діаметра, довжини й кількості штанг на зміну відносної твердості стін із тріщинами при різних умовах обпирання на фундамент можна за допомогою графіків, побудованих у роботі з результатів чисельних розрахунків, виконаних за допомогою програмного комплексу SCAD, в основу якого закладений метод кінцевих елементів.

3. Вплив штангового армування на роботу склепінь, що мають регулярну структуру тріщин, залежить від співвідношення товщини окремого шару до прогону; тому запропонована наступна класифікація покрівель штреку з тріщинами:

покрівля з тонкими шарами (a/L 1/30);

покрівля із шарами середньої товщини (1/30 < a/L < 1/10);

покрівля з товстими шарами (a/L 1/10).

4. Механічна дія штангової арматури на покрівлю полягає в утворенні конуса стиску між двома кінцями штанги за рахунок ущільнення шарів покрівлі між собою, що приводить до збільшення сили тертя між шарами і, отже, до стабілізації всього склепіння.

5. Радіальні і тангенціальні сили, що діють на штангу, пов'язані між собою, тому що відносні переміщення шарів, призводять до збільшення подовжньої сили, що діє в штанговій арматурі. У свою чергу, збільшення подовжньої сили збільшує опір пересуванню шарів у поперечному напрямку.

6. Несуча здатність склепіння покрівлі з регулярною структурою тріщин, посилена штанговим армуванням, зростає в порівнянні з несучою здатністю склепіння покрівлі без штангового армування в такий спосіб:

для покрівлі з товстими шарами в 3 рази;

для покрівлі із шарами середньої товщини в 3,6 рази;

для покрівлі з тонкими шарами в 4,4 рази.

7. Переміщення склепіння покрівлі зі штанговим армуванням у момент обвалення зростає порівнянні з аналогічним переміщенням склепіння без штанг таким чином:

для покрівлі з товстими шарами в 1,8 рази;

для покрівлі із шарами середньої товщини в 2,4 рази;

для покрівлі з тонкими шарами в 4,2 рази.

8. Штангове армування призводить до зміни місць розшарування окремих шарів склепіння штреку. При штанговому армуванні розшарування спостерігається в глибині, у верхній частині анкерованих шарів, без штанг – у кутах між покрівлею й стінками, і в нижній частині склепіння.

9. Руйнування склепіння покрівлі з розвинутою структурою тріщин відбувається послідовно, воно супроводжується розшаруванням і обваленням окремих шарів покрівлі. Руйнування склепіння покрівлі з розвинутою структурою тріщин, посиленого штанговим армуванням, відбувається миттєво через вичерпання несучої здатності всього склепіння або від зрізу в місці стику склепіння зі стінкою.

10. Розрахункова схема покрівлі штреку з розвинутою структурою тріщин, посиленої штанговим армуванням, змінюється в часі:

спочатку - це складена балка, стягнута штангами в поперечному напрямку;

потім склепіння, близьке до кругового, працююче за арковою схемою, і армоване штангами в похилих поперечних перерізах.

11. Чисельний експеримент, проведений за допомогою програми DEM, для вивчення роботи склепіння покрівлі штреку з розвинутою структурою тріщин і посиленого штанговим армуванням, підтвердив можливості використання програм, заснованих на методі дискретних елементів, для аналізу роботи й руйнування подібних типів конструкцій.

12. Параметри штангової арматури при зміцненні склепіння штреків із розвинутою структурою тріщин повинні проектуватися в середній частині прогону на основі роботи складеної балки. Параметри кутових штанг визначаються з умови міцності на зрушення в опорних зонах склепіння.

13. Оптимальне проектування посилення склепінь штанговим армуванням складається в підборі таких параметрів штанг, при яких відбувається одночасне руйнування склепіння в конику й п'ятах.

14. Результати дисертаційної роботи впроваджені під час проектування підсилення склепіння вугільних штреків у розрізі Схід – 221 шахті Ваннянь, у Китайській Народний Республіці.