Направление 2 Разработка, исследование и совершенствование методов расчета конструкций и сооружений
| Вид материала | Исследование |
СодержаниеТретье заседание А.И. Мустафин Э.Х. Музафаров Р.Ф. Абударов И.М. Галялтдинов Д.В. Мельников М.Ф. Муртазина М.И. Саитов Р.Э. Хайруллин Т.С. Сафиуллин Л.Х. Хамитова Г.С. Бадрунова И.И. Хаертдинова К.Р. Сатаров Д.С. Шарипова, Ю.В. Маданова Н.С. Лизунова, Д.А. Павлов Л.Л. Ахметова Е.Е. Захарова, Р.Р. Василькина Р.Р. Сагутдинов, Р.Н. Гайфуллин, А.И. Вильданов Секретарь А.В. Исаев ... Задачи конференции: обсуждение аналитических методов расчета зданий, сооружений, 31.66kb. ТРЕТЬЕ ЗАСЕДАНИЕ9 апреля, 9.00, ауд. 12–304 1. А.Г. Бородина (гр. 7ПГ506, н. рук. Г.П. Никитин). Расчет по второй группе предельных состояний контактных стыков железобетонных колонн с сетками косвенного армирования. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках дипломного проектирования по кафедре железобетонных и каменных конструкций. Целью данной работы является определение характера образования и развития трещин в контактных стыках колонн с сетками косвенного армирования. В данной работе составлена компьютерная модель разрушения контактного стыка железобетонных колонн от действия сжимающей силы. Численный эксперимент выполнен в программном комплексе «Лира-9.6». Используется принцип постепенного нагружения стыка, в конечном итоге стык доводится до разрушения. Практическая значимость заключается в получении зависимости ширины раскрытия трещин в контактном стыке колонн с сетками косвенного армирования от различных параметров стыка. 2. А.И. Мустафин (гр. 7ПГ506, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование усиленных обоймой внецентренно сжатых железобетонных элементов с учетом напряженного состояния до усиления. В практике реконструкции и нового строительства зданий и сооружений часто возникает необходимость усиления конструкций и их отдельных элементов. К числу наиболее ответственных конструкций, подверженных необходимости усиления, относятся сжатые элементы – внецентренно нагруженные железобетонные колонны здания. В данной работе рассматривается усиление железобетонных колонн способом увеличения площади поперечного сечения с применением железобетонной обоймы. Основным фактором проведенных численных исследований является учет напряженного состояния до усиления. Все расчеты проведены в расчетном комплексе Лира с использованием метода конечных элементов. В процессе моделирования была учтена физическая нелинейность и сделана попытка моделирования контактного шва. В результате исследований были получены зависимости эффекта усиления от величины напряженного состояния до усиления и толщины обоймы. Разработаны рекомендации усиления железобетонных колонн методом железобетонной обоймы. 3. Э.Х. Музафаров (гр. 7ПГ506, н. рук. А.Б. Антаков). Исследование напряженно-деформированного состояния фундамента в свайно-плитном и свайном исполнении. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках дипломного проектирования по кафедре железобетонных и каменных конструкций. Целью работы является определение величин осадок, крена здания от действующих на него нагрузок, сравнение полученных величин деформаций с предельно допустимыми значениями согласно строительным нормам и правилам, совершенствование существующих методов расчета строительных конструкций. И экономическое обоснование выбора фундамента. Задачи работы. Исследовать напряженно-деформированное состояние с помощью программных комплексов «Мономах 4.5» и «Лира 9.6» и на основе полученных результатов, дать обоснование по выбору вида фундамента. Полученные результаты могут быть применены при выборе наиболее оптимального варианта устройства фундамента. 4. И.М. Бурганов (гр. 7ПГ506, н. рук. Ф.Х. Ахметзянов). Исследование напряженно-деформированного состояния каменного сводчатого перекрытия. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках дипломного проектирования по кафедре железобетонных и каменных конструкций. Кирпичные здания старой постройки, имеющие каменные сводчатые перекрытия находятся в эксплуатации достаточно продолжительное время, в связи с чем в них присутствуют различные дефекты и повреждения. Целью работы является определение причин трещинообразования, а также подбор оптимальных размеров сечения сводчатого перекрытия. Основными задачами являются исследование напряженно-деформированного состояния свода с помощью программного комплекса «Лира 9.6». В процессе исследований были проведены испытания образцов в лабораторных условиях, с целью определения прочностных параметров кирпичной кладки. На основе полученных результатов дать рекомендации по усилению сводчатого перекрытия. 5. М.И. Гарифуллин (гр. 7ПГ506, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование НДС стыка колонны с ригелем на фланцевом соединении элементов рам типовых стальных каркасов «Унимак – Р1» по серии 1.420.3-37.06. Работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы (НИРС) по спецкурсу. В качестве объекта исследования рассматривается одноэтажное производственное здание с применением двухпролетной рамы в 36 м переменного сечения. Целью данной работы на основе комплекса численных исследований описать напряженно-деформированное состояние узла сопряжения, а именно фланцевое соединение стальной колонны и ригеля, при воздействии на них изгибающего момента, поперечной и продольной сил в различных сочетаниях, а также оптимизация данного стыка. Задачами данной работы является исследование НДС фланцевого соединения, на основе полученных численных экспериментов произвести подбор оптимальных размеров (толщин) элементов конструкций, а именно толщины полки ригеля, а так же на основе размера толщины листа фланца подобрать оптимальное количество болтов для фланцевого соединения. Работа направлена на оптимизацию, то есть на уменьшение расхода материала. В работе приводятся численные исследования, произведен оптимальный подбор толщины полки ригеля и оптимальное количество болтов для фланцевого соединения. 6. Р.Ф. Абударов (гр. 7ПГ505, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование НДС пустотелой колонны каркаса. В промышленных зданиях широко используются конструкции сборных каркасов из железобетона. Однако железобетонные конструкции имеют недостатки, главным из которых является большая масса элементов. Поэтому следует преодолеть этот недостаток. С этой целью , я в железобетонном каркасе здания вместо колонн сплошного сечения буду применять пустотелые колонны. Пустотелые колонны, при одинаковых функциональных характеристиках с традиционными колоннами сплошного сечения, позволяют сократить расход бетона до 40%, не теряя при этом свои прочностные показатели. Рассматриваемая колонна – колонна каркаса реального объекта, а именно, «Литейного цеха по производству чугунного и алюминиевого литья» в городе Казань. В результате эксперимента будут выявлены оптимальные геометрические и физические характеристики сечений колонны. Также будет выявлено превосходство пустотелой колонны над колонной сплошного сечения с экономической точки зрения. 7. И.М. Галялтдинов (гр. 7ПГ505, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование сварного шва труб прямоугольного сечения при постоянном катете шва. Сварка металлов относится к таким важнейшим технологическим процессам, на основе которых совершенствуется техника и технология изготовления металлоконструкций и различных металлических изделий в строительстве, в машиностроении и других отраслях промышленности. Поэтому стык должен обеспечивать конструкционную безопасность. В промышленных масштабах такие разрушения могут носить катастрофический характер и привести к большим материальным потерям. Несущая способность и ресурс работы нагруженных промышленных металлоконструкций в большой степени определяются прочностью и надежностью сварных соединений. Рассматриваемый узел-узел реального объекта, а именно лабораторно-испытательного корпуса “Эллинг” в городе Долгопрудный. В результате эксперимента будет выявлен оптимальный вариант сварки, как в техническом, так и экономическом смысле. 8. Д.В. Мельников (гр. 7ПГ505, н. рук В.В. Павлов). Исследование напряженно-деформированного состояния арочной перемычки при наличии трещины. В настоящее время актуальной проблемой многих городов и поселений является восстановление их исторического облика. Неотъемлемой частью этого процесса является реконструкция и реставрация храмов, несущие конструкции которых часто находятся на грани разрушения. В большинстве случаев такими конструкциями являются арочные перемычки. Поэтому подробное изучение их напряженно-деформированного состояния, особенно с наличием повреждений, является на сегодняшний день очень актуальным. Выявив причину повреждений, можно легко привести конструкцию в исправное состояние, обеспечивающее конструкционную безопасность. В работе представлена вниманию арочная перемычка между притвором и залом Покровской церкви районного центра Тюлячи РТ. Планируется, что в дальнейшем данная перемычка будет нести нагрузку от одной из стен вышележащих ярусов. Результатом исследований является выявление причины образования трещины, а также, определение предельной несущей способности перемычки при наличии повреждений. 9. М.Ф. Муртазина (гр. 7ПГ505, н. рук В.В. Павлов). Численное исследование опорных узлов сборно-монолитных и комбинированных плит перекрытия. Проблема восстановления исторического центра Казани в связи с проведением предстоящих масштабных событий и принятии большого числа гостей со всех уголков света стоит очень остро. Казань – крупнейший исторический город, многовековая культура которого отображена в уникальном наследии – памятниках истории, культуры и архитектуры, ценной исторической застройке, создающей яркий и неповторимый облик тысячелетнего города. Рассматриваемое в данной исследовательской работе здание типографии «Миллят», расположенное по адресу ул. Нариманова д. 62, так же является памятником гражданской архитектуры ХХ века. В процессе эксплуатации объект пришел в аварийное состояние, в частности, вследствие пожара, перекрытия, балки и перегородки пришли в негодное состояние и требуют замены. В результате эксперимента будет выявлена оптимальный вариант опорного узла, как в техническом, так и экономическом смысле. 10. М.И. Саитов (гр. 7ПГ505, н. рук. Б.С. Соколов). Исследование НДС системы, в зависимости от податливости стыков. В существующих методах расчета пока не в полной мере учитывается влияние податливости узловых сопряжений на совместную работу несущих систем каркасных зданий - продольных и поперечных рам и дисков перекрытия. Это объясняется недостаточной изученностью пространственного взаимодействия сборных элементов как в упругой, так и в пластической стадиях работы .Поэтому, как правило, расчет каркасных зданий производится по расчетным схемам с шарнирными или жесткими узлами сопряжений элементов, что не всегда адекватно отражает работу конструкции. При современных повышенных требованиях к экономической эффективности конструктивных решений, исследования по дальнейшему уточнению расчетных схем приобретают особую актуальность. Именно поэтому, при проектировании торгового центра в г. Можге, я решил изучить НДС рамы этого здания, в зависимости от податливости стыков колонн и ригелей. Это позволит выбрать оптимальную конструкцию узла как в техническом, так и в экономическом смысле. 11. Р.Э. Хайруллин (гр. 7ПГ505, н. рук. Б.С. Соколов). Исследование НДС кладки на основе высокопустотных вибропрессованных бетонных блоков, заполненных бетонной смесью. Технология производства вибропрессованных блоков превосходит технологии других видов производств (керамического и силикатного кирпича, бетонных блоков и панелей) по всем технико-экономическим показателям. Наряду с преимуществами в технологии производства, вибропрессованные блоки превосходят по своим потребительским свойствам существующие аналоги. Ввиду большеразмерности блоков скорость кладки, а следовательно и строительства возрастает. Теплозащитные показатели кладки из блоков по коэффициенту теплопроводности в сравнении с данными для силикатного и керамического кирпича согласно СНиП 11-3-79: 0,28 Вт/(м2*С) и 0,81 Вт/(м2*С) соответственно для блоков и керамического обыкновенного и силикатного пустотного кирпичей. Таким образом, вибропрессованные строительные материалы по своим теплозащитным характеристикам не уступают штучным изделиям, изготовляемым по традиционным обжиговой и автоклавной технологиям.. Несмотря на явные преимущества вибропрессованных материалов, они не получили широкого применения в строительстве, в частности, из-за недостаточной изученности их работы в конструкциях. В результате исследования работы кладки будут найдены общие закономерности разрушения и получены расчетные формулы 12. Т.С. Сафиуллин (гр. 7ПГ506, н. рук. А.Б. Антаков). Исследование напряженно-деформированного состояния сводчатого перекрытия из кирпича. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках дипломного проектирования по кафедре железобетонных и каменных конструкций. Целью работы является определение выбор наиболее функционально подходящего и экономичного по расходу материалов варианта свода второго этажа в здании мечети, сравнение полученных величин деформаций с предельно допустимыми значениями согласно строительным нормам и правилам. И экономическое обоснование выбора сечения свода. Задачи работы. Исследовать напряженно-деформированное состояние с помощью программных комплексов «Мономах 4.5» и «Лира 9.6» и на основе полученных результатов, дать обоснование по выбору одного из вариантов сечения. Практическая значимость заключается в применении разработанных методов позволяющих значительно снизить трудозатраты при производстве работ по реконструкции здания. 13. Л.Х. Хамитова (гр. 7ПГ506, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование НДС стыка капители с колонной. Работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы (НИРС) по спецкурсу. В качестве объекта исследования рассматривается трехэтажное здание пригородного вокзала с железобетонными несущими конструкциями каркаса. Целью данной работы на основе комплекса численных исследований описать напряженно-деформированное состояние узла сопряжения колонны с капителью при воздействии на них изгибающего момента, поперечной и продольной сил, а также оптимизация данного стыка. Задачами данной работы является исследование НДС стыка и на основе полученных численных экспериментов произвести подбор оптимальных размеров элементов конструкций и армирование стыка. Работа направлена на оптимизацию стыка, то есть на уменьшение расхода материала. Напряженно-деформированное состояние исследовалось с помощью программного комплекса «Лира 9.6». 14. Г.С. Бадрунова (гр. 7ПЗ501, н. рук. Ф.Х. Ахметзянов). Предложения по замене конструктивной стальной арматуры в железобетонных колоннах. По нормам проектирования бетонных и железобетонных конструкций (СП52-101-2003) во внецентренно сжатых элементах требуется установка продольных стержней диаметром не менее 12 мм и поперечных стержней диаметром не менее 6 мм с шагом не более 600 мм. Даже в случае, когда по расчету прочности арматура не нужна. Повышение стоимости стальной арматуры 20-50 тыс. руб. за тонну и ее установка не нужна в элементах по требованиям прочности, стала противоречить экономическим критериям. Предлагается в целях сдерживания развития вероятных усадочных трещин в указанных элементах на участках максимальной концентрации напряжений (около угловых зон) установка продольных деревянных брусков по результатам расчета на усадочные напряжения в бетоне. Результаты представлены в виде графиков и диаграмм деформирования. Это позволяет повысить экономические показатели проектируемых несущих элементов зданий из армированного бетона. В настоящее время заканчивается проработка на предоставление заявки на пространственную модель. 15. И.И. Хаертдинова (гр. 7ПЗ501, н. рук. Ф.Х. Ахметзянов). К корректировке конструктивных требований норм СП 52-101-2003 в случаях ненужности стальной арматуры по расчеты прочности в сжатых элементах из армированного бетона. Для несущих элементов здания с относительно незначительными напряжениями от вертикальных и горизонтальных нагрузок (здания малой этажности и небольшие расстояния между колоннами, хорошие грунтовые условия) представляется целесообразным обходится без армирования. Есть опыт проектирования и эксплуатации столбов из кирпичной кладки без всякого армирования. Есть и опыт достаточно затратного ремонта стоек после коррозии продольных стержней. Отказ от установки арматуры не требуемой по расчету снижает стоимость 1 погонного метра колонн (за счет экономии 4 м Ø 12 продольной и минимум 2,5 м Ø6 поперечной арматуры. Возможные усадочные трещины в элементах образуемые до приложения эксплуатационной механической нагрузки при низком уровне напряжений развиваются пренебрежимо медленно. В ограждающих конструкциях они могут быть загерметизированы известными составами. 16. К.Р. Сатаров (гр. 7ПГ506, н. рук. В.В. Павлов). Исследование напряженно-деформированного состояния рампы. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках дипломного проектирования по кафедре железобетонных и каменных конструкций. В рамках дипломного научного проекта исследовалась 6-этажная автостоянка открытого типа вместимостью 456 м/м для повторного применения. Здание паркинга представляет собой прямоугольный шестиэтажный объем неправильной формы в плане, длиной 106,4 м и максимальной шириной 22,56 м. Длина здания может варьироваться в зависимости от требуемой вместимости и условий конкретной площадки строительства. Высота этажа – 2,75 м, высота помещения автостоянки – 2,63 м, минимальная высота до низа выступающих конструкций – 2,13 м. Целью работы является определение оптимального варианта рампы исходя из экономических показателей. Задачи работы: исследовать напряженно-деформированное состояние двух вариантов рампы и сравнить их экономические показатели. По результатам показателей выбрать наилучший вариант. 17. Д.С. Шарипова, Ю.В. Маданова (гр. 7ПЗ501, н. рук. Ф.Х. Ахметзянов). К анализу конструктивных решений терминалов с интенсивным движением аэропортов. Возможность использования нервюр в большепролетных пространственных покрытиях. Покрытия международных аэропортов выполняются большепролетными к этому вынуждает необходимость размещения больших пассажиропотоков с большей свободой и комфортностью. Обустройство инфраструктуры для удовлетворения различных потребностей: бытовых, культурных и др. становится затруднительным без больших расстояний между стойками каркаса. При этом появляются проблемы жесткости покрытия. В общем случае возникает совокупность структурных элементов с поясами и участками сосредоточенной жесткости, как аналогии нервюрам сводов готических храмов. При этом пояса жесткости с некоррозируемой арматурой, возможно кусочно преднапряженной, для увеличения моментов инерции поперечного сечения выполняются криволинейными с пространственной работой на нагрузки. Таким образом, пространственного типа оболочек конструктивные элементы с помощью первого типа ребер жесткости могут использоваться для покрытий больших пролетов. 18. Н.С. Лизунова, Д.А. Павлов (гр. 7ПГ505, н. рук. Б.С. Соколов). Влияние податливости стыков и соединений железобетонных элементов несущей системы на конструкционную безопасность и эксплуатационную пригодность зданий и сооружений. Применяемые идеализированные расчетные схемы с шарнирным сопряжением стыков колонн или жестким не точно описывают их реальные взаимодействия. Более объективную картину работы сопряжений сборных элементов показывают расчетные схемы, учитывающие их податливость. Использование уточненных расчетных схем конструкций, учитывающих податливость сопряжений элементов, дает возможность оценить величину и характер распределения усилий в несущей системе многоэтажного здания. Это актуально при реконструкции, так как позволяет подобрать оптимальный вариант усиления, а при новом проектировании - повысить надежность каркасных зданий. Все это позволяет, в конечном счете, эффективно использовать и распределять материалы, а также заметно сокращать расходы, делая проекты более экономичными. В узловых сопряжениях в большей степени проявляется физическая и конструктивная нелинейность, и их податливость меняется в зависимости от напряженно-деформированного состояния. Экспериментальные исследования показывают, что переменная податливость сопряжений приводит к существенному (до 40%) перераспределению усилий. В результате комплексных исследований были рассмотрены различные конструктивные системы зданий, проведены численные исследования узлов сопряжений конструкций зданий, проведена проверка выражений по определению податливости, предложенных ранее, внесены коррективы. 19. Л.Л. Ахметова (гр. 7ПГ506, н. рук. Г.П. Никитин). Исследование напряженно – деформированного состояния стыка монолитной плиты перекрытия с кирпичной стеной. Работа выполнена в рамках научных исследований (НИРС) по спецкурсу. В качестве объекта исследования рассматривается четырехэтажное здание молодежного центра с кирпичными несущими конструкциями каркаса. Целью данной работы является описание на основе комплекса численных исследований напряженно - деформированного состояния узла сопряжения монолитной плиты перекрытия с кирпичной стеной при воздействии на них изгибающего момента, поперечной и продольной сил, а также оптимизация данного стыка варьируя толщину монолитной плиты перекрытия. Задачами данной работы является исследование НДС стыка и на основе полученных численных экспериментов произвести подбор оптимальных размеров элементов конструкций и армирование стыка. Исследование проводились с помощью программного комплекса «Лира 9.6» 20. Е.Е. Захарова, Р.Р. Василькина (гр. 8СБ401, н. рук. В.В. Павлов). К вопросу о возможности использования льда при усилении конструкций. Анализ информации об особенностях физико-механических свойств льда, а также о его применении в качестве строительного материала показал, что на сегодняшний день этому вопросу уделяется мало внимания. Наиболее часто встречается информация о применении льда как строительного материала в следующих случаях: 1. при устройстве дополнительных (усиливающих) слоёв льда на ледовых переправах; 2. при строительстве временных зданий и сооружений в условиях крайнего Севера. В нашей работе мы рассматриваем возможность применения льда для временного усиления строительных конструкций зданий и сооружений, находящихся в нашей климатической полосе. При этом особое внимание необходимо уделить особенностям физико-механическим характеристикам льда, значения которых существенно зависят от условий, в которых происходило его образование. На сегодняшний день нами предлагается два метода использования льда для усиления конструкций. Учитывая, что применение льда в наших климатических условиях возможно только в определённый период года, нами рассматривается возможность его применения только для временного усиления конструкций. 21. Р.Р. Сагутдинов, Р.Н. Гайфуллин, А.И. Вильданов (гр. 8ПГ405, н. рук. Ф.Х. Ахметзянов, О.В. Радайкин). К преимуществам способа дисперсного поперечного армирования наклонных приопорных сечений изгибаемых элементов бетона на портландцементном вяжущем. По результатам испытаний образцов с традиционным поперечным армированием в соответствии с нормами (СП 52-101-2003), и армированием вертикальными стеклосетками (с ячейкой 2х2 мм и диаметром 0,2 мм) сделаны такие выводы: В образцах (по 3 бдизнеца в каждой партии) реализована одинаковая прочность вяжущего – появление наклонных трещин в образцах с дисперсным армированием отмечено при существенно более высоком уровне напряжений относительно образцов с традиционным армированием. Разрушающая нагрузка образцов с дисперсным армированием около двух раз превысила нагрузку образцов с традиционным армированием. Полученные экспериментальные данные подтвердили результаты численного исследования, которые продолжаются в направлении поиска способов снижения арматуроемкости конструктивных элементов из армированного бетона. Кафедра металлических конструкций и испытания сооружений Председатель И.Л. Кузнецов Зам. председателя И.С. Гирфанов Секретарь А.В. Исаев |