Научная статья на тему 'Экспериментально-теоретичесзкие исследования напряженно-деформированного состояния балки С. Перфорированной стенкой'

Экспериментально-теоретичесзкие исследования напряженно-деформированного состояния балки С. Перфорированной стенкой Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
142
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Воронцова Н. А., Нешкин Д. Б., Поникоровских О. В., Шестопалов Е. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Экспериментально-теоретичесзкие исследования напряженно-деформированного состояния балки С. Перфорированной стенкой»

¡перегородок состоит из направляющих и стоек. Направляющие с помощью дюбелей крепятся к полу и потолку, в местах сопряжения перегородок со стенами предусмотрены дополнительные стойки, которые закрепляются дюбелями. Для звукоизоляции между направляющими, полом и потолком [применяется уплотнительная лента. Заполнение перегородок производится негорючей минеральной плитой толщиной 50мм, плотностью 40 кг/м3. Каркас обшивается двумя слоями гипсокартонных листов толщиной 2x12,5 мм с обеих сторон.

Н.А.Воронцова, Д.Б.Нешкин, О.В.Поникоровских, Е.Г.Шестопалов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ БАЛКИ С ПЕРФОРИРОВАННОЙ СТЕНКОЙ

; По данным Госстроя России в Российской Федерации не имеют жилья или остро нуждаются в улучшении жилищных условий более 8 млн. человек; до 30% населения проживает в неблагоустроенных квартирах. Площадь ветхого и аварийного жилья, из которого людей необходимо [переселить составляет около 90 млн. м2. Первые очередники были поставлены на учет еще в 60-70-е роды прошедшего столетия. При социальной норме предоставления жилых помещений в среднем 54 квадратных метра на семью, для того, чтобы обеспечить жильем только их, необходимо построить (семь миллионов квадратных метров жилья.

Жизнь в отдельном благоустроенном доме, возрождение вековой традиции строительства ртлья из древесины - одна из главных задач национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам России». Его цель - содействовать обеспечению населения комфортным жильем по [доступным ценам: жилье должно быть долговечным по срокам эксплуатации и, конечно, оно должно быть эффективным в плане экономики. Для реализации национального проекта целесообразно ^рекомендовать преимущественно малоэтажные здания. Многоэтажное домостроение, безусловно, ¡имеет свои преимущества, но и недостатки. Это, прежде всего необходимость сопутствующая ¡мощная инфраструктура. Именно внедрение малоэтажной застройки будет способствовать поиску ■новых путей развития жилищного строительства Такое жилье для многих более удобно, чем в (высотные, многоквартирные дома. По данным экспертов, массовая малоэтажная застройка [существенно снижает себестоимость жилья, что делает его доступным. В отдельном доме, »себестоимость, квадратного метра оказывается ниже, чем в многоквартирном доме. В полной мере Ьго проявляется при строительстве из древесины - стоимость 1м2 жилой площади в деревянном Ьшнельно-каркасном доме в 1,5 раза ниже стоимости 1м2 жилья в кирпичном или монолитном доме. ■Наличие большого числа предприятий обеспечит возможность индустриального строительства ¡деревянных домов, что приведет к существенному сокращению сроков строительства. I Малоэтажное деревянное строительство сегодня является одним из самых перспективных ■секторов экономики. В России годовой объем производсва оценивается на уровне 6 млрд. евро. В [целом малоэтажное домостроение обладает рядом и других существенных преимуществ перед I традиционным для России строительством многоэтажного жилья:

- динамичность: более низкие (по сравнению с производством традиционных строительных |конструкций и материалов для многоэтажного строительства) финансовые затраты и более короткие кроки запуска заводов по производству строительных конструкций и материалов для малоэтажного [строительства, что позволяет ускорить строительство доступного жилья;

- экономичность: современные технологии массового возведения малоэтажного жилья ^позволяют обеспечить более низкую себестоимость по сравнению с многоэтажным жильем, за счет развития производства стройматериалов из местного сырья и, следовательно, сокращения

1ранспортных расходов на их перевозку к месту строительства, эксплуатационные затраты для такого жилья существенно ниже, чем для многоэтажного;

- экологичность: древесина - возобновляемый ресурс, при рациональной заготовке ее для использования в строительстве природе наносится значительно меньший ущерб чем при добыче руды, камня, песка и других полезных ископаемых. Кроме того, древесина обладает уникальными

природными свойствами, которые обеспечивают естественное кондиционирование помещений, сохраняя при этом отличные теплоизоляционные свойства. Древесина является живым материалом, который обладает своей энергетикой, что положительно сказывается на самочувствии проживающих в таком доме людей.

- теплоэффективность - существующие кирпичные и бетонные жилые дома в большинстве своем холодные и не соответствуют новым строительным нормам по теплосбережению, для удовлетворения требований этих норм толщина стены обычной конструкции из традиционного кирпича в климатических условиях России становится экономически нецелесообразной. Стена деревянного дома с эффективным утеплителем, при средней толщине в 300мм, полностью удовлетворяет требованиям новых правил,

Немаловажными преимуществами проживания в малоэтажном доме являются отсутствие проблем с ЖКХ и с соседями, наличие приусадебного участка.

Существенно повышает экономичность строительства жилья применение разработанных на кафедре строительных конструкций и материалов СИ ДВГТУ клеефанерных элементов различных профилей, которые позволяют изготавливать высокоэффективные панели ограждающих конструкций, бачки междуэтажных перекрытий стропильные конструкции и каркасы мансард.

При изготовлении клеефанерных элементов возникает необходимость сращивания (увеличения длины) фанерных листов, поскольку по существующему сортаменту длина фанерных листов не превышает 2440мм. (бакелизированная фанера может иметь большую длину, но у неё бывают значительные отклонения по толщине). Процесс сращивания фанеры очень трудоемок, требует использования специального оборудования, а надежность стыков не соответствует требуемым параметрам. 4 л

Было решено отказаться от сращивания фанерной стенки в процессе изготовления клеефанерных элементов, оставляя зазоры между фрагментами стенки. Величина этих зазоров может быть минимальной (плотный контакт фрагментов стенки) или достигать определенной величины, при которой зазор между этими фрагментами начнет оказывать возрастающие влияние на несущую способность балочного элемента

Для определения характера работы балок двутаврового сечения с прерывистой фанерной стенкой, выявления степени и характера влияния перфорации стенки балки на фактическую картину ее напряженно-деформированного состояния были изготовлены 4 модели балок одинакового размера прямоугольного сечения из фотоупругого материала: одна - без перфорации стенки и три - с перфорацией, стенок в которых варьируется шаг, величина и форма перфорации стенки (рисунок 1).

1

1 1 I 1 / й У 70 т

Г Г и 1 / 5 4

2.) Вторая модель балки двутаврового сечения:

Рисунок 1 Конструкции экспериментальных балок из фотоупругого %

материала с перфорированными стенками - г

Балки были испытаны в полярископе с приложением сосредоточенных нагрузок в середине пролета и на расстояниях 1/3 и У* пролета от опор. Загружение балок осуществлялось ступенями с фиксацией величины деформации на каждой ступени нагрузки. По результатам испытаний построены графики зависимостей деформаций от величин приложенных нагрузок для каждой балки и схемы загружения. С этой целью использовался индикатор часового типа с ценой деления 0.01мм. Помимо этого осуществлялась фотофиксация картин напряженного состояния балок с последующим сопоставлением этих картин.

Рисунок 2 - Полярископ

Пример графиков зависимостей деформаций экспериментальных балок от величины приложенной нагрузки приведен на рисунке 3. Картины напряженного состояния экспериментальной балки без перфорации стенки при одинаковых величинах поперечных сил приведены на рисунке 4

График сравнения деформаций

3,3 6,6 9,9 13,2 16,5 19,8 23Д 26,4 29,7 Расчетные усилия, нг

•Б1

■В2

—¡S¡—- БЗ

■ Б4

—»— Деформа ции

(теоретические, цельного сечения)

—в— Деформа ции

(теоретические, по ослабленному сечению)

Рисунок 3

д=!2,3

М(1Л4)= 83,3625

■>

М(Ш)=

111,150

0=14,3

50;

М(1Л4)= 96,8625

М(1ЛЗ)= 129,150 1

Рисунок 4

' ' Н.В.Макарова, Т.И.Чернова, Д.А.Кушова, Д.С.Дымченко

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАНОБЕТОНА

В настоящее время есть несколько научных разработок, позволяющих качественно изменить структуру цементного камня и бетона путем добавления в его состав микродоз фуллероидных материалов. Термин «добавка» в данном случае не вполне подходит, так как дозировка добавки обычно бывает не менее 0,1% от расхода цемента. Скорее речь пойдет о присадке, так как фуллероидные материалы целесообразно вводить в бетон в гомеопатических дозах, составляющих от одной тысячной до одной десятитысячной доли процента от расхода цемента. Даже такая микродоза фуллероидных материалов позволяет качественно изменить структуру цементного камня или существенно усилить водоредуцирующую способность пластифицирующей добавки.

Для улучшения структуры цементного камня, повышения его трещиностойкости и повышения динамической вязкости в состав бетона вводятся углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки представляют собой полые трубки из одного или нескольких слоев атомов углерода. Они имеют диаметр от одного до нескольких нанометров и длину от нескольких диаметров до нескольких микронов. Таким образом, они, по сути, являются полыми волокнами, имеющими запредельную прочность, превышающую сотни гигапаскалей, и абсолютно инертны как по отношению к любым кислотам, так и к щелочам. Введенные в бетонную смесь, нанотрубки армируют цементный камень, превращая его в композиционный материал. С точки зрения здравого смысла, такой процент

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.