CC BY
24
1
Î
&
Is
A
s
J
£
*
!
УДК 624.07+721.25+652.52(045/046)
А.М. Зулпуев, К.Т. Темикеев, У.Б. Мамытов, А.А. Мещеряков
ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ РАЗНОТИПНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ ПОДАТЛИВОСТИ МЕЖДУЭТАЖНЫХ ДИСКОВ ПЕРЕКРЫТИЙ В СВОЕЙ
ПЛОСКОСТИ
Баткенский государственный университет, Кыргызский государственный университет строительства транспорта и
архитектуры им. Н. Исанова
Аннотация: В данной работе приводится методика расчета несущих конструкций многоэтажных зданий и сооружений как пространственно-деформируемых систем, с учетом податливости дисков междуэтажных перекрытий в своей плоскости. Рассмотрен случай, когда в здании и сооружении имеются две сплошные и одна проемная диафрагмы жесткости. Междуэтажные перекрытия моделированы в виде многопролетной, неразрезной, балки-стенки на упруго-оседающих опорах.
Ключевые слова: многоэтажные здания и сооружения, пространственно- деформируемая система, податливость дисков междуэтажных перекрытий, проемная диафрагма, эффект перераспределения, практические рекомендации.
UDC 624.07+721.25+652.52(045/046)
A.M. Zulpuev, K.^ Temikeev, U.B. Mamytov, A.A. Mesheryakov
RESEARCH COLLABORATION DIFFERENT TYPES VERTICAL BEARING STRUCTURAL CONSTRUCTIONS OF MULTI-FLOOR BUILDINGS AND STRUCTURES WITH THE SUPPLE ALLOWANCE BETWEEN THE FLOORS OF OVERLAPPERS IN THEIR PLANE
Batken State University, Kyrgyz State University of constructions, transport and architecture named
after N. Isanov
Abstract: In this paper, a method is given for calculating the load-bearing structures of multi-storey buildings and structures as spatially deformable systems, taking into account the compliance of the discs of interstorey floors in
their own plane. The case is considered when in the building and construction there are two continuous and one opening diaphragm of rigidity. Intermediate floors are modeled as a multi-span, continuous, beam-wall on elastic-settling supports.
Key word: multi-storey buildings and structures, spatially deformable system, compliance of interstorey floor disks, aperture diaphragm, redistribution effect, practical recommendations.
Податливость дисков междуэтажных перекрытий в своей плоскости, обусловленная многими факторами и существенно сказывается при расчете несущих конструкций многоэтажных зданий и сооружений, как пространственно-деформируемых систем, при горизонтальных воздействиях [5; 12]. Особенно сильно это проявляется, когда в плане здания находится ряд разнотипных, глухих и проемных, вертикальных диафрагм жесткости [1; 10].
В работе [4; 7 и др.] приведена общая методика расчета несущих конструкций многоэтажных зданий и сооружений, как пространственно деформируемых систем, с учетом податливости дисков междуэтажных перекрытий в своей плоскости, когда в плане здания имеется (n+1) вертикальных диафрагм жесткости. В настоящей статье нами исследуется пространственная работа несущих конструкций многоэтажных зданий и сооружений, когда в связевой системе разнотипные вертикальные диафрагмы жесткости рис. 1.
Рассмотрим случай, когда в системе имеется две сплошные и одна проемная диафрагме, как показано на рис. (1), (2). По принятой расчетной схеме имеем:
4i = Чо + q
(1)
Чп = q
У = У° = У (2)
У = У
У II У 1
где: qi, qii- поперечная нагрузка, приходящаяся на диафрагмы I и II.
У1, Уii - прогибы диафрагмы I и II.
Общий изгибающий момент М, действующий на вертикальные несущие элементы для рассматриваемого случая, будет равен [8; 14]
М = Mi + Mii (3)
соответственно прогибы диафрагм I и II определятся из выражений
У" = - M-
1 щ
I (4)
у//=_ М п - N ПЪП к)
" ЪВп
При этом выражение для определения усилия взаимодействия между диафрагмами I , II и III по плоской (рис. 2) и пространственной расчетным схемам (рис. 1), определится из условия [3; 18]
г = ф(УI - У ) (5)
Система дифференциальных уравнений для отыскания основных неизвестных М, ri, Nii , согласно [2; 11] представится в виде:
58
П" = 2} N - М ~ М1
П п Ап Пп
^II ЪВп
мЧ =-д? - '
(6)
г" = V
'I у 1, I
М - МI -
ЪВ,
ЪВ,
'II
которая решается при следующих граничных условиях [17; 20] ЫД (0) = 0, Ы'п (Н) = 0;м1 (0) = 0,М/ (0) = 0
г (Н) = 0 и г1 (Н) = 0.
(7)
Рисунок 1 - а) Пространственная расчетная схема при трех диафрагмах; б) Схема деформирования междуэтажного перекрытия в сечении "Хг; в) Схема деформирования
вертикальных элементов в сечении "X"
1
1
&
§
А
*
£
*
1
а) б)
Рисунок 2 - а) Плоская расчетная схема при трех диафрагмах: 1-перемычки; 2-упругие связи (податливые перекрытия); б) Система координат
Пример.
В качестве примера рассмотрим многоэтажное здание с двумя сплошными и одной проемной диафрагмами в плане рисунок 1(а).
Решение системы дифференциальных уравнений равновесия (6) с учетом (7) для рассматриваемого случая было произведено по программному комплексу «Авторяд ЕС» разработанный авторским коллективом в составе Преснякова Н.И., Люблинского В.А. и Шакирова М.С. при следующих исходных данных
Еп= Е1 = Е2 = Е = 3 х 109 кг/м2 О = 1.2 х 109 кг/м2 и = 1,2; Ь1 = Ь2 = 18 м;Ж = 12 м И= 2,8м; число этажей -п = 15; Н = 42 м ;
ЕВ1 = 50,6 Е кг.м2 (прямоугольное сечение) ; ЕВ 11 = 4,16 Е кг.м2 (прямоугольное сечение с проемом в средней части);
р1 = Г2= 1,0 м2; Ъц = 6,5 м
q = 1080 кг/м (постоянная по высоте здания) I = 22 см (толщина междуэтажных железобетонных перекрытий) Зп = 0,001147 м 4 (изгибная жесткость перемычек)
1п= 1,5 м ; Хц = 0,133 ХцН = 5,59
J - момент инерции междуэтажного перекрытия = 19 м4 Г - площадь сечения междуэтажного перекрытия = 1,725 м2 к = 2,26 х 109 ; к • ё = 66,0
т = 0,824 ; q/ 2Ь1 = 30 кг/м; д? = 436,3 кг/м
Ф =18 х 106 кг/м; 10ф =180х106 кг/м;ф/5 = 3,6 х 106 кг/м;ф^ да
В системе дифференциальных уравнений равновесия (6) имеются следующие основные параметры: ф, ЕВ, щ, Хц Н и а где:
1
1
&
§
Л
*
£
*
1
к (3 - 2щ) 2
Р = ^--72
2 - т
ЕВ = + ЕВП ;
1Х (8) л = — Ш
ЪВГ
О =---
Щ + ЪВП
Результаты расчета при разных ф представлены в таблице 1, эпюры г(-), qI(-), qII(-)приведенына (рис. 3, 4, 5 и 6)
Таблица 1
Результаты расчёта при разных ф
Х м г(-) кг/м фн(-) кг/м ф(-) кг/м Чп(-) кг/м
(^^т6 кг/м
0 15 478 493 587
8,4 462 478 940 140
16,8 310 478 1088 -8
25,2 659 478 1137 -57
33,6 527 478 1005 75
42,0 0 478 478 602
10 ф=180x106 кг/м
0 -112 478 366 714
8,4 541 478 1019 61
16,8 584 478 068 18
25,2 668 478 1146 -66
33,6 759 478 1237 -157
42,0 0 478 478 602
ф/5=3,6x106 кг/м
0 170 478 618 432
8,4 341 478 819 261
16,8 420 478 898 182
25,2 392 478 870 210
33,6 235 478 713 367
42,0 0 478 478 602
ф^ да (абсолютно жесткий диск перекрытия)
0 P = ±2211 кг 478 1001 99
8,4 478 914 166
16,8 478 923 157
25,2 478 1017 63
33,6 478 1224 -144
42,0 478 1599 -519
1
1
&
§
Л
*
£
*
1
Рисунок 3 - а) эпюра распределения нагрузки между диафрагмами 0,1,2: б) эпюра усилия взаимодействия 'г" между диафрагмам
Рисунок 4 - а) эпюра распределения нагрузки "д" между диафрагмами 0,1,2: б) эпюра усилия взаимодействия "г" между диафрагмами.
Рисунок 5 - а) эпюра распределения нагрузки "д" между диафрагмами 0,1,2: 6) эпюра усилия взаимодействия "г" между диафрагмами.
1
1
&
Is
Л
*
I
£
*
!
Р=2211 кг 1=1,57 Ж=5.59 u> =0,923 IB =54,76Е кг/м'
ф—>0О
Рисунок 6 - а) эпюра распределения нагрузки "q" между диафрагмами 0,1, 2: б) эпюра усилия взаимодействия "г" между диафрагмами
Выводы. Методика расчета несущих конструкций многоэтажных зданий и сооружений с разнотипными диафрагмами жесткости позволяет решить следующие задачи:
1. Получить действительную картину распределения внешней нагрузки между разнотипными вертикальными диафрагмами жесткости при действии горизонтальной нагрузке [6; 16].
2. Осуществить количественную оценку перераспределения внешней горизонтальной нагрузки между разнотипными вертикальными диафрагмами жесткости при различных уровнях податливости дисков междуэтажного перекрытия [9; 13].
3. Разработать практические рекомендации по учету податливости дисков междуэтажных перекрытий в своей плоскости при расчете несущих элементов многоэтажных зданий и сооружений при действии горизонтальной нагрузки [15; 19].
Список литературы
1. Абдыкалыков А., Зулпуев А.М., Темикеев К. К вопросу оценки уровня конструктивной безопасности несущих конструкций зданий и сооружений в период проектирования и эксплуатации // Устойчивое развитие науки и образования. 2017. № 4. С. 240-247.
2. Волынская М.Г. О разрешимости одной смешанной задачи для нагруженного гиперболического уравнения // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. 2008. № 6 (65). С. 40-49.
3. Данилов Б.Б., Кондратенко А.С., Смоляницкий Б.Н., Смоленцев А.С. Совершенствование технологии проходки скважин в грунте методом продавливания // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 57-64.
4. Зулпуев А.М., Темикеев К., Ганыев А.М., Асанова С.А., Турсунов И.Р. Работа железобетонных конструкций с фибровым армированием // Устойчивое развитие науки и образования. 2018. № 1. С. 188-194.
5. Зулпуев А.М., Темикеев К., Шайдилдаев М. Экспериментально-теоретические исследования предельных состояний изгибаемого элемента с зонным армированием из // Территория науки. 2017. № 6. С. 82-88.
1
Î
&
Is
A
s
J
'S
£
*
!
6. Кашарина Т.П., Скибин Г.М., Кашарин Д.В., Кидакоев А.М., Григорьев-Рудаков К.В. Способ создания грунтоармированного подпорного сооружения и устройство для его осуществления // патент на изобретение RUS 2352713 31.07.2007
7. Кришан А.Л., Заикин А.И., Купфер М.С. Определение разрушающей нагрузки сжатых трубобетонных элементов // Бетон и железобетон. 2008. № 2. С. 22-24.
8. Кудяков А.И., Радина Т.Н., Свергузова Н.А. Технология получения легкого зернистого материала на основе микрокремнезема // Строительные материалы. 2002. № 10. С. 34.
9. Лагунова Ю.А.Разработка научно-технических основ повышения эффективности разрушения горных пород "в слое" // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Екатеринбург, 2009. - 289 с.
10. Платонова С.В., Криворотов А.П.Результаты расчета осадок щелевидных фундаментов с учетом пластических деформаций грунтового основания // Известия высших учебных заведений. Строительство. 1995. № 2. С. 12-16.
11. Рюмкин В.И.Проверка близких гипотез при альтернативе сдвига и непараметрической неопределенности // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2008. Т. 15. № 2. С. 242-243.
12. Старожилова О.В.Исследование напряженно-деформированного состояния тонкостенных элементов конструкций // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2013. Т. 17. № 4. С. 38-43.
13. Табаков П.А., Соломашкин А.А., Михлин В.М. Развитие новой методики определения допускаемого износа деталей при эксплуатации // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 7. С. 68-70.
14. Федорчук Ю.М., Похолков Ю.П., Волков А.А., Каратаев И.А., Прохорец Е.К. Анализ перспективности использования техногенного ангидрита в строительной промышленности // Экология и промышленность России. 2009. № 7. С. 54-55.
15. Хостикоев М.З. Управление геометрией инструмента в процессе обработки // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. № 4. С. 319-321.
16. Krishan A.L., Krishan M.A. Strength of axially loaded concrete -filled steel tubular columns with circular cross-section // Advances in Environmental Biology. 2014. Т. 8. № 7. С. 1991-1994.
17. Lukin V.P., Sazanovich V.M., Slobodyan S.M. Random image shifts during ranging in a turbulent atmosphere // Radiophysics and Quantum Electronics. 1980. Т. 23. № 6. С. 484-490.
18. Mamaev V.M., Prisyajnuk A.V., Logutenko L.S., Babin Y.V. Prototropic rearrangement in fluorine-substituted hypophosphoric acid dimethylamides // Mendeleev Communications. 2001. Т. 11. № 6. С. 221-222.
19. Matseevich T., Popova M., Askadskii A., Kondrashchenko V. The dependence of the modulus of elasticity on the concentration of plasticizer // Applied Mechanics and Materials. 2014. Т. 584-586. С. 1709-1713.
20. Vlakh E.G., Pisarev O.A., Tennikova T.B., Stepanova M.A. Preparation and characterization of macroporous monoliths imprinted with erythromycin // Journal of Separation Science. 2015. Т. 38. № 16. С. 2763-2771.
Информация об авторах:
Information about authors:
Зулпуев Абдивап Момунович,
доктор технических наук, профессор, ректор, Баткенский государственный университет, г. Баткен, Кыргызская Республика
Zulpuev Abdivap Momunovich,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Rector, Batken State University, Batken, Kyrgyz Republic
Темикеев Конушбек,
кандидат технических наук, профессор, директор института строительства, экономики и менеджмента, Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова, г. Бишкек, Кыргызская Республика
Temikeev Konushbek,
Candidate of Technical Sciences, Professor, Director of the Institute of Construction, Economics and Management, Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture named after N. Isanov, Bishkek, Kyrgyz Republic
Мамытов Урматбек Бектурсунович,
аспирант, Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова, г. Бишкек, Кыргызская Республика
Mamytov Urmatbek Bektursunovich,
Applicant, Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture named after N. Isanov, Bishkek, Kyrgyz Republic
Мещеряков Арсений Андреевич,
аспирант, Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова, г. Бишкек, Кыргызская Республика
Mesheryakov Arseniy Andreevich , Applicant, Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture named after N. Isanov, Bishkek, Kyrgyz Republic
