РАЦИОНАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИОННЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ

В последние годы наблюдается значительный процесс в разработке эффективных методов проектирования конструкций и конструктивных схем зданий и сооружений. Главным приоритетом при этом является снижение стоимости и материалоемкости строительства, при обеспечении безопасности конструктивных систем зданий и сооружений. Следует отметить, что стратегия инновационного развития Российской Федерации предусматривает разработку мер позволяющих повысить требования к энерго- и ресурсоемкости продукции, в том числе строительной, и применяемые технологии. Важное значение имеет оптимизация конструктивных решений для зданий и сооружений различного назначения, так как каркас зданий, оказывает наиболее заметное влияние на стоимость и эффективность всей системы. При проектировании каркаса необходимо использовать наиболее эффективные подходы к расположению опор и конструкциям колонн и плит. Тематика настоящего исследования, связанного с поиском рациональных конструктивных форм элементов каркасных зданий и совершенствованию конструктивных систем соответствует задачам, обозначенным в Программе фундаментальных научных исследований РААСН. Чаще всего для объектов гражданского и промышленного строительства в настоящее время используются железобетонные конструкции. Процесс выбора оптимальных систем из железобетона, как правило, связан с вопросами конструктивных форм, выбором вида и класса материала (бетона и арматуры), типов армирования и др. Поиск рациональных решений должен быть выполнен с учетом многообразных видов конструктивных элементов, особенностей работы под нагрузкой, различных конструктивных схем и назначений объектов строительства. Цель работы заключается в проведении комплексных исследований различных типов и видов железобетонных конструкций, а также выбор оптимального расположения опор несущего каркаса здания. Задачи исследования 1. Рассмотреть наиболее рациональные конструкции железобетонных плит и колонн каркасных зданий, которые обеспечивают снижение расхода материалов. 2. На основе полученных данных показать технико-экономические преимущества рекомендуемых решений и дать рекомендации по выбору эффективных конструкций для зданий разного назначения. 3. Выполнить анализ напряженно-деформированного состояния железобетонной плиты со вставками при изменении геометрических и физических характеристик. Определить оптимальное значение слоя заполнителя, обеспечивающее минимум растягивающих напряжений на нижней грани плиты и напряжений в среднем слое. 4. Разработать методику определения оптимального расположения опор в каркасных промышленных зданиях, которая обеспечивает выравнивание максимальных усилий и перемещений в пролетах. 5. Произвести оценку эффективности метода Монте-Карло в сочетании с методом конечных элементов при различном числе опор каркаса здания, разработать методику оптимизации толщины плиты на основе критерия ее стоимости. 6. Выполнить оптимизацию расположения колонн для здания промышленного назначения с использованием детерминистических методов. В качестве критерия оптимизации принять минимум прогиба, минимум потенциальной энергии деформации ПЭД и минимум расхода арматуры.