Исследование усилий в вертикальных шпоночных стыках крупнопанельного здания в процессе возведения

Abstract

В последнее время в мире наблюдается тренд на индустриализацию железобетонного домостроения. В России накоплен большой опыт крупнопанельного домостроения, позволяющий находить оптимальные конструктивные решения, однако новые решения приводят к необходимости их дополнительного изучения. Современные программные комплексы позволяют строить объемные модели здания с учетом физической нелинейности, позволяющие учесть фактическое распределение усилий между элементами. При этом для построения корректной модели крупнопанельного здания требуется задание податливостей стыков между ними. Величина податливости при отсутствии нормативной базы определяется прямыми испытаниями, результаты которых в дальнейшем используются для построения расчетной модели здания при его проектировании. Расчетная модель здания дает приблизительную оценку работы конструкций, и степень ее точности зависит от правильности выбора исходных предпосылок при построении. В настоящей статье выполнена оценка численной модели крупнопанельного здания путем сопоставления с результатами прямых наблюдений за сдвиговыми перемещениями в вертикальных стыках наиболее нагруженной ячейки строящегося здания. Наблюдения проводились на 26-этажном крупнопанельном здании с перекрестной конструктивной системой с самонесущими наружными продольными стенами. Вертикальные стыки – монолитные железо-бетонные с применением шпонок с тросовым петлевым поперечным армированием. Помимо этого, также дана оценка усилий, возникающих в этих стыках. В целом, это позволяет сделать вывод о корректности применения расчетной модели крупнопанельного здания с применением упругоподатливых связей с ограничением предельных усилий для моделирования вертикальных стыков. Расчётная часть исследования выполнялась с использованием объемной конечно-элементной модели с учетом величины податливостей стыков и фактических жесткостях конструктивных элементов здания. Результаты исследования могут использоваться при моделировании, расчёте и проектировании крупнопанельных зданий и дают новые научные знания о работе зданий такого типа. Recently, the world has seen a tendency of reinforced concrete housing construction industrialization. Russia has gained extensive experience in large-panel housing construction, which helps to find optimal structural solutions, but new solutions lead to the need for additional study. Modern software systems allow you to build volumetric models of a building, taking into account physical non-linearity, which helps to take into account the actual distribution of efforts between the elements. At the same time, to build the correct model of a large-panel building, the flexibility of joints between them is required. The flexibility is calculated by online tests the results of which are used to build the future model of a building in the process of its designing. The calculation model of a building gives an approximate estimate of structural behavior and the degree of its accuracy depends on the correct selection of the initial premises. This article estimates the numerical model of a large-panel building by comparing it with the results of direct observations of shear movements in the vertical joints of the most loaded walls of a building under construction. The observations were carried out on a 26-story large-panel building with a cross structural system with self-supporting external longitudinal walls. Vertical joints are monolithic reinforced concrete with the use of dowels with cable loop transverse reinforcement. In addition, estimation of forces at the joints is also given. In general, we may conclude that the calculation model of a large-panel building is applied correctly using elastic-flexible connections with limiting ultimate forces for vertical joints modeling. The modeling part of the study is performed using a finite element model taking into account the magnitude of the joints flexibility and the actual stiffness of the building structural elements. The results of the study can be used in modeling, calculation and design of large-panel buildings, and they provide new scientific knowledge about the operation of buildings of this type.