Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Терешкова Александра Викторовна. Исследование деформативности и совершенствование конструктивных решений элементов каркаса фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.01 / Терешкова Александра Викторовна; [Место защиты: Сиб. федер. ун-т].- Красноярск, 2007.- 233 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5341


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ТЕПЛОВОЙ
ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ ФАСАДНЫМИ СИСТЕМАМИ С
ВОЗДУШНЫМ ЗАЗОРОМ
8

  1. Технико-экономическое обоснование 8

  2. Сложившаяся инженерная практика по повышению тепловой защиты ограждающих конструкций зданий 12

1.3. Методы расчета несущих конструкций фасадных систем 22
1.4.Визуальные обследования фасадных систем по объектам

г. Красноярска 27

1.5.Выводы и постановка задач исследования 29

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ
НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ
31

  1. Методика проведения экспериментальных исследований 31

  2. Приборы и оборудование 34 2.3.Проведение измерений 35 2.4.Экспериментальные исследования и совершенствование

конструктивных решений кронштейнов системы типа «Краспан» 36

  1. Традиционное конструктивное решение. Экспериментальные исследования 36

  2. Совершенствование конструктивного решения кронштейнов типа «Краспан». Экспериментальные исследования 47

2.5.Кронштейны системы типа «Волна» 64
2.6. Конструктивное решение кронштейнов замкнутого коробчатого

сечения. Экспериментальные исследования 69

2.7.Фрагменты фасадной системы «Краспан» 74

  1. Экспериментальные исследования 74

  2. Совершенствование конструктивного решения узла

крепления вертикального профиля к кронштейну 83

2.8. Выводы 84

3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 86

  1. Цели и задачи численных исследований 86

  2. Расчет по стержневой схеме 86

3.3.Расчет МКЭ по континуальной схеме 90

ЗАРасчет кронштейнов с учетом сдвига по стержневой системе 91
3.5.Приближение расчетных моделей кронштейнов к реальным

конструктивным решениям 95

З.б.Расчет конструкций фасадной системы как рамной системы 116
3.7.Алгоритм подбора сечений элементов фасадных систем. Расчет

оптимального шага кронштейнов 13 0

3.8.К выбору расчетной схемы 133

3.9.Выводы 136
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРИМЕНЕНИЯ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ 137

  1. Расчет технико-экономических показателей и экономической эффективности применения усовершенствованных кронштейнов 137

  2. Эффект применения фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором при реконструкции зданий 142

4.3.Выводы по главе 145

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 146

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 148

ПРИЛОЖЕНИЯ 159



Введение диссертации:

Современное строительство характеризуется озабоченностью излишними энергозатратами в стадии эксплуатации зданий и инженерных сооружений и поиском энергосберегающих технологий. К ним можно отнести применение фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором.

Основными требованиями к конструкциям фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором являются повышение физико-механических характеристик, включая стабильность свойств на длительный период эксплуатации, соизмеримость деформаций по отдельным элементам, повышенная огнестойкость, коррозионная стойкость, влагонепроницаемость, эффективная теплозащита, соблюдение санитарно-гигиенических норм, гарантированная надежность и долговечность всей системы

В последнее время во многих странах на общественном и государственном уровнях стало формироваться устойчивое осознание ограниченных запасов энергоресурсов и необходимости их более рачительного использования. Мероприятия, обеспечивающие энергоснабжение, имеют более высокую рентабельность по сравнению с наращиванием энергоресурсов. Если учесть, что в России жилищный фонд потребляет 35-40% годовых энергоресурсов страны, то становится очевидной приоритетная роль создания энергоэффективных утеплителей и конструкций с их применением.

Актуальность работы обусловлена необходимостью экономии топливно-энергетических ресурсов, достигаемая сокращением тепловых потерь через ограждающие конструкции зданий и сооружений. Решая проблему экономии энергоресурсов посредством улучшения теплозащиты зданий следует учитывать затраты энергии на получение самой теплоизоляционной конструкции. Применение фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором делает возможным создание ограждающих конструкций, отвечающих современным требованиям архитектуры и строительства, а также позволяет сократить эксплуатационные затраты зданий за счет снижения теплопотерь через наружные ограждения.

Фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором, развитие которых началось несколько лет назад в условиях климата Сибири, к сожалению, имеют слабые места, требующие детальной и качественной проработки. Копи-

5 рование конструктивных решений, используемых в европейской зоне, без учета особенностей климата, не подкрепленное методиками исследования изменения их свойств в условиях частых изменений температуры, влажности, ветровых нагрузок и других воздействий, может привести к негативным проявлениям.

Конструктивные схемы фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором должны с минимальными эксплуатационными затратами обеспечивать возможность мониторинга работоспособности всех элементов системы и в необходимых случаях проведения ремонтно-реконструкционных работ.

Цель диссертационной работы: на основе экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния уточнение расчетной модели деформирования и алгоритмов расчета, а также совершенствование конструктивных решений кронштейнов и других элементов несущего каркаса фасадных систем.

Объектами исследования являются несущие конструкции фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором.

Методика исследования - экспериментально-теоретическая: в работе реализован комплексный подход к проблеме, включающий: конструктивные проработки; математическое моделирование; экспериментальные исследования в лабораторных условиях, в том числе на натурных моделях; численно-аналитические исследования и сопоставительный анализ результатов.

Научная новизна:

обоснование нового типа расчетной модели кронштейна. Переход от традиционной стержневой схемы к модели с учетом сдвига;

новая формулировка задачи контакта опорных частей кронштейнов и стенового ограждения, как задачи с односторонними связями, что предопределяет использование либо экспериментальных данных, либо итерационного алгоритма в части обоснования расчетных схем на каждом этапе загружения;

результаты экспериментально-теоретических исследований предлагаемых типов кронштейнов (патент на полезную модель РФ №61754) и других конструктивных усовершенствований (патенты на полезные модели РФ № 54383, № 60573, № 61750), обосновывающие их эффективность.

Практическая значимость. Результаты работы приняты для практического использования при проектировании, изготовлении и монтаже несущих

конструкций ООО «Краспан», а также в организации 000 «ЭКо-Край» в привязке к программе энергосбережения.

Достоверность результатов: в части обоснования алгоритмов расчета соответствием численных решений и экспериментальных данных с достаточным набором количества повторных испытаний и измерений; в части обоснования эффективности новых конструктивных решений - экспериментальными данными.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции и выставке «Сибири - новые технологии в архитектуре, строительстве и ЖКХ» (Красноярск, 2005г.); на XXIV региональной научно-технической конференции «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2006г.); на XXV региональной научно-технической конференции «Проблемы строительства и архитектуры» (Красноярск, 2007г.).

Публикации. Результаты диссертационных исследований опубликованы в 11 работах, включая 1 статью в журнале, рекомендованном ВАК России, и четыре патента на полезные модели.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных и теоретических исследований несущих
конструкций фасадных систем;

- усовершенствованные конструктивные решения несущих элементов,
опорных частей кронштейнов и их крепления к стеновому ограждению, узловое
сопряжение кронштейна с вертикальным профилем, а также экспериментально-
теоретический анализ их работы;

анализ расчетных схем несущего каркаса фасадной системы;

обоснование расчетных моделей и алгоритмов расчета различных типов кронштейнов;

технико-экономический анализ предложенных решений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из: введения, четырех глав, общих выводов и списка использованных источников из 115 названий и восьми приложений. Общий объем работы изложен на 231 странице. Основной текст диссертации 156 страниц, включая 58 таблиц и 81 рисунок.

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы, поставлена цель и определены задачи исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе дано технико-экономическое обоснование повышения уровня теплозащиты зданий и снижения теплопотерь через ограждающие конструкции. Рассмотрен обзор основных систем вентилируемых фасадов, применяемых в России, и методы расчета их несущих каркасов. По результатам натурного освидетельствования фасадов на объектах г. Красноярска выявлены их основные дефекты с целью оценки эксплуатационных характеристик конструктивных решений фасадных систем и причины их образования. Представлены выводы и постановка задач исследования.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований и предложения по совершенствованию конструктивных решений несущих элементов подсистемы фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором.

В третьей главе проведен системный анализ напряженно- деформированного состояния несущих элементов и подсистемы в целом. Представлен сравнительный анализ экспериментальных и численных исследований несущих конструкций фасадных систем и уточненные расчетные модели.

В четвертой главе приведен сравнительный анализ технико- экономических показателей разработанных вариантов несущих конструкций фасадных систем и стандартного конструктивного решения.

В приложении 1-8 приведены: рекомендации по проектированию и применению фасадных систем, инструкция по обследованию несущей ограждающей конструкции; конструктивные решения существующих фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором; основные дефекты фасадных систем, выявленные при натурном осмотре объектов г. Красноярска; распределения изолиний и изополей кронштейнов по результатам численных исследований; пример расчета несущих конструкций подсистемы фасадной системы типа «Краспан»; вертикальные нагрузки от веса облицовочного материала и значения ветровых нагрузок в зависимости от района и высоты здания; результаты расчета оптимального шага кронштейнов фасадной системы «Краспан»; акты о внедрении результатов исследования.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций