Анотація до роботи:

Фейрушах С. Мохамад “Раціоналізація параметрів висячих стін”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2004.

У дисертації проведено дослідження взаємодії елементів у системі “висяча стіна – рандбалка”. Здійснено моделювання напружено-деформова-ного стану системи з використанням кінцево-елементної моделі, формалізованої в середовищі ВК “ЛІРА”.

В дисертації вперше дано аналіз впливу ряду факторів на роботу висячих стін, у тому числі:

враховано фізичну і конструкційну нелінійності;

оцінено вплив зміни співвідношення модулів деформацій матеріалів кладки і рандбалки на величини напружень і деформацій у стіні;

оцінено вплив збільшення висоти висячої стіни на її напружено-деформований стан;

оцінено вплив зміни кількості і розмірів прорізів у кладці на характер опору;

оцінено вплив збільшення ширини опор під рандбалкою на концентрацію напружень в опорній зоні;

використано рандбалки різної конфігурації;

оцінено вплив зчеплення між стіною і рандбалкою на розподіл контактних напружень.

Аналіз отриманих результатів дозволив здійснити регулювання параметрами системи в нелінійній постановці, а також побудувати процедури прямого визначення фізико-геометричних характеристик конструкцій. З використанням методу адаптивної еволюції була розглянута задача раціоналізації балки – стінки з прорізами.

Перевірка теоретичних досліджень здійснена в лабораторному експерименті шляхом випробування натурних фрагментів цегельних стін із прорізами, обпертих на залізобетонні рандбалки, і завантажених вертикальним навантаженням у площині стіни.

Аналіз отриманих результатів і зіставлення їх з нормативною методикою, розробленою Б.Н. Жемочкіним, дозволили створити практичний метод розрахунку рандбалок із залученням Вінклерової моделі основи перемінної жорсткості, у тому числі з урахуванням зон відриву рандбалок від кладки.

Розроблені методи було впроваджено при робочому проектуванні і будівництві житлових будинків Харкова і Курська.

1. Розроблено, апробовано і експериментально відтестовано нелінійну кінцевоелементну модель системи “висяча стіна – рандбалка”, що визначила коректну побудову полів компонентів напружено-деформованих факторів, виникаючих в біелементі, що розглядається. Результати, одержані на основі цієї моделі, суттєво відрізняються від розрахованих за методикою Б.Н. Жемочкіна і діючими нормативними документами.

2. Проведено чисельні дослідження впливу різних факторів на напружено-деформований стан конструктивних елементів системи: співвідношення модулів деформації кладки і рандбалки; зміни жорсткості рандбалки; збільшення ширини опор; характеру розподілу контактних нормальних тисків; дотичних напружень у контактному шві; збільшення висоти стін і ін.

3. Вперше показано, що спільність роботи елементів біагрегата може регулюватися за рахунок їхньої конфігурації і раціонального вибору типів і топології розміщення зв'язків між ними.

4. Методом порівняльного аналізу оцінено вплив прорізності на розподіл компонентів напружено-деформованого стану в елементах висячої стіни.

5. Визначено перелік і побудовано ієрархію конструктивних елементів висячих стін, що створюють найбільш сприятливий (у смислі прийнятих критеріїв) розподіл компонентів напружено-деформованого стану в місцях їхнього контакту. Виявлено істотні переваги рандбалок перемінного перерізу з опуклістю верхньої кромки, що обумовлює вирівнювання контактних напружень по поверхні шва.

6. Сполучення методу кінцевих елементів і методу регулювання параметрами системи дозволило побудувати процедури прямого визначення фізико-геометричних характеристик конструкцій. Зокрема, дано рішення ряду задач оптимізації конструкцій біелемента за рахунок керування зовнішніми параметрами системи.

7. Шляхом використання методу адаптивної еволюції вирішена задача раціоналізації висячих стін із прорізами. Запроектована рівноміцна стінова панель будинку, що має віконний і дверний прорізи.

8. Розроблено практичний інженерний метод розрахунку системи “висяча стіна – рандбалка” з використанням Вінклерової моделі основи перемінної жорсткості, на основі якої отримано аналітичні залежності для контактних напружень і зусиль у рандбалках.

9. Здійснено впровадження результатів досліджень через проектування і будівництво в ряді об'єктів України і Росії. За рахунок прийняття найбільш раціональних конструктивних рішень висячих стін і зниження в них концентрації напружень отримано економічний ефект, приблизно рівний 20-30%.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ:

1. Шмуклер В. С., Бережная Е. В., Какшар Ф. С. Анализ и управление напряжённым состоянием висячих стен с проёмами // Зб. наук. праць наук.-практ. конф. “Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди”. Рівне: Укр. держ. універ. водного господарства та природокористування, 2001. - Вип. 6. - С. 249-254.

Особистий внесок - розроблено і обгрунтовано методику розрахунку систем “висяча стіна - рандбалка”, з регулюючими зовнішніми параметрами.

2. Шмуклер В. С., Какшар Ф. С. Управление напряжённым состоянием висячих стен // Науковий вісник будівництва.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2001. - Вип. 13. - С. 20-30.

Особистий внесок - проведено аналіз літературних джерел, присвячених експериментальному і теоретичному дослідженню роботи системи “висяча стіна – рандбалка”.

3. Какшар Ф. С. Анализ напряжённого состояния при расчёте на местное сжатие // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2001.- Вип. 14.- С. 61-64.

4. Какшар Ф. С. К вопросу расчёта висячих стен в гражданском строительстве // Коммунальное хозяйство городов.- Харьков: ХГАГХ. - Вып. 30. - Изд. "Техніка", 2001. – С. 162-165.

5. Гусаков В. Н., Шмуклер В. С., Какшар Ф. С. Учёт нелинейных особенностей деформирования висячих стен // Зб. наук. праць Всеукраїнської наук.-практ. конф. “Реконструкція будівель та споруд. Досвід та проблеми”. - Киів: ДНДІБК, 2001. - Вип. 54.- С.164-170.

Особистий внесок - побудовано кінцевоелементну модель і, на її базі, проведено аналіз напружено-деформованого стану контактного шва між балкою-стінкою і рандбалкою з широким варіюванням параметрів, які впливають на раціональність конструктивного рішення.

6. Шмуклер В. С., Какшар Ф. С. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния висячих стен // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2002. - Вип. 17. - С. 38-48.

Особистий внесок - проведено експериментальні дослідження напружено-деформованого стану висячих стін на натурних зразках, які мають оптимізовані параметри.

7. Городецкий А. С., Шмуклер В. С., Бондарев А. В. Информационные технологии расчета и проектирования строительных конструкций. Киев – Харьков , 2003.- 888 с.

(Один параграф з участю Какшара Ф.С., с. 403-505).

Особистий внесок - участь у розробці нелінійних методів розрахунку і проектування систем “висяча стіна - рандбалка”.

8. Шмуклер В. С., Какшар Ф. С. Вассим Исмаил Рационализация параметров неоднородной балки стенки // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2004. - Вип. 29. - С. 202-213.

Особистий внесок - участь у розробці нелінійних методів розрахунку і проектування систем “висяча стіна - рандбалка”, їх експериментальна перевірка і впровадження в практику будівництва.