Розрахунок просторових попередньо напружених комбінованих сталезалізобетонних шпренгельних конструкцій

Abstract

UK: Мета. Виходячи з зростання застосування сталезалізобетонних конструкцій в будівництві, необхідно детальніше вивчити їх міцність та деформативність. Для цього виготовлено три натурні дослідні конструкції, що складалися з металевої шпренгельної конструкції та залізобетонної плити перекриття різної форми. Методика. Металева шпренгельна конструкція представляє собою комбіновану балку з жорстким верхнім поясом та підвіскою. Після набору міцності бетоном переріз стає сталезалізобетонним, що призводить до зміни положення нейтральної осі. При проектуванні є можливість добитись перерозподіл зусиль в конструкції шляхом отримання зворотних моментів на опорах та зменшення максимальних напружень в перерізах верхнього поясу конструкції. Для сприйняття від’ємних моментів в плиті передбачається додаткова арматура в верхній зоні. Для визначення реальних характеристик міцності матеріалів додатково випробовувалися залізобетонні кубики та зразки арматури. При навантаженні експериментальних зразків використовувались мішки з піском для рівномірного розподілу прикладеної сили. Крок завантаження прийнято 3 кН/м2, максимальне навантаження склало 21 кН/м2. Одне з навантажень було прикладено несиметрично. Рівномірність прикладання контролювалось динамометрами, встановленими на опорах. Результати. Виконано порівняння значень деформацій, напружень та прогинів експериментальних з теоретичними, які розраховувались згідно діючих в Україні нормативних документів. Зафіксовано високу збіжність результатів для натурних конструкцій. Відхилення експериментальних величин від теоретичних склало - 12,2...-1,1%. Наукова новизна. Проведені експериментальні дослідження трьох натурних моделей просторових сталезалізобетонних шпренгельних конструкцій з різним типом плити: по звичайній плоскій щитовій опалубці та по металевому профільованому настилу вздовж і поперек головних конструкцій. Об’єднання у сумісну роботу виконувалось гнучким металевим анкером петлевого типу. Розрахунок зразків проводився за розробленою методикою як для просторової перехресно-ребристої системи. Практична цінність. Використання сталезалізобетонних конструкцій перекриття в будівництві дозволить зменшити масу елементів в порівнянні з металом чи залізобетоном, тим самим зменшивши вартість.

RU: Цель. Смотря на рост применения сталежелезобетонных конструкций в строительстве, необходимо детально изучить их прочность и деформативность. Для этого изготовлено три натурные конструкции, состоящие из металлической шпренгельной конструкции и железобетонной плиты перекрытия различной формы. Методика. Металлическая шпренгельная конструкция представляет собой комбинированную балку с жестким верхним поясом и подвеской. После набора прочности бетоном сечение становится сталежелезобетонным, что приводит к изменению положения нейтральной оси. При проектировании есть возможность добиться перераспределение усилий в конструкции путем получения отрицательных моментов на опорах и уменьшение максимальных напряжений в сечениях верхнего пояса конструкции. Для восприятия отрицательных моментов в плите предусматривается дополнительная арматура в верхней зоне. Для определения реальных характеристик прочности материалов дополнительно испытывались железобетонные кубики и образцы арматуры. При нагрузке экспериментальных образцов использовались мешки с песком для равномерного распределения приложенной силы. Шаг загрузки принято 3 кН/м2, максимальная нагрузка составила 21 кН/м2. Одно из нагрузок было приложено не симметрично. Равномерность приложения контролировалось динамометрами, установленными на опорах. Результаты. Осуществлены сравнения значений деформаций, напряжений и прогибов экспериментальных стеоретическими, которые рассчитывались согласно действующих в Украине нормативных документов. Зафиксировано высокую сходимость результатов для натурных конструкций. Отклонение экспериментальных величин от теоретических составило -12,2...-1,1 %. Научная новизна. Проведены экспериментальные исследования трех натурных моделей пространственных сталежелезобетонных шпренгельных конструкций с различным типом плиты: по обычной плоской щитовой опалубке и по металлическому профилированному настилу – вдоль и поперек главных конструкций. Объединение в совместную работу выполнялось гибким металлическим анкером петлевого типа. Расчет образцов проводился по разработанной методике как для пространственной перекрестно-ребристой системы. Практическая значимость. Использование сталежелезобетонных конструкций перекрытия в строительстве позволит уменьшить массу элементов по сравнению с металлом или железобетоном, тем самым уменьшив стоимость.

EN: Purpose. Based on widely used of composite construction in building, you should more study them strength and strain. For this produced three full-scale survey design, consisting of a metal trussing constructions and reinforced concrete slabs of different shapes. Methodology. Steel trussing design is a combined beam with a hard top and a belt suspension. After a set of concrete strength is composite section that leads to change the position of the neutral axis. In the design is the ability to achieve redistribution efforts in the design by getting points on poles reverse and reduce the maximum stress in the upper sections of the belt construction. For the perception of negative moments in expected additional reinforcement plate in the upper zone. To determine the actual strength characteristics of the materials tested additional samples of concrete blocks and valves. When loading experimental models used sandbags for even distribution of the applied force. Step 3 downloads adopted kN/m2, the maximum load was 21 kN/m2. One load was monitored application is applied non-symmetric. Equability controlled by dynamometers mounted on supports. Findings. Realized comparison value of strain, stress and deformation experimental with theoretical, which were calculated according to current regulations in Ukraine documents. Reported high convergence results for the full-scale structures. Deviationsfrom theoretical experimental variables was -12.2 ...-1.1 %. Originality. Made experimental study of three dimensional models of field composite trussing constructions with different types of boards: the usual flat shield on a metal mold and profiled decking along and across the main structures. Combining the joint operation was carried out in flexible metal anchor loop type. The calculation was carried out on samples developed technique for spatial cross-ridge system. Practical value. Using of composite overlapping structures in construction will reduce a lot of elements compared to metal or reinforced concrete, thereby reducing costs.