Експериментальне дослідження деформативності окремих несучих елементів стале залізобетонного структурно-вантового покриття

Abstract

UK: Ціль. Сталезалізобетонне структурно-вантове покриття наділене перевагами просторових металевих і залізобетонних конструкцій [ 10] . Основною особливістю покриття є принцип раціонального використання матеріалів та властивостей конструктивних елементів. Покриття складається з просторових площинно-стрижневих модулів, які поєднуються один з одним спеціально розробленими вузлами. Формоутворення покриття здійснюється за рахунок використання вантів, які об’єднують просторові модулі у цілісну конструкцію і надають їй необхідної кривизни. Беручи до уваги, що сталезалізобетонні структурно-вантові покриття є абсолютно новими і оригінальними конструкціями, то дослідження напружено-деформованого стану їх окремих елементів є актуальною проблемою. Методика. Експериментальним шляхом визначити особливості деформування та характеру втрати несучої здатності окремих елементів просторових сталезалізобетонних покриттів на дію навантаження, що прикладається за допомогою системи траверс та гідравлічного домкрату. Для заміру деформацій застосовуються тензорезистори. Розміщення датчиків здійснюється у найбільш характерних місцях конструкції. Передбачено дослідити два типи окремих елементів сталезалізобетонного структурно-вантового покриття. За результатами експерименту зробити висновок про ефективність прийнятого способу забезпечення сумісної роботи сталі та бетону у складі досліджуваних елементів. Прийнятий спосіб заміру деформацій дає змогу отримати експериментальні дані на основі яких можна в достатній міри оцінити напружено-деформований стан досліджуваних конструкцій. Результати. Установлено, що руйнування дослідних зразків мало пластичний характер. Прийнятий спосіб армування забезпечує достатню несучу здатність елементів. Підтверджено ефективність прийнятого способу забезпечення сумісної роботи сталевих та бетонних елементів. Встановлено залежність деформування зразків від дії навантаження. У відповідності з отриманою залежністю встановлено, що пружна стадія роботи дослідних зразків спостерігалася до моменту досягнення навантаження, що дорівнювало 70% від руйнівного. Наукова новизна. Визначено напружено-деформований стан окремих несу чих елементів нової конструкції –сталезалізобетонного структурно-вантового покриття. Практична значимість. Вивчення напружено-деформованого стану окремих несучих елементів досліджуваних покриттів дало змогу підтвердити ефективність конструктивного рішення, способу армування та забезпечення сумісної роботи сталі та бетону, що у свою чергу дає поштовх до подальшоговирішення загальної проблеми та подолання перешкоди на шляху впровадження нових конструкцій у практику будівництва.

RU: Цель. Сталежелезобетонное структурно-вантовое покрытие наделено преимуществами пространственных металлических и железобетонных конструкций [10] . Основной особенностью покрытия является принцип рационального использования материалов и свойств конструктивных элементов. Покрытие состоит из пространственных плоскостно-стержневых модулей, которые соединяются друг с другом специально разработанными узлами. Формообразов ания покрытия осуществляется за счет использования вант, которые объединяют пространственные модули в цельную конструкцию и придают ей необходимой кривизны. Принимая во внимание, что сталежелезобетонные структурно-вантовые покрытия являются совершенно новыми и оригинальными конструкциями, то исследования напряженно -деформированного состояния их отдельных элементов является актуальной проблемой. Методика. Экспериментальным путем определить особенности деформирования и характер потери несущей способности отдельных элементов пространственных сталежелезобетонных покрытий на действие нагрузки, которая прикладывается с помощью системы траверс и гидравлического домкрата. Для замера деформаций применяются тензорезисторы. Размещение датчиков осуществляется в наиболее характерных мес тах конструкции. Предусмотрено исследовать два типа отдельных элементов сталежелезобетонного структурно-вантового покрытия. По результатам эксперимента сделать вывод об эффективности принятого способа обеспечения совместной работы стали и бетона в составе исследуемых элементов. Принятый способ замера деформаций позволяет получить эксперименталь ные данные на основе которых можно в достаточной степени оценить напряженно-деформированное состояние исследуемых конструкций. Результаты. Установлено, что разрушение опытных образцов имело пластичный характер. Принятый способ армирования обеспечивает достаточную несущую способность элементов. Подтверждена эффективность принятого способа обеспечения совместной работы стальных и бетонных элементов. Установлена зависимость деформирования образцов от действия нагрузки. В соответствии с полученной зависимостью установлено, что упругая стадия работы опытных образцов наблюдалась до момента достижения нагрузки, равной 70% от разрушительной. Научная новизна. Определено напряженно-деформированное состояние отдельных несущих элементов новой конструкций – сталежелезобетонного структурно-вантового покрытия. Практическая значимость. Изучение напряженно-деформированного состояния отдельных несущих элементов исследуемых покрытий позволило подтвердить эффективность конструктивного решения, способа армирования и обеспечения совместной работы стали и бетона, это в свою очередь дает толчок к дальнейшему решению общей проблемы и преодоления препятствия на пути внедрения новых конструкций в практику строительства.

EN: Purpose. Steel and concrete composite grid-cable roof has advantages of metal and concrete space structures [10] . Feature of construction is the principle of rational use of materials and properties of the structural elements. The roof consists of spatial flatness-core units that are connected to each other with specially designed joints. The shape of the roof is made using cables. Investigation of the stress-strain state of the individual elements is an urgent problem. Methodology. Experimentally determine the deformation characteristics and the nature of the loss of loadcarrying capacity of units of the space steel and concrete composite grid-cable roof. Load is applied through the traverse system and a hydraulic jack. For measuring of deformation are used strain gauges. Placing sensors is carried out in the most typical areas of construction. Two types of units of steel and concrete composite grid-cable roof will be researched. According to the results of the experiment to conclude, the method adopted to ensure of joint work of steel and concrete elements is effective. Accepted methods of measuring strain allows to obtain experimental data on which to adequately assess the stress-strain state of the structures under study . Findings. It was found that the destruction of the prototypes was the nature of the plastic. Accepted methods of reinforcement provides sufficient bearing capacity of the elements. Effectiveness of way to ensure joint work of steel and concrete was confirmed. The dependence of the deformation of samples from the load was obtained. In accordance with the obtained dependence it found that the elastic stage of operation of prototypes was observed until reaching a load equal to 70% of the devastating. Originality. Defined mode of deformation of individual bearing elements of the new design – steel and concrete composite gridcable roof. Practical value. The study of stress-strain state of the individual bearing elements investigated coatings allowed to confirm the effectiveness of constructive solutions, and to provide a method of reinforcing teamwork steel and concrete, which in turn gives rise to a further decision of the common problems and overcome obstacles to the introduction of new structures in the construction practice.