Про можливість деформаційного зміцнення стальних оболонок трубобетонних елементів

Abstract

UK: Постановка проблеми. З кожним роком збільшується потреба у збільшенні житлового фонду держави, зростає кількість населення, що потребує житла. Сучасне будівництво ведеться, як правило, у вже забудованих центральних частинах міст, де вартість землі дуже велика, а площі під забудівлю малі, внаслідок чого зростає поверховість. Зараз в Україні будівельна галузь переживає не кращі часи. Це пов'язано не стільки з фінансовою кризою, скільки з відсутністю технічного переозброєння в усіх сферах будівництва. Навіть будівельний бум початку 2000-х років не зумів надати певного імпульсу для переходу нашої галузі на якісно новий рівень. У науково-технічних і дослідно-конструкторських інститутах не відбувається належного оновлення будівельних матеріалів, а діючі технології будівництва і проектування будівель давно застаріли. Методика. Проведено випробування механічних властивостей сталі, а саме міцність на розрив, зразків сталі марок: 10Г2ФБ; 09Г2; Ст3. Розривні зразки для випробування механічних властивостей сталі вирізували з листів товщиною 18 мм, виробництва Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча. Ці листи отримують подвійним гарячим прокатуванням із неперервнолитих слябів із кінцевою товщиною 250 мм. Результати. Проведено порівняльні дослідження діаграм розтягнення трьох будівних сталей. Встановлено, що найбільш стабільну діаграму розтягування має сталь 10Г2ФБ. Використання сталей 10Г2ФБ із застосуванням деформаційного зміцнення в межах пластичної деформації 4 % дозволяє зменшити поперечний переріз стальних трубобетонних конструкцій на 39 % порівняно з недеформованими, в процесі твердіння бетону в трубах із тієї ж сталі, і на 110 % порівняно зі Ст3. Наукова новизна полягає в обґрунтуванні вибору марки сталі для труб, призначених для використання у трубобетонних конструкціях. Практичне значення. Підвищена ефективність трубобетонних конструкцій пояснюється тим, що бетон у них збільшує свій об'єм під час твердіння всередині сталевої труби. Ця особливість трубобетонної конструкції відкриває здатність пластичної деформації сталевої оболонки трубобетонних конструкцій бетоном, який розширюється. Така пластична деформація в межах не більше 10 % уже використовується в промисловості, а саме на заводах, які виробляють елементи збірного залізобетону. Арматуру та арматурний дріт часто піддають невеликій пластичній деформації, яка збільшує межу текучості арматурних стержнів, що дозволяє досягати значної економії металу за рахунок підвищення межі текучості. Також підвищення межі текучості за рахунок малої пластичної деформації досягають при роздачі парою сталевих труб середнього і великого діаметра. Однак цей ефект зміцнення на сталевих оболонках трубобетонних конструкцій цілеспрямовано не використовувався.

RU: Постановка проблемы. С каждым годом увеличивается потребность в увеличении жилищного фонда государства, растет количество населения, нуждающегося в жилье. Современное строительство ведется, как правило, в уже застроенных центральных частях городов, где стоимость земли очень большая, а площади под застройку малые, в результате чего возрастает этажность. Сейчас в Украине строительная отрасль переживает не лучшие времена. Это связано не столько с действующим финансовым кризисом, сколько с отсутствием технического перевооружения во всех сферах строительства. Даже строительный бум начала 2000-х годов не сумел предоставить определенного импульса для перехода отрасли на качественно новый уровень. В научно-технических и опытно-конструкторских институтах не происходит должного обновления строительных материалов, а действующие технологии строительства и проектирования зданий давно устарели. Методика. Проведены испытания механических свойств стали, а именно прочность на разрыв, образцов стали марок: 10Г2ФБ; 09Г2; Ст3. Разрывные образцы для испытания механических свойств стали вырезали из листов толщиной 18 мм, производства Мариупольского металлургического комбината им. Ильича. Эти листы получают двойной горячей прокаткой с непрерывнолитых слябов с конечной толщиной 250 мм. Результаты. Проведены сравнительные исследования диаграмм растяжения трех строительных сталей. Установлено, что наиболее стабильную диаграмму растяжения имеет сталь 10Г2ФБ. Использование сталей 10Г2ФБ с применением деформационного упрочнения в пределах пластической деформации 4 % позволяет уменьшить поперечное сечение стальных трубобетонных конструкций на 39 %, в сравнении с недеформированными, в процессе твердения бетона в трубах из той же стали, и на 110 % по сравнению с Ст3. Научная новизна заключается в обосновании выбора марки стали для труб, предназначенных для использования в трубобетонных конструкциях. Практическое значение. Повышенная эффективность трубобетонных конструкций объясняется тем, что бетон увеличивает свой объем при затвердевании в середине стальной трубы. Эта особенность трубобетонных конструкций открывает способность к пластической деформации стальной оболочки трубобетонных конструкций бетоном, который расширяется. Такая пластическая деформация в пределах не более 10 % уже используется в промышленности, а именно на заводах, производящих элементы сборного железобетона. Арматуру и арматурную проволоку, часто подвергают небольшой пластической деформации, которая увеличивает предел текучести арматурных стержней, позволяет достигать значительной экономии металла за счет повышения предела текучести. Также повышение предела текучести за счет малой деформации достигают при раздаче парой стальных труб среднего и большого диаметра. Однако этот эффект укрепления на стальных оболочках трубобетонных конструкций целенаправленно не использовался.

EN: Formulation of the problem. Every year the need to improve the state of the housing stock, increasing the number of people in need of housing. Modern construction is, as a rule, in an already built-up downtown area, where the land value is very large, and the small area for development, thereby increasing the number of storeys. Today in Ukraine the construction industry is going through hard times. This has less to do with the current financial crisis, but with the lack of technical modernization in all areas of construction. Even the beginning of the construction boom of the 2000-th was not able to provide a certain momentum to move the industry to a new level. In science and technology and development institutes is no proper renovation building materials, construction technology and existing buildings and design go back to the middle of the last century. Methods. The tests of mechanical properties of steel, namely tensile strength, the samples of steel grades: 10G2FB; 09G2; St3. Bursting test pieces cut from plates of thickness 18 mm steel mechanical properties, production Mariupol. Ilyich. These sheets obtain dual hot rolling of continuously cast slabs to the final 250 mm of thickness. Results. Comparative studies of stretching diagrams of three construction steels. It was found that the most stable tension diagram is 10G2FB steel. Using 10G2FB steels with work hardening within the plastic deformation of 4 % to reduce the cross-section of steel pipe-concrete structures by 39 % in comparison with non-deformed during concrete hardening in the pipes of the same steel, and 110 % as compared to St3. Scientific novelty lies in justifying the choice of the grade of steel pipes for use in pipe-concrete structures. The practical significance. Increased efficiency of pipe-concrete structures is largely explained by the fact that the concrete in the pipe-concrete structures increases its volume during solidification in the middle of the steel pipe. This feature offers the ability to pipe-concrete constructions of plastic deformation of the steel pipe-concrete shell structures with concrete, which is expanding. Such plastic deformation within no more than ten percent is already used in industry, namely in the factories that produce the elements of precast concrete. Fittings and reinforcing wire is often subjected to a small plastic deformation, which increases the yield strength of the reinforcing bars, achieves a significant saving of metal, by increasing the yield stress. Also, increasing the yield strength due to low strain achieved in the distribution of a pair of steel pipes of medium and large diameter. However, this effect is to strengthen the steel liner pipe-concrete constructions purposefully unused.