close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Светлое Христово Воскресе;pdf

код для вставкиСкачать
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ СТАЛЕБЕТОННЫХ БАЛОК
Кришан А.Л., Назаренко Д.И.
ФГБОУ ВПО "Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И.Носова", г. Магнитогорск, Россия
e-mail: [email protected]
В настоящее время наметилась тенденция к расширению области применения зданий
каркасного типа, в частности, в жилищном строительстве. В связи с этим задача разработки
эффективных конструкций ригелей становится все более актуальной.
Эффективность железобетонных конструкций может быть повышена за счет
совершенствования схем армирования. Рядом исследований показано, что одна из
оптимальных схем связана с применением внешнего армирования [1]. В этом случае в
качестве продольной арматуры используются стальные прокатные профили.
Применение внешней арматуры позволяет:
• увеличить рабочую высоту сечения конструкций;
• улучшить работу бетона за счет эффекта обоймы;
• совместить с помощью прокатных профилей функции продольной рабочей арматуры,
закладных деталей и обоймы;
• упростить конструкции стыков железобетонных элементов;
• уменьшить число типоразмеров конструкций;
• автоматизировать процесс производства арматурных каркасов и собственно
железобетонных элементов;
• упростить конструкцию опалубки.
Преимущества сталебетонных конструкций по сравнению с металлическими:
• прямая экономия металла за счет замены части металлического сечения бетоном;
• не требуется мероприятий по обеспечению местной устойчивости;
• значительное повышение огнестойкости (огнестойкость элементов с внешним
армированием составляет порядка 80 % от огнестойкости железобетонных колонн и
примерно в четыре раза выше огнестойкости металлических колонн).
В одноэтажных промышленных зданиях замена стального каркаса железобетонным,
выполненным из высокопрочного бетона, сокращает расход металла практически в два раза.
Недостатки конструкций с внешним армированием по отношению к традиционным
железобетонным заключаются в пониженной огнестойкости и коррозии внешней арматуры.
В настоящее время для защиты внешней арматуры от неблагоприятных воздействий
разработаны специальные покрытия, которые одновременно являются огнезащитными и
антикоррозионными.
Перечисленные недостатки свидетельствуют о том, что на сегодняшний день остается
весьма актуальной задача разработки и практического использования более совершенной
конструкции сталебетонных балок.
Особенности характера работа элементов из стальных труб, заполненных бетоном,
существенно отличается от работы традиционных стальных и железобетонных конструкций.
Ключевым моментом к пониманию особенностей поведения сталебетонных конструкций
может служить анализ их действительной работы под нагрузкой [2].
Для решения поставленной задачи были изготовлены и испытаны 2 серии
сталебетонных образцов, определена эффективность конструкций по результатам их
испытаний на прочность и жесткость. Экспериментальные образцы имели поперечное
сечение 80х160 мм из стали марки 09Г2С с пределом текучести σp,y = 370 МПа закрытые с
торцов пластинами 170х90 толщиной 10 мм. Две серии изготавливались из бетона кл. В30 с
толщиной металла 3 мм (ВОQ-3) и две серии из такого же бетона с толщиной металла 5 мм
(ВОQ-5). Длина образцов составляла 1500 мм. Схема загружения принималась такой, чтобы
обеспечить разрушение балок от действия поперечной силы.
Для оценки эффективности сталебетонных балок предложенной конструкции было
выполнено сопоставление их экспериментально найденных прочности и жесткости с
результатами расчетов, выполненных для стальных балок с аналогичными геометрическими
и конструктивными параметрами (таблица 1).
Таблица 1. – Сопоставление балок рассчитанных на действие поперечной силы.
Тип конструкции
Сталебетонная балка серии BOQ-3
Металлическая балка из листа
толщиной 3 мм
Сталебетонная балка серии BOQ-5
Металлическая балка из листа
толщиной 5 мм
Максимальная
нагрузка Fu
кН
%
128.75
61.7
Максимальный прогиб f
при нагрузке 60 кН
мм
%
2.14
31.0
61.61
29.5
6.92
100.0
208.75
100.0
1.58
22.9
130.96
62.7
2.89
41.7
Исходя из полученных результатов следует, что сталебетонные балки предложенной
конструкции серии BOQ-3 имеют большую несущую способность по сравнению с
металлической балкой с толщиной стенки металла 3 мм по максимальной нагрузке на 32,2%.
Серии BOQ-5 имеют большую несущую способность по сравнению с металлической балкой
с толщиной стенки металла 5 мм по максимальной нагрузке на 37,3%.
Еще более значительно отличаются прогибы сталебетонной балки, которые в среднем
на 73 % меньше по сравнению с металлическими балками.
Увеличение несущей способности сталебетонной балки обусловлено ростом прочности
бетонного ядра, работающего в условиях объемного напряженного состояния. Прогибы
исследованных балок выше, чем у металлических балок за счет заполнения стального
профиля бетоном, который существенно повысил эффективную жесткость их нормального
сечения.
1) Клименко Ф.Е., Гайдаш Н.Л. Исследования сталежелезобетонных изгибаемых элементов с
листовой сталью // Вестн. Львов, политехн, ин-та. Вопросы современного строительства. 1971. №51.
С.30-35.
2) Матвеев В.Г. Экспериментальные исследования работы нормальных сечений тонкостенных
изгибаемых элементов // Современные методы исследований строительных конструкций, технологий
и систем: Межвуз. сб. Магнитогорск: Магнитогорск. техн. ун-т. 1998. С.37-47.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа