Експериментальні та теоретичні дослідження несучої здатності та визначення напружено-деформованого стану розтягнутих трубобетонних елементів. Методи оцінювання та розрахунку несучої здатності центрально і позацентрово розтягнутих трубобетонних елементів.
Аннотация к работе
У теперішній час досліджена робота трубобетонних елементів, які працюють на стиск та згин у своїй основній частині, а дослідження, повязані з роботою трубобетону на розтяг, досконально не проводилися, тому що вважається не раціональним використання трубобетону в розтягнутих елементах. Виконана робота тематично повязана з дослідженнями кафедри конструкцій з металу, дерева та пластмас Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка, що входить до загальної наукової програми „Дослідження напружено-деформованого стану та впровадження у виробництво трубобетонних конструкцій” та з програмними рішеннями I, II, III, IV-ої Всеукраїнських науково-технічних конференцій по бетону і залізобетону, які проходили в Києві, Львові та міжнародної асоціації АСБКК трубобетонних конструкцій, яка провела сім науково-технічних конференцій. Предмет дослідження - напружено-деформований стан трубобетонних елементів, елементів із сталевих труб і бетонних елементів, що працюють на розтяг, та трубобетонних елементів, що працюють на розтяг при вириванні арматурного стержня з бетонного ядра. Метод дослідження - експериментально-теоретичний, що містить підбір, вивчення й аналіз літературних джерел, на основі якого формулюється мета та завдання роботи, виконання експериментальних і теоретичних досліджень трубобетонних елементів, що працюють на розтяг. розроблена методика оцінювання напружено-деформованого стану трубобетонних елементів, що працюють на розтяг, та алгоритм розрахунку на ЕОМ;У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету та задачі досліджень, наукову новизну, практичну цінність та використання отриманих результатів. У теперішній час трубобетонні конструкції, що являють собою трубу-оболонку, заповнену бетоном для їх сумісної роботи, отримали широке розповсюдження в усьому світі. Трубобетон використовується в різних сферах будівництва. Проведеними дослідами встановлено, що трубобетонні конструкції надійні в експлуатації, про це свідчить те, що в граничному стані вони не втрачають несучу здатність миттєво, як залізобетонні, а ще тривалий час здатні витримувати значні навантаження. У нашій країні питаннями розробки теорій розрахунку трубобетонних конструкцій займалися О.Я.Для оцінки впливу масштабного фактора на напружено-деформований стан елемента випробувалися також зразки з труб діаметрами 108 мм із товщинами стінки 5 і 3,5 мм, 89 мм з товщиною стінки 3,8 мм, заповнених важким бетоном класів за міцністю В15, В20, В25. Для проведення експерименту були запроектовані зразки із заповненням труб бетоном і порожніх сталевих труб для проведення випробувань на центральний та позацентровий розтяг; бетонні, які мають вигляд циліндра з діаметром і довжиною бетонного ядра головних зразків зі стержнями з арматури, забетонованими у зразки з обох торців. У маркуванні серії зразків: ТР - зразки з порожніх сталевих труб; ТБ - трубобетонні зразки; Б - бетонний зразок: перша цифра показує діаметр і товщину стінки труби зразка (1 - Ш108?5; 2 - Ш108?3,5; 3 - Ш102?4; 4 - Ш89?3,8), друга - клас бетону за міцністю (1 - В15, 2 - В20, 3 - В25), третя - спосіб передачі навантаження. Визначення в умовах випробування трубобетонного розтягнутого елемента проводиться за умови, що відома несуча здатність порожньої труби, за формулою: (2) де Nbt - несуча здатність бетонного ядра трубобетонного елемента; З аналізу значень коефіцієнтів =1,1 і =0,96 встановлено, що трубобетонні елементи мають несучу здатність у 1,1 рази вищу, ніж елементи зі сталевих труб, не заповнених бетоном.Результати проведених досліджень вказують на сумісну роботу сталевої труби і бетону в пружній та пластичній стадіях, що істотно важливо для нормальної експлуатації несучих конструкцій при їх роботі на розтяг. Отримані формули оцінювання напружено-деформованого стану розтягнутих трубобетонних елементів, котрі дають можливість визначити напруження і деформації в сталі і бетоні на кожному етапі прикладання зусилля. Розроблено алгоритм оцінювання напружено-деформованого стану розтягнутих трубобетонних елементів за допомогою ПЕОМ та отримано формули для визначення несучої здатності розтягнутих трубобетонних елементів. Впровадження результатів дослідження у виробництво показують, що з трубобетону можна проектувати несучі конструкції будівель, що працюють на розтяг, та розраховувати їх за отриманими в дисертації методами. Проведено експериментальні дослідження, отримано їх результати і описано характер розвитку деформацій в арматурних стержнях та трубобетонних елементах при роботі на розтяг).