Несуча здатність сталебетонних балок прямокутного перерізу, зміцнених стальним шпренгелем - Автореферат

Широке впровадження їх у практику будівництва стримується недостатньою розробкою конструкцій та вузлів, а також методів розрахунку, які б відображали особливості роботи сталебетонної балки та шпренгеля. Мета дисертаційної роботи полягає в розробці конструкції балки та вузлів сполучення її елементів, а також математичного апарату розрахунку, з урахуванням особливостей деформування бетону, стальної обойми та шпренгеля. Задачі досліджень: Розробка конструкції балки, зміцненої шпренгелем, вузлів сполучення шпренгеля з балкою та елементів шпренгеля між собою. Розроблено вузли сполучення балки та шпренгеля, елементів шпренгеля між собою та виконана експериментальна оцінка запропонованих рішень. Використання у практиці будівництва сталебетонних балок, зміцнених шпренгелем та інших комбінованих систем замість залізобетонних дозволяє при великих навантаженнях та обмежених розмірах перерізу збільшити прогони, що перекриваються, знизити витрати сталі та отримати значний економічний ефект.У звязку з цим методика розрахунку сталебетонної балки з шпренгелем повинна ураховувати усі вищеперелічені фактори, а також особливості деформування бетону в умовах обємного напруженого стану та стальної обойми в умовах двоосьового напруженого стану. Другий розділ присвячено теоретичному дослідженню напружено-деформованого стану сталебетонної балки, зміцненої шпренгелем. Звязок між напруженнями та деформаціями у бетоні для випадку простого навантаження приймаємо у вигляді закону Гука. Поєднання процесів внутрішніх та зовнішніх ітерацій завдяки послідовним наближенням полягає: у звичайній упруголінійній постановці вирішується задана система та визначаються епюри внутрішніх зусиль; визначаються перерізи, в яких, базуючись на зусиллях, за допомогою внутрішнього процесу ітерацій уточнюються розрахункові жорсткості; за новим законом змінення жорсткості повторюється статичний розрахунок системи з урахуванням змінності поздовж прогону розрахункових жорсткостей; за зусиллями першого наближення знов уточнюються жорсткості, а за ними знаходятся епюри зусиль у другому наближенні і т.д. до стабільної збіжності з заданою ступінню точності. Основна програма здійснює ввід вихідних даних; визначення масивів змінних; визначення параметрів моделі МКР; визначення переміщень в стальній обоймі від одиничних сил станів та деформацій; визначення значень функції напруження та її похідної на контурі при довільних станах; визначення переміщень бетонного ядра від деформацій та одиничних сил; формування СЛАР методу сил з урахуванням виключення вязів.Показано, що шпренгель з жорсткими вузлами збільшує несучу здатність, порівнюючи з балкою, яка не має підсилення, в 2.6 рази, з шарнірними вузлами - 2.4 рази. Розроблена та експериментально обгрунтована конструкція попередньо напруженого шпренгеля і показано, що попереднє напруження дозволяє дістати руйнування конструкції при одночасному досягненні межі текучості, як у стислих волокнах обойми, так і в елементах шпренгеля. Показано, що попереднє напруження шпренгеля збільшує несучу здатність, порівнюючи з ненапруженим шпренгелем в 1.1 рази, при приблизно однакових механічних характеристиках матеріалу обойми та шпренгеля. Аналіз використання сталебетонних конструкцій з підсиленням в іноземному будівництві показав їх перевагу над іншими типами конструкцій при великих навантаженнях та обмежених розмірах перерізу. Методика розрахунку та конструкції сталебетонних балок, зміцнених шпренгелем впроваджено в проектні рішення будівництва обєктів ПО “Південтрансбуд”.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ