Ю В Глазунов - Конструктивные и технологические особенности сталебетона - страница 1

Страницы:
1 

перевірочних розрахунків експлуатованих сталевих та трубобетонних елементів, що мають корозійні пошкодження оболонки.

1.Стороженко Л.И., Семко О.В., Ефименко В.И. Сталежелезобетонные конструк­ции. - К.: Четверта хвиля, 1997. - 160 с.

2.Стороженко Л.И., Ермоленко Д.А., Кортушов П.Г. Несущие конструкции под­порной стенки с использованием трубобетона и отходов производства // Тр. конф. «Ме­ханика грунтов и фундаментостроения». Т.2. - Полтава, 1995. - С.125-127.

3.Семко О.В. Імовірнісні аспекти розрахунку сталезалізобетонних конструкцій. -К.: Сталь, 2004. - 316 с.

4.Будзько М.В., Семко О.В. Експериментальне дослідження трубобетонних еле­ментів із використанням корозійно пошкоджених труб // Галузеве машинобудування, будівництво: Зб. наук. праць. Вип.8. - Полтава: ПолтНТУ, 2002. - С. 58-62.

5.Райзер В.Д. Расчет и нормирование надежности строительных конструкций. -М.: Стройиздат, 1995. - 352 с.

6.Новое в проектировании бетонных железобетонных конструкций / А.А.Гвоздев, С.А.Дмитриев, Ю.П.Гуща и др.; Под ред. А.А.Гвоздева. - М.: Стройиздат, 1978 - 205 с.

7.Воскобійник О.П. Експериментальні дослідження мінливості геометричних та фізико-механічних властивостей стиснутих трубобетонних елементів // Вісник ДонДАБА: Матеріали ХХХ (ІІІ міжнар.) наук. конф. студентів, аспірантів і молодих вчених. Вип. 3 (45). - Макіївка, 2004. - С.79-83.

8.Стороженко Л.І., Семко О.В., Воскобійник О.П. Аналіз надійності стиснутих елементів, виконаних із різних конструктивних матеріалів // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сб. науч. трудов. - Одесса: ОГАСА, 2005. - С.200-

207.

9.Семко О.В., Воскобійник О.П. Аналіз впливу співвідношення вартості матеріа­лів на оптимальні характеристики трубобетонного перерізу // Современные строитель­ные конструкции из металла и древесины: Сб. науч. трудов. Вып.24. - Одесса: ОГАСА,

2007. - С.304-313.

10.            Семко О.В., Воскобійник О.П. Про вплив мінливості бетону експлуатованих
залізобетонних конструкцій на коефіцієнт надійності за матеріалом
уь // Строительство.
Материаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр. Вып.42. - Днепропетровск: ПГАСА,
2003. - С.492-499.

Отримано 05.03.2008

 

УДК 557.185

Ю.В.ГЛАЗУНОВ, канд. техн. наук

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТАЛЕБЕТОНА

Рассматриваются конструктивные формы сталебетонных изделий и особенности их работы в нагруженном состоянии. Выполнено исследование прочности и деформаций бетона в конструкциях с внешним армированием. Приводятся рекомендации по приме­нению конструкций из сталебетона.

Конструкции с внешним армированием получили распростране­ние в различных отраслях строительства в нашей стране и за рубежом.

Этому способствовали расширение области применения железобетона для гражданского и промышленного строительства, технико-экономическая эффективность таких конструкций, а также возмож­ность использования внешней арматуры в качестве опалубки при мо­нолитном способе возведения сооружений [1].

С развитием и применением эффективных способов соединений металлических элементов значительно увеличилась область примене­ния листовой и профилированной стали в качестве арматуры железо­бетонных конструкций. Такое армирование в некоторых исследовани­ях [1-3] названо внешним, а конструкции - сталебетонными, армиро­ванными листовой сталью [4, 5].

Концентрированное расположение полосовой, листовой арматуры на внешних гранях сечения таких конструкций, в сравнении с железо­бетонными, позволяет уменьшить размеры сечения и снизить их мас­су. Применение полосовой арматуры исключает ее многорядное рас­положение по высоте сечения, благодаря чему можно более экономно использовать сталь, значительно упростить укладку и уплотнение бе­тона, а также снизить трудозатраты.

Многие современные железобетонные конструкции отличаются большой сложностью. В тонкостенных железобетонных оболочках или в массивных сверхмощных прессах создаются напряженные состоя­ния, требующие детального расчета и последующего тщательного кон­струирования сооружения. Целый ряд важных расчетов прочности и деформаций бетона и железобетона выполняется по эмпирическим формулам [2].

В решении важной и многогранной задачи повышения прочности бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений не­маловажную роль играют методы испытания бетона, методы контроля и оценки его качества.

Необходимо отметить, что количественная оценка качества бето­на вообще невозможна без его испытания. Получая в ходе испытаний бетона численные характеристики его контролируемых параметров, учитывая другие данные о конструкциях, можно сделать выводы о возможности использования конструкций по их назначению, опреде­лить возможную сферу их применения и разработать предложения по улучшению качества выпускаемой продукции.

Важную роль играют методы испытания бетонных изделий непо­средственно в конструкциях без их разрушения. Это позволяет во мно­гих случаях принять обоснованные решения о возможности скорейше­го использования железобетонных конструкций. Применение совре­менных неразрушающих методов испытаний будет способствовать решению этой важной задачи [3].

Непрерывное расширение сферы применения бетонных и железо­бетонных конструкций приводит к тому, что к бетону, как к материа­лу, могут предъявляться различные дополнительные специфические требования, например стойкость и проницаемость при воздействии различного рода излучений, стойкость при воздействии температур, длительное сопротивление нагрузке, выносливость и т. д.

С развитием производительных сил в области строительства воз­никает необходимость внедрения все более эффективных и экономич­ных конструкций. Бетон в сочетании со стальной арматурой является основным материалом для жилищно-гражданского, промышленного, энергетического, транспортного и сельскохозяйственного строитель­ства.

Основные направления прогресса в современных строительных конструкциях тесно связаны с проблемой экономии стали. Замена стальных конструкций железобетонными приводит к более экономно­му расходу стали, но это не всегда связано с экономией денежных средств. Поэтому наряду с поисками успешно конкурирующих реше­ний в железобетоне стимулируется развитие других комплексных ма­териалов и конструкций, в частности, сталебетонных.

Сталебетонные конструкции имеют ряд преимуществ в сравнении с железобетонными, а именно: упрощение технологии изготовления; сокращение расходов на опалубку и закладные детали; совмещение функций рабочей арматуры с защитным ограждением от механических и других воздействий. Для изготовления сталебетонных конструкций не используют специальные формы; монтаж элементов осуществляет­ся так же, как и металлических; стальная обойма выполняет функции продольной и поперечной арматуры.

В технологию изготовления сталебетонных конструкций внесено ряд новшеств, которые повышают их экономическую эффективность. Так, для натяжения высокопрочной полосовой арматуры предвари­тельно напряженных сталебетонных балок и их изготовления разрабо­тан газотермический способ, предложена конструкция устройства, предусматривающая натяжение арматуры и ускоренное твердение бе­тона изделия за счет обогрева воздухом газовой горелки [4].

Сущность газотермического способа натяжения полосовой арма­туры заключается в том, что пламя трубчатых горелок, введенное в пространство под полосовой арматурой, разогревает полосовую арма­туру, которая удлиняется до расчетной величины, а затем с помощью концевых анкеров - поперечных опорных пластин полосовой армату­ры - закрепляется на упорах металлической опалубки. К одному из концевых анкеров полосовой арматуры подводится специальное при­способление с кольцевыми динамометрами. С помощью кольцевых динамометров, расположенных на наружной поверхности стенок швеллеров, контролируется величина фактического натяжения поло­совой арматуры на всех стадиях изготовления конструкции.

В представленном устройстве изготовление сталебетонных кон­струкций производится в едином комплексе: натяжение полосовой арматуры газотермическим способом, заполнение бетоном теплой ме­таллической формы и ускоренная термическая обработка в определен­ном режиме бетона .

Для обеспечения равных условий принятых вариантов балочных элементов соблюдался принцип сопоставимости, который предусмат­ривал расчет конструкций на одинаковые нагрузки. Сопоставляемые конструкции запроектированы в соответствии с действующими строи­тельными нормами и правилами, и имели одинаковое назначение, ус­ловия эксплуатации и пролеты. Показатели стоимости по сравнивае­мым вариантам рассчитаны в единых ценах на аналогичные конструк­ции и материалы. Учитывались эксплуатационные затраты в один и тот же период времени.

Несмотря на высокую экономичность, широкое применение ста­лебетонных конструкций сдерживается из-за недостаточной разрабо­танности способов их расчета. Поэтому исследование сталебетонных конструкций является актуальной задачей.

В настоящей работе разрабатывается методика расчета сталебе­тонных колонн прямоугольного сечения при нагрузке «на бетон», «на сталь». Данная методика основана на раскрытии контакта между ме­таллической обоймой и бетонным ядром. С этих позиций оценивается несущая способность обоймы, ядра и всей конструкции в целом.

В данном исследовании проведена следующая работа:

1)  разработаны способы расчета сталебетонных колонн на цен­тральное сжатие при передаче продольной нагрузки на бетон и на сталь;

2)  получены экспериментальные данные о влиянии способов пе­редачи продольной нагрузки на характер деформирования и разруше­ния сталебетонных колонн;

3)  исследовано влияние сил сцепления между бетоном и сталью на несущую способность сталебетонных колонн.

Применение внешней арматуры в сталебетонных конструкциях позволяет получить при одиночном армировании экономию высоко­прочной продольной рабочей арматуры до 15-20%, при двойном - до

25% по сравнению с железобетонными. Технологические возможности в сталебетонных элементах - изменение сечения высокопрочной арма­туры по ее длине для одиночного армирования - дают дополнитель­ную экономию высокопрочной стали до 10-15%.

В последнее время используют внешнее армирование в различ­ных конструкциях зданий и сооружений. На строительстве главных корпусов тепловых электростанций успешно применяют высокие ко­лонны под большие нагрузки, выполненные из брусковых элементов с внешним армированием четырьмя уголками [5]. Уголки используются также для креплений средств коммуникаций и устройства стыков эле­ментов сборного каркаса здания.

Иногда при возведении большепролетных и высотных сооруже­ний возникает необходимость использования стальных конструкций. В таком случае представляется рациональным переходить на железобе­тонные конструкции с внешней арматурой. Концентрация арматуры в виде листов или прокатных профилей на поверхности железобетонных элементов способствует экономии стали до 50%.

При приложении внешней нагрузки бетону и арматурному карка­су сообщаются одинаковые продольные деформации. Внешняя поло­совая арматура препятствует развитию поперечных деформаций бето­на, который влияет на работу стального листа. Это приводит к созда­нию в бетоне напряженного состояния, подобного эффекту обоймы, что обусловливает повышение несущей способности сечения.

Опыт применения колонн с внешним полосовым армированием показал целесообразность использования их под большие нагрузки при ограниченных поперечных сечениях.

Сталебетонные изгибаемые элементы с обычной и предваритель­но напрягаемой полосовой, листовой арматурой представляют собой новый вид железобетонных конструкций с внешним армированием, особенности которого обусловлены видом арматуры, ее размещением и характером связи с бетоном. Связь (анкер) препятствует сдвигу по­лосовой, листовой арматуры относительно бетона по контакту, спо­собствует образованию монолитного сечения с проявлением всех яв­лений, присущих железобетонным конструкциям.

Использование в строительстве сталебетонных колонн прямо­угольного сечения, в основу конструкции которых положены разрабо­танные способы расчетов, позволяет при больших нагрузках и ограни­ченных поперечных сечениях снизить расход стали на 30-35% по сравнению с железобетонными колоннами.

1.Грушко И.М., Ильин А.Г., Чихладзе Э.Д. Повышение прочности и выносливости бетона. - Харьков: Вища школа, 1986. - 149 с.

2.Чихладзе Э.Д. Сопротивление материалов. - Харьков: УкрГАЖТ, 2002. - 362 с.

3.Клименко Ф.Е., Барабаш В.М. Листовая арматура периодического профиля для железобетонных конструкций с внешним армированием // Бетон и железобетон. - 1999. - №7. - С.19-22.

4.Smith F., Brown R. The Shearing Strength of Concrete, Bull. Univ. of Washington, №106, 2001, p.205.

5 Garner N.I. Use of Spiral Welded Steel Tubes in Pipe Columns. ACJ. J. Proceedings, vol. 65, Nov. 2003, p.937-942.

Получено 14.01.2008

 

УДК 624.012.45 М.Ю.ИЗБАШ, канд. техн. наук

Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры

СНИЖЕНИЕ РАСХОДА НАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРЫ В ЛОКАЛЬНО ОБЖАТЫХ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Обосновывается возможность уменьшения металлоемкости локально предвари­тельно напряженных сталежелезобетонных изгибаемых элементов.

Деформационное упрочнение арматуры - эффективный путь снижения металлоемкости железобетонных конструкций.

Упрочнение напрягаемой арматуры А500С [1] вытяжкой в на­стоящей работе предлагается как технологически простой путь уменьшения ее расхода в локально предварительно напряженных ста-лежелезобетонных изгибаемых элементах.

Благодаря данному деформационному упрочнению величина нормативного сопротивления арматуры, например, класса А-III со­гласно [2] возрастает от Rsn = 390 МПа до Rsn = 540 МПа для упроч­ненной арматуры класса А-Шв. Указанное позволяло применять ее в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.

Упрочнение арматуры проводилось на предприятиях стройинду-стрии, где с ее использованием изготавливались предварительно на­пряженные сборные железобетонные конструкции. Оно выполнялось с помощью специального оборудования.

В монолитных железобетонных и в сталежелезобетонных конст­рукциях упрочненная вытяжкой арматура класса А-Шв ввиду отсутст­вия указанного оборудования у строительно-монтажных организаций не применялась.

Способ локального предварительного напряжения [3] открыл возможность обжатия вручную сталежелезобетонных изгибаемых элементов (рис.1).

Страницы:
1 


Похожие статьи

Ю В Глазунов - Особенности работы сталежелезобетонных конструкций под нагрузкой

Ю В Глазунов - Технико-экономические исследования и область применения сталежелезобетонных конструкций

Ю В Глазунов - Исследование динамических воздействий на сооружения городской застройки, расположенные вблизи трасс метро

Ю В Глазунов - Конструктивная эффективность внешнего армирования

Ю В Глазунов - Конструктивные и технологические особенности сталебетона