Асанов В'ячеслав Володимирович. Сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним і технологічним попереднім напруженням

brief description

Асанов В'ячеслав Володимирович. Сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним і технологічним попереднім напруженням: дис... канд. техн. наук: 05.23.01 / Українська держ. академія залізничного транспорту. - Х., 2004

Асанов В.В. Сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним та технологічним попереднім напруженням Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 будівельні конструкції, будівлі та споруди. Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2004.
Дисертація присвячена запропонованому типу сталезалізобетонних конструкцій, підвищена ефективність яких забезпечується локальним та технологічним попереднім напруженням.
Розроблені конструктивно-технологічні рішення, які надійно об’єднують для сумісної роботи залізобетонні полки і сталеві балки, виключають виникнення концентрації напружень в арматурі біля місця її закріплення до стінки сталевої балки. Запропоновані принципи спрямованого формирування напруженого стану сталезалізобетонної конструкції за допомогою локального та технологічного попереднього обтиснення.
Розроблено методику розрахунку запропонованих сталезалізобетонних згинальних елементів з урахуванням фізичної нелінійності та попереднього локального і технологічного обтиснення.
Проведені експериментальні дослідження сталезалізобетонних згинальних елементів з різними рівнями попереднього обтиснення, які показали його ефективність і відповідність отриманих результатів положенням розробленої методики розрахунку.
Результати роботи впроваджені при реконструкції чотирьох об’єктів у м. Харкові.

1. Запропоновані локально попередньо напружені сталезалізобетонні перекриття підвищеної технологічності і силової ефективності, зниженої металоємності (завдяки використанню у якості напруженої арматури сталі підвищеної міцності класу А500С). Представляється можливим перекривати прольоти збільшеної довжини зі здійсненням попереднього напруження і монтажу сталевих елементів конструкцій вручну, без використання енергоємних монтажних кранів, що особливо важливо для реконструкції, яка проводиться в стиснутих умовах приміщень.
2. Розроблена і досліджена конструкція вузла кріплення напруженої арматури до стінки сталезалізобетонної балки, захищена патентом України 59242А. Вона дозволяє, як показали проведені експерименти, знизити величину напруження в арматурі в зоні кріплення до балки в 3...4 рази. Конструкція вузла відповідає вимогам до арматури А500С за умовою зварювання.
3. Запропонована нова конструкція петльового анкера, що забезпечує спільність роботи сталевої балки і залізобетонної полиці. Підвищена ефективність анкера досягається використанням роботи бетону не тільки на зріз, але і на зминання. Розроблено методики розрахунку анкерів і їхнього розміщення по довжині верхньої полиці сталевої балки.
4. Розроблено методику оцінки напружено-деформованого стану і несучої здатності локально попередньо напружених сталезалізобетонних згинальних елементів з урахуванням фізичної нелінійності і технологічної послідовності улаштування сталезалізобетонного перекриття.
5. Розроблено новий ефективний тип конструкцій - сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним і технологічним попереднім напруженням. Теоретично обґрунтована силова доцільність сполучення локального і технологічного обтиснення сталезалізобетонних перекриттів, які є збірно-монолітними конструкціями.
Визначено раціональну технологічну послідовність здійснення попереднього напруження, що забезпечує його підвищену силову ефективність.
6. Запропоновано конструкцію тимчасових підтримуючих стійок із плавним регулюванням висоти, підібрані й експериментально досліджені розсувні двосекційні трубчасті стійки, які забезпечують сприйняття стискаючого навантаження не менш 50 кН, що відповідає власній вазі свіжеукладеного бетону, який приходиться на одну підтримуючу стійку в сталезалізобетонних перекриттях, що найбільш часто зустрічаються в практиці.
Випробування показали стабільність роботи стійок висотою Н = 3 і 3,5 м; вигин у середині висоти внаслідок випадкових ексцентриситетів при стискаючому навантаженні 50 кН складав до 5 мм, тобто () Н. В часі прогини не зростали, деформації були пружними, після випробувань верхня секція у виді труби-вставки вільно вставлялася в нижню секцію, що представляла собою трубу-підставу.
7. Побудовано апарат розрахунку сталезалізобетонних згинальних елементів з локальним і технологічним попереднім напруженням, що дозволяє врахувати процес формирування напруженого стану і картину вичерпання несучої здатності. В основу розробленого апарата покладені принципи теорії граничної рівноваги, але з урахуванням історії навантаження.
8. Проведені експерименти показали, що завдяки шпренгельній схемі роботи напруженої арматури втрати напруг у ній внаслідок деформацій повзучості і усадки бетону малі, менш 10 МПа.
9. Експериментально виявлені закономірності деформування і руйнування сталезалізобетонних згинальних елементів з локальним попереднім напруженням; підтверджено, що завдяки обтисненню напруженою арматурою несуча здатність при прийнятих співвідношеннях параметрів компонентів конструкцій зростала в 1,47 рази, тріщиностійкість у 1,6 рази. Зазначений ефект зростає з ростом початкового рівня попереднього напруження.
10. Вичерпання несучої здатності конструкції характеризується руйнуванням залізобетонної полиці внаслідок роздроблення бетону після досягнення текучості в сталевій балці. Підвищення рівня попереднього напруження може зближати моменти настання текучості в сталевій балці і руйнування бетону стиснутої полиці, тобто воно може служити важливим інструментом раціонального конструювання сталезалізобетонних згинальних елементів з локальним і технологічним попереднім напруженням.
11. Зіставлення результатів розрахунку за розробленою методикою з експериментально отриманими даними свідчить про їхню прийнятну відповідність, відхилення не перевищують 10%.
12. Впровадження результатів роботи на 4 об'єктах м.Харкова підтвердило високу технологічність і ефективність розроблених попередньо напружених сталезалізобетонних перекриттів, можливість з їхньою допомогою перекривати прольоти збільшеної довжини, одержувати приміщення з вільним, трансформуємим плануванням при мінімальних витратах енергетичних і матеріальних ресурсів.