Фамуляк Юрій Євгенович. Вплив торцевих анкерів сталебетонних балок на міцність та деформативність похилих перерізів

Короткий опис

Фамуляк Юрій Євгенович. Вплив торцевих анкерів сталебетонних балок на міцність та деформативність похилих перерізів: дис... канд. техн. наук: 05.23.01 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2004

Фамуляк Ю.Є. Вплив торцевих анкерів сталебетонних балок на міцність та деформативність похилих перерізів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 будівельні конструкції, будівлі і споруди. Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2004.
Дисертаційна робота присвячена експериментально-теоретичним дослідженням звичайних та попередньо напружених сталебетонних балок, що містять жорсткі торцеві упори та оцінці впливу останніх на міцність та деформативність похилих перерізів.
Встановлено, що наявність торцевого упору в сталебетонних елементах суттєво впливає на роботу похилих перерізів останніх при плечах зрізус2.4h0та за умовиl/h<10. Розроблена математична модель та програма розрахунку на ЕОМ за методами скінчених елементів і послідовних наближень з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів, які дозволяють визначати напружено-деформативний стан сталебетонних елементів з торцевими упорами і без них, що працюють на згин, на всіх стадіях завантаження. Запропоновано удосконалення до методики інженерного розрахунку міцності похилих перерізів та прогинів сталебетонних балок з торцевими упорами.
Результати роботи знайшли застосування при виконанні пролітних конструкцій на будовах Львівщини, Івано-Франківщини, Тернопільщини та Буковини. Вони дозволили забезпечити зменшення загальних витрат бетону до 15%, сталі 10...20% у порівнянні з традиційними залізобетонними конструкціями.

1. На основі експериментально-теоретичних досліджень вперше встановлено не тільки якісну, але й кількісну картину позитивного впливу торцевих упорів різної потужності на підвищення тріщиностійкості і міцності похилих перерізів та зменшення деформативності (прогинів) звичайних та попередньо напружених згинаних сталебетонних балок.
2. Розроблені і дослідженні торцеві упори різної потужності та запропоновані найбільш ефективні жорсткі упори потужністю 0,4...0,6 міцності зовнішньої стрічкової арматури, які одночасно служать і опорними закладними деталями і засобами для натягу стрічкової арматури попередньо напружених балок.
3. Досліджено несучу здатність та деформативність, характер утворення похилих тріщин та розвиток зсувів між бетоном і стрічковою арматурою по контакту зчеплення у сталебетонних балках з торцевими упорами.
4. Наявність жорстких торцевих упорів у сталебетонних балках призводить до підвищення експериментального моменту тріщиноутворення на 10...35% порівняно з розрахунковим, визначеним за існуючою методикою, та до додаткового збільшення цього ж моменту на 3...8% порівняно із сталебетонними балками без упорів.
5. У сталебетонних балках з жорсткими торцевими упорами максимальна ширина домінуючої похилої тріщини в 1,5...2 рази менша ніж у балках без упорів.
6. При плечах зрізуc2.4h0несуча здатність похилих перерізів сталебетонних балок з торцевими упорами збільшується до 15% порівняно з аналогічними балками без упорів.
7. У сталебетонних балках встановлення жорстких торцевих упорів сприяє зменшенню прогинів. При визначенні величини прогинів, при умовіl/h<10, сумарний прогин доцільно визначати нехтуючи значенням прогину обумовленого деформацією зсуву.
8. Сталебетонні балкові конструкції, у яких встановлені торцеві упори, мають в 2,5..3 рази менші величини зсувів між зовнішньою стрічковою арматурою і бетоном в прольоті балки. На відміну від балок без торцевих упорів, в балках з упорами зсуви на торцях повністю відсутні.
9. Розроблений алгоритм та програма розрахунку на ЕОМ за методами скінчених елементів і послідовних наближень з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів, відповідає роботі реальної сталебетонної конструкції.
10. За результатами обчислень, на основі запропонованого алгоритму, отримані епюри напружень та деформацій бетону, стрічкової і стержневої арматури та графіки прогинів. Розрахункові значення руйнуючих навантажень відрізняються від експериментальних на 1,6...+2,4%, прогинів на 3,4...+3,2%, моментів тріщиноутворення на 1,2...+1,8%.
11. Запропоновано удосконалення до методики інженерного розрахунку міцності похилих перерізів та прогинів сталебетонних балок за СНиП 2.03.01-84*, враховують вплив жорстких торцевих упорів.
12. На основі отриманих дослідних даних розроблені сталебетонні балки з жорсткими торцевими упорами прольотом 12м, для виготовлення яких потрібно менше металу на 10...20% та бетону до 15% в порівнянні з рівноміцними їм традиційними залізобетонними конструкціями. Вказані сталебетонні конструкції знайшли застосування і закладені у проектну документацію виробничих і сільськогосподарських будівель взамін серії 1.462.1-1/88.