Научная статья на тему 'Экспериментальное исследование сдвигового соединения монолитных сталежелезобетонных перекрытий на уголковых анкерных упорах'

Экспериментальное исследование сдвигового соединения монолитных сталежелезобетонных перекрытий на уголковых анкерных упорах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
177
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
сталежелезобетонные перекрытия / сталежелезобетонные балки / комбинированные балки / анкерные упоры / стальной профилированный настил / коэффициент редукции / высокопрочные дюбели / steel-reinforced concrete fl oor / steel-reinforced concrete slabs / composite slabs / shear studs / profi led steel decking / reduction factor / expansion anchor

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Геннадий Павлович Тонких, Денис Александрович Чесноков

Введение. Уголковые анкерные упоры, закрепляемые с помощью порохового монтажного пистолета, являются альтернативным способом устройства сдвигового объединения сталежелезобетонных балок по отношению к традиционным приварным элементам. Необходимо уточнить их прочностные характеристики при различных вариантах конструирования сталежелезобетонных перекрытий для расчета по СП 266.1325800.2016. Материалы и методы. Для выявления прочностных характеристик уголковых анкерных упоров составлена программа лабораторных испытаний по методике ГОСТ Р 58336-2018. Испытания по определению несущей способности уголковых упоров на срез выполнены в лаборатории испытаний строительных материалов, изделий и конструкций НИУ МГСУ на универсальной сервогидравлической реконфигурируемой установке для испытаний крупноразмерных конструкций на статические и динамические нагрузки MTS.Multiaxial.DS1.4811.DS1.50019. Измерение перемещений проводилось с помощью индикатора поршневого типа, установленного на независимом штативе. Результаты. На основе анализа имеющихся нормативных документов и литературных источников разработана программа экспериментально-теоретических исследований работы сдвигового соединения на уголковых анкерных упорах в монолитных сталежелезобетонных перекрытиях, в том числе с применением стального профилированного настила по ГОСТ 24045-2016. В ходе эксперимента установлено, что прочность сдвигового соединения на уголковом упоре зависит не только от геометрических характеристик применяемого для несъемной опалубки профилированного настила, но и от расположения упора внутри гофры. Выводы. Результаты экспериментально-теоретического исследования позволят получить новые сведения о прочностных и деформативных характеристиках уголковых анкерных упоров, закрепляемых пороховой пристрелкой на высокопрочных дюбелях и, при необходимости, уточнить существующие положения по расчету коэффициента редукции по СП 266.1325800.2016 с учетом параметров конструирования узла сдвигового соединения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Геннадий Павлович Тонких, Денис Александрович Чесноков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

An experimental study of a shear connection of steel-reinforced concrete slabs with angle shear studs

Introduction. Angle shear studs, attachable by powder-actuated fasteners, are used as an alternative to traditional welded elements ensuring the shear connection of steel-reinforced concrete slabs. The objective is to revise their strength characteristics for different options of steel-reinforced concrete slab designs pursuant to SP 266.1325800.2016. Materials and methods. The programme of laboratory tests was developed in compliance with GOST R 58336-2018 to identify the strength behaviour of angle shear studs. Static shear testing of angle studs was performed at the LISMIiK laboratory of the Moscow State University of Civil Engineering using universal servo-hydraulic reconfi gurable testing machine MTS.Multiaxial.DS1.4811.DS1.50019, designated for the testing of static and dynamic loads applied to large constructions. Displacements were measured by a tripod-mounted piston-type indicator. Results. The programme of theoretical and experimental research into the behaviour of a shear connection with angle shear studs in steel-reinforced concrete slabs that also had steel deck profi le sheets was developed on the basis of the analysis of regulatory documents and sources of research information. Laboratory tests showed that the strength of the shear connection in an angle stud depends not only on the geometry of the steel deck, used as the stay-in-place formwork, but also on the position of a shear stud in the deck. Conclusions. The results of the theoretical and experimental research can be used to obtain new information about the strength and deformability of angle shear studs, connected by powder-actuated fasteners with the help of high strength expansion anchors; they allow to revise the currently used provisions governing the calculation of the reduction factor pursuant to SP 266.1325800.2016 with account taken of the design parameters of a shear connection.

Текст научной работы на тему «Экспериментальное исследование сдвигового соединения монолитных сталежелезобетонных перекрытий на уголковых анкерных упорах»

УДК 624.01:624.046 DOI: 10.22227/1997-0935.2021.2.144-152

Экспериментальное исследование сдвигового соединения монолитных сталежелезобетонных перекрытий на уголковых анкерных упорах

Г.П. Тонких1,2, Д.А. Чесноков3,2

1 Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (ВНИИГОЧС); г. Москва, Россия; 2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия; 3 Хилти Дистрибьюшн ЛТД; г. Химки, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Уголковые анкерные упоры, закрепляемые с помощью порохового монтажного пистолета, являются альтернативным способом устройства сдвигового объединения сталежелезобетонных балок по отношению к традиционным приварным элементам. Необходимо уточнить их прочностные характеристики при различных вариантах конструирования сталежелезобетонных перекрытий для расчета по СП 266.1325800.2016.

Материалы и методы. Для выявления прочностных характеристик уголковых анкерных упоров составлена программа лабораторных испытаний по методике ГОСТ Р 58336-2018. Испытания по определению несущей способности уголковых упоров на срез выполнены в лаборатории испытаний строительных материалов, изделий и конструкций НИУ МГСУ на универсальной сервогидравлической реконфигурируемой установке для испытаний крупноразмерных конструкций на статические и динамические нагрузки МТ8.МиШах1а1.081.4811.й81.50019. Измерение перемещений проводилось с помощью индикатора поршневого типа, установленного на независимом штативе. Результаты. На основе анализа имеющихся нормативных документов и литературных источников разработана О О программа экспериментально-теоретических исследований работы сдвигового соединения на уголковых анкерных

<Л (Л

СТ>

упорах в монолитных сталежелезобетонных перекрытиях, в том числе с применением стального профилированного

N N

сч сч настила по ГОСТ 24045-2016. В ходе эксперимента установлено, что прочность сдвигового соединения на уголковом а Ф упоре зависит не только от геометрических характеристик применяемого для несъемной опалубки профилирован> 3 ного настила, но и от расположения упора внутри гофры.

Е .¿2 Выводы. Результаты экспериментально-теоретического исследования позволят получить новые сведения о проч-

щ уэ ностных и деформативных характеристиках уголковых анкерных упоров, закрепляемых пороховой пристрелкой на

^ высокопрочных дюбелях и, при необходимости, уточнить существующие положения по расчету коэффициента ре-

т- £ дукции по СП 266.1325800.2016 с учетом параметров конструирования узла сдвигового соединения.

5 Ц

О -д КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: сталежелезобетонные перекрытия, сталежелезобетонные балки, комбинированные балки,

. > анкерные упоры, стальной профилированный настил, коэффициент редукции, высокопрочные дюбели 'оТ <и

.Е ^ ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Тонких Г.П., Чесноков Д.А. Экспериментальное исследование сдвигового соединения мо-

*= о нолитных сталежелезобетонных перекрытий на уголковых анкерных упорах // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. Вып. 2. С. 144-152. Р01: 10.22227/1997-0935.2021.2.144-152

о 13 £<

о со <м

An experimental study of a shear connection of steel-reinforced concrete

slabs with angle shear studs

f <5 Gennadij P. Tonkih12, Denis A. Chesnokov3 2

¡^ o 'All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergency Situations of the Ministry

S of Emergencies of Russia (VNII GOChS); Moscow, Russian Federation;

r-L =3 2 Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

co Moscow, Russian Federation;

3

z £ 3 Hilti Distribution LTD; Khimki, Russian Federation

£ -

co °

ABSTRACT

О jj Introduction. Angle shear studs, attachable by powder-actuated fasteners, are used as an alternative to traditional welded

О elements ensuring the shear connection of steel-reinforced concrete slabs. The objective is to revise their strength charac-

^ S teristics for different options of steel-reinforced concrete slab designs pursuant to SP 266.1325800.2016.

S Materials and methods. The programme of laboratory tests was developed in compliance with GOST R 58336-2018 to

¡E £ identify the strength behaviour of angle shear studs. Static shear testing of angle studs was performed at the LISMliK labo-

jjj jg ratory of the Moscow State University of Civil Engineering using universal servo-hydraulic reconfigurable testing machine

U > MTS.Multiaxial.DS1.4811.DS1.50019, designated for the testing of static and dynamic loads applied to large constructions. Displacements were measured by a tripod-mounted piston-type indicator.

144 © Г.П. Тонких, Д.А. Чесноков, 2021

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Results. The programme of theoretical and experimental research into the behaviour of a shear connection with angle shear studs in steel-reinforced concrete slabs that also had steel deck profile sheets was developed on the basis of the analysis of regulatory documents and sources of research information. Laboratory tests showed that the strength of the shear connection in an angle stud depends not only on the geometry of the steel deck, used as the stay-in-place formwork, but also on the position of a shear stud in the deck.

Conclusions. The results of the theoretical and experimental research can be used to obtain new information about the strength and deformability of angle shear studs, connected by powder-actuated fasteners with the help of high strength expansion anchors; they allow to revise the currently used provisions governing the calculation of the reduction factor pursuant to SP 266.1325800.2016 with account taken of the design parameters of a shear connection.

KEYWORDS: steel-reinforced concrete floor, steel-reinforced concrete slabs, composite slabs, shear studs, profiled steel decking, reduction factor, expansion anchor

FOR CITATION: Tonkih G.P., Chesnokov D.A. An experimental study of a shear connection of steel-reinforced concrete slabs with angle shear studs. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2021; 16(2):144-152. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.2.144-152 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

Монолитное сталежелезобетонное перекрытие — это конструкция, включающая три элемента: стальную прокатную балку, железобетонную плиту и конструкцию их объединения. С точки зрения расчета такое перекрытие обычно представляется в виде балки комбинированного сечения. Объединение стальной и железобетонной частей сечения дает возможность добиться большей несущей способности перекрытия за счет более эффективных геометрических характеристик конечного сечения и, зачастую, наиболее результативной работы каждого из материалов. В случае устройства монолитной железобетонной плиты возможно применение стального профилированного настила в качестве несъемной опалубки, что разрешает снизить стоимость и трудоемкость производства работ.

При изгибе балки в ее сечении возникают касательные напряжения, действующие перпендикулярно поперечному сечению. В случае значительной нагрузки на комбинированную балку, силы трения между железобетонной плитой и стальным профилем может быть недостаточно для компенсации этих напряжений, что приводит к перемещению железобетонной плиты относительно стальной балки. Для того чтобы воспринять сдвигающую силу и сделать возможной совместную работу двух материалов, на верхней полке стальной балки устанавливают объединительные элементы (анкерные упоры) различных конфигураций (рис. 1). Помимо обеспечения устойчивости стальных опорных балок и повышения пространственной жесткости каркаса, объединение стальной и железобетонной частей перекрытия позволяет уменьшить сечения стальной балки, получив тем самым дополнительную выгоду [1].

Анкерные упоры можно классифицировать по одному из следующих признаков: податливость, геометрические характеристики, способ монтажа.

Податливость характеризует допустимую деформацию анкерного упора при сдвиге без разру-

шения. Несмотря на то что СП 266.1325800.20161 оперирует данным понятием при описании анкерных упоров, этот параметр он не нормирует. Согласно классификации «Еврокод 4»2, анкерный упор может считаться податливым, если его нормативная деформация при сдвиге превышает 6 мм, в противном случае, упор считается жестким. Учет этого параметра важен при расчетах балок с «частичным объединением» (partial connection): проектировщик допускает некоторую податливость связей между сталью и железобетоном, что приводит к равномерному распределению сдвигающих сил вдоль шва объединения. Таким образом, применяя гибкие упоры, можно оптимизировать их количество в конструкции.

< п

tT

iH

О Г s 2

Рис. 1. Схема распределения усилий в комбинированной балке при изгибе: 1 — стальная балка; 2—железобетонная плита; 3 — анкерные упоры; M — изгибающий момент от нагрузки; Мь — момент в плите; Mst — момент в стальной балке; T — продольные (сдвигающие) силы; z — плечо пары сил

Fig. 1. The distribution of forces in a composite beam in bending: 1 — steel beam; 2 — reinforced concrete slab; 3 — shear studs; M — bending moment caused by loading; Mb — bending moment in the slab; Mst — bending moment in the steel beam; T — shear forces; z — arm of force couple

i\j со о

r §

о о

0)

о

c n

• ) n

<D

0>

1 СП 266.1325800.2016. «Конструкции сталежелезобетон-ные. Правила проектирования (с Изменением № 1, с Поправкой).

2 EN 1994-1-1: Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures, Part 1-1: General rules and rules for buildings. CEN, 2004.

№ DO

■ T

s □

s У

с о

<D Ж

M 2

о о

10 10

сч N О О N N

NN ¡г (V U 3 > (Л

с и

U (О «о щ

I!

<U <D

О ё

По геометрическим характеристикам анкерные упоры подразделяются на упоры в виде круглых стержней (стад-болты) (рис. 2, а), прокатных швеллеров, двутавров, уголков без подкрепляющих ребер (рис. 2, Ь) и т.д.

По способу монтажа анкерные упоры классифицируются на приварные и устанавливаемые с помощью техники прямого монтажа посредством стальных дюбель-гвоздей (рис. 2, с) [2 , 3]. Также известны упоры в виде болтов с резьбой, прикрепляемых к стальной балке через сквозное отверстие во фланце с помощью гаек (рис. 2, сС) [4, 5].

Рис. 2. Анкерные упоры: а — стад-болты; b — уголок без подкрепляющих ребер; c — уголковые упоры, закрепляемые с помощью техники прямого монтажа; d — болтовой упор

Fig. 2. Shear studs: a — stud bolts; b — angle without ribs; c — powder actuated shear studs, connected using the direct fastening technique; d — bolted shear stud

При расчете сталежелезобетонных перекрытий по СП 266.1325800.2016, конструкции объединения рассчитываются на срез с учетом интенсивности

воздействия сдвигающей силы в расчетном сечении. Для большинства существующих типов приварных элементов несущая способность анкерной связи определяется аналитически, исходя из геометрических характеристик упора, прочности стали упора и класса бетона плитной части сечения. В случае с уголковыми упорами, закрепляемыми с помощью стальных дюбелей, несущая способность объединительной конструкции должна быть определена в испытаниях, зафиксирована производителем упоров в технической документации.

К настоящему времени сформировалось два подхода к экспериментальному исследованию конструкции объединения комбинированных балок, в том числе для определения их прочностных и деформативных характеристик [6, 7]. Первый — испытание полноразмерных сталежелезобетонных перекрытий или отдельных комбинированных балок (рис. 3). Такой подход дает полную картину работы конструкции, приближенную к реальным условиям эксплуатации, однако, является достаточно дорогим и трудоемким. Данный метод апробирован отечественными учеными для изучения различных аспектов работы сталежелезобетонных перекрытий [8]. Второй способ — испытание фрагментов сталежелезобетонной балки на срез (рис. 4). Классические исследования таких ученых, как И. Виест3 и Дж. Оллгаард и Дж. Грант4, показали достаточную сходимость результатов при оценке прочностных и деформативных характеристик упоров при обоих подходах, поэтому большинство исследований последних десятилетий оперируют результатами экспериментов, выполненных вторым способом [9]. В частности, разработанный ЦНИИ «ПроектСтальКонструкция» в 2018 г.

3 Viest I.M. Investigation of stud shear connectors for composite concrete and steel T-beams // Journal of the American Concrete Institute. 1956. No. 27. Pp. 875-891.

4 Grant J.A., Fisher J.W., Slutter R.G. Composite beams with formed steel deck // Engineering Journal, AISC. 1977. Vol. 14 (1). Pp. 24-43.

E о

DL° • с LO О

Sg

о EE fe о a> ^

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(Л (Л

■8 r

El

О И

Рис. 3. Схема стандартного испытания полноразмерного комбинированного перекрытия Fig. 3. A test pattern for a full-size composite beam

С. 144-152

ГОСТ на методы испытания уголковых упоров5 базируется на данном подходе к испытаниям.

Рис. 4. Схема стандартного испытания фрагмента сдвигового соединения комбинированного перекрытия Fig. 4. A standard test pattern applicable to an element of a shear connection of a composite beam

5 ГОСТ Р 58336-2018. Упоры уголковые анкерные. Методы испытаний.

Сегодня исследования свойств анкерных связей сталежелезобетонных перекрытий в отечественной и зарубежной науке развиваются в следующих направлениях: оценка влияния особых условий эксплуатации (циклическое нагружение [10, 11], огневое воздействие [12, 13]), изучение конструктивных параметров установки упоров в комбинированной конструкции [14, 15], совершенствование методики расчета [16-18]. Говоря о проблемах конструирования сталежелезобетонных перекрытий, следует упомянуть об ограничениях, которые накладывает применение профилированного настила в качестве несъемной опалубки: оно оказывает существенное влияние на восприятие нагрузки упором. В бетонной плите без настила сдвигающее усилие от изгиба распределяется вдоль анкерного упора неравномерно, достигая максимума у основания (рис. 5, а). Использование профилированного настила меняет характер взаимодействия бетона с анкерным упором: часть бетона, находящаяся внутри гофры настила, выключается из работы. Таким образом, площадь контакта при передаче сдвигающей силы уменьшается, что в отдельных случаях может привести к хрупкому разрушению соединения по бетону (рис. 5, Ь). Для того чтобы учесть влияние профилированного листа на несущую способность, приме-

Рис. 5. Распределение сдвигающей силы в бетонной плите при изгибе: а — без профилированного настила; b — с профилированным настилом

Fig. 5. Shear force distribution in a composite beam in bending: a — no steel deck; b — steel deck available

< П

tT

iH О Г

0 сл

t CO

1 z y 1

J to

u -

r i

n °

» 3

0 Ш

01

о n

CO CO

l\J CO

о

r 6

о о

0)

о

c n

• ) (I

<D

0>

№ DO

■ T

(Л У

с о

<D Ж

о о

10 10

сч N О О N N

СЧ СЧ ¡г (V U 3 > (Л

с и

U (О <ö щ

Ü!

<U О)

О ё

няют коэффициент редукции путем умножения его на несущую способность упора, вычисленную для плиты без профилированного настила.

Существуют различные аналитические зависимости влияния формы профиля листа, краевых и осевых расстояний при расстановке анкерных упоров, в том числе зафиксированных в национальных нормативных документах разных стран. В СП 266.1325800.2016 эта зависимость представлена в виде формулы понижающих коэффициентов ^ для покрытий с профилированным настилом, уложенным гофрами настила поперек балок, и ^ для покрытий с профилированным настилом, уложенным гофрами настила вдоль балок:

kt = 0,7

b0 (han - hn

< 1;

k = 0,6

b0 (han - hn )

hi

где Ь0 — ширина полки настила; Нап — полная высота упора; Нп — высота гофра настила; пг — количество упоров в одном гофре, принимается равным 1, если в каждой гофре установлен один упор; 2, если в каждой гофре установлено два упора и более.

Отличительной особенностью СП 266.1325800 является допуск на применение иных коэффициентов редукции на основании нормативной документации. Это положение выглядит достаточно дальновидным, поскольку, во-первых, существующие понижающие коэффициенты основаны на испытаниях приварных стержней круглого сечения и могут не учитывать особенностей работы анкерных упоров иной конструкции; во-вторых, существующие коэффици-

енты основаны на изысканиях, выполненных еще в 1970-е годы при ограниченных ресурсах и технических возможностях того периода. В разное время исследования Старка Ван Хови6 и Деррика Эйлерса7 продемонстрировали излишнюю консервативность расчетных формул, приведенных в Еврокоде [19, 20], которые построены на тех же зависимостях, что и подход СП 266.1325800.2016. Упомянутыми авторами были предложены различные расчетные модели для приварных стержней круглого сечения, которые еще требуют дополнительной апробации, в том числе для упоров, закрепляемых на стальной балке с помощью дюбелей или резьбового соединения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В данной работе проводятся исследования работы сдвигового соединения на уголковых анкерных упорах типа ШШ Х-ИУВ в монолитных сталеже-лезобетонных перекрытиях с применением стального профилированного настила с целью оценки их прочностных и деформативных характеристик. В качестве исходной методики испытаний выбран ГОСТ Р 58336-2018, составлена программа лабораторных испытаний из 15 серий образцов. Опытный образец представляет собой фрагмент сталежеле-зобетонного перекрытия, в котором к внешней по-

6 Stark J.W.B., Van Hove B.W.E.M. Statistical analysis of push-out tests on stud connectors in composite steel and concrete structures, Part 2: Solid Concrete Slabs, TNO report BI-91-163. Delft, Netherlands, 1991. P. 196.

7 Oehlers D.J., Brandford M.A. Composite steel and concrete structural members: Fundamental behavior. Pergamon, Австралия. 1995. P. 506.

со " от Е

— ч-^

1 § £ °

^ с ю °

£ 1 о ЕЕ

О) ^ т-

2 £ £

22 ^

и® а Ь

■Е 1= Рис. 6. Общий вид опытных образцов: а — образец первой серии; Ь — образец второй серии с профилированным ¡3 $ настилом НС44

СО >

Fig. 6. Tested specimens: a — first series specimen; b — second series specimen with a NS44 steel deck

верхности полок двутавра 25К2, посредством порохового монтажного пистолета ШШ БХ76 через дюбельное соединение закреплены уголковые анкерные упоры. Плиты армированы арматурными сетками с шагом 200 х 200 мм в два слоя арматурой 010 А500С.

Программа включает в себя два этапа. Первый этап — испытание пяти серий образцов с плитами со съемной опалубкой (рис. 6, а). Второй этап — десяти серий образцов с плитами, устроенными по несъемной опалубке из профилированных листов марок НС44, Н60 и Н75 по ГОСТ 24045-20168.

8 ГОСТ 24045-2016. Профили стальные листовые гнутые с трапециевидными гофрами для строительства. Технические условия.

Образцы первой серии выполнены с переменной высотой (95, 125, 140 мм) и различной ориентацией уголковых упоров (параллельно и перпендикулярно вектору воздействия сдвигающих сил) в монолитных железобетонных плитах высотой 120, 150 и 160 мм. Назначение первой серии — определение «эталонной» прочности упоров для дальнейшего анализа и проверка работоспособности упоров, установленных перпендикулярно стальной балке (подобная конфигурация в нормативной документации производителя не описана). Образцы второй серии выполнены с переменной высотой (120 и 150 мм) и с различной высотой, числом и ориентацией упоров относительно гофр профилированного настила. Подробное описание установочных параметров каждой серии приведено в табл.

Программа испытания уголковых анкерных упоров A testing programme for angle shear studs

Номер серии Series number Высота упоров X-HVB The height of X-HVB studs Количество упоров в образце, шт. Number of studs in a sample, pieces Толщина ж/б плит, мм Thickness of reinforced concrete slabs, mm Ориентация упоров к балке Position of studs in relation to the beam Марка профлиста Grade of profiled decking steel

1 80 8 110 Параллельно Parallel —

2 125 8 150 Параллельно Parallel —

3 140 8 160 Параллельно Parallel —

4 80 8 110 Перпендикулярно Perpendicular —

5 125 8 150 Перпендикулярно Perpendicular —

6 125 12 150 Перпендикулярно Perpendicular НС44

7 80 12 110 Перпендикулярно Perpendicular НС44

8 125 12 150 Перпендикулярно Perpendicular Н75

9 125 6 150 Перпендикулярно Perpendicular Н75

10 80 12 110 Параллельно Parallel НС44

11 125 12 150 Параллельно Parallel НС44

12 125 12 150 Перпендикулярно Perpendicular Н75

13 125 12 150 Перпендикулярно Perpendicular Н60

14 125 6 150 Перпендикулярно Perpendicular Н60

15 140 12 160 Параллельно Parallel Н60

< П

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

tT

iH

о

с

0 «

t CO

1 z

y 1

J со

u s

r I

n °

» 3

о »

о n

со со

м со о

»66

о о

0)

о

c n

• ) iï

<D

e>

№ DO

■ £

s □

s У

с о

<D Ж

M 2

о о

10 10

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Испытания по определению несущей способности уголковых упоров на срез выполнены в лаборатории испытаний строительных материалов, изделий и конструкций НИУ МГСУ на универсальной серво-гидравлической реконфигурируемой установке для испытаний крупноразмерных конструкций на статические и динамические нагрузки МТ8.МиШах1а1. Б81.4811.Б81.50019 в 2019-2020 гг. Измерение перемещений проводилось с помощью индикатора поршневого типа, установленного на независимом штативе. Измерение нагружающего усилия осуществлялось с помощью встроенного в гидроцилиндр датчика силы. Нагружение производилось непрерывно с заданной скоростью — 0,83 кН/с. В ходе экспериментов определялась фиксация нагрузок и вертикальных перемещений.

Разрушение в образцах первой серии происходило по стали дюбелей вследствие среза, что является нормальным для испытанной конфигурации образца. Механизмы разрушения второй серии разнятся в зависимости от высоты профиля настила и краевых расстояний от упора до стенок профиля

настила. В настоящий момент ведется оценка результатов эксперимента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

Предварительные результаты эксперимента подтверждают применимость уголковых анкерных упоров типа НШ Х-ИУБ в качестве элемента, обеспечивающего сдвиговое соединение сталежелезо-бетонного перекрытия. Отмечено, что на прочность сдвигового соединения на уголковом упоре оказывают влияние не только геометрические характеристики применяемого для несъемной опалубки профилированного настила, но и расположение упора внутри гофры. Это особенно актуально для профилированных листов, имеющих на опорной стороне ребро жесткости, которое не позволяет разместить упор по центру гофры. В этом случае, зафиксированный в СП 266.1325800.2016 порядок расчета коэффициента редукции может оказаться недостаточно консервативным и в будущем дополнен либо уточняющими коэффициентами, либо конструктивными требованиями, ограничивающими допустимую область размещения упоров внутри гофр.

N N

О О

N N

СЧ СЧ

К <D

U 3

> (Л

С И 2

U (О

<ö ф

i!

<D dj

о ё

ЛИТЕРАТУРА

сл

СП

Е О

CL ° ^ с

Ю О

S g

о ЕЕ

а> ^

СП СП

^ 1 £ w

■8 г

El

О (Я

1. Туснин Р.А., Коляго А.А. Конструкция и работа сталежелезобетонного перекрытия с использованием сборных пустотных железобетонных плит // Современная наука и инновации. 2016. № 3 (15). С. 141-147.

2. Рихтер Д.А., Иовенко А.А., ЕршовМ.Н. Проектирование сталежелезобетонных перекрытий по стальному профилированному настилу с применением анкерных упоров Hilti X-HVB // Технология и организация строительного производства. 2013. № 4 (5). С. 17-22.

3. Gluhovic N. Behaviour of shear connections realised by connectors fastened with cartridge fired pins. Belgrade, 2019.

4. Карапетов Э.С., Атанов А.В. Анализ существующих способов включения стали и железобетона в совместную работу // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2018. Т. 15. № 4. С. 592-604.

5. Pavlovic M. Resistance of bolted shear connectors in prefabricated steel-concrete composite decks. Belgrade, 2013. 255 p.

6. Замалиев Ф.С. Прочность и деформатив-ность сталежелезобетонных изгибаемых конструкций гражданских зданий при различных видах на-гружения : дис. ... д-ра техн. наук. М. : КГАСУ, 2013. 43 с.

7. Eggert Florian. Einfluss derverdubelung auf das trag- und verformungsverhalten von verbundtragern

mit und ohne profilblech. Stuttgart : Institut für Konstruktion und Entwurf, 2019. 387 p.

8. Замалиев Ф.С., Морозов В.А. Натурные испытания и численные эксперименты сталежелезобетонного перекрытия // Вестник МГСУ. 2015. № 11. С. 58-67. DOI: 10.22227/1997-0935.2015.11.58-67

9. Pallares L., Jerome F.H. NSEL report series report No. NSEL-013. 2009. 35 p.

10. Мирсаяпов И.Т., Замалиев Ф.С., Замалиев Э. Ф. Экспериментальные исследования податливости контакта слоев сталежелезобетонных конструкций при малоцикловых нагружениях // Вестник МГСУ. 2011. № 2 (2). С. 163-168.

11. Henderson I.E.J., Zhu X.Q., Uy B., Mirza O. Dynamic behaviour of steel-concrete composite beams with different types of shear connectors // Engineering Structures. 2015. Vol. 103. Pp. 298-307. DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.08.035

12. Тонких Г.П., Чесноков Д.А. Огнестойкость конструкции, обеспечивающей сдвиговое соединение сталежезобетонных балок // Строительство и реконструкция. 2020. № 6 (92). С. 59-65. DOI: 10.33979/2073-7416-2020-92-6-59-65

13. Кривцов Ю.В., Пивоваров В.В., Петров В.В. Расчет огнестойкости сталебетонных перекрытий с тонкослойной огнезащитой // Актуальные проблемы пожарной безопасности : мат. XXVIII Междунар. науч.-практ. конф. Балашиха, 2016. С. 395-404.

14. Колякова В.М., Шармаков Е.Л. Особенности работы сталежелезобетонных пролетных конструкций при обеспечении их анкеровки в пролете // HayTOBi нотатки. 2014. № 46. С. 280-285.

15. Luo Y., Zhou D.H., Duan B. Study on the influence of step changed spacing of shear stud connector on the behavior of continuous composite beams // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 153. Issue 5. P. 052060. DOI: 10.1088/1755-1315/153/5/052060

16. Замалиев Ф.С., Филиппов В.В. Расчетно-экспериментальные исследования сталежелезобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 7. С. 29-36.

17. Фаттахова А.И. Влияние горизонтальных нагрузок на работу стад-болтов в комбинированных

плитах перекрытия // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 1. С. 31-42. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.1.31-42

18. Hicks S.J., Smith A.L. Stud shear connectors in composite beams that support slabs with profiled steel sheeting // Structural Engineering International. 2014. Vol. 24. Issue 4. Pp. 246-253. DOI: 10.2749/10168661 4X13830790993122

19. Odenbreit C., Nellinger S. Mechanical model to predict the resistance of the shear connection in composite beams with deep steel decking // Steel Construction. 2017. Vol. 10. Issue 3. Pp. 248-253. DOI: 10.1002/stco.201710029

20. Ernst S., Bridge R.Q., Wheeler A. Correlation of beam tests with pushout tests in steel-concrete composite beams // Journal of Structural Engineering. 2010. Vol. 136. Issue 2. Pp. 183-192. DOI: 10.1061/ (ASCE)0733-9445(2010)136:2(183)

Поступила в редакцию 8 декабря 2020 г. Принята в доработанном виде 16 февраля 2021 г. Одобрена для публикации 18 февраля 2021 г.

Об авторах : Геннадий Павлович Тонких — доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник; Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (ВНИИ ГОЧС); 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 7; профессор; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ГО: 697724; 5059144@mail.ru;

Денис Александрович Чесноков — аспирант; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; инженер по сертификации; Хилти Дистрибьюшн ЛТД; 141402, г Химки, ул. Ленинградская, стр. 25; БРЩ-код: 1405-2285, ОЯСГО: 0000-0002-4620-4442; Chesnokovdenis23@gmail.com.

REFERENCES

1. Tusnin A.R., Kolyago A.A. The construction and operation of the composite beams using the prefabricated reinforced concrete slab hollow core. Modern Science and Innovations. 2016; 3(15):141-147. (rus.).

2. Rihter D.A., Iovenko A.A., Ershov M.N. Designing of permanent steel decking slabs with X-HVB anchor technology. Technology and Organization of Construction Production. 2013; 4(5):17-22. (rus.).

3. Gluhovic N. Behaviour of shear connections realised by connectors fastened with cartridge fired pins. Belgrade, 2019.

4. Karapetov E.S., Atanov A.A. Analysis of existing methods of incorporation of steel and reinforced concrete in combined action. Proceedings of Petersburg Transport University. 2018; 15(4):592-604. (rus.).

5. Pavlovic M. Resistance of bolted shear connectors in prefabricated steel-concrete composite decks. Belgrade, 2013; 255.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Zamaliev F.S. Strength and deformability of steel-reinforced concrete bending structures of civil buildings under various types of loading : PhD thesis. Moscow, KGASU, 2013; 43. (rus.).

7. Eggert Florian. Einfluss der Verdübelung auf das Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern mit und ohne Profilblech. Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf, 2019; 387.

8. Zamaliev F.S., Morozov V.A. Field tests and numerical experiments of composite reinforced concrete floor. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015; 11:58-67. DOI: 10.22227/1997-0935.2015.11 (rus.).

9. Pallares L., Jerome F.H. NSEL Report Series Report No. NSEL-013. 2009; 35.

10. Mirsayapov I.T., Zamaliev F.S., Zamaliev E.F. Experimental researches of a layers contact pliability in steelconcrete construction at lowcycled loadings. Vest-nikMGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011; 2-2:163-168. (rus.).

11. Henderson I.E.J., Zhu X.Q., Uy B., Mirza O. Dynamic behaviour of steel-concrete composite beams with different types of shear connectors. Engineering Structures. 2015; 103:298-307. DOI: 10.1016/j.eng-struct.2015.08.035

< П

tT

iH

О Г s 2

0 w

t CO

1 z y i

J CD

U

r I

n °

» 3

0 Ш

01

о n

CO CO

n NJ

Ш 0

^ £

r §

•) ml

<D

0>

№ DO

" T

s 3

s У

с о

<D *

О О

10 10

r.n. TOHKUX, fl.A. HecHOHoe

El

O tfl №

12. Tonkih G.P., Chesnokov D.A. Fire resistace of shear connectors for composite beams. Building and Reconstruction. 2020; 6(92):59-65. DOI: 10.33979/20737416-2020-92-6-59-65 (rus.).

13. Krivcov Yu.V., Pivovarov V.V., Petrov V.V. Calculation of fire resistance of steel-concrete floors with thin-layer fire protection. Actual problems of fire safety: proceedings of the XXVIII International Scientific and practical Conference. Balashikha, 2016; 395-404. (rus.).

14. Kolyakova V.M., Sharmakov E.L. Features of the work of steel-reinforced concrete structures when providing anchoring in the span. Naukovi notatki. 2014; 46:280-285.

15. Luo Y., Zhou D.H., Duan B. Study on the influence of step changed spacing of shear stud connector on the behavior of continuous composite beams. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018; 153(5):052060. DOI: 10.1088/17551315/153/5/052060

16. Zamaliev F.S., Filippov V.V. Calculation-experimental studies of steel-reinforced concrete struc-

tures. Industrial and Civil Engineering. 2015; 7:29-36. (rus.).

17. Fattahova A.I. Impact of horizontal loads on the work of stud bolts in combined floor slabs. Vest-nik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(1):31-42. DOI: 10.22227/19970935.2020.1.31-42 (rus.).

18. Hicks S.J., Smith A.L. Stud shear connectors in composite beams that support slabs with profiled steel sheeting. Structural Engineering International. 2014; 24(4):246-253. DOI: 10.2749/101686614X138307909 93122

19. Odenbreit C., Nellinger S. Mechanical model to predict the resistance of the shear connection in composite beams with deep steel decking. Steel Construction. 2017; 10(3):248-253. DOI: 10.1002/ stco.201710029

20. Ernst S., Bridge R.Q., Wheeler A. Correlation of beam tests with pushout tests in steel-concrete composite beams. Journal of Structural Engineering. 2010; 136(2):183-192. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2010)136:2(183)

N N

o o

N N

ci ci

* <D

U 3

> in

E M

to (o

<0 0

i!

<D <D

o 3

Received December 8, 2020.

Adopted in revised form on February 16, 2021.

Approved for publication on February 18, 2021.

Bi o n o t e s : Gennadij P. Tonkih — Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher; All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergency Situations of the Ministry of Emergencies of Russia (VNII GOChS); 7 Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russian Federation; Moscow State University of Civil Engineering

(National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 697724; 5059144@mail.ru;

Denis A. Chesnokov — postgraduate; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; certification engineer; Hilti Distribution LTD; 25 Leningradskaya st., Khimki, 141402, Russian Federation; SPIN-code: 1405-2285, ORCID: 0000-0002-4620-4442; Chesnokovdenis23@gmail.com.

M

w

E o

dl °

c

LT> O

s 1

o EE

CD ^

w w

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.