CC BY
21Легкие стальные тонкостенные конструкции в композитных балках из ячеистого бетона
Аль-Хаснави Яссер Сами Гариб,
аспирант, Белгородский государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова,
yasser86_iraq86@yahoo.com
В области гражданского строительства очень важен экономически эффективный проект. Поэтому мы предпочитаем легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) для строительства . В этой статье приведены результаты испытаний ЛСТК, в которых используется ячеистый бетон. Использование конструкций из холоднокатаной стали (ЛСТК) становится все более популярным в различных областях строительной техники. Причины растущей популярности этих продуктов заключаются в простоте их изготовления, высоком соотношении прочности и веса и широкого спектра пригодности применения. Эти преимущества могут привести к более экономичным конструкциям по сравнению с горячекатаной сталью, особенно в сочетании с короткими пролетами. В этом проекте была предпринята попытка использовать холоднокатаную стальную секцию вместо обычной арматурной стали.
Ключевые слова: ячеистый бетон, легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК), композитная балка.
Введение
Применение композитных элементов, состоящих из бетонно-стальных профилей, в последние годы становится все более популярным в строительных конструкциях. Это связано с их преимуществами перед обычными бетонными секциями с точки зрения прочности, пластичности, энергопоглощающей способности, простоты строительства и общей экономичности. Композитная сталежелезобетонная конструкция широко применяется при стороительстве зданий, мостов, а также в районах повышенного сейсмического риска. В настоящее время общепринятой практикой является использование холодноформованных стальных настилов, состоящих из профилированных листов, как в качестве несъемной опалубки для опоры откосов железобетонных плит, так и в качестве части натяжной стали в композитной профилированной плите, которая формируется после затвердевания бетона. Конструкция должна обеспечивать монолитное действие между сборными и стационарными компонентами таким образом, чтобы они действовали как единое структурное целое. Бетон и сталь - два наиболее широко используемых композитных строительных материала. Эти два материала дополняют друг друга и дают следующие свойства:
(б) бетонная оболочка удерживает сталь от выпучивания,
(в) ячеистый бетон обеспечивает защиту от коррозии и пожара, [1]
(г) ячеистый бетон обеспечивает защиту от взрыва
[2].
Новые технологии дают возможность существенно упростить различные процессы. Их использование в области строительства также не редкость. В настоящее время сооружать здания и жилые дома возможно более скоро, просто и дешево, используя быстрые в сборке композитные конструкции. Сооружения из таких материалов возводятся в короткие сроки и не требуют больших трудозатрат [1,2]. В то же время использование инноваций в изготовлении строительных конструкций дает возможность уменьшить их вес и расходы на их создание, а также зачастую снижает затраты времени на их сборку, не изменяя несущей способности и не снижая их качества при эксплуатации[3].
Между новыми технологиями, которые используются в постройке собираемых в короткие сроки зданий, обращают на себя внимание каркасные и бескаркасные (рис.1.1). При этом каркасными являются технологии:
- с применением лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) в изготовлении которых используется легкий оцинкованный профильный лист [2];
- с использованием легких металлических конструкций (ЛМК);
- с использованием гофробалок, бистальных балок, предварительно- напряженных балок, балок с орто-тропной плитой;
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м о
с использованием тентовых конструкции и дру-
гих.
о см о см
!Л
О!
Следует отметить, что использование в каркасных технологиях предварительно оцинкованных или предварительно покрытых металлов помимо привлекательного качества поверхности позволяет достигнуть высокой степени устойчивости этих металлов к коррозии и большей прочности всей конструкции.
Методы и способы соединения в подобных конструкциях могут быть обычными (то есть сварка, соединение клепкой, с помощью болтов, склеивание).
Использование при создании конструкций холоднокатаных металлических изделий и каркасов позволяет достичь увеличения соотношения прочности к массе.
Общим привлекательным свойством для таких конструкций является их легкость, которая существенно облегчает их транспортировку и монтаж.
Свойства материала
Для испытаний использованы образцы (1-1), которые были изготовлены с применением одинакового I - образного холоднодеформированного оцинкованного профиля. Профиль был установлен посередине поперечного сечения пенобетонной конструкции.
Для изготовления конструкций использовался состава пенобетона D1200 и В7,5 .
На рисунке (1) показаны детали поперечного сечения балки. Все размеры балки были точно учтены. Показать описание размера образца и армирования. Все образцы были просто поддержаны общей длиной 1700 мм, а чистая длина (пространство между опорами) 1500 мм, поперечное сечение отлито в виде I .
-100.
50
ЛСТК-Ч 1 1
- \ ' * -. 1
Ячеистый бегом ^^^ г 1 *
К'-' я Й
V./.
Рисунок 1. Типичные детали поперечного сечения балки
Рисунок 2. балка до и после пресса
Результаты испытаний.
В композитной балки из ЛСТК с ячеистым бетоном 15% предельной нагрузки трещин не наблюдалось. Мелкое растрескивание наблюдалось до 30% предельной нагрузки. Трещины были равномерно распределены и сосредоточены в области чистого изгиба. Количество трещин варьировалось от 7 до 12.
Приращение нагрузки 250 кг. Предельная нагрузка составляет 2000 кг с максимальным прогибом 26.8 мм.
О ш т х
<
т о х
X
Про," и б ММ
Рисунок 3. Диаграмма прогиба и нагрузки для балок
Рисунок 4. Диаграмма прогиба и момент для балок
Выводы
В ходе экспериментальных испытаний, для получения изгибающей способности композитной балки из ЛСТК с ячеистым бетоном была проведена предварительная работа по выполнению основной задачи проекта и кратко обобщена литература, связанная с проектом. Изучены свойства холодноформованной стали, ячеистого бетона. Были построены кривые нагрузки-отклонения, а также тщательно записан и изучен режим разрушения каждого образца. Максимальная грузоподъемность двутаврового сечения-2000 кг.
В статье можно проследить построение кривых нагрузки-прогиба, поскольку режим разрушения каждого образца был записан и тщательно изучен.
1. Деформации сжатой зоны (I) указывают на совместную работу тонкостенного стального холодноде-формированного оцинкованного профиля с ячистым бетоном.
2. При изгибе несущая способность балки увеличивается по мере того, как увеличивается эффективная площадь работы стали, действующей при изгибе, так как предотвращается местное растрескивание.
3. Большинство трещин образовалось между зонами двухточечной нагрузки, а также некоторое растрескивание наблюдалось около конца опор.
Литаратура
1. Gopinath, Manu. (2016), "Изгибное поведение бетона, заключенного в холодную стальную канальную секцию", IJSRD-International Journal for Scientific Research & Development Vol. 4, выпуск 02, 2016.
2. XB Tian, QM L, ZY Lu и ZH Wang. (2016), «Экспериментальное исследование смягчения воздействия взрыва пенобетоном», Международный журнал защитных сооружений 1-14.
3. R. M. Lawson, «Плиты и балки со стальным настилом», Институт стальных конструкций, публикация P055 Silwood Park Ascot, Berkshire SLS 7Qn, Великобритания, 1989.
4. ГОСТ 25485-89. Бетон сотовый. Технические условия
5. Бетонные и железобетонные конструкции. основные положения СП 63.13330.2012.
6. Я.С. Аль Хаснави, А. В Шевченко, «Международная научно-техническая конференция молодых ученых посвященная 165 летию В.Г.Шухова: сборник докладов. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2018.
Lightweight steel thin-walled structures in composite beams
made of cellular concrete AL-hasnawi Yasser Sami Ghareb
Belgorod State Technological University. V.G. Shukhov In the civil engineering field design of cost efficient is very important. Therefore we prefer cold-formed steel structures (CFS) for construction. A Sophisticated CFS structure is implemented in this paper, which uses a Cellular Concrete. The using Cold-Formed Steel (CFS) structures has become progressively popular in several fields of building technology. The real things for singularity of these products contain their ease of fabrication, high strength/weight ratio and suitability for a wide range of applications. These benefits can outcome in more economic designs, as compared with hot-rolled steel, particularly in short-span applications. In this project try has been made to use cold formed steel (CFS) section as replacement to ordinary steel reinforcement bar. Key Words: cellular concrete, Cold formed steel (CFS), Composite
beam. References
1. Gopinath, Manu. (2016), 'Flexural Behavior of Concrete Encased Cold Formed Steel Channel Section', IJSRD -International Journal for Scientific Research & Development Vol. 4, Issue 02, 2016.
2. XB Tian, QM L, ZY Lu and ZH Wang. (2016), 'Experimental study of blast mitigation by foamed concrete', International Journal of Protective Structures 1 -14. R. M. Lawson, Slab and Beams with Steel Decking, the Steel Construction Institute Publication P055 Silwood Park Ascot, Berkshire SLS 7QN, UK, 1989.
ГОСТ 25485-89. Concrete cellular. Technical conditions. Concrete and won concrete construction. Design requirements СП 63.13330.2012.
Я.С. Аль Хаснави, А. В Шевченко, "The International Scientific and Technical Conference of Young Scientists dedicated to the 165th anniversary of VG Shukhov: a collection of reports. -Belgorod: Publishing House of BSTU. V. G. Shukhov, 2018.
3.
X X О го А С.
X
го m
о
2 О
м о
