CC BY
90
УДК 624.016.073.001.4
РОБОТА СТАЛЕБЕТОННОГО ПЕРЕКРИТТЯ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕНН1
Н.В. Смолянюк, к.т.н., ХНАДУ
Анотаця Наведено результати експериментальних до^джень опертих по контуру квадратних сталебетонних плит перекриття з розмiрами в планi 1 х 1 м, в яких спшь-на робота бетонного шару i сталевого листа забезпечуеться за допомогою прямокут-них прорiзiв р1зно '1 довжини, виконаних в гладкому листi.
Ключовi слова: сталебетонна плита, проачка, несуча здаттсть.
Вступ
Одним з найважливших напрямшв техшчного прогресу в будiвництвi е застосування ефектив-них конструкцш, яш дозволяють значно полшши-ти показники матерiаломiсткостi, вартостi i тру-домюткосп будiвництва. До таких конструкцiй вщносять конструкци iз зовнiшнiм армуванням.
Аналiз публiкацiй
Використання зовнiшнього армування передбачае надшне об'еднання бетону з армуючим листом. Iснуючi способи об'еднання (однобiчне рифлення стал1 в процесi И прокатки; приварювання до листа рiзних об'еднувальних деталей - упорiв, анке-рiв i т.д.; використання кле!в та iн.) в одних випа-дках пов'язанi iз застосуванням складно! технологи, в шших - з використанням дорогих матерь алiв або з виникненням в технолопчному процесi температурних напружень i деформацiй. У зв'я-зку з цим розробка нових конструкцш сталебетонних плит, у яких будуть ввдсутш вщзначеш недолiки, i дослвдження !х роботи е актуальною проблемою. В цш статтi описанi експерименталь-нi дослвдження опертих по контуру бетонних плит iз зовнiшнiм армуванням листовою сталлю. На вiдмiну ввд iнших робiт, присвячених досль дженням сталебетонних конструкцiй [1, 2, 3], ними запропоновано об'еднання сталевого листа з бетоном за допомогою проачок, вирiзаних iз сталевого листа (рис. 1) [4, 5].
Мета i постановка задачi
Метою дослвджень було визначення: несучо! зда-тностi плит з рiзним розташуванням просiчок; характеру деформування i вичерпання несучо! здатностi; динамiки розвитку пластичних власти-востей в сталевому лисп i трiщиноутворення в бетонi; впливу характеру розташування i кроку
проачень на деформацi! i мiцнiсть плити; зако-номiрностей розподiлу зусиль в сталевому лисп i бетонi.
Експериментальш досл1дження
Експериментальнi дослiдження проводилися на 9 дослвдних зразках квадратних плит iз зовнiшнiм армуванням (П-1, П-9) з розмiрами в планi 1,0 х 1,0 м i заввишки 0,05 м. Товщина сталевого листа 1 мм. Плосш сталевi листи ввдгиналися по периметру, в результат утворювалися ввдборпв-ки, до яких за допомогою зварки прикрiплялися шнщ вiдiгнутих просiчок, виконаних в металево-му листi. Це забезпечувало зчеплення листа i бетонного шару на ньому.
4
Рис.1. Фрагмент сталебетонно! плити i схема прикладання навантаження на не!: 1 - основа листа; 2 - ввдборпвки сталевого листа; 3 - просчка; 4 - бетон; 5 - петлевий анкер
Варiанти розташування просiчок були рiзнi: тд кутом 90° до кромки листа, вiялоподiбно i по ку-тах листа (рис. 2). В кожному третьому зразку просiчки при з'еднанш з вiдбортiвками розверта-лися на 180° (закручувалися) для полiпшення зчеплення листово! арматури з бетоном. Для ви-готовлення бетонно! сумiшi використовувався шла-копортландцемент марки 500 (Белгород), тсок (Безлюдiвка) з модулем крупносп Мк = 1,0.1,4. За-повнювач - граттний щебiнь марки М-1200 (за мщшстю), фракцп 5-20 мм (Кременчук). Бетону-вання здiйснювалося на Харшвському заводi зал> зобетонних конструкцш «Метробуд». Виготовле-нi зразки П-1 - П-9 пiддавалися тепловологiснiй обробт в пропарювальнiй камерi ямного типу.
V Л.
навантаження, прикладеного в центрi плити через жорсткий штамп iз зовнiшнiми розмiрами 40 х 40 см i внутршшми - 20 х 20 см. Таким чином, навантаження передавалося по замкнутш смузi площею 0,12 м2 Пiд штампом розташовувався шар щшь-но! гуми товщиною 1 см. Робоче зусилля створю-валося гiдравлiчним домкратом. Запобiгання ввд-риву плити ввд опорного контуру в кутових зонах здiйснювалося скобами, що допускають вiльнi кутовi перемiщення.
100 80 60 40 20
..........*
у
'Иг*»-**'—^
5
И1 (П1) И1 (П2) И1 (П3)
10 И1 (П4) И1 (П5) И1 (П6)
15
И1 (П7) И1 (П8) И1 (П9)
Рис. 3. дЩаграма «навантаження - прогин» для цент-ральних точок сталебетонних плит П1-П9
Вертикальнi перемiщення точок плити у процес навантаження фiксувалися уздовж оа симетрп iндикаторами годинникового типу з цшою розпо-дiлу 0,01 мм, яш розташовувалися уздовж оа симетрп сталебетонно! плити. Деформаци сталевого листа i бетону вимiрювалися з використанням датчиков опору.
В результата випробувань дослiдних зразшв ста-лебетонних плит були отриманi дат про характер !х деформування тд навантаженням. На рис. 3 наведено лшп прогинiв плит при рiзних значен-нях навантаження на них. Порiвняння дiаграм деформування сталебетонних плит тд навантаженням з аналопчними для залiзобетонних до-зволяе зробити висновок про те, що листове ар-мування на вiдмiну ввд стрижневого згладжуе анiзотропнi властивостi елемента плити шсля утворення трiщин в розтягнутш зонi бетону. Тому на дiаграмi деформування сталебетонних плит ввдсутнш рiзкий перелом, характерний моменту трiщиноутворення в залiзобетонних плитах.
Рис. 2. Сталевий лист з вщгнутими бортами i привареними до них проачками (плити П-1, П-6, П-3 до бетонування)
Випробування проводилися вщповщно до представлено! схеми (рис. 1) на дш розподiленого
На пiдставi аналiзу схем трiщиноутворення i по-слiдовностi розвитку пластичних властивостей в листовш арматурi можна стверджувати, що схеми граничного стану при руйнуванш сталебетонних плит по нормальному перетину ствпадають з аналопчними схемами для залiзобетонних плит
160
140
120
0
0
20
W. мм
(рис.4). Отже, вживання методу гранично! piBHO-ваги до оцшки несучо! здатносп з використанням вiдомих для залiзобетонних плит схем обгрунто-вано також для плит i3 зовнiшнiм листовим арму-ванням.
1000
Рис. 4. Схема трщиноутворення в розтягнутiй зонi бетону плити П-1 пiсля розкриття ста-левого листа (а) i розвиток пластичних влас-тивостей в листовш арматурi (б)
Порiвняння експериментальних значень руйную-чих навантажень з навантаженнями для плит, в яких об'еднання бетонного шару з листом було
виконано за допомогою анкерних упорiв, свщ-чить про те, що запропонований спосiб об'еднання приводить до збшьшення несучо! здатностi плит в середньому на 20% (вiялоподiбне i взаем-но перпендикулярне розташування просiчень). Збiльшення несучо! здатностi пояснюеться утво-ренням по периметру плит трикутних шпонок, що запобiгають зсуву бетону щодо сталевого листа.
Заключення
Отриманi результати сввдчать про те, що запро-понована конструкцiя сталебетонно! плити пере-криття може бути успiшно застосована в практицi будiвництва.
Лiтература
1. Чихладзе Э.Д., Арсланханов А. Д. Несущая спо-
собность сталебетонных плит // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1989. - №4. - С.5-8.
2. Чихладзе Э.Д., Арсланханов А.Д. Напряженно-
деформированное состояние сталебетонных плит // Строительная механика и расчет сооружений. - 1990. - №2. - С.22 - 26.
3. Чихладзе Э.Д., Арсланханов А.Д. Эксперимен-
тальные исследования сталебетонных плит // Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1991. - №5. - С.125 - 128.
4. А.С. № 1647101. Перекрытия / Э.Д. Чихладзе,
А.Д. Арсланханов, М.Е. Русланов и др. (СССР). - № 4457539/33; Заявлено 08.07.88; Опубл. 07.05.91. - Бюл. №17. - 1991. -С. 1-4.
5. Коровниченко Н.В. Сталебетонная плита пере-
крытия // Межвуз. сб. науч. трудов. - Харьков: ХарГАЖД 2001. - Вып. 48. - С. 57 - 60.
Рецензент: В.В. Фшппов, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцп 18 счня 2005 р.
