Научная статья на тему 'Work of steel-concrete slab floor under short-term load'

Work of steel-concrete slab floor under short-term load Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
576
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сталебетонна плита / просічка / несуча здатність
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

This article presents the results of experimental research of square steel-concrete slabs with the size of 1m x 1m. Joint work of a concrete layer and a steel sheet is provided with the help of rectangular slots of different length and having width of 20 mm which are cut of smooth sheet.

Текст научной работы на тему «Work of steel-concrete slab floor under short-term load»

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.