CC BY
7По графику определяется величина /прод=7,0 метра
Далее выполняется пересчет коэффициента сцепления слоя 3 при 5 « 0,7 С0=0,7*115=80,5
1+sin çp
__sin çp _
кПа и модуля упругости слоя 2 по формуле 15 при Ee = n5 E0 «2,73*5000=13650 кПа
Величина дополнительной просадки опорной колонны по формуле 17, определенная по линейно-деформированной схеме составляет /пр=0,4 м.
Суммарная величина пенетрации составляет /пен= /прод+ /пр=7,0+0,4=7,4 м Фактически в месте установки СПБУ «Мурманская» величина пенетрации составила 7,1 метра, что показывает высокую точность примененного метода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ОТС 19545 Comparison of Jackup Rig Spudcan Pénétration Methods in Clay.
David Menzies, Fugro-McClelland Marine Geoscience, Inc., and Richard Roper, ENSCO International, Inc. / Материалы Offshore Technology Conference / Houston, 2008.
2. Караулов А.М. Несущая способность оснований осесимметричных фундаментов и сооружений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Санкт-Петербург, 2008 - 36 с.
3. СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» М., Стройиздат, 1995 - 46 с.
4. Савинов А.В. Применение свай, погружаемых вдавливанием, при реконструкции исторической застройки городов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Волгоград, 2008 - 34 с.
5. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», М., Стройиздат, 1995 - 49 с.
6. Geo Lab Report. For installation of jack-up rig at block conductor complex «BK10-LQ10» nearby BK-1 platform «White Tiger» oilfield block 09-1 offshore Vietnam. Vietsovpetro Research&Engineering Institut, Vung Tau, 2007 - 18 с.
УДК 652;69.1.
Литовченко П.А., к.т.н., доцент, Глушаков Н.И..
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
ЗАВИСИМОСТЬ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ОБЛЕГЧЁННЫХ ТРЁХСЛОЙНЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПАНЕЛЕЙ ОТ ДИАМЕТРА РАСКОСОВ, ПРИ ИЗГИБЕ.
Изучено влияние диаметра раскосов, на несущую способность панелей, при изгибе. Выявлено, что при увеличении диаметра раскосов увеличивается и несущая способность, до тех пор, пока разрушение панелей происходит от потери устойчивости раскосов. Дальнейшее увеличение диаметра раскосов не оказывает существенного влияния на несущую способность панелей.
Многослойные конструкции, диаметр раскосов, трёхслойные железобетонные панели, несущая способность.
Введение. Анализ публикаций. Многослойные конструкции в настоящее время находят всё большее применение в строительстве, прежде всего благодаря своим отличным тепло- и звукоизоляционным характеристикам, что в свою очередь ведёт к снижению затрат при эксплуатации зданий. Вместе с тем работа многослойных конструкций под нагрузкой изучена не достаточно. В большей степени изучены
многослойные конструкции с монолитнои связью слоев, в меньшей степени с дискретными связями [6]. Трёхслойные сборно-монолитные железобетонные панели относятся к многослойным конструкциям с дискретными связями, из них довольно интенсивно ведётся строительство, однако простого метода оценки прочности и деформативности данных панелей, который к тому же учитывал бы действующие нормы в строительстве, на данном этапе развития нет. Это является основанием для изучения поведения данных панелей под нагрузкой, для последующего создания метода оценки их прочности и деформативности.
' ^-- X-^-± Д
Рис.1. Конструктивная схема панели: а - с одиночными каркасами, б - с двойными каркасами, в - с тройными каркасами.
Трёхслойная сборно-монолитная панель представляет собой конструктивный элемент, состоящий из наружных несущих слоёв, выполненных из мелкозернистой бетонной смеси и среднего слоя утеплителя (как правило, пенополистирол). Совместная работа наружных несущих слоёв обеспечивается стальными каркасами, выполненными из арматурной проволоки [4]. Пояса каркасов надёжно анкерятся в наружных бетонных слоях панели. Количество рядом устанавливаемых каркасов может быть 1, 2 и 3 шт. (см. рис. 1).
Цель и постановка задач исследования. Изучить влияние диаметра раскосов панелей на их несущую способность при изгибе.
Методика исследования. Для возможности исследования данных панелей под нагрузкой было проведено ограниченное число натурных испытаний, согласно действующим стандартам [5], на основании результатов которых построены адекватные численные модели в ПК ЛИРА и уже с использованием численных моделей выполнялись исследования. Численные модели на опорах закрепляли жёстко, что соответствует реальной схеме работы панелей в перекрытии.
Прочностные и деформативные характеристики элементов численной модели, принимали такие же, как у опытных образцов. Их определяли путём испытаний вспомогательных образцов на сжатие (бетонные кубы, призмы) и растяжение (куски арматурной проволоки), согласно действующим стандартам [1,2,3].
При изучении поведения трёхслойных сборно-монолитных железобетонных панелей под нагрузкой, оказалось, что в большинстве случаев разрушение происходит от потери устойчивости раскосов подверженных сжатию, при этом в остальных конструктивных элементах панели, как правило, остаётся значительный запас прочности. В связи с этим были проведены исследования, в которых изучали влияние диаметра раскосов на несущую способность панели и характер её разрушения. Данные исследования проводили
на панели с одиночными каркасами, высотой 15 см и длинной 2 м см. табл. 1. Значение диаметров варьировали от 06 до 020мм, в качестве арматуры принимали арматуру класса А-I, при этом продольную арматуру каркасов, которая расположена в теле бетона, во всех случаях оставляли постоянной.
Таблица 1
Зависимость предельной разрушающей нагрузки и характера разрушения трёхслойных панелей от диаметра раскосов
№ п/п Типы панелей Высота панелей -Н, см Класс бетона Диаметр раскосов, мм Нагрузка ( q, кг/м) и характер разрушения
Наименование Эскиз L = 2 м
1 Панель с одиночным каркасом 15 В15 0 6 550 (1.2) ■
0 8 940 (1.86) ■
0 10 1620 (3.47) ■
1 ^/ 0 12 0 14 2430 (/.08) 2840 (9.5) ■ Л
4 / 1 0 16 2810 (8.7) ▲
0 18 2810 (8.58) А
0 20 2810 (8.48) ▲
Примечания:
1. Характер разрушения образца:
н - потеря устойчивости раскосов подверженных сжатию; /\ - разрушение бетона от сжатия в пролёте.
2. В скобках указан прогиб в пролёте в мм.
3. Закрепление панелей на опорах принято жёстким.
4. Характеристики панели: шаг каркасов С=150 мм, толщина наружных бетонных слоёв панели 1=40 мм, угол наклона раскосов - 45°, раскосы 06 - 020 мм, арматура А-1.
Результаты и их анализ. По результатам исследования определили, что с увеличением диаметра раскосов предельная разрушающая нагрузка до определённого значения увеличивается почти линейно, после чего перестаёт расти и становится постоянной, см. рис. 2, то есть раскосы после некоторого значения диаметра перестают играть решающую роль в работе конструкции.
Рис. 2. Зависимость предельной нагрузки от диаметра (Б) раскосов каркаса
При увеличении диаметра раскосов с 6 до 12 мм предельная разрушающая нагрузка возрастает почти в пять раз, см. табл. 1, но разрушение по-прежнему происходит от потери устойчивости раскосов подверженных сжатию. Однако здесь следует указать на то, что если при диаметрах 6, 8 мм для разрушения достаточно было потери устойчивости
одного раскоса (по одному у каждого края панели), то при диаметрах 10, 12 мм после потери устойчивости одним раскосом конструкция продолжает работать, то есть не превращается в механизм и только после потери устойчивости второго раскоса происходит разрушение.
Начиная с диаметра раскосов 14 мм и до диаметра 20 мм, разрушение панели происходит по верхнему сжатому железобетонному слою в пролёте панели, то есть от разрушения сжатых бетона и арматуры. Здесь также следует уточнить, что при диаметре раскосов 14 мм сначала теряют устойчивость по два раскоса у опор, однако разрушения панели от этого не происходит, в итоге разрушение происходит по верхнему сжатому железобетонному слою панели в пролёте. При диаметрах 16, 18 и 20 мм потери устойчивости раскосов подверженных сжатию вообще не происходит, а разрушение происходит по верхнему сжатому железобетонному слою панели в пролёте, в этих случаях напряжения в наиболее нагруженных раскосах не превышают 50% предельно возможных.
Стоит также отметить, что прочность бетона растянутых зон используется полностью и начиная с определённых значений нагрузок растягивающие напряжения воспринимаются только арматурой. Начиная с диаметра 14 мм, в опорных растянутых зонах напряжения в арматуре достигают предела текучести, после чего в панели наблюдается перераспределение усилий с опорных зон в пролётную зону и соответственно более интенсивно происходит деформирование панели.
Деформативность (прогибы в пролёте) панелей с увеличением диаметра раскосов уменьшается, это происходит от того что конструкция становится более жёсткой и взаимные смещения наружных железобетонных слоёв панели уменьшаются.
Также с увеличением диаметра раскосов значительно увеличивается трещиностойкость панелей.
ВЫВОДЫ
На основании проведённых исследований можно сделать ряд выводов:
- с увеличением диаметра раскосов значительно увеличивается и несущая способность панели. Увеличение диаметра раскосов играет роль до определённого значения, до которого разрушение панели происходит от потери устойчивости раскосов, дальнейшее увеличение диаметра раскосов никакого эффекта не приносит;
- с увеличением диаметра раскосов увеличивается процент использования других конструктивных элементов панели до 90%;
- с увеличением диаметра раскосов уменьшается деформативность панели, то есть увеличивается жёсткость;
- с увеличением диаметра раскосов повышается трещиностойкость конструкции;
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 12004-81 Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение.
2. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным
образцам.
3. ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля
упругости и коэффициента Пуассона.
4. ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для
армирования железобетонных конструкций.
5. ДСТУ Б.В.2.6-7-95 Изделия строительные бетонные и железобетонные сборные.
Методы испытания нагружения. Правила оценки прочности, жёсткости и
трещиностойкости. - К.: Укрархбудинформ, 1995. - 44с.
6. Е.А. Король. Трёхслойные ограждающие железобетонные конструкции из лёгких
бетонов и особенности их расчёта. - М.: АСВ, 2001г. - 255с.
7. К. Штамм. Х. Витте. Многослойные конструкции. - М.: Стройиздат, 1983г. - 296с.
