Строительные конструкции, здания и сооружения. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Сборно-монолитное перекрытие с плитами из ячеистого бетона при действии вертикальной нагрузки
Статья научная
Представлены результаты испытаний до разрушения стандартным нагружением распределенной нагрузкой двух натурных фрагментов сборно-монолитного перекрытия (СМП). Каждый фрагмент представлял собой ячейку СМП, включающую сборные плиты из автоклавного ячеистого бетона, установленные плотной группой и заключенные в замкнутую монолитную железобетонную раму. Фрагменты СМП концами плит оперты на сплошные линейные опоры, имитирующие несущие стены здания. По бокам фрагменты поясами окаймляющей рамы оперты на точечные опоры. Получены новые данные о характере работы СМП и распределении усилий и деформаций в его элементах под нагрузкой. Установлено, что группа плит в каждой ячейке СМП под нагрузкой работает как цельная пластина, свободно опертая по контуру на пояса окаймляющей рамы. Моменты, возникающие в этой пластине под нагрузкой вдоль плит, воспринимает их рабочая арматура, а момент поперек плит вызывает в плоскости перекрытия понизу поперечный распор. Благодаря плотным контактам торцов плит с поперечными поясами окаймляющей рамы кроме поперечного возникает и продольный распор. Действие поперечного и продольного реактивных распоров в значительной мере погашает усилия в сечениях плит от действия приложенной на СМП нагрузки, что подтверждено приведенными в работе результатами сопоставительных испытаний свободно опертых плит-близнецов. Опыты также показали, что эти распоры воспринимают пояса окаймляющей ячейку СМП рамы. Разрушение обоих фрагментов произошло от разрушения сечений по углам окаймляющей рамы с разрывом их продольной арматуры или достижения текучести. После этого произошла раздвижка сборных плит и разрушение их сечений.
Бесплатно
Статистические характеристики снеговых нагрузок
Статья научная
При расчетах надежности строительных конструкций необходимо иметь сведения об изменчивости прочностных и упругих свойств строительных материалов, действующих на конструкции нагрузок, геометрических размеров пролетов и сечений и т. д. Действующие нагрузки, в том числе снеговые, имеют наибольший статистический разброс и с учетом климатических условий нашей страны оказывают существенное влияние на напряженно-деформированное состояние строительных конструкций. Статистические характеристики снеговых нагрузок являются результатом обработки многолетних метеорологических наблюдений за величиной снежного покрова по районам страны. Отсутствие информации о статистических характеристиках снеговых нагрузок является препятствием к практическим расчетам строительных конструкций на надежность. В нормах нагрузок СП 20.13330.2011 и СП 20.13330.2016 за расчетное значение снеговой нагрузки принят превышаемый в среднем один раз в 25 и 50 лет соответственно ежегодный максимум веса снегового покрова. В статье приведены соотношения между расчетными значениями снеговой нагрузки в СП 20.13330.2011 и СП 20.13330.2016 и еѐ вероятностными характеристиками. Показана возможность использования закона распределения Гумбеля для вероятностного моделирования снеговой нагрузки с определением характеристик, необходимых для расчета надежности и срока службы строительных конструкций (с обеспеченностью 0,96 и 0,98) в зависимости от снегового района.
Бесплатно
Численное исследование многопустотных панелей перекрытия различных длин
Статья научная
Известно, что многопустотные панели для упрощения при расчетах представляют в форме двутавровых (тавровых) балок и считают по балочной теории. Однако такое представление тем не менее может искажать результаты расчетов. Цель данной работы - изучить, как форма поперечного сечения многопустотных панелей для образцов различной длины влияет на несущую и деформативную способность, а также на нагрузку начала трещинообразования. Рассматривались образцы панелей различных длин, свободно опертых и работающих на изгиб, с поперечным сечением в естественной форме, в сопоставлении с образцами аналогичных длин в двутавровой форме. На образцы последовательно прикладывалась нагрузка с шагом 1 кН до достижения предела текучести арматурой в растянутой зоне. Выполнено численное исследование многопустотных панелей в нелинейной постановке с образованием пластического шарнира в середине пролета. Получены графики нагрузка -прогиб при моделировании соответствующих длин образцов с естественной и двутавровой формой сечения. Получены и сопоставлены результаты для нагрузки появления трещин, прогибов в середине пролета при разрушающей нагрузке. Выяснено, что длина панели оказывает влияние на результаты расчетов рассматриваемых форм, и чем длина меньше, тем более ярко выражено отклонение в графиках нагрузка - прогиб. С увеличением длины образцов коэффициент корреляции растет и стремится к единице, что говорит об увеличении связи между графиками нагрузка - прогиб. Предложены поправочные коэффициенты для уточнения расчетов плит по образованию трещин, деформациям и разрушающим нагрузкам.
Бесплатно
Статья научная
Расчетная схема крупнопанельного здания включает в себя элементы перекрытий, стеновых панелей и стыков между ними. Для корректного моделирования необходимо знать характеристики жесткости и прочности стыков на растяжение, сжатие и сдвиг. В виду отсутствия в нормативной и справочной литературе универсальных формул для определения прочности и жесткости стыков различных типов, необходимо производить дополнительные исследования. В 2014 году был разработан новый тип вертикального монолитного стыка крупнопанельных зданий - замковое соединение стеновых панелей, который обладает значительной прочностью и жесткостью. Замок состоит из П-образной скобы, соединяющей петлевые выпуски на торцах панелей, и стальной пластины, соединяющей концы скобы. Для полноценного применения стыка необходимо правильно оценивать его прочность и жесткость. Экспериментальные исследования работы стыка на растяжение показали двухлинейный характер его работы (с повышенной жесткостью до образования трещин и с пониженной после). Для расчета крупнопанельных зданий при основных сочетаниях эксплуатационных нагрузок достаточно моделирования работы стыка в пределах первого участка. Целью данного исследования является изучение работы замкового соединения на растяжение до образования трещин. В работе проводится сопоставление результатов численного моделирования с результатами испытания натурных образцов и определяются значения жесткости и момента образования трещин для стыков сдругими значениями прочности бетона омоноличивания и диаметрах петлевых выпусков. Исследование выполнялось с использованием плоской конечно-элементной модели в ПК Лира-САПР. Результаты расчета модели стыка в целом согласуются с результатами испытаний натурных образцов, были определены жесткость и нагрузка трещинообразования для стыков с различными параметрами прочности бетона и диаметра петлевого выпуска. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании крупнопанельных зданий с данным типом стыка.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты экспериментальных исследований бетона, нагружаемого до образования нисходящего участка на диаграмме «напряжение - деформация», разгрузки с нисходящего участка и последующего повторного нагружения. Испытания проводились на специальном устройстве, имитирующем один раз статически неопределимую конструктивную систему. Установлены факторы, влияющие на формирование диаграмм разгрузки и повторного нагружения. А также приведены эмпирические зависимости, с использованием которых можно вести расчеты конструктивных систем, когда наблюдаются зоны разгрузки. Такие случаи встречаются при немногократных повторных нагружениях систем и в случаях возникновения локальных повреждений, возникающих по различным причинам. Обосновывается необходимость таких исследований.
Бесплатно
Статья научная
Комбинированное армирование бетонных конструкций означает частичную замену стальной арматуры композитной. Такая замена осуществляется в стержневых и плитных изгибаемых конструкциях. Комбинированными называются конструкции, состоящие из различных материалов и различных технологических операций, включая применение сборных и монолитных изделий, а также предварительное напряжение. Поскольку композитная арматура имеет ряд специфических особенностей, то возникает необходимость проведения экспериментальных и теоретических исследований. Данная статья посвящена результатам испытания изгибаемых в двух направлениях плит комбинированной конструкции на поперечную нагрузку. Конструкция плит состоит из легких блоков (арболит), монолитного тяжелого бетона и комбинированного армирования (металлическая и композитная арматура). Образуется система перекрёстных балок из тяжелого бетона, между которыми расположен легкий бетон. Это снимает собственный вес (массу) конструкции, что дает повышение экономической эффективности. Семь образцов облегченных плит прямоугольного сечения размером 2260 × 1660 × 100 мм были изготовлены для достижения поставленных задач. Облегченные плиты изготовлены с двойным армированием. В результате экспериментальных исследований установлены характер разрушения облегченных плит перекрытий и покрытий с комбинированным армированием, деформации удлинения и укорочения в сечениях пролета при нагружении, ширина раскрытия трещин и характер образования трещин.
Бесплатно
