Способ приближения железобетонной балки покрытия к конструкциям равного сопротивления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способ приближения железобетонной балки покрытия к конструкциям равного сопротивления

В.Х. Хуранов

А.А. Хуранов

Оценкой эффективности использования арматуры может служить коэффициент равного сопротивления конструкции, который показывает отношение площади эпюры моментов от внешней нагрузки к площади эпюры моментов от внутренних усилий (эпюра материалов)

з=А_в/А_вн [1].

В изгибаемых элементах равного сопротивления з=1, с его уменьшением эффективность использования материалов уменьшается.

Наиболее распространенным способом изменения суммарной площади армирования по длине элемента, является, применение смешанного армирования, в которых преднапряженная арматура вдоль пролета обрывается в соответствии с эпюрой моментов от внешней нагрузки [2-5].

В типовых преднапряженных железобетонных балках рабочая высокопрочная арматура подбирается по наиболее нагруженному сечению и обычно протягивается на весь пролет. Такое решение ведет к перерасходу дорогостоящей высокопрочной арматуры.

Известны способы создания локального преднапряжения за счет устройства бетонных вырезов по длине конструкции, как с обрывами преднапрягаемой арматуры [6], так и без [7, 8]. Также возможно использование композитного армирования [9].

Способы создания железобетонных конструкций с обрывами арматуры по длине элемента за счет ступенчатого профиля конструкции представлены в [1,10]. В частности, показана же лезобетонная балка ступенчатого профиля с обрывами преднапряженной арматуры в соответствии с эпю рой материалов [11]. Указанный метод можно реализовать и в других изгибаемых конструкциях, например, в ребристых плитах покрытия [12].

На основе этих решений предлагается железо бетонная балка двутаврового сечения с комбинированным преднапряжением и переменной шириной полки растянутой зоны, что позволяет обрывать преднапряженную арматуру в пролете в соответствии с эпюрой материалов (рис. 1).

Для сравнения принята типовая предварительно напряженная железобетонная балка двутаврового сечения с параллельными поясами - серия 1.462.1-1/88 (балка БСП-12-4AVI). Сравнение технико-экономических показателей типовой и предлагае мой балок пролетом 12 м при одинаковой высоте h=89 см и расчетной нагрузке q=39 кН/м подтверждает безусловное преимущество, последних. Расход продольной высокопрочной арматуры уменьшается на 18 %. Коэффициент эффективности использования арматуры з, равный отношению площа ди эпюры моментов от внешних сил -1 к площади эпюры моментов от внутренних усилий (эпюры материалов) 2 - для предложенной балки и 3 - для типовой, существенно повышен - с 0,58 до 0,78. арматура балка железобетонный покрытие

Мы видим, что отношение момента, воспринимаемого сечением к моменту от внешней нагрузки М_сеч/М по мере приближения от середины к краям в предлагаемой балке (кривая 2) значительно меньше возрастает и ближе к балке равного сопротивления (линия 1) чем типовая (кривая 3). Аналогичную картину мы наблюдаем и в отношении момента трещинообразования М_crc к моменту от внешней нагрузки М. Области, заштрихованные между кривыми 2 и 3 показывают о наличии лишнего запаса прочности и трещиностойкости типовой балки в отличии от предложенной.

Предлагаемое конструктивное решение железобетонной балки с обрывами преднапряженной арматуры вдоль пролета за счет боковых уступов при полном соответствии всем техническим требованиям имеет лучшие технико-экономические показатели.

Литература

1. Маилян Д.Р., Маилян Р.Л., Хуранов В.Х. Способы изготовления железобетонных конструкций с переменным преднапряжением по длине элемента // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2004. № 5. - С. 4-11.

2. Филимонов Н.Н., Трифонов И.А. Работа смешанной арматуры изгибаемого элемента в стадии разрушения //Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1979. №7. - С.32.

3. V.K. Khuranov, Z.R Likhov, A.M. Kaziev, A.S.Tsipinov, V.D. Mailyan Bending Resistance of Reinforced Concrete Elements under Various Classes of Concrete and Ratios of Reinforcement. 2016. IEEE Conference on Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies (IT&MQ&IS). Proceedings. - M.: Fund "Quality", 2016, pp. 201-204.

4. Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings// Singapore standard, 2004, 225 р.

5. Dilger W.H., Suru K.M. Steel stresses in partially prestressed concrete members.// Journal of Prestressed Concrete Institute. - 1986. - vol/ 31/ - №3. - pр. 88-112.

6. Шагин О.Л., Богданов О.М. Способ изготовления локально предварительно напряженных сборных железобетонных элементов. Патент Украины №79885, 2007. (UA)

7. Маилян Д.Р., Маилян Р.Л. Способ изготовления предварительно напряженной железобетонной балки. - Патент РФ на изобретение №2170312, 2001.

8. Маилян Д.Р., Маилян Р.Л., Осипов М.В. Железобетонные балки с предварительным напряжением на отдельных участках //Бетон и железобетон. 2002. № 2. - С. 18.

9. Маилян Д.Р., Ахмад Михуб, Польской П.П. Вопросы исследования изгибаемых железобетонных элементов, усиленных различными видами композитных материалов // Инженерный вестник Дона, 2013, №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1674.

10. Хуранов В.Х., Бжахов М.И., Джанкулаев А.Я., Лихов З.Р. Новое конструктивное решение железобетонной балки равного сопротивления //Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 6. - С. 365-367.

11. Маилян Р.Л., Маилян Д.Р., Хуранов В.Х. Железобетонная балка. Патент России №30372. Бюл. №18.-27.06.2003.

12. Хуранов В.Х., Лихов З.Р., Казиев А.М., Шерибов Ш.М. Железобетонные ребристые плиты покрытий с переменным усилием преднапряжения вдоль пролета // Инженерный вестник Дона, 2015, №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2015/2893.

Размещено на Allbest.ru