Локально предварительно напряженные сталежелезобетонные конструкции для нового строительства и реконструкции

Abstract

RU: Диссертация посвящена созданию нового класса сталежелезобетонных изгибаемых элементов и статически неопределимых систем на их основе, эффективность которых достигается локальным (в зоне действия максимальных изгибающих моментов) предварительным напряжением арматурой повышенной прочности, например, класса А500С. На основании выполненного анализа современного состояния проблем в области разработки и исследования сталежелезобетонных конструкций, существующих способов предварительного напряжения строительных конструкций, методов расчета, сформулированы направления необходимых исследований, разработок методик расчета. Локальное обжатие осуществляется оттягиванием вниз напрягаемой арматуры, концы которой приварены к стенке стальной балки. Оттянутое положение фиксируется упорами. Применение арматуры повышенной прочности класса А500С обеспечивает снижение металлоемкости. Разработаны методики расчета натяжения арматуры для балок с прямолинейным и криволинейным очертанием нижнего пояса; деформационного упрочнения арматуры непосредственно в конструкции; предложенных типов противосдвиговых анкеров; потерь напряжений; узла крепления арматуры к стенке балки. Проведены экспериментальные исследования сталежелезобетонных локально обжатых изгибаемых элементов с железобетонными полками в сжатой, а также в растянутой зонах. Несущая способность повышается соответственно в 1,47 и 1,36 раза, трещиностойкость в 1,6 и 2 раза. Разработана методика расчета локально обжатых сталежелезобетонных изгибаемых элементов с учетом физической, геометрической и технологической нелинейности. Предложены сталежелезобетонные элементы с совместным локальным и технологическим предварительным напряжением, разработана соответствующая методика их расчета, учитывающая изменение расчетной схемы конструкции, состава сечения, расположения напрягаемой арматуры. Разработаны и экспериментально исследованы неразрезные балки, обжатые на опорах, в пролетах и на опорах; методика их расчета с учетом направленного формирования перераспределения изгибающих моментов на основе локального обжатия зон ограниченных шарниров пластичности. Предложена методика расчета и формирования сталежелезобетонных локально обжатых опертых по контуру плит. Экспериментально доказана возможность усиления сталежелезобетонных однопролетных и неразрезных балок локальным обжатием под нагрузкой, разработана методика расчета усиления. Уделено большое внимание особенностям реализации результатов работы в практике. UA: Запропоновано новий клас сталезалізобетонних конструкцій – локально попередньо напружені елементи, що згинаються, та статично невизначені системи, побудовані на їх використанні. Обтиснення здійснюється зовнішньою арматурою високої або підвищеної (А500С) міцності, завдяки чому знижується металоємність конструкції. Проведені експериментальні дослідження, які підтвердили ефективність розроблених конструкцій. Запропоноване додаткове технологічне обтиснення підвищує жорсткість та несучу здатність сталезалізобетонних локально попередньо напружених конструкцій. Розроблена методика розрахунку конструкцій з урахуванням фізичної, геометричної та технологічної нелінійності. Запропоновані та експериментально досліджені нерозрізні сталезалізобетонні балки з локальним обтисненням в опорних, опорних та прольотних зонах одночасно. Розроблена методика їх розрахунку з урахуванням спрямованого перерозподілу зусиль. Запропоновані оперті по контуру сталезалізобетонні плити, принцип раціонального компонування, локального обтиснення, підхід до розрахунку. Експериментально підтверджена можливість підсилення сталезалізобетонних конструкцій локальним напруженням під навантаженням, розроблена методика розрахунку. Результати роботи широко впроваджені в практику. EN: New type of steelferroconcrete structures – locally prestressed members which bent, and statically indefinite systems built thanks to their using is presented. Squeezing is made by external reinforcement of high or higher (A500C) power thanks to what metalcapacity of the structure is lowered. Experimental investigations which confirmed the effectiveness of the elaborated structures are offered. The offered additional technological squeezing raises stiffness and bearing capacity. Method of calculating the structures accounting physical, geometrical and technological non-linearity is elaborated. Continuous steelferroconcrete beams with simultaneous local squeezing in support and span areas are offered and experimentally investigated. Method of this calculation accounting the directed redistribution of the efforts is elaborated. Supported along the contour steelferroconcrete slabs, the principle of the rational forming, approach, to the calculation are offered. The possibility of increasing steelferroconcrete structures by local stressing under loading is experimentally confirmed. Method of calculation is elaborated. The results of the work are implemented into practice.