Сталежелезобетонные неразрезные локально предварительно напряженные балки

Abstract

RU: Диссертация посвящена неразрезным многопролетным сталежелезобетонным балкам, повышенная эффективность которых достигается локальным предварительным обжатием в зонах действия максимальных изгибающих моментов только на опорах, только в пролетах, на опорах и в пролетах одновременно. Особенностью работы статически неопределимых неразрезных многопролетных балок является то, что величины изгибающих моментов, возникающих на промежуточных опорах, значительно больше тех, которые возникают в пролетах. В то же время прочность опорных сечений, где железобетонная полка находится в растянутой зоне и после образования трещин практически выключается из работы, существенно меньше, чем пролетных. На промежуточных опорах сечения сталежелезобетонных балок трансформируются в стальные. Повышения прочности сечений на промежуточных опорах предлагается достигать локальным обжатием дополнительной арматурой повышенной прочности класса А500С, что ведет к снижению металлоемкости сталежелезобетонной конструкции. Для оценки эффективности локального обжатия дополнительной арматурой класса А500С сталежелезобетонных однопролетных балок с железобетонной полкой в растянутой зоне были выполнены эксперименты, которые выявили в данном конкретном случае повышение несущей способности на 35%, трещиностойкости – в 2 раза. Данные результаты показали возможность повышения несущей способности неразрезных сталежелезобетонных балок. При этом предложены различные схемы расположения обжатых зон: только на промежуточных опорах; одновременно на промежуточных опорах и в пролетах; только в пролетах. В проведенных экспериментах сопоставлялись сталежелезобетонные двухпролетные балки с обжатием на средней опоре, на опоре и в пролетах, без локального обжатия. Обеспечение совместности работы железобетонной полки и стальной балки достигалось с помощью противосдвиговых анкеров, конструкция и методика расчета которых предложена в настоящей работе. Локальное обжатие только на средних опорах повысило несущую способность балок на 25% по сравнению с балкой без обжатия, нагрузку трещинообразования в 4,5 раз. У балок, обжатых на опоре и в пролетах – соответственно на 30% и в 5 раз. Поэтому целесообразно ограничиваться обжатием только на опорах, что ведет к снижению материальные и энергетические затраты. Экспериментально установлено, что в момент разрушения бетона сжатой зоны напряжения в арматурах и стальной балке достигают предела текучести. Указанная одновременность позволила построить методику расчета на основе использования метода предельного равновесия с привлечением нелинейной деформационной расчетной модели. При этом предложено формировать характер перераспределения усилий между опорными и пролетными зонами с помощью локального обжатия. Подбор обжатия производится из условия образования на опорах ограниченных шарниров пластичности, обеспечивающих как нормальную эксплуатацию конструкции, так и перераспределение усилия. Результаты настоящей работы внедрены при замене перекрытий в жилом доме и реконструкции трехпролетного Рогатинского моста через р. Лопань в г. Харькове. Длина среднего пролета моста 15,6 м, крайние пролеты имели длину по 13,1 м каждый. Толщина железобетонной плиты составляла 170 мм. Усиление каждой балки производилось локальным обжатием в пролетах путем оттягивания приваренных к ней 6 стержней d = 32 мм. Оттягивание производилось двумя винтовыми домкратами. Суммарное усилие натяжения 110 тонн. Внедрение результатов настоящей работы подтвердило эффективность и технологичность локального обжатия многопролетных сталежелезобетонных балок. UA: Дисертація присвячена нерозрізним сталезалізобетонним балкам, підвищена ефективність яких досягається за допомогою локального попереднього обтиснення в зонах дії максимальних згинальних моментів тільки на опорах, тільки у прольотах, на опорах і в прольотах одночасно. Проведені експериментальні дослідження нерозрізних сталезалізобетонних балок показали, що локальне обтиснення підвищує їх несучу здатність на 25…30%, запропоновані протизсувні анкери надійно забезпечують сумісність роботи залізобетонної полиці і сталевої балки. Розроблена методика розрахунку несучої здатності нерозрізних сталезалізобетонних локально попередньо напружених балок дозволяє враховувати фізичну нелінійность і історію навантаження. В основу методики покладено поєднання методу граничної рівноваги і нелінійної розрахункової деформаційної моделі. При цьому враховується не тільки фізична, але і геометрична нелінійність. Результати роботи впроваджені при реконструкції трьохпрольотного Рогатинського моста та заміні перекриття у житловому будинку в м. Харкові. EN: The thesis is devoted to the continuous multispan steelferroconcrete high efficiency of which is achieved by pusqueezinq in the areas of the qreatest bendinq moments, by squeezing only on the supports, only in the spans, on the supports and in the spans simultaneously. The conducted experimental researches of the continuous stulferroconcrete beams showed that local squeezing increases their bearing capacity on 25…30%/ The proposed antidisplsced anchors ensured the joint work of the ferroconcrete shelf of the steel beam. The engineering calculation method of the bearing capacity of the continuous stulferroconcrete locally pustressed beams accounting physical, geometric nonlinearity and history of loading was developed. The combination of the limited equilibrium method and nonlinear calculation deformation model is the basis of this method. The results of this work are implemented into reconstruction of the three-span Rogatinsky bridge and changing the floor in a dwelling house in the city Kharkov.