Конин Денис Владимирович, канд. техн. наук
109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6
Denis V. Konin, PhD
6, 2nd Institutskaya Str., 109428, Moscow
Актуальность. Использование сталежелезобетонных конструкций перекрытий со стальными частично обетонированными балками и сборными элементами настилов – это эффективное решение с точки зрения снижения расхода материалов и повышения жесткости конструкций. Изучение жесткости подобных конструкций, принимаемых в расчетах как отдельных элементов, так и зданий в целом, является актуальной задачей.
В процессе работы изучены и проанализированы результаты экспериментальных исследований жесткости частично омоноличенных сталежелезобетонных балок и балок в составе полноразмерных перекрытий.
Цель исследований: выявление действительных значений изгибной жесткости конструкций.
Основные результаты. Анализ экспериментальных исследований показывает, что график жесткости простых сталежелезобетонных балок любой формы можно разбить на 3 этапа: первоначальное падение жесткости, этап нормальной работы, этап перехода в предельное состояние с последующим разрушением. Для каждого вида исследованных балок установлены соответствующие границы этапов работы. Расчетное значение величины жесткости комбинированного поперечного сечения частично обетонированной балки при наличии стержневой арматуры определяется по известным формулам в нормативных документах. Жесткость элементов без стержневой арматуры следует определять с понижающим коэффициентом. Испытания полноразмерных перекрытий с частично обетонированными балками и сборными перекрытиями подтверждают возможность использования нормативных формул расчета жесткости, однако следует принимать в расчет ширину сжатой полки в 3 раза меньше, чем для монолитной плиты.
Выводы. Разрушение комбинированной изгибаемой сталежелезобетонной конструкции, сопровождающееся развитием пластических деформаций в полках двутавра, разрушением сжатого бетона и контактной зоны «сталь – бетон», не приводит к «обнулению» ее жесткости. Остаточная жесткость при достижении ею предельного состояния по прочности составляет не менее 60–70 % от ее нормативного значения. Этот запас жесткости может быть использован при расчетах зданий и сооружений на прогрессирующее обрушение.
The use of steel-reinforced (composite) floor structures with partially concreted steel beams and prefabricated flooring elements is an effective solution in terms of reducing the material consumption and increasing the structural rigidity. The experimental results of partially concreted composite beams and beams as part of full-size ceilings are studied and analyzed herein. It is shown that the stiffness graph of simple steel-reinforced concrete beams of any shape can be divided into 3 stages: an initial stiffness drop, normal operation, and transition to the limit state with subsequent destruction. The boundaries of these stages are identified for each beam type. The stiffness of the combined cross-section of the partially concreted beam with the rod reinforcement is calculated using well-known formulas from regulatory documents. The element rigidity without rod reinforcement is determined with the decreasing coefficient. Tests of full-size ceilings with partially concreted beams and prefabricated floors confirm the possibility of using standard formulas for the stiffness calculation. However, the width of the compressed concrete flange should be taken into account by less than 3 times than for monolithic slab. The destruction of bending composite structure is accompanied by plastic deformation in flanges of I-beam, destruction of compressed concrete and steel–concrete interaction. However, it does not lead to zeroing of its rigidity. When residual stiffness reaches the ultimate strength state, it is at least 60–70 % of its normative value. This rigidity can be used for the progressive collapse analysis of buildings.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.