Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В статье рассмотрена возможность использования сталежелезобетонных конструкций при проектировании зданий и сооружений

Ключевые слова:
трубобетон, армирование, расчет
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Сталежелезобетонная конструкция (трубобетон) состоит из наружной стальной оболочки в виде круглой трубы и внутреннего бетонного ядра с рабочей и конструктивной стержневой арматурой или без нее; расчетные усилия от всех воздействий в трубобетонных конструкциях должны быть восприняты бетоном, металлом трубы и рабочей стержневой арматурой [1].

На сегодняшний день основные конструктивные требования, прочностные характеристики, эксплуатационная пригодность конструкций трубобетона должны удовлетворять ряду требований [2] и расчет по прочности трубобетонных элементов выполняют с учетом следующих особенностей работы этого вида конструкций:

- бетон и металл трубы работают в многоосном напряженном состоянии. Это приводит к изменению их расчетных сопротивлений, учитываемых в расчете;

- при действии продольных сжимающих сил, бетон ядра испытывает сжатие, как в продольном направлении, так и в боковых направлениях со стороны трубы. Это приводит к повышению его расчетного сопротивления по сравнению с одноосным напряженным состоянием;

- при действии продольных сжимающих сил, металл трубы испытывает сжатие в продольном направлении и растяжение в поперечном (тангенциальном) направлении из-за давления бетона. Это приводит к снижению его расчетного сопротивления по сравнению с одноосным напряженным состоянием;

- с увеличением эксцентриситета приложения продольной нагрузки расчетные сопротивления материалов уменьшаются. При приложении продольной сжимающей силы (сжато-изогнутые элементы рассматриваются как внецентренно-сжатые) за пределами ядра сечения бетонной части (более 0,25 r*b) или при действии только изгибающего момента, расчетные сопротивления материалов принимаются как при одноосном напряженном состоянии.

Расчет трубобетонных элементов по прочности выполняют:

- по нормальным сечениям на действие изгибающих моментов и продольных сил, по предельным усилиям или по нелинейной деформационной модели;

- на действие поперечных сил и крутящих моментов по предельным усилиям.

Расчет трубобетонных элементов на действие поперечной силы, изгибающего и крутящего моментов выполняют: по прочности наклонного бетонного сечения на действие поперечной силы, по прочности трубы на действие поперечной силы, на действие изгибающего момента и на действие крутящего момента. Прочность сечения определяется большим из двух значений – прочностью бетонного (железобетонного) ядра или прочностью трубы.

Для расчета элементов трубобетона была создана расчетная модель здания (рис. 1, 2).

Рисунок 1 – Расчетная модель здания

 

Рисунок 2 – Схема расположения стен из шлакоблоков

 

Расчет здания производился методом конечных элементов с помощью комплекса SCAD OFFICE 21. Нагрузка сформирована в автоматическом режиме с учетом расчетного коэффициента по нагрузке – для железобетонных конструкций – 1,1; для металлических конструкций – 1,05.

При формировании сейсмической нагрузки применены следующие данные и коэффициенты [3]:

– коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений – К1 = 0,25;

– коэффициент, учитывающий способность сооружения к рассеиванию энергии колебаний Kψ = 1,0;

– метод расчета – спектральный;

– количество форм колебания полученных при расчете – 20;

– сейсмичность площадки – 8 баллов.

Рисунок 3 – Коэффициент использования прочности металлического сечения колонны

 

Рисунок 4 – Коэффициент использования прочности железобетонного сечения колонны

Расчет трубобетонных колонн показал следующее (рис. 3, 4):

1) по предельному состоянию первой группы:

– принятые сечения сталежелезобетонных колонн достаточны для обеспечения прочности и устойчивости всего здания, а также для восприятия усилий при основном и особом сочетании нагрузок.

2) максимальный коэффициент использования прочности (максимальный процент исчерпания несущей способности):

- железобетонное сечение колонны – 0,277 (27,7 %);

- металлическое сечение колонны – 0,557 (55,7 %).

Несущая способность колонн обеспечена. Таким образом, использование трубобетонных конструкций представляет огромный интерес при проектировании зданий и сооружений различного назначения [4-7].

Список литературы

1. Гнедовский, В.И. Косвенное армирование железобетонных конструк-ций. – Л.: Стройиздат, Ленинград. – 1981. – 18 с., ил.

2. Российская Федерация. Законы. СП 266.1325800.2016 Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования (с Изменениями N 1, 2, с По-правками) [принят Министерством строительства России 30 декабря 2016 года] – Москва: Стандартинформ. – 2017. – Текст: непосредственный.

3. Российская Федерация. Законы. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* (с Измене-нием N 2) [принят Министерством строительства России 24 мая 2018 года] – Москва: Стандартинформ. – 2018. – Текст: непосредственный.

4. Петров, Д.А. Сведения о трубобетоне и его особенности // Научно-исследовательский центр "SCIENCE DISCOVERY". Московский государствен-ный строительный университет (Национальный исследовательский универси-тет). – 2021. - № 5. – С. 370-372.

5. Егоров, В.В., Абу-Хасан, М.С., Бакина, О.А. История развития и при-меры использования трубобетона // Инновационные технологии в строительст-ве и геоэкологии. Материалы VIII Международной научно-практической интер-нет-конференции. Москва. – 2021.

6. Тюкин, К.П., Касимов, Р.Г. Применение внешней оболочки трубобето-на из фиброармированных пластиков // Интеграция современных научных ис-следований в развитие общества. Сборник материалов III Международной на-учно-практической конференции. – 2017.

7. Корянова, Ю.И. О проблеме применения трубобетона в России // Сту-денческая научная весна – 2010. Материалы региональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской об-ласти. Министерство образования и науки Российской Федерации; Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский поли-технический институт). – 2010.

Войти или Создать
* Забыли пароль?