Численно-экспериментальные исследования прочности сжатых сталежелезобетонных элементов, выполненных с использованием высокопрочного бетона и труб квадратного сечения из стали класса C345

DOI: 10.37153/2618-9283-2023-5-53-63

Авторы:  
Рубрики:    Теоретические и экспериментальные исследования, научно-технические разработки   
Ключевые слова: трубобетонные конструкции, квадратные стальные трубы, сталежелезобетонные элементы
Аннотация:

В статье рассматриваются результаты проведенных численно-экспериментальных исследований прочности сжатых сталежелезобетонных элементов, выполненных с использованием высокопрочного бетона и труб квадратного сечения из стали класса C345, с целью определения их несущей способности и разработки отечественной методики расчёта таких конструкций. Основным вопросом при расчёте трубобетонных конструкций является вопрос о расчётных прочностях материалов, работающих в составе трубобетонного сечения. Эти прочности отличаются от прочностей материалов, находящихся в одноосном напряжённом состоянии и зависят от целого ряда параметров. Бетон при малых эксцентриситетах продольной силы находится в состоянии трёхосного сжатия, при этом его прочность повышается по сравнению с одноосным сжатием. Сталь трубы находится в плоском напряжённом состоянии. При возрастании эксцентриситета приложения продольной силы, прочности материалов трубобетонной конструкции приближаются к прочности при одноосном сжатии. Вопрос изменения прочностей материалов при изменении эксцентриситета продольной силы изучен достаточно хорошо. Поэтому основным является вопрос о прочности материалов при центральном сжатии трубобетонной конструкции. Работа материалов в составе квадратного трубобетонного сечения коренным образом отличается от работы материалов в составе круглого трубобетонного сечения. Основное отличие заключается в неравномерном боковом сжатии бетона в квадратной трубе.

Используемая литература:

1.                      Кикин А.И., Санжаровский Р.С., Трулль В.А. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. М.: Стройиздат, 1974. 144 с.

2.                      Гвоздев A.A. Задачи и перспективы развития теории железобетона // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. № 6. С. 14–17.

3.                      Кикин А.И., Трулль В.А., Санжаровский P.C. К проблеме прочности стальных труб, заполненных бетоном // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1977. № 6. С. 3–7.

4.                      Росновский В.А. Трубобетон в мостостроении. М.: Трансжелдориздат, 1963. 110 с.

5.                      Росновский В.А., Липатов А.Ф. Исследование труб, заполненных бетоном // Железнодорожное строительство. 1952. № 11. С. 27–30.

6.                      Трулль В.А., Санжаровский P.C. Экспериментальные исследования несущей способности трубы, заполненной бетоном // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1968. № 3. С. 27–30.

7.                      Прочность, структурные изменения и деформации бетона / под ред. Гвоздева А.А. М.: Стройиздат, 1978. 297 с.

8.                      Кришан А.Л., Сагадатов А.И., Аткишкин И.В. Распределение прессующего давления в толще бетонной смеси // Строительство и образование: сб. науч. тр. Вып. 7. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ». 2004. С. 108–110.

9.                      Кришан А.Л. Трубобетонные колонны для многоэтажных зданий // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2009. № 4. С. 75–80.

10.                  Кришан А.Л. Новое конструктивное решение трубобетонных колонн // III тысячелетие – новый мир: Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. 2006. Т. 2. С. 81–84.

11.                  Кришан А.Л., Ремнев В.В. Трубобетонные колонны для высотных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2009. №10. С. 22–24.

12.                  Кришан А.Л., Мельничук А.С. Трубобетонные колонны квадратного сечения // Жилищное строительство. 2012. № 5. С. 19–21.

13.                  Афанасьев А.А., Курочкин А.В. Использование трубобетона в жилищном строительстве // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 3. С. 14–15.

14.                  Курочкин А.В. Возведение каркасных зданий с несущими конструкциями из трубобетонных элементов // Вестник МГСУ. 2010. № 3. С. 82–86.

15.                  Morino S., Tsuba K. Design and Construction of Concrete-Filled Steel Tube Column System in Japan [Проектирование и строительство системы колонн из стальных труб, заполненных бетоном, в Японии]. Earthquake and Engineering Seismology, 2005, no. 1, vol. 4, pp. 51–73.

16.                  Крылов С.Б., Арленинов П.Д., Донов А.В. Численные исследования работы материалов и вопросов устойчивости трубобетонных колонн / В сборнике: Гидроэнергетика. Гидротехника. Новые разработки и технологии. Доклады и выступления. Под редакцией       Р.Н. Орищука, В.Б. Глаговского, В.И. Климовича. 2018. С. 96–102.

17.                  Арленинов П.Д., Крылов С.Б. Смирнов П.П. Расчетно-экспериментальные исследования изгибаемых трубобетонных конструкций // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2017. № 4. С. 34–38.

18.                  Крылов С.Б., Обозов В.И., Саврасов И.П., Смирнов П.П. Расчёт прочности центрально и внецентренно сжатых трубобетонных конструкций //
Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2016. № 6. С. 36–38.

19.                  Стороженко Л.И. Трубобетонные конструкции. Киев: Будивельник, 1978. 81 с.

20.                  Стороженко Л.И. Прочность и деформативность трубобетонных элементов // Бетон и железобетон. 1980. № 12. С. 8–9.

21.                  Сабук И.В. Анализ эффективности применения трубобетонных колонн квадратного сечения. Минск, Беларусь, Белорусский национальный Университет. 2014, с. 122–127.

22.                  Georgios G., Lam D. Axial capacity of circular concrete-filled tube columns [Осевая несущая способность круглых трубчатых колонн, заполненных бетоном]. Journal of Constructional Steel Research, 2004, vol. 60, pp. 1049–1068.

23.                  Johnson R.S. (1984). Concrete-Filled Steel Tubes [Стальные трубы, заполненные бетоном]. Composite Structures of steel and Concrete, 1984, vol.1, chapter 5, pp.171–177.

24.                  Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1974. 316 с.