Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ПОЛТАВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА
КОРТУШОВ ПАВЛО ГРИГОРОВИЧ
УДК 624.016.5
ВУЗЛИ З'ЄДНАННЯ ТРУБОБЕТОННИХ СТОЯКІВ
ІЗ МОНОЛІТНИМ ЗАЛІЗОБЕТОНОМ
05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Полтава - 1999
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі конструкцій із металу, дерева та пластмас Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка.
Науковий керівник - доктор технічних наук, професор
Стороженко Леонід Іванович
професор кафедри конструкцій із металу, дерева
та пластмас Полтавського державного
технічного університету імені Юрія Кондратюка
Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор
Чихладзе Елгуджа Давидович
професор, завідувач кафедри будівельної механіки
та гідравліки Харківської державної академії
залізничного транспорту.
- кандидат технічних наук, доцент
Воскобойник Павло Павлович
доцент кафедри залізобетонних та кам'яних
конструкцій Полтавського державного технічного
університету імені Юрія Кондратюка.
Провідна установа - Науково-дослідний інститут будівельних
конструкцій Державного Комітету України у
справах будівництва, архітектури і житлової
політики, м. Київ.
Захист відбудеться " 27 " квітня 1999 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 25-01-02 Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка по спеціальності 05.23.01 "будівельні конструкції, будівлі та споруди" за адресою: 314601, м. Полтава, Першотравневий проспект, 24, ауд. 234.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка.
Автореферат розісланий " 26 " березня 1999 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Семко О.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Сучасний рівень будівництва вимагає застосування ефективних методів зведення будівель і економічних будівельних конструкцій. Цим умовам повною мірою задовольняють монолітний залізобетон і конструкції з трубобетону.
Трубобетонні конструкції при відносно малому поперечному перетині здатні витримувати значні зусилля, а бетон за рахунок об'ємного напруженого стану сприймає напруги, що перевищують його призмову міцність. При зведенні трубобетонних конструкцій не потрібні арматурні каркаси, опалубка і закладні деталі. Відсутність опалубних і арматурних робіт робить вигідним застосування трубобетонних стійок в монолітних залізобетонних каркасах будівель і споруд, де найбільш відповідальними є вузли з'єднання стійок з монолітним залізобетоном.
В даний час робота власне трубобетонних елементів досить глибоко вивчена, а конструктивні рішення і дослідження вузлів з'єднання трубобетону з монолітним залізобетоном практично відсутні. Тому задача по розробці конструктивних рішень і дослідженню вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном є дуже актуальною.
Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота здійснювалась у відповідності до плану кафедри конструкцій із металу, дерева і пластмас Полтавського ДТУ "Дослідження напружено-деформованого стану і міцності трубобетонних конструкцій та впровадження їх у будівництво".
Мета і задачі дослідження:
- розробка конструктивних рішень вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- експериментальне дослідження міцності і деформацій елементів вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном і виявлення найбільш ефективного типу з'єднання;
- оцінка можливості застосування для оцінки несучої здатності методик норм і інших пропозицій та розробка рекомендацій щодо розрахунку і проектування вузлів з'єднання.
Автор захищає:
- результати експериментальних досліджень міцності і деформативності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- методику визначення несучої здатності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- результати дослідного проектування та будівництва споруд з дослідженими вузлами з'єднання.
Наукова новизна роботи:
- запропоновані нові конструктивні рішення вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- вперше експериментально досліджена робота запропонованих вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- запропонована методика визначення несучої здатності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном і сформульовані рекомендації щодо розрахунку і проектування.
Практичне значення роботи:
- запропоновані нові конструктивні рішення вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- запропонована методика визначення несучої здатності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- на основі запропонованої методики сформульовані рекомендації щодо розрахунку і проектування вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном;
- проведене дослідне проектування і будівництво конструкцій із використанням трубобетона і запропонованих вузлів з'єднання.
Реалізація роботи. Результати досліджень автора використані в проектуванні і будівництві підпірної стінки в кар'єрі Полтавського ГЗКа в м. Комсомольску і при посиленні несучих конструкцій цеху Жовтневого спиртзаводу в м. Карловка Полтавської області.
Особистий внесок здобувача. Розробка конструкцій вузлів з'єднання та методики експериментальних досліджень, виготовлення і випробування дослідних зразків, обробка експериментальних даних, теоретичні дослідження виконані безпосередньо самим автором. Дослідне проектування здійснене колективно, де автором виконані розрахунки і робочі креслення вузлів з'єднання трубобетонних колон із монолітними залізобетонними конструкціями, а також здійснений авторський нагляд за будівництвом.
Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на 47-50-х наукових конференціях Полтавського ДТУ ім. Ю. Кондратюка (м. Полтава 1995-1998 рр.), на міжнародній конференції по фундаментах (м. Полтава 1995 р.), конференції "Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування і будівництво" (м. Кривий Ріг 1996 р.), конференції "Проблеми теорії і практики будівництва" (м. Львів 1997 р.), міжнародному симпозіумі "Сучасні будівельні конструкції з металу і деревини" (м. Одеса 1997 р.), конференції "Проблеми теорії і практики залізобетону" (м. Полтава 1997 р.), конференції "Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація" (м. Кривий Ріг 1998 р.).
Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи опубліковано в 17 надрукованих роботах у т.ч. отримано 2 патенти на винаходи і 1 позитивне рішення на видачу патенту.
Обсяг та структура роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків і рекомендацій, списка використаних джерел з 205 найменувань та 2 додатків. Вона містить 179 сторінок машинопису, 55 рисунків, 7 таблиць.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
У вступі обгрунтована актуальність, наукова новизна та практична цінність роботи, подана її загальна характеристика.
У першому розділі проведено аналіз конструкцій із трубобетону і методів їх розрахунку. Відзначені переваги та недоліки трубобетону. Зроблено огляд вітчизняної та зарубіжної літератури з питань теоретичних та експериментальних досліджень роботи вузлів з'єднання в монолітному залізобетоні та трубобетоні.
Дослідження в галузі трубобетонних конструкцій проводили О.М. Алперіна, Ю.В. Бондаренко, В.І. Барбарський, Г.А. Гамбаров, Г.А. Генієв, О.А. Долженко, М.Г. Добудогло, В.І. Єфіменко, Д.А. Єрмоленко, М.М. Жербін, А.Б. Квядарас, О.І. Кікін, К. Клепель, С.Г. Кусябгалієв, А.Ф. Ліпатов, Л.К. Лукша, О.Є. Лопатто, В.І. Маракуца, В.Ф. Пенц, Г.П. Передерій, В.О. Пермяков, В.А. Росновський, Р.С. Санжаровський, М.Ф. Скворцов, Л.І. Стороженко, В.М. Сурдін, В.А. Трулль, В.М. Фонов, Е.Д. Чіхладзе, О.Л. Шагін, І. С. Яровий та інші дослідники.
Встановлено, що трубобетонні конструкції надійні в експлуатації. У граничному стані вони не втрачають несучу здатність миттєво, а ще довгий час спроможні витримувати значні навантаження. Порівняно з залізобетонними трубобетонні конструкції більш індустріальні при виготовленні і монтажі, добре протидіють механічним пошкодженням. При їх виготовленні не потрібні арматурні каркаси, закладні деталі, опалубка. Ці переваги роблять доцільним застосування трубобетону в монолітному залізобетоні, де найбільш відповідальними є вузли з'єднання трубобетонних стійок із монолітними залізобетонними конструкціями. В даний час робота трубобетонних стійок досить вивчена, а конструктивні рішення і дослідження роботи вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном практично відсутні.
Враховуючи це нами було запропоновано наступні типи конструкцій вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном із застосуванням у якості сполучного елемента: стрижня, виконаного з трубчатого елемента (рис. 1,а); стрижня, виконаного з арматурного каркаса (рис. 1,б); анкерних стрижнів, приварених до поверхні труби (рис. 1,в); анкерних відгинів, приварених до поверхні труби (рис. 1,г, д).
Відсутність досліджень і конструктивних рішень вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном дозволили сформулювати завдання досліджень.
Другий розділ присвячено методиці проведення експерименту і дослідженню фізико-механічних властивостей прийнятих до виготовлення матеріалів.
При складанні програми експерименту було поставлене завдання дослідити роботу вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном у залежності від геометричних характеристик елементів і типів конструктивного вирішення вузла, при різних видах завантаження. Програма експериментальних досліджень наведена в табл. 1.
Експериментальні зразки складаються із короткого трубобетонного (довжина 4D) і монолітного залізобетонного елемента, що до нього примикає.
У якості труби-оболонки трубобетонного елемента були прийняті суцільнотягнуті і прямошовні труби діаметром 152, 159 і 168 мм з товщиною стінки 4, 5 і 7 мм. Монолітний залізобетонний елемент прийнятий для всіх серій довжиною 480 мм, шириною 190 мм і висотою 300 мм (для серій ТБФ) і 150 мм (для серій ТБП), армований нижньою і верхньою арматурними сітками зі стрижнями з арматурного дроту класу Вр-I діаметром 4 мм. У якості сполучних елементів вузлів з'єднань трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном прийнятий: сполучний стрижень із трубчатого елемента діаметром 114 мм і товщиною стінки 5 мм і з арматурного каркаса з 10 стрижнів арматури класу АIII діаметром 12 мм; арматурні анкерні стрижні, приварені до труби, з арматури класу АIII діаметром 14 мм; арматурні
а) б)
в)
г) д)
Рис. 1. Запропоновані конструкції вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном
Таблиця 1
Програма експерименту і несуча здатність зразків вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном
|
Серія |
Сполучний елемент |
Несуча здатність |
|
, кН |
, кН |
|||||||
|
ТБФ-11 |
1597 |
114х5 |
- |
- |
сим. |
300 |
483 |
0.62 |
|
ТБФ-21 |
1597 |
- |
1012 |
- |
сим. |
300 |
485 |
0.62 |
|
ТБФ-22 |
1597 |
- |
1012 |
- |
асим. |
250 |
400 |
0.63 |
|
ТБФ-31 |
1595 |
- |
- |
1014 |
сим. |
300 |
488 |
0.61 |
|
ТБП-41 |
1595 |
- |
- |
412 |
сим. |
120 |
190 |
0.63 |
|
ТБП-51 |
1525 |
- |
- |
412 |
сим. |
150 |
210 |
0.70 |
|
ТБП-11 |
1684 |
114х5 |
- |
- |
сим. |
125 |
175 |
0.70 |
|
ТБП-21 |
1685 |
- |
1012 |
- |
сим. |
180 |
238 |
0.75 |
|
ТБП-31 |
1685 |
- |
- |
1014 |
сим. |
125 |
187 |
0.67 |
|
УТБ-1 |
605 |
- |
- |
44 |
сим. |
25 |
41 |
0.60 |
|
УТБ-2 |
605 |
- |
- |
44 |
сим. |
10 |
15 |
0.67 |
|
УТБ-3 |
605 |
- |
- |
44 |
сим. |
10 |
15 |
0.67 |
анкерні відгини (під кутом 90 і 45), приварені до труби, з арматури класу АIII діаметром 12 мм.
Усі серії зразків вузлів з'єднання бетонувалися одночасно з одного замісу бетонної суміші, приготовленої промисловим способом. Одночасно були забетоновані куби і призми для контролю фізико-механічних властивостей бетону. Призмова міцність бетону склала МПа.
Зразки випробувалися після досягнення проектної міцності бетону, але не раніше ніж через 28 діб після бетонування. Випробування зразків основних серій робилося на пресі УИМ-50 в лабораторії кафедри ЗБіКК Полтавського ДТУ ім. Ю. Кондратюка. Зразки випробувалися при симетричному й асиметричному завантаженні, при цьому навантаження на трубобетонний елемент передавалося на комплексний перетин, а залізобетонний був спертий на шарнірні опори, проліт між якими складав 360 мм при симетричному (по 180 мм від осі симетрії) і 300 мм при асиметричному завантаженні (120 мм і 180 мм від осі симетрії).
Завантаження здійснювалося ступенями із кроком 0.1-0.05 від граничного навантаження. Тому що експериментальні зразки вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном були запроектовані так, щоб руйнування відбувалося по залізобетонному елементу, то граничне навантаження визначалося з міцності останнього. На всіх ступенях завантаження вимірювалися поздовжні і поперечні деформації трубобетонного елемента, а також оцінювався розвиток деформацій у бетоні вузла і зміщення трубобетонного елемента щодо залізобетонного. Деформації трубобетонного елемента вимірювалися електротензорезисторами на базі 20 мм, розташованими в приопірній частині трубобетонного елемента на відстані 100 мм від торця труби у чотирьох точках по довжині кола в повздовжньому та поперечному напрямку. Деформації у бетоні вузла вимірювалися електротензорезисторами на базі 20 мм, що були наклеєні ланцюжками по висоті залізобетонного елемента (5 ланцюжків для серій ТБФ, 4 - для серій ТБП). Зміщення трубобетонного елемента щодо залізобетонного вимірювалось індикаторами годинникового типу, розташованими в приопірній частині трубобетонного елемента на відстані 150 мм від залізобетонного.
Перед випробуванням зразки були ретельно підготовлені. Перед наклейкою електротензорезисторів поверхня зразків зачищалась, обезжирювалась ацетоном та грунтувалась клеєм БФ-2. Електротензорезистори наклеювались на грунтовану поверхню після 24 годин за допомогою клею БФ-2. Для зняття показів з електротензорезисторів використовувався прилад АІД-4.
Третій розділ дисертаційної роботи присвячений аналізу результатів експериментальних досліджень вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном.
При випробуванні фіксувалося два зусилля: - зусилля відповідне моменту виникнення небезпечної тріщини і - зусилля відповідне втраті несучої здатності. У табл. 1 для усіх випробуваних зразків приведені значення і .
Співвідношення / склало 0.6-0.7. Це показує, що вузли з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном мають високу надійність.
Несуча здатність і характер руйнування зразків вузлів з'єднання залежить головним чином від відносного прольоту зрізу . Зі зменшенням збільшується кут нахилу небезпечної тріщини і несуча здатність, із збільшенням - кут нахилу і несуча здатність зменшується.
При асиметричному завантаженні загальна несуча здатність вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном знижується. У цьому випадку руйнування залізобетону відбувалося від дії максимальної поперечної сили.
Конструктивне рішення вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном не впливає істотно на несучу здатність. Все ж найбільш ефективним типом по міцності є вузол з'єднання із використанням у якості сполучного елемента анкерних відгинів, відігнутих під кутом 45°.
У загальному випадку руйнування зразків відбувалося по похилій тріщині, розташованій на прямій від опори до точки прикладення навантаження.
На рис. 2 подані графіки розвитку поздовжніх деформацій у бетоні вузлів (у залізобетонному елементі). Деформації вимірювались ланцюжками електротензорезисторів по висоті елемента. На рис. 2 приведені залежності за показниками кожного електротензорезистора ланцюжка на правій половині залізобетонного елемента. Ці графіки відбивають характер руйнування. Поза зоною тріщиноутворення деформації незначні, що говорить про локальний характер руйнування по небезпечній тріщині. Деформації стиску у вершині тріщини не досягали граничних значень, що характерно при руйнуванні від зрізу бетону над похилою тріщиною.
На рис. 3 подані графіки зміщення трубобетонного елемента щодо залізобетонного. З ростом навантаження зміщення відбувалося плавно до і після моменту появи тріщини, коли відбувався стрибок у значенні зміщення. Максимальне значення зміщення трубобетонного елемента щодо залізобетонного для всіх зразків склало 0.2 мм.
Четвертий розділ присвячений методу розрахунку вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном.
Розрахунок вузлів з'єднання трубобетону із монолітним залізобетоном розглянутий із погляду особливостей роботи арматури
(випадок висмикування з бетону, зрушення нормальних та похилих стрижнів) і прилягаючого бетону (випадок похилих перетинів, продавлювання, зрізу) вузла.
Загальні рекомендації з розрахунку міцності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном приведені в табл. 2.
Рис. 2. Графіки розвитку поздовжніх деформацій в бетоні вузла серії ТБП-11
Рис. 3. Зміщення трубобетонного елемента щодо залізобетонного: 1 - ТБФ-11; 2 - ТБФ-21; 3 - ТБФ-22; 4 - ТБФ-31; 5 - ТБП-11; 6 - ТБП-21; 7 - ТБП-31; 8 - ТБП-41; 9 - ТБП-51
Таблиця 2
Рекомендації щодо розрахунку міцності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном
|
Ескіз вузла |
Формули, що рекомендуються |
|
1 |
2 |
|
1. |
Розрахунок арматурних анкерних стрижнів: 1) при висмикуванні з бетону ; 2) при зсуві . Напруга зчеплення арматури з бетоном . Довжина анкеровки . |
|
2. |
Розрахунок міцності залізобетону. 1. По похилому перетину. |
|
Елементи з поперечною арматурою: |
|
|
при |
|
|
де |
|
|
при |
|
|
але не менше і не більш . |
|
|
Елементи без поперечної арматури: |
|
|
при |
|
|
; |
|
|
при |
|
|
; |
|
|
2. У випадку продавлювання. |
|
|
При : Елементи без поперечної арматури: |
|
|
при |
|
Продовження табл. 2
|
1 |
2 |
|
3. |
при |
|
Елементи з поперечною арматурою: |
|
|
При (перехідна форма руйнування по похилому перетину і продавлюванню): |
|
|
де - несуча здатність похилого перетину; - несуча здатність при продавлюванні. |
|
|
3. Розрахунок у випадку зрізу (коли ): |
|
|
- опір бетону зрізу. |
|
|
- площа бетону , що зрізається. |
|
|
4. |
Розрахунок арматурних анкерних стрижнів. |
|
Розрахунок міцності залізобетону. |
|
|
Розрахунок міцності залізобетону як для перших трьох типів, приведених вище. |
|
|
5. |
Розрахунок арматурних анкерних стрижнів. |
|
Розрахунок міцності залізобетону. |
|
|
Розрахунок міцності залізобетону як для перших трьох типів, приведених вище. |
Співставлення експериментальних та теоретичних значень несучої здатності вузлів показало, що вони співпадають задовільно.
П'ятий розділ присвячений дослідному проектуванню трубобетонних конструкцій із використанням запропонованих вузлів з'єднання трубобетона з монолітним залізобетоном.
На Полтавському ГЗК в місті Комсомольську Полтавської області виникнула необхідність у будівництві підпірної стінки. Розроблений нами варіант підпірної стінки передбачав застосування залізистих кварцитів у якості засипок, сталевих труб, що були в експлуатації, заповнених бетоном, у якості несучих конструкцій - рам, а також використаних шин кар'єрних автосамоскидів у якості лицьового огородження.
Підпірна стінка складається із системи статично невизначених трубобетонних рам висотою 12 м, об'єднаних у нижній і верхній частині монолітними залізобетонними плитами. Монолітні залізобетонні плити мають ширину 6000 мм і висоту: нижня плита - 1000 мм; верхня - 800 мм. Для армування плит застосовані арматурні сітки зі стрижнями діаметром 2025 мм. Передня і задня трубобетонні стійки об'єднані горизонтальними ригелями двутаврового перетину. Крок поперечних рам (3100 мм) залежить від діаметра шин. Для об'єднання стійок із верхньою і нижньою плитою був застосований запропонований тип конструктивного рішення вузла з'єднання трубобетона з монолітним залізобетоном із використанням у якості сполучного елемента анкерів з арматури діаметром 25 мм, приварених до труби. Для з'єднання трубобетонних стійок із верхньою плитою у випадку примикання її збоку був застосований запропонований тип конструктивного рішення вузла з'єднання трубобетону з монолітним залізобетоном із використанням у якості сполучного елемента відігнутих під кутом 90 анкерів з арматури діаметром 25 мм.
При черговій реконструкції в 1978 році промислового будинку Жовтневого спиртзаводу в м. Карловка Полтавської області новий виробничий корпус був побудований на фундаментах і стінах старого (вік більше 130 років) будинку. У результаті неправильно вирішеного вузла примикання перекриття старого і нового будинку утворився "сніговий мішок" під стіною загальною висотою більше 17 м із перепадом висот над "мішком" біля 9 м і в результаті постійного замокання стіни від перекриття, що протікає в районі "мішка", відбулося руйнування кладки стіни. Було запропоновано передати навантаження від незруйнованої частини стіни (вище відмітки +5.0 м) через сталеву балку з двох швелерів №40 на дві трубобетонні стійки висотою 9.0 м, обпертих на монолітну залізобетонну плиту-фундамент розміром 2.06.0 м. Для з'єднання трубобетонних стійок із монолітною залізобетонною плитою-фундаментом застосований запропонований тип конструктивного рішення вузла з'єднання трубобетона із монолітним залізобетоном із використанням у якості сполучного елемента арматурного каркаса, що заводиться у фундамент і бетонне ядро стійки.
Запропоновані конструктивні рішення з застосуванням трубобетону і монолітного залізобетону дозволили отримати значний техніко-економічний ефект.
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ
1. Запропоновані типи вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном роблять більш ефективним застосування трубобетонних стійок у монолітному залізобетоні, що розширює область застосування трубобетону в будівництві.
2. Експериментальні дослідження міцності і деформативності елементів вузлів з'єднань трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном дозволили висунути передумови для рекомендацій щодо розрахунку цих вузлів. Установлено, що руйнування відбувається від дії поперечної сили по залізобетонному елементу. На несучу здатність і характер руйнування основний вплив робить відносний проліт зрізу. При асиметричному завантаженні вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном знижується загальна несуча здатність вузлів. Конструктивне рішення вузлів з'єднання істотно не впливає на їх несучу здатність.
3. Запропоновано метод розрахунку несучої здатності вузлів з'єднань трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном із урахуванням особливостей роботи арматури і прилягаючого бетону. Сформульовано рекомендації щодо розрахунку міцності елементів (арматури і бетону) вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном для кожного типу вузлів.
4. Запропонований метод розрахунку несучої здатності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном забезпечує задовільний збіг теоретичних і експериментальних значень.
5. Сполучні елементи в запропонованих типах вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном забезпечують надійне з'єднання й одночасно виконують роль посилення приопірної частини стійки.
6. За результатами дослідного проектування зроблений висновок про доцільність і техніко-економічну ефективність застосування у будівництві трубобетонних конструкцій із використанням запропонованих типів вузлів з'єднань.
Статті у наукових виданнях
1. Стороженко Л.І., Єрмоленко Д.А., Кортушов П.Г. Несучі конструкції з трубобетону // Збірник наукових статей "Проблеми теорії і практики будівництва", том II.-Львів,1997.-С.27-31.
2. Стороженко Л.І., Єрмоленко Д.А., Кортушов П.Г. Досвід застосування трубобетону при будівництві // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво), випуск 1.-Полтава, 1998. - С. 63-72.
3. Кортушов П.Г. Експериментальне дослідження вузлів спряження монолітних залізобетонних елементів з трубобетоном // Збірник наукових статей "Проблеми теорії і практики залізобетону".-Полтава, 1997.-С. 252-255.
4. Кортушов П.Г. Розрахунок вузлів спряження монолітних залізобетонних конструкцій з трубобетонними стійками // Збірник наукових статей "Проблеми теорії і практики залізобетону".-Полтава, 1997.-С. 256-259.
5. Кортушов П.Г. Міцність і деформативність вузлів спряження монолітних залізобетонних елементів з трубобетоном // Збірник наукових статей "Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація".-Кривий Ріг,1998.-С.104-107.
Матеріали та тези конференцій
6. Стороженко Л.І., Кортушов П.Г. Трубобетонні колони в монолітних залізобетонних каркасах будівель та споруд // Тези доповідей 47 наук. конф. Полтавського технічного університету.- Полтава, 1995, частина 3. - С. 21.
7. Стороженко Л.І., Семко О.В., Єрмоленко Д.А. Застосування трубобетонних стержнів при підсиленні стіни промислової будівлі // Тези доповідей 48 наук. конф. Полтавського технічного університету.- Полтава, 1996, частина 3. - С. 45.
8. Кортушов П.Г. Вузли спряження трубобетонних колон з монолітним залізобетонним перекриттям // Тези доповідей 48 наук. конф. Полтавського технічного університету.- Полтава, 1996, частина 3. - С. 55.
9. Кортушов П.Г. Розрахунок вузлів спряження монолітних залізобетонних елементів з трубобетоном // Тези доповідей 50 наук. конф. Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка.- Полтава, 1998. - С. 116.
10. Стороженко Л.І., Кортушов П.Г., Воскобійник С.П. Експериментальне дослідження вузлів спряження монолітних залізобетонних елементів з трубобетоном // Тези доповідей 50 наук. конф. Полтавського державного технічного університету імені Юрія Кондратюка.- Полтава, 1998. - С. 117.
11. Стороженко Л.И., Ермоленко Д.А., Кортушов П.Г. Несущие конструкции подпорной стенки с использованием трубобетона и отходов производства // Труды второй научно-технической конференции по механике грунтов и фундаментостроению, том II. - Полтава, 1995. - С. 125-127.
12. Стороженко Л.И., Ермоленко Д.А., Кортушов П.Г. Несущие конструкции из стальных труб, заполненных бетоном // Сборник докладов Международного симпозиума "Современные строительные конструкции из металла и древесины". - Одесса,1997.-С. 208-212.
13. Семко А.В., Ермоленко Д.А., Кортушов П.Г. Строительство из трубобетонных конструкций // Сборник трудов конференции "Сталежелезобетонные конструкции: исследование, проектирование и строительство". - Кривой Рог, 1996. - С. 20.
14. Кортушов П.Г. Расчет узлов сопряжения монолитных железобетонных плит с трубобетонными стойками // Сборник трудов конференции "Сталежелезобетонные конструкции: исследование, проектирование и строительство". - Кривой Рог, 1996. - С. 32.
Патенти на винахід
15. Патент на винахід № 20131 А, МПК Е 04 В 1/38. Вузол сполучення трубобетонної колони з основою. Стороженко Л.І., Кортушов П.Г. Опубліковано 25.12.97. Бюл. №6.
16. Патент на винахід № 20130 А, МПК Е 02 D 29/02. Підпірна стінка. Стороженко Л.І., Єрмоленко Д.А., Кортушов П.Г. Опубліковано 25.12.97. Бюл. №6.
17. Рішення про видачу патенту на винахід № 95031448 від 31.03.95. Вузол трубобетонної колони каркаса будинку. Стороженко Л.І., Кортушов П.Г.
АНОТАЦІЇ
Кортушов П.Г. Вузли з'єднання трубобетонних стояків із монолітним залізобетоном.
Дисертація-рукопис на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01-Будівельні конструкції, будівлі та споруди. Полтавський державний технічний університет імені Юрія Кондратюка, м.Полтава, 1999.
Запропоновані нові конструктивні рішення вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном. Експериментально дослідженні особливості роботи запропонованих вузлів з'єднання, запропонована методика визначення несучої здатності вузлів з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном та сформульовані рекомендації щодо розрахунку і проектування. Запропоновані вузли з'єднання трубобетонних стійок із монолітним залізобетоном запроектовані і впроваджені при будівництві трубобетонних конструкцій.
Ключові слова: трубобетонна стійка, монолітний залізобетон, вузол з'єднання, стрижень, анкер, елемент, конструктивне рішення, несуча здатність.
Кортушов П.Г. Узлы соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном.
Диссертация-рукопись на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01-Строительные конструкции, здания и сооружения. Полтавский государственный технический университет имени Юрия Кондратюка, г.Полтава,1999.
Содержание диссертации. Введение. Обоснована актуальность, научная новизна и практическая ценность работи, дана ее общая характеристика.
В первом разделе проведен анализ конструкций из трубобетона и методов их расчета. Отмечены преимущества и недостатки трубобетонных конструкций, область применения. Сделан обзор отечественной и зарубежной литературы по вопросам теоретических и експериментальных исследований работы узлов соединения в монолитном железобетоне и трубобетоне. Предложены новые типы конструкций узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном.
Второй раздел посвящен методике проведения експеримента и исследованию физико-механических свойств принятых материалов.
При составлении программы эксперимента была поставлена задача исследовать работу узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном в зависимости от геометрических характеристик элементов и типов конструктивного решения узла, при
различных видах загружения. Приведены конструкции экспериментальных образцов и описана технология их изготовления. Экспериментальные образцы состоят из трубобетонного, железобетонного и соединительного элемента. Описаны способы измерения деформаций и перемещений и места расположения измерительных приборов. Деформации трубобетонного элемента замерялись в приопорной части электротензорезисторами, расположенными в четырех точках по длине окружности трубы. Деформации в бетоне узла замерялись цепочками электротензорезисторов, наклеенными по высоте железобетонного элемента. Смещение трубобетонного элемента относительно железобетонного измерялось индикаторами часового типа.
Третий раздел дисертационной работы посвящен анализу результатов экспериментальных исследований узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном. Экспериментальные исследования прочности и деформативности элементов узлов соединений трубобетонных стоек с монолитным железобетоном позволили выдвинуть предпосылки для рекомендаций по расчету этих узлов. Установлено, что разрушение происходит от действия поперечной силы по железобетонному элементу. На несущую способность и характер разрушения основное влияние оказывает относительный пролет среза. При асимметричном загружении узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном снижается общая несущая способность узлов. Конструктивное решение узлов соединения не оказывает существенного влияния на несущую способность.
Четвертый раздел посвящен методу расчета узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном. Расчет узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном рассмотрен с точки зрения особенностей работы арматуры (случай выдергивания из бетона, сдвига нормальных и наклонных стержней) и прилегающего бетона (случай наклонных сечений, продавливания, среза) узла. Предлагаемые методы расчета несущей способности узлов соединения обеспечивают удовлетворительное совпадение теоретических и экспериментальных значений.
Пятый раздел посвящен опытному проектированию трубобетонных конструкций с использованием предлагаемых узлов соединения трубобетона с монолитным железобетоном. Исследованные узлы соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном применены в несущих трубобетонных конструкций при строительстве подпорной стенки в карьере Полтавского ГОКа в городе Комсомольске Полтавской области и при усилении несущих конструкций цеха Октябрьского спиртзавода в г. Карловка Полтавской области. По результатам опытного проектирования сделан вывод о целесообразности и технико-экономической эффективности применения в строительстве трубобетонных конструкций с использованием предлагаемых типов узлов соединений.
Результаты диссертации. Предложены новые конструктивные решения узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном. Предложены методы расчета несущей способности узлов соединений трубобетонных стоек с монолитным железобетоном с точки зрения особенностей работы конструкции узла соединения. Сформулированы рекомендации по расчету прочности узлов соединения трубобетонных стоек с монолитным железобетоном для каждого типа узлов.
Ключевые слова: трубобетонная стойка, монолитный железобетон, узел соединения, стержень, анкер, элемент, конструктивное решение, несущая способность.
Kortushov P.G. The connection joints of concrete filled steel tubular columns with monolithic ferro-concrete.
Dissertation for degree of Candidate of Technical of Sciences on Speciality 05.23.01-Building Structures, Buildings and Structures.
Poltava Technical University, named after Yriy Kondratyuk, Poltava, 1999.
Proposed new constructive desisions for connection joints of concrete for concrete filled steel tubular columns with monolithic ferro-concrete. Work of proposed connection joints is exsperimentally researched, both the estimation method for estimation of limit strength and recomendation for colculation and design has been proposed. Proposed structures of connection joints of concrete filled steel tubular columns with monolithic ferro-concrete are designed and implemented in the construction of concrete structures of filled steel tubes.
Key words: concrete filled steel tubular column, monolithic ferro-concrete, connection joints, bar, anchor, element, constructive desisions, limit strength.
_______________
(Підпис автора)
Підписано до друку 25.03.99 р.
Тираж 100 пр. Умов. друк. арк. 1.0.
Зам. №172. Формат 60х84 1/16
Видавництво Полтавського державного технічного
університету імені Юрія Кондратюка