Селиванов Антон Валерьевич – инженер
г. Омск
Anton V. Selivanov – engineer
Omsk
Регер Федор Федорович – канд. с.-х. наук
г. Омск
Fedor F. Reger – Cand. of Sci.
Omsk
Чакурин Иван Алексеевич – канд. техн. наук, доц. кафедры «Строительные конструкции»
г. Омск
Ivan A. Chakurin – Cand. of Sci, Associate Professor, Building Structures Department
Omsk
Введение. Произведена оценка влияния вида связей и величины предварительного напряжения продольной рабочей арматуры на НДС железобетонной плиты-оболочки перекрытия, разработанной авторами.
Материалы и методы. Исследования проводились на конечно-элементной модели железобетонной плиты-оболочки, реализованной в ПК «ЛИРА».
Результаты. Развитие величин напряжений и поперечных вертикальных перемещений напрямую зависели от условий опирания плиты-оболочки.
Ограничение поперечных горизонтальных перемещений на опоре любым из выбранных способов позволяло уменьшить напряжения в 3,47–3,78 раза, прогибы в 1,5–1,52 раза, напряжения – до 11,9 раза, прогибы wребро – в 1,18–1,53 раза.
Создание торцового ребра или ограничение перемещений дополнительной горизонтальной связью давали практически одинаковый эффект.
Поперечные горизонтальные перемещения нижней грани продольного контурного ребра в направлении пролета 𝑢ребро, возникавшие в плите-оболочке, не имевшей торцового ребра и ограничения перемещений в поперечном направлении, были в параболической связи с величинами вертикальных поперечных сил.
В плите-оболочке с ограничением перемещений в поперечном направлении или с торцовым ребром перемещения 𝑢ребро были в 3,88–4,32 раза меньше, а в торцах зависели от деформативности связей, т. е. при запрете горизонтального перемещения они были равны нулю.
Напряжения, действующие на нижней грани полки в поперечном направлении, в районе середины пролета в плите-оболочке с арматурой, предварительно напряженной до максимальной величины, имели положительные значения почти по всей ширине полки и напрямую зависели от толщины плиты в каждом сечении.
Предварительное напряжение позволило уменьшить прогибы в 4,02–4,37 раза, прогибы wребро в 1,09–5,59 раза, а также равномерно распределить напряжения по длине продольного контурного ребра, сделать их только растягивающими, близкими к нулю по всей его длине.
Предварительное напряжение арматуры максимальной величины позволило повысить горизонтальную жесткость продольного контурного ребра плиты-оболочки и ограничить его поперечные перемещения 𝑢ребро.
Поперечные перемещения, возникавшие вблизи опоры предварительно напряженной плиты-оболочки, были в 1,04–1,2 раза меньше, чем в плите-оболочке с ненапрягаемой арматурой, на остальной части пролета – незначительно больше, изменяясь равномерно, без резких изменений, в отличие от плиты-оболочки с ненапрягаемой арматурой.
Обсуждение и заключение. Установлено, что оптимальная конструкция исследуемой плиты-оболочки перекрытия должна иметь ограничения перемещений у опор и максимально возможное предварительное напряжение продольной рабочей арматуры.
Практическая значимость проведенного исследования состоит в том, что указанные опорные условия и предварительное напряжение позволяют обеспечить максимальную деформативную стойкость конструкции, которая в нашем случае напрямую влияет на несущую способность плиты.
Introduction. An assessment of the influence for the type of bonds and the magnitude of the prestress of the longitudinal working reinforcement on the stress-strain state of the reinforced concrete floor slab, developed by the authors was made.
Materials and methods. The studies on a finite element model of a reinforced concrete floor slab, implemented in LIRA software package were carried out.
Results. The development of stress values and transverse vertical displacements directly depended on the support conditions of the floor slab.
Limitation of transverse horizontal displacements on the support by any of the selected methods made it possible to reduce stresses by 3.47 - 3.78 times, deflections by 1.5 - 1.52 times, stresses - up to 11.9 times, wребро deflections - 1.18–1.53 times.
Creating an end rib or limiting movement with an additional horizontal connection had almost the same effect.
The transverse horizontal displacements of the lower face of the longitudinal contour rib in the direction of the 𝑢ребро span which occurred in the floor slab, which did not have an end rib and limitation of displacements in the transverse direction, were in a parabolic relationship with the magnitudes of the vertical transverse forces.
In a florr slab with limited displacements in the transverse direction or with an end rib, 𝑢ребро displacements were 3.88–4.32 times less, and at the ends they depended on the deformability of the bonds, i.e. when horizontal movement was prohibited, they were equal to zero.
stresses acting on the lower edge of the flange in the transverse direction, in the region of the middle of the span in the floor slab with reinforcement prestressed to the maximum value, had positive values almost over the entire width of the flange and directly depended on the thickness of the slab in each section.
Prestressing made it possible to reduce deflections by 4.02 - 4.37 times, wребро deflections by 1.09 - 5.59 times, and evenly distribute stresses along the length of the longitudinal contour rib, to make they are only tensile, close to zero along its entire length.
The prestressing of the reinforcement of the maximum value made it possible to increase the horizontal rigidity of the longitudinal contour rib of the floor slab and limit its transverse 𝑢ребро movements.
The transverse displacements that occurred near the support of the prestressed shell slab were 1.04 - 1.2 times less than in the shell slab with non-stressed reinforcement, on the rest of the span - slightly more, changing evenly, without sharp changes, unlike floor slabs with non-stressed reinforcement.
Discussion and conclusion. It is established that the optimal design of the floor slab under the study should have restrictions on the movements of the supports and the maximum possible prestressing of the longitudinal working reinforcement.
The practical significance of the study is that the specified reference conditions and prestress allow maximum deformation resistance of the structure, which in our case directly affects the bearing capacity of the slab.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.