Селиванов Антон Валерьевич – старший преподаватель кафедры «Строительные конструкции»,
Anton V. Selivanov – Senior Lecturer, Building Structures Department
Регер Федор Федорович – канд. с.-х. наук, доц., кафедра «Строительные конструкции»
Fedor F. Reger – Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Building Structures Department
Введение. Приведены результаты экспериментальных исследований железобетонной плиты-оболочки при действии вертикальной равномерно распределенной нагрузки и сопоставления их с результатами оценки напряженно-деформированного состояния, выполненной в программном комплексе «Лира».
Материалы и методы. Испытывалась железобетонная модель, представляющая собой физически подобную копию натурной конструкции, с соблюдением единого масштабного коэффициента т = 1:5 как в отношении генеральных размеров, так и отдельных деталей. При испытании нагрузка прикладывалась ступенями, составляющими 10–15% от теоретической несущей способности плиты.
Результаты. На основе результатов испытания модели были рассчитаны экспериментальные поперечные напряжения σх,3,эксп , возникающие в натурной конструкции, в центральной области 3. Было произведено их сопоставление с поперечными теоретическими напряжениями σх,3,теор , определенными в этой области при оценке напряженно-деформированного состояния, выполненной в программном комплексе «Лира». Эпюры указанных выше напряжений хорошо совпали по очертаниям и значениям.
Обсуждение и заключение. В области, расположенной в районе центра полки плиты-оболочки, экспериментальные σх,3,эксп и теоретические σх,3,теор напряжения были сжимающими. Своих максимальных значений напряжения σх,3,эксп достигали в точке с относительной координатой х/b = 0,5, а напряжения σх,3,теор – при х/b ≈ 0,45.
Нулевых значений напряжения σх,3,эксп достигали в четвертях полки по ширине, теоретические напряжения – в точках с отношением х/b ≈ 0,3.
Экспериментальные и теоретические растягивающие напряжения σх,3 своих максимальных значений достигали в точках полки с отношением х/b ≈ 0,15. Их значения были близки друг к другу и не превышали нормативного сопротивления бетона растяжению Rbt, ser.
Практическая значимость проведенного исследования состоит в получении экспериментального доказательства возможности отказа от горизонтального поперечного армирования полки, что позволит снизить трудоемкость и себестоимость производства исследуемых конструкций.
Перспектива развития рассмотренных в статье вопросов видится в решении таких задач, как: исследование работы плиты-оболочки в стадии предельного равновесия; исследование ее трещиностойкости и жесткости на всех стадиях ее работы; исследование работы плиты-оболочки с учетом закрепления в поперечном направлении ее продольных контурных ребер по всей их длине.
Introducton. The paper demonstrates the results of experimental research of the reinforced concrete shell-slab under the action of vertical uniformly distributed load. The authors also present the comparison of such research results with the results of stress-strain state evaluation performed in the “Lira” software package.
Materials and methods. The authors tested the reinforced concrete model representing physically similar copy with the 1:5 scale coefficients by general size, and by separate details. The load was applied in 10–15% doze of the theoretical bearing capacity of the plate.
Results. The authors calculated the experimental transverse stress σх,3,exp, which was in full-scale construction and in the 3 central sphere. The authors also made the comparison of such transverse stress with theoretical transverse stresses σх,3,teor and the comparison was performed in the “Lira” program complex. The diagrams of the above stresses were well matched by outlines and values.
Discussion and conclusions. As a result, the experimental (σx, 3,exp.) and theoretical (σx,3,theor.) stresses are compressive near the shell-slab center. Its maximum stress values (σx, 3, exp) reach x/b=0,5 at a point with a relative coordinate, and the stress (σx,3,theor.) – x/b ≈ 0,45.
The zero voltage values σx,3,exp. reach a quarter of the shelf width, theoretical stress –with x/b ≈ 0,3 mm ratio.
Maximum values of experimental and theoretical tensile stresses σx, 3 reach x/b ≈ 0,15 ratio. Therefore, the values are close to each other, and do not exceed the standard concrete tensile resistance Rbt, ser.
The practical significance of the study is to obtain experimental evidence of the abandoning possibility of the horizontal transverse reinforcement of the shelf, which would reduce the complexity and cost of the investigated structures production.
The prospects conclude in:
research of the shell-slab operation at the stage of ultimate equilibrium;
research of the shell-slab crack resistance and stiffness at all stages of its operation;
research of the shell-slab operation taking into account the fixation in the transverse direction of its longitudinal contour edges along entire length.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.