Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 4 (56), 2019
Определение и использование скрытых резервов прочности центрифугированных железобетонных конструкций расчетными и экспериментальными методами
Маилян Л. Р., Стельмах С. А., Щербань Е. М., Холодняк М. Г.
Маилян Л. Р., чл.-корр. РААСН, д-р техн. наук, проф., проф. кафедры железобетонных и каменных конструкций, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, e-mail: mailyan@sroufo.ru Стельмах С. А., канд. техн. наук, доц., доц. кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, e-mail: sergej. stelmax@mail.ru Щербань Е. М., канд. техн. наук, доц. кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, тел.: +7-928-193-76-37, e-mail: au-geen@mail.ru Холодняк М. Г., инженер кафедры технологии вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики, Донской государственный технический университет, Россия, г. Ростов-на-Дону, e-mail: xolodniak@yandex.ru
| | | | | Постановка задачи. Способ центрифугирования для производства элементов кольцевого сечения показал высокую эффективность в конструкциях различного назначения. Однако при центрифугировании элементов с достаточно толстой стенкой влияние центробежных и центростремительных сил, действующих на различные внутренние слои поперечного сечения, сильно разнится. Это приводит к существенной разнице в структуре, физико-механических и конструктивных характеристиках слоев бетона, что в ряде случаев необходимо учитывать в расчетах. Появляется возможность использования существенных резервов прочности конструкций, которые можно определить расчетными и экспериментальными методами. В работе поставлена и решена проблема выявления разности свойств и характеристик слоев центрифугированных железобетонных конструкций, аналитического ее описания, корректировки методов расчета прочности с учетом этого и сравнения их с существующими нормативными методиками расчета прочности в действующих сводах правил.
Результаты и выводы. Предложена модель трехслойной вариатропной структуры центрифугированной конструкции, экспериментально подтверждены ее обоснование, целесообразность и эффективность. При сравнении методик расчета стандартных центрифугированных железобетонных колонн сделан вывод, что значения их прочности, рассчитанные по интегральным (обобщенным) и по дифференциальным (послойным) характеристикам, существенно различаются. Аналитически выявлены и определены не учитываемые ранее скрытые прочностные резервы промышленных колонн вариатропной структуры, производимых методами центрифугирования.
| | | | Ключевые слова: центрифугированные железобетонные конструкции, вариатропность свойств сечений, слои бетона, расчет прочности строительных конструкций, интегральные и дифференциальные характеристики центрифугированного бетона. |
DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.002 | | | Библиографический список 1. Ахвердов, И. Н. Железобетонные напорные центрифугированные трубы / И. Н. Ахвердов. — М.: Госстройиздат, 1967. — 164 с.
2. Карпенко, Н. И. Общие модели механики железобетона / Н. И. Карпенко. — М.: Стройиздат, 1996. — 416 с.
3. Кудзис, А. П. Железобетонные конструкции кольцевого сечения / А. П. Кудзис. — Вильнюс: Минтис, 1975. — 224 с.
4. Кудзис, А. П. О расчете по прочности внецентренно сжатых элементов кольцевого сечения при малых эксцентриситетах / А. П. Кудзис // Труды КПИ «Исследования по железобетонным конструкциям». — Вильнюс, 1969. — С. 29−36.
5. Маилян, Л. Р. Совершенствование расчетных рекомендаций по подбору состава бетона центрифугированных конструкций [Электронный ресурс] / Л. Р. Маилян, С. А. Стельмах, А. К. Халюшев, Е. М. Щербань, М. Г. Холодняк, М. П. Нажуев // Вестник Евразийской науки. — 2018. — № 3. — URL: esj.today/PDF/63SAVN318.pdf.
6. Маилян, Л. Р. Рекомендации по учету вариатропии при расчете, проектировании и изготовлении центрифугированных конструкций из тяжелого бетона [Электронный ресурс] / Л. Р. Маилян, С. А. Стельмах, М. Г, Холодняк, А. К. Халюшев, Е. М. Щербань, М. П. Нажуев // Вестник Евразийской науки. — 2018. — № 4. — URL: esj.today/PDF/07SAVN418.pdf.
7. Маилян, Л. Р. Выбор состава центрифугированного бетона на тяжелых заполнителях / Л. Р. Маилян, С. А. Стельмах, М. Г. Холодняк, Е. М. Щербань // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 10. — С. 52—57.
8. Маилян, Л. Р. Исследование различных типов центрифуг и режимов уплотнения бетонных смесей для изготовления образцов кольцевого сечения / Л. Р. Маилян, С. А. Стельмах, М. Г. Холодняк, Е. М. Щербань // Вестник СевКавГТИ. — 2017. — Вып. № 3 (30). — С. 134—137.
9. Морштейн, О. Б. Уплотнение бетонной смеси в консолях центрифугированных колонн / О. Б. Морштейн, А. Н. Попов // Транспортное строительство. — 1978. — № 12. — С. 41—43.
10. Пастушков, Г. П. Многоэтажные здания с гибкой планировочной схемой / Г. П. Пастушков, В. Г. Пастушков, В. А. Белый // Проблемы современного бетона и железобетона: сб. трудов междунар. симпозиума, Минск, 16—19 октября 2007. Ч. 1 — Минск: Стринко, 2007. — С. 280—294.
11. Пастушков, Г. П. Опыт применения центрифугированных линейных элементов с поперечными сечениями различного профиля при строительстве многоэтажных зданий / Г. П. Пастушков, В. Г. Пастушков // Архитектура и строительные науки. — 2014. — № 1, 2. — С. 36—38.
12. Петров, В. П. Технология и свойства центрифугированного бетона с комбинированным заполнителем для стоек опор контактной сети: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Виктор Петрович Петров. — Ростов-на-Дону, 1983. — 175 с.
13. Пецольд, Т. М. Центрифугированные колонны квадратного сечения / Т. М. Пецольд // Бетон и железобетон. — 1983. — № 6. — С. 6—7.
14. Раджан, С. Свойства центрифугированного бетона и совершенствование проектирования центрифугированных железобетонных стоек опор ЛЭП: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Сувал Раджан. — Ростов-на-Дону, 1997. — 267 с.
15. Щуцкий, В. Л. Исследование работы конических опор линий электропередач в качестве стоек для антенных башенных надстроек [Электронный ресурс] / В. Л. Щуцкий, А. П. Коробкин, А. С. Шевченко, С. А. Стельмах // Интернет-журнал «Науковедение». — 2017. — Т. 9, № 4. — URL: http://naukovedenie.ru/PDF/43TVN417.pdf.
16. Mohamed, K. Ismail. An Experimental Study on Flexural Behaviour of Large-Scale Concrete Beams Incorporating Crumb Rubber and Steel Fibres / Ismail K. Mohamed, Hassan A. A. Assem // Engineering Structures. — 2017. — Vol. 145. — P. 97—108.
17. Pooya, Alaee. High-Strength Concrete Exterior Beam-Column Joints with High-Yield Strength Steel Reinforcements / Alaee Pooya, Li Bing // Engineering Structures. — 2017. — Vol. 145. — P. 305—321.
18. Shuyskiy, A. I. Investigation of the Influence of the Initial Composition of Heavy Concrete Designed for the Manufacture of Ring-Section Products on its Properties / A. I. Shuyskiy, S. A. Stel’makh, E. M. Shcherban’, M. G. Kholodnyak // Materials Science Forum. — 2018. — Vol. 931. — P. 508—514.
19. Stel'makh, S. A. Theoretical and Practical Aspects of the Formation of the Variational Structure of Centrifuged Products from Heavy Concrete / S. A. Stel'makh, E. M. Shcherban', A. I. Shuyskiy, M. P. Nazhuev // Materials Science Forum. — 2018. — № 931. — P. 502—507.
20. Stel'makh, S. A. Prescription and Technological Aspects of Manufacturing High-Quality Centrifuged Products and Structures from Heavy Concrete / S. A. Stel'makh, E. M. Shcherban, O. A. Zholobova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Cep. «International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern technologies». — 2018. — V. 463. — S. 022056. | | | | | Ссылка для цитирования Маилян, Л. Р. Определение и использование скрытых резервов прочности центрифугированных железобетонных конструкций расчетными и экспериментальными методами / Л. Р. Маилян, С. А. Стельмах, Е. М. Щербань, М. Г. Холодняк // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2019. - № 4 (56). - С. 29-37. - DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.002. | | | | | | | | | English version | | | Determination and Use of Hidden Strength Reserves of Centrifuged Reinforced Constructions by Means of Calculation and Experimental Methods | Mailyan L. R., Stel'makh S. A., Shcherban' E. M., Kholodnyak M. G. | | | | | Mailyan L. R., Corresponding Member of RAACS, D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Reinforced Concrete and Stone Structures, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, e-mail: mailyan@sroufo.ru Stel'makh S. A., PhD in Engineering, Assoc. Prof of the Dept. of Engineering Geology, Bases and Foundations, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, e-mail: sergej. stelmax@mail.ru Shcherban' E. M., PhD in Engineering, Assoc. Prof of the Dept. of Engineering Geology, Bases and Foundations, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, tel.: +7-928-193-76-37, e-mail: au-geen@mail.ru Kholodnyak M. G., Engineer of the Dept. of Technology of Binders, Concretes and Building Ceramics, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don, e-mail: xolodniak@yandex.ru | | | Statement of the problem. The method of centrifugation for the production of ring section elements has shown a high efficiency in the construction of various applications. However, when centrifuging elements with a sufficiently thick wall, the effect of centrifugal and centripetal forces acting on different internal layers of the cross section varies greatly, which leads to a significant difference in the structure, physical, mechanical and structural characteristics of concrete layers, which in some cases must be taken into account in the calculations. It becomes possible to use substantial reserves of structural strength that can be determined by means of calculation and experimental methods. The paper posed and solved the problem of identifying the difference in properties and characteristics of layers of centrifuged reinforced concrete structures, its analytical description, adjusting the strength calculation methods to account for this and comparing them with the existing regulatory methods for calculating strength in the current regulations.
Results and conclusions. A model of a three-layer variotropic structure of a centrifuged structure is proposed, its substantiation, expediency and efficiency are experimentally confirmed. When comparing the methods of calculating standard centrifuged reinforced concrete columns, it was concluded that the values of their strength calculated based on the integral (generalized) and differential (layered) characteristics differ significantly. The previously hidden latent reserves of industrial columns of the variotropic structure produced by centrifuging methods are not analytically identified.
| | | | Keywords: centrifuged reinforced concrete structures, variotropic properties of sections, layers of concrete, calculation of the strength of building structures, integral and differential characteristics of centrifuged concrete. |
DOI: 10.25987/VSTU.2019.56.4.002 References 1. Akhverdov, I. N. Zhelezobetonnye napornye tsentrifugirovannye truby / I. N. Akhverdov. — M.: Gosstroiizdat, 1967. — 164 s.
2. Karpenko, N. I. Obshchie modeli mekhaniki zhelezobetona / N. I. Karpenko. — M.: Stroiizdat, 1996. — 416 s.
3. Kudzis, A. P. Zhelezobetonnye konstruktsii kol'tsevogo secheniya / A. P. Kudzis. — Vil'nyus: Mintis, 1975. — 224 s.
4. Kudzis, A. P. O raschete po prochnosti vnetsentrenno szhatykh elementov kol'tsevogo secheniya pri malykh ekstsentrisitetakh / A. P. Kudzis // Trudy KPI «Issledovaniya po zhelezobetonnym konstruktsiyam». — Vil'nyus, 1969. — S. 29−36.
5. Mailyan, L. R. Sovershenstvovanie raschetnykh rekomendatsii po podboru sostava betona tsentrifugirovannykh konstruktsii [Elektronnyi resurs] / L. R. Mailyan, S. A. Stel'makh, A. K. Khalyushev, E. M. Shcherban', M. G. Kholodnyak, M. P. Nazhuev // Vestnik Evraziiskoi nauki. — 2018. — № 3. — URL: esj.today/PDF/63SAVN318.pdf.
6. Mailyan, L. R. Rekomendatsii po uchetu variatropii pri raschete, proektirovanii i izgotovlenii tsentrifugirovannykh konstruktsii iz tyazhelogo betona [Elektronnyi resurs] / L. R. Mailyan, S. A. Stel'makh, M. G, Kholodnyak, A. K. Khalyushev, E. M. Shcherban', M. P. Nazhuev // Vestnik Evraziiskoi nauki. — 2018. — № 4. — URL: esj.today/PDF/07SAVN418.pdf.
7. Mailyan, L. R. Vybor sostava tsentrifugirovannogo betona na tyazhelykh zapolnitelyakh / L. R. Mailyan, S. A. Stel'makh, M. G. Kholodnyak, E. M. Shcherban' // Vestnik BGTU im. V. G. Shukhova. — 2017. — № 10. — S. 52—57.
8. Mailyan, L. R. Issledovanie razlichnykh tipov tsentrifug i rezhimov uplotneniya betonnykh smesei dlya izgotovleniya obraztsov kol'tsevogo secheniya / L. R. Mailyan, S. A. Stel'makh, M. G. Kholodnyak, E. M. Shcherban' // Vestnik SevKavGTI. — 2017. — Vyp. № 3 (30). — S. 134—137.
9. Morshtein, O. B. Uplotnenie betonnoi smesi v konsolyakh tsentrifugirovannykh kolonn / O. B. Morshtein, A. N. Popov // Transportnoe stroitel'stvo. — 1978. — № 12. — S. 41—43.
10. Pastushkov, G. P. Mnogoetazhnye zdaniya s gibkoi planirovochnoi skhemoi / G. P. Pastushkov, V. G. Pastushkov, V. A. Belyi // Problemy sovremennogo betona i zhelezobetona: sb. trudov mezhdunar. simpoziuma, Minsk, 16—19 oktyabrya 2007. Ch. 1 — Minsk: Strinko, 2007. — S. 280—294.
11. Pastushkov, G. P. Opyt primeneniya tsentrifugirovannykh lineinykh elementov s poperechnymi secheniyami razlichnogo profilya pri stroitel'stve mnogoetazhnykh zdanii / G. P. Pastushkov, V. G. Pastushkov // Arkhitektura i stroitel'nye nauki. — 2014. — № 1, 2. — S. 36—38.
12. Petrov, V. P. Tekhnologiya i svoistva tsentrifugirovannogo betona s kombinirovannym zapolnitelem dlya stoek opor kontaktnoi seti: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.05 / Viktor Petrovich Petrov. — Rostov-na-Donu, 1983. — 175 s.
13. Petsol'd, T. M. Tsentrifugirovannye kolonny kvadratnogo secheniya / T. M. Petsol'd // Beton i zhelezobeton. — 1983. — № 6. — S. 6—7.
14. Radzhan, S. Svoistva tsentrifugirovannogo betona i sovershenstvovanie proektirovaniya tsentrifugirovannykh zhelezobetonnykh stoek opor LEP: dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.05 / Suval Radzhan. — Rostov-na-Donu, 1997. — 267 s.
15. Shchutskii, V. L. Issledovanie raboty konicheskikh opor linii elektroperedach v kachestve stoek dlya antennykh bashennykh nadstroek [Elektronnyi resurs] / V. L. Shchutskii, A. P. Korobkin, A. S. Shevchenko, S. A. Stel'makh // Internet-zhurnal «Naukovedenie». — 2017. — T. 9, № 4. — URL: http://naukovedenie.ru/PDF/43TVN417.pdf.
16. Mohamed, K. Ismail. An Experimental Study on Flexural Behaviour of Large-Scale Concrete Beams Incorporating Crumb Rubber and Steel Fibres / Ismail K. Mohamed, Hassan A. A. Assem // Engineering Structures. — 2017. — Vol. 145. — P. 97—108.
17. Pooya, Alaee. High-Strength Concrete Exterior Beam-Column Joints with High-Yield Strength Steel Reinforcements / Alaee Pooya, Li Bing // Engineering Structures. — 2017. — Vol. 145. — P. 305—321.
18. Shuyskiy, A. I. Investigation of the Influence of the Initial Composition of Heavy Concrete Designed for the Manufacture of Ring-Section Products on its Properties / A. I. Shuyskiy, S. A. Stel’makh, E. M. Shcherban’, M. G. Kholodnyak // Materials Science Forum. — 2018. — Vol. 931. — P. 508—514.
19. Stel'makh, S. A. Theoretical and Practical Aspects of the Formation of the Variational Structure of Centrifuged Products from Heavy Concrete / S. A. Stel'makh, E. M. Shcherban', A. I. Shuyskiy, M. P. Nazhuev // Materials Science Forum. — 2018. — № 931. — P. 502—507.
20. Stel'makh, S. A. Prescription and Technological Aspects of Manufacturing High-Quality Centrifuged Products and Structures from Heavy Concrete / S. A. Stel'makh, E. M. Shcherban, O. A. Zholobova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Cep. «International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern technologies». — 2018. — V. 463. — S. 022056.
|
|
|
|
|
