Вдосконалення алгоритму підбору кроку та кількості жорстких упорів від зосередженої сили в сталебетонних балках

Автор(и)

  • Анатолій Миколайович Петров Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0001-6644-223X
  • Андрій Павлович Палій Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0001-9525-3462
  • Артем Олександрович Науменко Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0003-1015-2457
  • Сергій Юрійович Шептун Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0002-1981-4560
  • Марина Іванівна Ігнатенко Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2599-8236
  • Іван Андрійович Височин Сумський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5122-6016
  • Яна Володимирівна Кононенко Українська інженерно-педагогічна академія, Україна https://orcid.org/0000-0002-9708-7215
  • Оксана Вікторівна Юрченко Сумський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6498-2339
  • Тетяна Вікторівна Деділова Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-3924-979X
  • Анатолій Павлович Палій Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини», Україна https://orcid.org/0000-0002-9193-3548

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228862

Ключові слова:

сталебетонна балка, жорсткий упор, крок упорів, зусилля в упорі, приведена жорсткість, графо-аналітичний метод

Анотація

Об’єктом дослідження є сталебетонна балка. Уточнено алгоритм підбору кількості жорстких упорів для балки зі сталебетону, яка навантажена поперечною зосередженою силою посередині прольоту. Жорсткі упори служать для з’єднання сталевої смуги з бетоном, що забезпечує їх сумісну роботу. Алгоритм уточнено, виходячи з умови рівності повздовжньої сили в сталевій смузі від дії розрахункового навантаження і максимальної повздовжньої сили, що отримана після встановлення упорів. При цьому повздовжні зусилля в усіх жорстких упорах, а також крок жорстких упорів? повинні бути однаковими.

Недоліком відомого алгоритму є складність визначення коефіцієнту, який враховує вплив тривалої повзучості бетону на деформації елементу без тріщин φb2. Цей коефіцієнт коливається в значних межах, і залежить від багатьох факторів, а також досліджений недостатньо.

Проведено розрахунки визначення кількості та кроку жорстких упорів в сталебетонних балках. Розрахунки було проведено за запропонованим алгоритмом та в програмному комплексі «Ліра». Зусилля, діючі на упори, та крок упорів однакові. Величина зусилля в упорі дорівнює 8941,5 Н. При підборі характеристик сталебетонної балки було отримано максимальне повздовжнє зусилля в смузі. Величина повздовжньої сили 35726 Н. Таку ж саме повздовжню силу було отримано за епюрою повздовжніх сил, що отримана після встановлення упорів.

Це дослідження спрямовано на вдосконалення конструкції сталебетонних балок. Раціональна кількість і розташування жорстких упорів призведе до економії, як до зменшення необхідної кількості будівельних матеріалів, так і до зниження їх вартості за рахунок зменшення витрат праці, пов’язаних з їх виготовленням та експлуатацією

Біографії авторів

Анатолій Миколайович Петров, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Кандидатка технічних наук, доцентка

Кафедра експлуатації, надійності, міцності та будівництва імені В. Я. Аніловича

Андрій Павлович Палій, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Доктор сільськогосподарських наук, доцент

Кафедра технічних систем та технологій тваринництва

Артем Олександрович Науменко, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Доктор наук з державного управління, доцент

Кафедра експлуатації, надійності, міцності та будівництва імені В. Я. Аніловича

Сергій Юрійович Шептун, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Кандидат технічних наук

Кафедра експлуатації, надійності, міцності та будівництва імені В. Я. Аніловича

Марина Іванівна Ігнатенко, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидатка технічних наук

Кафедра технології дорожньо-будівельних матеріалів і хімії

Іван Андрійович Височин, Сумський національний аграрний університет

Доктор архітектури, професор

Кафедра архітектури та інженерних вишукувань

Яна Володимирівна Кононенко, Українська інженерно-педагогічна академія

Кандидатка економічних наук

Кафедра економіки та менеджменту

Оксана Вікторівна Юрченко, Сумський національний аграрний університет

Кандидатка економічних наук

Кафедра будівельного виробництва

Тетяна Вікторівна Деділова, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидатка економічних наук, доцентка

Кафедра економіки і підприємництва

Анатолій Павлович Палій, Національний науковий центр «Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини»

Доктор ветеринарних наук, професор

Лабораторія ветеринарної санітарії та паразитології

Посилання

  1. Xing, Y., Han, Q., Xu, J., Guo, Q., Wang, Y. (2016). Experimental and numerical study on static behavior of elastic concrete-steel composite beams. Journal of Constructional Steel Research, 123, 79–92. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.04.023
  2. Patil, S. P., Sangle, K. K. (2016). Tests of steel fibre reinforced concrete beams under predominant torsion. Journal of Building Engineering, 6, 157–162. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2016.02.004
  3. Vandolovskyi, S. S., Kostyuk, T. O., Rachkovskyi, O. V., Plakhotnikova, I. A. (2018). Technology of creation of steelfibrobeton with high strength to stretchings. Scientific Works of Kharkiv National Air Force University, 2 (56), 126–131. doi: https://doi.org/10.30748/zhups.2018.56.18
  4. Wandolovsky, A., Younis, B. N., Riyed, A. Y. (2017). Effect vibr-vacuumizing on bonding strength of basalt fibers to cementitious matrix. International Journal of Engineering Science and Innovative Technology (IJESIT), 6 (1), 1–6.
  5. Shkromada, O., Paliy, A., Nechyporenko, O., Naumenko, O., Nechyporenko, V., Burlaka, O. et. al. (2019). Improvement of functional performance of concrete in livestock buildings through the use of complex admixtures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (101)), 14–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179177
  6. Hsiao, P.-C., Lehman, D. E., Roeder, C. W. (2012). Improved analytical model for special concentrically braced frames. Journal of Constructional Steel Research, 73, 80–94. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2012.01.010
  7. Mahmoud, A. M. (2016). Finite element modeling of steel concrete beam considering double composite action. Ain Shams Engineering Journal, 7 (1), 73–88. doi: https://doi.org/10.1016/j.asej.2015.03.012
  8. Luan, N. K., Bakhshi, H., Ronagh, H. R., Barkhordari, M. A., Amiri, G. G. (2011). Analytical solutions for the in-plane behavior of composite steel/concrete beams with partial shear interaction. Asian Journal of Civil Engineering, 12 (6), 751–771.
  9. Medvedev, V. N., Semeniuk, S. D. (2016). Durability and deformability of braced bending elements with external sheet reinforcement. Magazine of Civil Engineering, 3, 3–15. doi: https://doi.org/10.5862/mce.63.1
  10. Zamaliev, F. S. (2018). Numerical and full-scale experiments of prestressed hybrid reinforced concrete-steel beams. Vestnik MGSU, 13 (3 (114)), 309–321. doi: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2018.3.309-321
  11. Rakhmonov, A. D., Solovʹov, N. P., Pozdeev, V. M. (2014). Computer modeling for investigating the stress-strainstate of beams with hybrid reinforcement. Vestnik MGSU, 1, 187–195. doi: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2014.1.187-195
  12. Utkin, V. A. (2010). Regulirovanie polozheniya neytral'noy osi pri proektirovanii secheniy stalezhelezobetonnyh balok. Vestnik SibADI, 4 (18), 55–60.
  13. Bobalo, T. V., Blikharskyi, Z. Ya., Ilnytskyi, B. M., Kramarchuk, A. P. (2011). Osoblyvosti roboty stalebetonnykh balok armovanykh sterzhnevoiu vysokomitsnoiu armaturoiu riznykh klasiv. Visnyk NU «Lvivska politekhnika», 697, 42–48.
  14. Storozhenko, L. I., Krupchenko, O. A. (2010). Stalezalizobetonni balky iz zalizobetonnym verkhnim poiasom. Visnyk NU «Lvivska politekhnika», 662, 354–360.
  15. Vahnenko, P. F., Hilobok, V. G., Andreyko, N. T., Yarovoy, M. L. (1987). Raschet i konstruirovanie chastey zhilyh i obschestvennyh zdaniy. Kyiv: Budlvel'nik, 423.
  16. Ying, H., Huawei, P., Xueyou, Q., Jun, P., Xiancun, L., Qiyun, P., Bao, L. (2017). Performance of Reinforced Concrete Beams Retrofitted by a Direct-Shear Anchorage Retrofitting System. Procedia Engineering, 210, 132–140. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.11.058
  17. John, A. T., Nwankwo, E., Orumu, S. T., Osuji, S. O. (2019). Structural Performance of Externally Strengthened Rectangular Reinforced Concrete Beams by Glued Steel Plate. European Journal of Engineering Research and Science, 4 (9), 101–106. doi: https://doi.org/10.24018/ejers.2019.4.9.1480
  18. Storozhenko, L. I., Lapenko, O. I., Horb, O. H. (2010). Konstruktsiyi zalizobetonnykh perekryttiv po profilnomu nastylu iz zabezpechenniam sumisnoi roboty betonu i stali za dopomohoiu skleiuvannia. Visnyk NU «Lvivska politekhnika», 662, 360–365.
  19. Mel'man, V. A., Torkatyuk, V. I., Zolotova, N. M. (2003). Ispol'zovanie akrilovyh kleev dlya soedineniya betonnyh i zhelezobetonnyh konstruktsiy. Municipal economy of cities, 51, 61–68.
  20. Mofidi, A., Chaallal, O., Shao, Y. (2014). Analytical Design Model for Reinforced-Concrete Beams Strengthened in Shear Using L-Shaped CFRP Plates. Journal of Composites for Construction, 18 (1), 04013024. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)cc.1943-5614.0000433
  21. Ferhat, F. (2019). Design Optimization of Reinforced Ordinary and High-Strength Concrete Beams with Eurocode2 (EC-2). Optimum Composite Structures. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.78734
  22. Wongmatar, P., Hansapinyo, C., Vimonsatit, V., Chen, W. (2018). Recommendations for Designing Reinforced Concrete Beams Against Low Velocity Impact Loads. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 18 (09), 1850104. doi: https://doi.org/10.1142/s0219455418501043
  23. Shuraim, A. B. (2014). A novel approach for evaluating the concrete shear strength in reinforced concrete beams. Latin American Journal of Solids and Structures, 11 (1), 93–112. doi: https://doi.org/10.1590/s1679-78252014000100006
  24. Ito, H., Iwanami, M., Yokota, H., Kato, E. (2014). Analytical Study on Shear Capacity Evaluation of RC Beams with PVA Short Fiber. Journal of Advanced Concrete Technology, 12 (6), 187–199. doi: https://doi.org/10.3151/jact.12.187
  25. Petrov, A., Pavliuchenkov, M., Nanka, A., Paliy, A. (2019). Construction of an algorithm for the selection of rigid stops in steel concrete beams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (97)), 41–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155469
  26. Petrov, A., Paliy, A., Pavliuchenkov, M., Tsyhanenko, H., Khobot, N., Vysochin, I. et. al. (2020). Construction of an algorithm for the selection of rigid stops in steel­concrete beams under the action of a distributed load. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (105)), 27–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.204251
  27. DBN V.2.6-160:2010. Stalezalizobetonni konstruktsiyi (2011). Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 93.
  28. Petrov, A. (2019). Destruction of concrete along an inclined crack in steelconcrete beams. Visnyk KhNTUSH im. Petra Vasylenka, 205, 289–295.
  29. TKP EN 1994-1-1-2009 (02250). Evrokod 4: Proektirovanie stalezhelezobetonnyh konstruktsiy. Ch. 1-1. Obschie pravila i pravila dlya zdaniy (2010). Minsk: Minstroyarhitektury, 95.
  30. DSTU B V.2.6-216:2016. Rozrakhunok i konstruiuvannia ziednuvalnykh elementiv stalezalizobetonnykh konstruktsiy (2016). Kyiv: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku, budivnytstva ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva Ukrainy, 40.
  31. Petrov, A. N., Kobzeva, E. N., Krasyuk, A. G. (2015). Vybor optimal'nyh po stoimosti parametrov stalebetonnyh balok. Materialy III mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi. Kharkiv-Krasnyi Lyman, 330–336.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-30

Як цитувати

Петров, А. М., Палій, А. П., Науменко, А. О., Шептун, С. Ю., Ігнатенко, М. І., Височин, І. А., Кононенко, Я. В., Юрченко, О. В., Деділова, Т. В., & Палій, А. П. (2021). Вдосконалення алгоритму підбору кроку та кількості жорстких упорів від зосередженої сили в сталебетонних балках. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (110), 40–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228862

Номер

Том 2 № 7 (110) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Анатолий Николаевич Петров, Андрей Павлович Палий, Артём Александрович Науменко, Сергей Юрьевич Шептун, Марина Ивановна Игнатенко, Иван Андреевич Высочин, Яна Владимировна Кононенко, Оксана Викторовна Юрченко, Татьяна Викторовна Дедилова, Анатолий Павлович Палий

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.