<<
>>

О целесообразности применения трапециевидных балок в практике строительства

Для анализа рационального использования бетона в балках разной формы поперечного сечения введем показатели относительной эффективности распределения материала (бетона) по сечению в предельных состояниях, которые количественно характеризуются коэффициентами удельной прочности сечения при изгибе Kuи удельной трещиностойкости сечения при изгибе Kcrc.

В качестве анализируемых данных будем использовать параметры, полученные в ходе экспериментальных исследований, а также данные численного эксперимента (см.

табл. Б.2-Б.4) для бетонов классов В30 и В50 с коэффициентом армирования 1%. Трапециевидные балки возьмем с соотношением сторон 1 к 2.

Удельная прочность сечения при изгибе. В качестве искомого показателя принимаем отношение предельного (разрушающего) изгибающего момента Muк площади поперечного сечения балок. Результаты приведены в таблице 4.16.

Таблица 4.16 - Удельная прочность сечения при изгибе балок различных

форм поперечного сечения

Балка Разрушающий момент Mu, кН*м Площадь поперечного сечения

А, см2

Ku = Mu/А
Экспериментальные данные
БПехр 7.965 168 0.0474
БТехр 7.769 120 0.0647
БТРВехр 7.896 126 0.0627
БТРНехр 7.524 126 0.0597
Теоретические данные для бетона класса В30 и коэффициенте армирования 1%
БПв30 129.06 720 0.179
БТ В30 129.08 450 0.287
БТРВ В30 127.51 540 0.236
БТРН В30 106.98 540 0.198
Теоретические данные для бетона класса В50 и коэффициенте а эмирования 1%
БП В50 142.82 720 0.198
БТ В50 142.42 450 0.316
БТРВ В50 141.76 540 0.263
БТРН В50 123.54 540 0.229

Анализ данных из таблицы 4.16 позволяет выявить следующие закономерности:

- для всех полученных данных (экспериментальных и теоретических) можно выделить балки таврового поперечного сечения.

У них наблюдается наиболее эффективное использования материала (бетона) на единицу площади поперечного сечения;

- трапециевидные балки с верхней широкой гранью уступают только

тавровым балкам на 3.1%, 17.7% и 16.8%, соответственно, для балок

экспериментальных и теоретических с классами бетона В30 и В50;

- прямоугольные балки оказались самыми неэффективными по форме поперечного сечения. Если сравнивать их с тавровыми балками, то они уступают им на 26,74% в экспериментальном исследовании. В численном же эксперименте прямоугольные образцы уступают тавровым на 37,63% и 37,34% для классов В30 и В50. Следует отметить, что прямоугольные балки также уступают трапециевидным с верхней и нижней широкой гранью. Удельная прочность при изгибе балок трапециевидного сечения с верхней широкой гранью на 24,4%, 24,15 и 24,71 % выше, чем у прямоугольных; трапециевидные балки с нижней широкой гранью оказались эффективнее на 20,6%, 9,6% и 13,54%, соответственно;

- трапециевидные балки с верхней широкой гранью оказались эффективнее, чем аналогичные с нижней широкой гранью на 4,78%, 16,1% и 12,93%, соответственно.

Удельная трещиностойкость сечения при изгибе. В качестве искомого показателя принимаем отношение величины изгибающего момента трещинообразования Mcrcна этапе появления первой трещины к площади поперечного сечения балок. Результаты приведены в таблице 4.17.

Таблица 4.17 - Удельная трещиностойкость сечения при изгибе балок

различных форм поперечного сечения

Балка Момент трещинообразования Mcrc, кН*м Площадь поперечного сечения А, см2 Kcrc Mcrc/А
Экспериментальные данные
БПехр 7.44 168 0.0443
БТехр 4.65 120 0.0388
БТРВехр 5.04 126 0.0400
БТРНехр 5.23 126 0.0415
Теоретические данные для бетона класса В30 при коэффициенте а рмирования 1%
БПв30 23.38 720 0.032
БТ В30 16.11 450 0.036
БТРВ В30 17.86 540 0.033
БТРН В30 15.95 540 0.030
Теоретические данные для бетона класса В50 при коэффициенте армирования 1%
БП В50 30.74 720 0.043
БТ В50 20.54 450 0.046
БТРВ В50 23.00 540 0.043
БТРН В50 20.22 540 0.037

Анализ данных из таблицы 4.17 позволяет выявить следующие закономерности:

- среди экспериментальных балок наиболее рациональными с точки зрения удельной трещиностойкости сечения при изгибе (Kcrc → max)оказались балки прямоугольного сечения БПехр.

Отношение момента трещинообразования к площади поперечного сечения в них на 12,42%, 9,7% и 6,32% выше, чем у балок БТехр, БТРВехр, БТРНехр, соответственно;

- самый низкий показатель удельной трещиностойкости сечения при изгибе Kcrc выявлен у балок серии БТехр. Он оказался на 3% и 6,51% ниже, чем у балок БТРВехр, БТРНехр, соответственно.

В математическом эксперименте наблюдается иная картина:

- для классов В30 и В50 наиболее эффективными оказались балки таврового сечения, удельная трещиностойкость Kcrc которых составила 0,36 кН*м/см2 и 0,46 кН*м/см2, соответственно;

- удельная трещиностойкость балок БТВ3о оказалась на 11,11%, 8,33% и 16,67% выше, чем для балок БПв30, БТРВв30, БТРНв30, а для балок БТв50 больше на 6,52% чем для балок БПВ50, БТРВВ50 и на 19,57% выше чем у балок серии БТРНВ50;

- для балок БТРВВ50, БПв50 значения удельной трещиностойкости Kcrc оказались одинаковыми и составили 0,043 кН*м/см2, что на 6,52% ниже, чем для прямоугольных образцов;

- значение удельной трещиностойкости у балок серии БТРВВ30 оказалось ниже на 9,09% чем у балок БТВ30, и на 3,03%, 9,09 выше чем у балок БПВ30и БТРНВ30, соответственно.

Таким образом, балки трапециевидного сечения с верхней широкой гранью (БТРВ) при любых классах бетона оказались более рациональными по показателям удельной прочности и удельной трещиностойкости, чем наиболее распространенные в практике строительства балки прямоугольного сечения. Следует отметить, что по удельной прочности они проигрывают только балкам таврового сечения, но всегда оказываются лучше по показателю удельной трещиностойкости.

4.6

<< | >>
Источник: ОБЕРНИХИН Дмитрий Вячеславович. ШИРИНА РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН И ОСОБЕННОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТРАПЕЦИЕВИДНОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород 2019 г.. 2019

Еще по теме О целесообразности применения трапециевидных балок в практике строительства:

  1. Рекомендации по конструированию балок трапециевидного поперечного сечения
  2. Деформативность железобетонных балок трапециевидного сечения
  3. Трещиностойкость железобетонных балок трапециевидного сечения
  4. Построение методики расчета прочности железобетонных балок трапециевидного сечения
  5. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК ТРАПЕЦИЕВИДНОГО СЕЧЕНИЯ ПО ПРОЧНОСТИ, ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ, ДЕФОРМАТИВНОСТИ И ШИРИНЕ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН
  6. Возникновение законодательства об административных процедурах, его кодификация, а также примеры из недавней судебной практики Германии
  7. Анализ областей применения вольфрамо-титано-кобальтовых сплавов
  8. Особенности применения метода хеджирования ожидаемых потерь в зависимости от параметров модели
  9. Результаты испытаний изгибаемых железобетонных балок различного поперечного сечения
  10. Административное усмотрение и законодательство об административных процедурах: проблемы теории и судебной практики (сравнительно-правовой анализ)
  11. Правовые новации в административном правосудии стран Европейского Союза: возможности применения в странах Центральной Азии
  12. Исследование прочности, деформативности и трещиностойкости изгибаемых железобетонных элементов трапециевидного сечения
  13. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК