Розрахунок складених дерево-залзобетонних згинальних елементів з урахуванням нелінійної роботи з’єднання

Autor: Shekhorkina, Svitlana, Savytskyi, Mykola, Nikiforova, Tetiana, Shliakhov, Kostiantyn, Myslytska, Anastasiia
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 7 (107) (2020): Прикладна механіка; 14-21
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 7 (107) (2020): Прикладная механика; 14-21
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 5, № 7 (107) (2020): Applied mechanics; 14-21
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: A method has been proposed to calculate the composite timber-concrete bending elements taking into consideration the non-linear work of a nail joint and the stretched reinforcement in a slab. An acting building code regulates the structure estimation based on the linear-elastic work while the pattern of the joint's deformation under loading demonstrates a pronounced non-linear character. Estimation formulae do not account for the presence of reinforcement in a concrete slab, which leads to the irrational use of the structure's load-bearing properties.A dependence has been proposed to determine the slip modulus. The determining coefficients are computed based on the rated characteristics given in the acting design standards.An algorithm for calculating the composite timber-concrete bending structures has been given, taking into consideration the deformation diagram of the joint and reinforcement in the stretched zone of a concrete element.It has been established that the normal stresses for the considered variants of timber-concrete beams, determined on the basis of the proposed procedure and the linear-elastic model, differ by 1‒8 %. At loads corresponding to plastic deformations, those stresses that were estimated in line with the linear-elastic model prove to be understated. At loads exceeding 0.75 kN/m for the beam with a span of 3 m, and 0.5 kN/m for the beam with a span of 5 m, stresses in the stretched region of a concrete slab exceed the concrete stretching strength while the stresses in a timber beam do not reach the ultimate values. In fact, in this case, the structure's load-bearing capacity is underutilized because the stretching effort in the cross-section with a crack is accepted by the reinforcement.Based on the design features of timber-concrete floors (the thickness of a slab and protective layer), an analysis of the load-bearing capacity considering the reinforcement has been performed. It has been established that the load-bearing capacity of a slab ensures that an estimated bending momentum is tolerated up until the loads that cause the destruction of the timber beam. At the same time, the conditions for the rational operation of compressed concrete and stretched reinforcement are met
Предложен метод расчета составных дерево-железобетонных изгибаемых элементов с учетом нелинейной работы нагельного соединения и растянутой арматуры в плите. Действующие нормы проектирования регламентируют расчет конструкции, исходя из линейно-упругой работы, тогда как закономерность деформирования соединения под нагрузкой имеет явно выраженный нелинейный характер. Расчетные формулы не учитывают наличие арматуры в бетонной плите, что ведет к нерациональному использованию несущих свойств конструкцииПредложена зависимость для определения модуля скольжения. Определяющие коэффициенты вычисляются на основе нормируемых характеристик, приведенных в действующих стандартах проектирования.Приведен алгоритм расчета составных дерево-железобетонных изгибаемых конструкций с учетом диаграммы деформирования соединения и арматуры в растянутой зоне бетонного элемента.Установлено, что для рассмотренных вариантов дерево-железобетонных балок нормальные напряжения, определенные с использованием предложенной методики и линейно-упругой модели, различаются на 1–8%. При нагрузках, соответствующих пластическим деформациям, расчетные напряжения по линейно-упругой модели оказываются заниженными. При величинах нагрузки, превышающих 0,75 кН/м.п. для балки пролетом 3 м и 0,5 кН/м.п. для балки пролетом 5 м, напряжения в растянутой зоне бетонной плиты превышают прочность бетона на растяжение, в то время как напряжения в деревянной балке не достигают предельно допустимых значений. Фактически в данном случае несущая способность конструкции недоиспользована, т.к. в поперечном сечении с трещиной растягивающее усилие воспринимает арматура.Исходя из конструктивных особенностей дерево-железобетонных перекрытий (толщины плиты и защитного слоя) выполнен анализ несущей способности с учетом армирования. Установлено, что несущая способность плиты обеспечивает восприятие расчетного изгибающего момента до нагрузок, вызывающих разрушение деревянной балки. При этом соблюдаются условия рациональной работы сжатого бетона и растянутой арматуры
Запропоновано метод розрахунку складених дерево-залізобетонних згинальних елементів з урахуванням нелінійної роботи нагельного з'єднання та розтягнутої арматури в плиті. Чинні норми проектування регламентують розрахунок конструкції, виходячи з лінійно-пружної роботи, тоді як закономірність деформування з'єднання під навантаженням має явно виражений нелінійний характер. Розрахункові формули не враховують наявність арматури в плиті, що призводить до нераціонального використання несучих властивостей конструкціїЗапропонована залежність для визначення модуля ковзання. Визначальні коефіцієнти обчислюються на основі нормованих характеристик, наведених в чинних стандартах проектування.Приведено алгоритм розрахунку складених дерево-залізобетонних згинальних конструкцій, який враховує нелінійний характер деформування з'єднання та арматури в розтягнутій зоні бетонного елемента.Встановлено, що для розглянутих варіантів дерево-залізобетонних балок нормальні напруження, визначені з використанням запропонованої методики і лінійно-пружної моделі, розрізняються на 1–8 %. При навантаженнях, що відповідають пластичним деформаціям, розрахункові напруження за лінійно-пружною моделлю виявляються заниженими. При величинах навантаження, що перевищують 0,75 кН/м.п. для балки прольотом 3 м та 0,5 кН/м.п. для балки прольотом 5 м, напруження в розтягнутій зоні бетонної плити перевищують міцність бетону на розтяг, в той час як напруження в дерев'яній балці не досягають гранично допустимих значень. Фактично в даному випадку несуча здатність конструкції недовикористана, оскільки в поперечному перерізі з тріщиною зусилля розтягування сприймає арматура.Виходячи з конструктивних особливостей дерево-залізобетонних перекриттів (товщини плити і захисного шару) виконаний аналіз несучої здатності з урахуванням армування. Встановлено, що несуча здатність плити забезпечує сприйняття розрахункового згинального моменту до навантажень, що викликають руйнування дерев'яної балки. При цьому дотримуються умови раціональної роботи стиснутого бетону і розтягнутої арматури
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: