Гнатюк Олександр Терентійович

УДК 691.321

НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ АНКЕРНИХ ПЕТЕЛЬ ПЛОСКОСТІННИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ

05.23.01 – Будівельні конструкції, будівлі та споруди

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Львівському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник - | кандидат технічних наук, доцент

Ониськів Богдан Миколайович,

доцент кафедри інженерного забезпечення будівництва Львівського державного аграрного університету

Офіційні опоненти - | доктор технічних наук, професор

Фомиця Леонід Миколайович,

завідувач кафедри будівельних конструкцій

Сумського національного аграрного університету

Кандидат технічних наук, доцент

Коваль Петро Миколайович,

доцент кафедри будівельних конструкцій і мостів

Національного університету “Львівська політехніка”

Провідна установа - | Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій

Захист відбудеться 16 лютого 2002 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К35.052.11 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, Львів-13, вул.С.Бандери,12, ауд.226 головного корпусу).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету "Львівська політехніка" (79013, Львів, вул.Професорська,1)

Автореферат розісланий 11.01.2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради |

Бевз М.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: У сучасній будівельній індустрії питома вага збірного залізобетону, незважаючи на деякі його недоліки, є досить значною. У загальному об'ємі залізобетону відсоток збірних елементів у різних країнах складає: у США - 30%, Франції та Італії - 40%, Японії - 16%, Росії - 55% і приблизно такий же відсоток в Україні. Однією із проблем збірних залізобетонних конструкцій є влаштування надійних підіймальних пристроїв. Вони нерідко проектуються без достатнього розрахункового обгрунтування. Це особливо стосується стінових панелей, де вага закладних деталей відносно ваги всього арматурного каркасу для внутрішніх стін складає до 15%, а для зовнішніх - до 30%. Важливим є також питання технологічності анкерних виробів, тобто можливості автоматизувати процес їх виготовлення з мінімальною кількістю операцій та скороченням номенклатури.

Робота анкерів у бетоні плоскостінних конструкцій залежить від впливу різних факторів, і особливо від характеру перерозподілу зусиль між анкером та бетоном. Необхідність у подальшому дослідженні напружено-деформованого стану арматура-бетон у цих конструкціях та у розробці анкерного пристрою з мінімальною витратою сталі, оптимальної форми і глибини анкерування виникла внаслідок використання в реальному будівництві неефективних і металомістких стропувальних елементів.

Стропувальні петлі, які застосовуються в стінових панелях великопанельного домобудівництва, зокрема, на Львівських домобудівельних комбінатах, є металомісткими (до 1/3 витрати сталі на одну панель) і надзвичайно складними у виготовленні. У зв'язку з цим кафедрою будівельних конструкцій Національного університету “Львівська політехніка’’ були запропоновані підіймальні петлі замкнутого типу з центральним зварюваним з'єднанням, які є більш ефективними за витратою сталі і технологією виготовлення. Продовженням цих досліджень стала дисертаційна робота автора.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами,темами:

Робота виконана у рамках держбюджетної госпдоговірної тематики НДЛ-23 кафедри “Будівельні конструкції та мости” НУЛП і є складовою частиною науково-технічної програми РН55.08 “Матеріалоємкість”, а також в науковій лабораторії Львівського державного аграрного університету.

Мета роботи:

Розробити ефективні конструкції стропувальних петель, дослідити їх роботу в бетонних та залізобетонних конструкціях та удосконалити методику їх розрахунку.

Задачі дослідження:

-

-

–

–

–

Наукова новизна одержаних результатів:

-

-

-

-

Практичне значення одержаних результатів:

- впроваджено у виробництво на ДП "Львівміськбудіндустрія" економічну і технологічну конструкцію підіймальної петлі замкнутого типу з центральним зварюваним з'єднанням для стінових панелей;

- перевірено надійність існуючих і запропоновано нову методику розрахунку замкнутих стропувальних петель для одношарових плоскостінних конструкцій та методику моделювання їх роботи у бетоні.

Особистий внесок здобувача:

Розроблено економічну і технологічну конструкцію підіймальних петель [6,7,9,10,11]. Запроектовано і виготовлено дослідні зразки у вигляді фрагментів стінових панелей та дослідне обладнання для їх випробування і розроблено методику їх експериментальних досліджень [8]. Виконано експериментальні дослідження роботи стропувальних петель і розроблено методику оцінки напружено-деформованого стану анкерів та бетону на різних ступенях навантаження [1,2,3,4,5,12]. Запропоновано методику визначення напружено-деформованого стану на основі методу скінченних елементів з допомогою ЕОМ та уточнена методика інженерного розрахунку замкнутих петель. Перевірено достовірність існуючих та запропонованої методик розрахунку підіймальних петель на основі результатів експериментальних досліджень. Виконано числовий експеримент на базі створеної математичної моделі напружено-деформованого стану роботи стропувальних петель.

Апробація результатів дисертації:

Основні результати роботи доповідалися на: міжнародній науково-практичній конференції “Совершенствование стройматериалов, технологий и методов расчёта конструкций в новых экономических условиях” (Суми, 1995), І Всеукраїнській науково-технічній конференції “Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону” (Київ, 1996), ІІ міжнародному симпозіумі “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів” (Львів-Дубляни,1996), міжнародній науково-технічній конференції до 125-річчя від дня заснування інженерно-будівельного факультету НУ “Львівська політехніка” (Львів,1997), міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми теорії і практики залізобетону” (Полтава, 1997), міжнародній науково-практичній конференції “Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу” (Львів-Дубляни, 1999), на міжнародній науково-технічній конференції “Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди” (Рівне, 1999), на науково-технічних конференціях та наукових семінарах кафедри будівельних конструкцій ЛДАУ, кафедри “Будівельні конструкції та мости” НУЛП, кафедри “Залізобетонні та кам’яні конструкції” КНУБА.

Публікації: На тему дисертації опубліковано 12 наукових праць (з них 5 у фахових збірниках), в тому числі: 3 статті у Віснику ДУ “Львівська політехніка”, 1 стаття у Віснику Рівненського держаного технічного університету, 1 стаття у матеріалах ІІ міжнародного симпозіуму “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів”, 1 стаття у збірнику наукових праць “Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій”, 6 тез доповідей на загальноукраїнських і міжнародних конференціях.

Структура дисертації:

Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг становить 151 сторінка, в тому числі 120 сторінок тексту, списку використаних джерел 96 найменувань на 8 сторінках, 4 додатків на 23 сторінках, 63 рисунків, 9 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність розглянутого питання, формулюється мета і задачі дисертаційної роботи.

У першому розділі на основі відомостей з літературних джерел виконано аналітичний огляд проведених досліджень в галузі анкерування стержнів у бетоні, прогресивних конструкцій стропувальних петель та методик їх розрахунку.

Аналіз виконаних робіт показав, що у проблемі анкерування стропувальних петель і інших закладних деталей у бетоні є низка невирішених питань. Руйнування конструкцій на анкерних ділянках може мати різний характер і виникати внаслідок: розриву анкера, зминання бетону, виколювання бетону, висмикування анкера з бетону та розколювання бетону. Несуча здатність петель зумовлена багатьма факторами і залежить від класу бетону, діаметра арматури, довжини анкерування, форми анкера, товщини елемента. Основним недоліком застосовуваних стропувальних петель є їх підвищена металомісткість, яка зумовлена необхідністю надійного анкерування віток петлі (рис. 1).

Рис.1. Конструкції типових стропувальних петель для внутрішніх стінових панелей за серією 84Л: а – розташування петель у бетоні внутрішніх стінових панелей; б – конструкції петель.

стропувальні петлі, що застосовуються в елементах крупнопанельних житлових будинків, є неекономічними і в більшості випадків нетехнологічними, тому вимагають удосконалення. У відомих методиках розрахунку стропувальних петель (методика за існуючими нормами, методика науково-дослідного інституту залізобетону Росії та методика Московського науково-дослідного і проектного інституту типового і експериментального проектування) виконується розрахунок міцності анкерних стержнів, розрахунок зминання (локального руйнування) бетону під тиском арматури на їх контакті, розрахунок висмикування петлі з бетону та виколювання бетонних масивів разом із петлею.

питання конструювання і забезпечення несучої здатності та деформативності стропувальних петель на сьогоднішній день ще недостатньо вивчене. Існуючі методики розрахунку не охоплюють всіх випадків втрати несучої здатності стропувальних петель. Тому необхідно вдосконалювати методику розрахунку стропувальних петель на основі результатів додатково проведених експериментальних досліджень різних конструкцій петель з вивчення їх реальної роботи та математичного моделювання напруженого стану. Результатом таких досліджень повинна бути розробка конструкцій підіймальних петель з мінімальною витратою металу і з використанням сучасних технологій їх виготовлення.

У другому розділі викладена методика та результати експериментальних досліджень роботи різних типів підіймальних петель на фрагментах стінових панелей та контрольних випробовувань підіймальних петель в реальних умовах.

Випробувано 21 дослідний зразок розмірами 1200х2000мм з важкого і легкого бетону різної товщини на полігоні Львівського ДБК та 18 зразків 1000х800х160мм з важкого бетону у лабораторії ЛДАУ. У першій серії дослідів вивчалася несуча здатність 3 типів петель: замкнутої стержневої петлі з кутовим зварюваним з’єднанням, замкнутої стержневої петлі з центральним зварюваним з'єднанням і незамкнутої стержневої петлі з висадженими головками і шайбами. Руйнування дослідних зразків у більшості випадків пройшло внаслідок розколювання в площині петлі, частина зразків зруйнувалася за похилим перетином у межах виступаючої консольної частини, на яку опиралася рама дослідної установки. Аналіз результатів випробовувань показав (табл.1), що всі використані у дослідних зразках петлі можуть бути застосовані у великопанельному домобудівництві замість типових, і при відповідних розрахункових обгрунтуваннях призведуть до 15 – 20% економії металу на 1 виріб. Найбільш економічною конструкцією підіймальних петель, як за витратою металу, так і за трудоємністю їх виготовлення є замкнуті петлі з центральним зварюваним з’єднанням. Натурні випробовування стропувальних петель замкнутого типу в реальних стінових панелях показали задовільний результат.

Лабораторними випробовуваннями дослідних зразків замкнутих стропувальних петель з центральним зварюваним з’єднанням (рис.2) було встановлено, що їх несуча здатність залежить від глибини анкерування, класу бетону, якості зварюваного шва та розташування петлі по відношенню до площини стінової панелі. Всі дослідні зразки зруйнувались внаслідок розколювання бетону при навантаженнях, які перевищують розрахункові, визначені за методиками СНиП-2.03.01-84*, НДІЗБ Росії, МНДІТЕП (рис.3,4).

Аналіз деформацій бетону показав (рис.5), що руйнування дослідних зразків пройшло внаслідок розколювання бетону на анкерній ділянці в межах нижнього кінця петлі після утворення тріщин по довжині вітки. Збільшення довжини анкерування не змінює характеру руйнування, але підвищує несучу здатність петлі.

У третьому розділі представлені рекомендації з розрахунку замкнутих стропувальних петель з центральним зварюваним з’єднанням у плоскостінних бетонних і залізобетонних конструкціях, в яких визначальним є розрахунок з умови розколювання бетону. Крім того, стропувальні замкнуті петлі перевіряються за існуючими методиками з умов міцності анкерних стержнів, зминання бетону під тиском анкера і виколювання бетону.

У пропозиціях розрахунку на розколювання використана технічна теорія зчеплення М.М. Холмянського та рекомендації Р.Залігера з розрахунку анкерування в бетоні гладких арматурних стержнів з незамкнутим гаком. За цими пропозиціями розколювання бетону наступає внаслідок утворення пластичного клина у межах гаку.

Таблиця 1

Результати випробовувань дослідних зразків першої серії з підіймальними петлями різної форми.

№ | Марка зразка | К-сть | Геометрич-ні розміри

зразка, мм | Характе-ристики петель | Максимальна величина навантаження |

Характер

руйнування

Тип | Діаметр,клас

арматури | За СНиП2.03.01-84*, FT, кН | За експеримен-том, Fe | Fe / FT

1 | Пн11 | 1

1 | 2000х1200х

350 | А | 20А-І | 4,80

4,80 | 12,0

10,9 | 2,5

2,19 | Руйнування консолі

Розколювання

2 | Пн21 | 11 | 2000х1200х350 | А | 22А-І | 4,80

4,80 | 7,8

8,5 | 1,63

1,78 | Розколювання

Розколювання

3 | Пн41 | 1

1 | 2000х1200х350 | Б | 22А-І | 4,80

4,80 | 9,0

7,0 | 1,88

1,46 | Руйнування консолі

Розколювання

4 | Пн111 | 1

1 | 2000х1200х350 | В | 22А-І | 4,80

4,80 | 13,4

12,7 | 2,79

2,64 | Розколювання

Розколювання

5 | Пц51 | 1 | 2000х1200х300 | Б | 22А-І | 4,30 | 8,03 | 1,87 |

Розколювання

6 | Пц61 | 1

1 | 2000х1200х300 | А | 22А-І | 4,30

4,30 | 14,1

16,1 | 3,28

3,74 | Руйнування консолі

Руйнування консолі

7 | Пв72 | 1

1 | 2000х1200х160 | Б | 22А-І | 4,20

4,20 | 12,29,0 | 2,90

2,14 | Розколювання

Руйнування консолі

8 | Пв82 | 1

1 | 2000х1200х160 | А | 22А-І | 4,20

4,20 | 9,0

11,0 | 2,14

2,62 | Розколювання

Розколювання

9 | Пв92 | 1

1 | 2000х1200х160 | Б | 22А-І | 4,20

4,20 | 10,0

11,0 | 2,38

2,62 | Розколювання

Розколювання

10 | Пв102 | 1

1 | 2000х1200х160 | А | 22А-І | 4,20

4,20 | 9,0

6,0 | 2,14

1,43 | Розколювання

Розколювання

11 | Пв122 | 1

1 | 2000х1200х160 | В | 22А-І | 4,20

4,20 | 11,0

11,0 | 2,62

2,62 | Розколювання

Розколювання

Примітки: 1 - дослідні зразки, виготовлені з легкого бетону; 2 - дослідні зразки, виготовлені з важкого бетону; А - замкнута стропувальна петля з кутовим зварюваним з’єднанням; Б - незамкнута стропувальна петля з висадженими головками і шайбами; В - замкнута стропувальна петля з центральним зварюваним з’єднанням.

Рис.2. Конструкція дослідних зразків з підіймальними петлями замкнутого типу з центральним зварюваним з’єднанням у вигляді фрагментів внутрішніх стінових панелей: а – конструкція дослідного зразка; б – конструкція підіймальної петлі; 1 – підіймальна петля; 2 – бетонний дослідний зразок; 3 – п-подібні анкери з різьбовими випусками;

Рис.3. Графік залежності експериментальних і теоретичних величин несучої здатності петель від глибини анкерування при розрахунку за методиками: а- СНиП-2.03.01-84*; б - НДІЗБ Росії; в – МНДІТЕП. Умовні позначення: О - з умови міцності арматурних стержнів; - з умови міцності на зминання бетону; 0 - з умови міцності на висмикування з бетону; ¦ - з умови локального руйнування бетону; - з умови міцності на виколювання; х - експериментальні дані;

Рис.4. Експериментальні і теоретичні величини несучої здатності дослідних зразків з різними типами стропувальних петель за методиками: а - СНиП-2.03.01-84*; б - НДІЗБ Росії; в – МНДІТЕП. Умовні позначення: О - з умови міцності арматурних стержнів; - з умови міцності на зминання бетону; 0 - з умови міцності на висмикування з бетону; ¦ - з умови локального руйнування бетону; - з умови міцності на виколювання; х - експериментальні дані; І – дослідний зразок із замкнутою стропувальною петлею з центральним зварюваним з’єднанням та глибиною анкерування 30см; ІІ – те ж, з конструктивним армуванням зразка; ІІІ – те ж, при відсутності зварюваного з’єднання; IV - те ж, з розташуванням петлі у площині дослідного зразка;

Розрахунок із умови розколювання виконується з припущенням наявності постійної величини зусилля в гаку замкнутої стропувальної по всій його довжині. Розрахункове зусилля утворення пластичного клина у межах гаку визначається з умови:

(1)

Позначенння:

d – діаметр стержня арматури петлі,

Dh – діаметр заокруглення гака,

Рис.5. Розвиток деформацій бетону в зоні анкерування дослідних зразків: а – П30-2; б – П40-1; в – П50-2;

?0 -?напруження в гаку,

h - центральний кут гака,

p - кут нахилу поверхні пластичного клина до осі анкера,

ff – коефіцієнт тертя,

s - напруження зрізу,

Rbt – опір бетону на розколювання.

Якщо праву частину рівняння позначити, як деякий параметр Fо, то величину 0 можна визначити за формулою:

(2)

Зусилля розтягу в гаку буде рівне

(3)

Позначення Аs - площа арматурного стержня.

Тоді в стержнях петлі зусилля, при якому утворюється пластичний клин у закругленій її частині, дорівнює Nzb=2Nzs (рис.6). Саме ж руйнування проходить в результаті розколювання суцільної частини бетону висотою ?r, яка розташована вище клина. Несуча здатність підіймальної петлі N складається із зусилля Nzb, яке виникає в арматурі віток петлі при утворенні пластичного клина, та зусилля розколювання Nrb, яке визначається величиною сили розколювання суцільної частини бетону, розташованого вище клина :

N = Nzb + Nrb (4)

Зусилля Nrb визначаємо із умови розколювання куба бетону за формулою:

(5)

Позначенння:

- масштабний коефіцієнт,

Rbt - розрахунковий опір бетону на розтяг, приймаємо, як опір на розколювання за пропозицією Фере Rbt= Rbt,F =0.232 Rm2/3,

A r - площа розколювання, A r= blr.

Експериментальні дослідження показують, що тріщини у бетоні вздовж віток петлі розвиваються від верхньої грані до середини елементу. Розколювання наступає після того, як у верхній частині елементу розвинулася тріщина. За результатами досліджень роботи петель з різною глибиною анкерування було встановлено, що середня глибина розвитку тріщин у передруйнівній стадії коливається в межах 0,3(?an – Dh/2), тому з деяким наближенням площу A r можна прийняти рівною 0,7b(?an – Dh/2).

Результати розрахунку стропувальних петель за даною методикою та порівняння їх з дослідними даними представлені у таблиці 2.

У всіх дослідних петлях з центральним зварюваним з’єднанням при розрахунку зусилля Nzb кут h був прийнятий 1800, а для розімкнутої петлї без з’єднання - 900, тому що петля складалася з двох половинок. У випадку поперечного розташування петлі наближено приймаємо ?r але кінцеве вирішення цього питання вимагає додаткових досліджень. У зразках з

Рис. 6. Схема розколювання петель замкнутого типу згідно запропонованої методики.

ізольованими вітками петлі розрахунова площа розколювання приймається з врахуванням повної висоти ?an, тому що тріщини в бетоні до початку розколювання не були зафіксовані.

При порівнянні результатів розрахунку з експериментальними даними у більшості випадків одержано задовільні результати (табл. 2).

У четвертому розділі представлено теоретичні передумови математичного моделювання напружено-деформованого стану плоскостінних залізобетонних конструкцій на ділянках розташування підіймальних петель та алгоритм визначення напруженого стану.

Для визначення величини граничної несучої здатності, розвитку деформацій та початку утворення тріщин була розроблена методика розрахунку на ЕОМ з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів. В основі цього розрахунку лежить метод скінчених елементів. Розрахункове представлення дослідного зразка приймаємо у вигляді певного набору плоских чотирикутних та лінійних стержневих скінчених елементів. Лінійний елемент, який ототожнюється зі стержневою арматурою, сприймає осьовий розтяг, бетонний елемент замінюємо на множину чотирикутних плоских елементів, які знаходяться у плоскому напруженому стані і мають 8

Таблиця 2

Порівняння результатів експериментальних даних дослідних зразків з теоретичними, одержаними з інженерного розрахунку на розколювання та розрахунку на ЕОМ

Дослідні зразки | Глибина

анкерування, см | Кубова міцність

Rm, МПа | Експериментальна несуча здатність

Nе, кН | Несуча здатність

стропувальних петель Nт, кН

за інженерним розрахунком | за методом скінченних елементів

Nт | Nт / Ne | Nт | Nт / Ne

П 30-1 | 30 | 11,69 | 65 | 67,7 | 1,04 | 70 | 1,08

П 30-2 | 30 | 11,69 | 55 | 67,7 | 1,23 | 70 | 1,27

П 40-1 | 40 | 10,62 | 72 | 78,3 | 1,09 | 65 | 0,90

П 40-2 | 40 | 11,69 | 60 | 83,9 | 1,40 | 67,5 | 1,13

П 50-1 | 50 | 10,62 | 88 | 93,5 | 1,06 | 80,5 | 0,91

П 50-2 | 50 | 10,62 | 60 | 93,5 | 1,56 | 80,5 | 0,91

П 30а-1 | 30 | 9,00 | 55 | 55,8 | 1,02 | 62,5 | 1,13

П 30а-2 | 30 | 9,00 | 60 | 55,8 | 0,93 | 62,5 | 1,04

П 30р-1 | 30 | 9,00 | 55 | 43,8 | 0,91 | 62,5 | 1,13

П 30р-2 | 30 | 9,53 | 42 | 51,9 | 1,24 | 45,5 | 1,08

П 30п-1 | 30 | 9,53 | 65 | 63,9 | 0,98 | 74,5 | 1,14

П 30п-2 | 30 | 9,53 | 76 | 63,9 | 0,85 | 74,5 | 0,98

П 30х-1 | 30 | 11,42 | 70 | 73,0 | 1,04 | 73,0 | 1,04

П 30х-2 | 30 | 11,42 | 70 | 73,0 | 1,04 | 73,0 | 1,04

П 30в-1 | 30 | 11,42 | 68 | 66,5 | 0,97 | 84,5 | 1,24

П 30в-2 | 30 | 11,42 | 82 | 66,5 | 0,8 | 84,5 | 1,03

П 30-3 | 30 | 20,84 | 88 | 104,2 | 1,18 | 91,0 | 1,03

П 30-4 | 30 | 20,84 | 90 | 104,2 | 1,16 | 91,0 | 1,01

степенів вільності. Діаграма - бетону описувалась з використанням квадратичної залежності за пропозиціями ЕКБ-ФІП з уточненнями коефіцієнтів.

Реалізація обчислень на еом виконана при навантаженні стержнів послідовним прикладенням ступенів навантаження. Враховуючи фізичну

нелінійність вихідних матеріалів, для оцінки фактичного напружено-деформованого стану застосовано метод послідовних наближень. Характер утворення та розвитку тріщин, який спостерігається під час розрахунку на екрані ЕОМ досить добре узгоджується з розвитком тріщин під час експериментальних досліджень. Результати обчислень наведені у таблиці 2.

Загальні висновки

1. Розроблено нову ефективну конструкцію підіймальних петель замкнутого типу для плоскостінних елементів з мінімальною затратою матеріалів і удосконаленою технологією виготовлення, яка з успіхом може бути використана як анкерний пристрій у вузлах з’єднання розтягнутих і згинальних елементів залізобетонних конструкцій.

2. Стропувальні петлі, які застосовуються у плоскостінних залізобетонних конструкціях залізобетонних стінових панелей є матеріаломісткими та складними у виготовленні і їх робота вивчена недостатньо, як теоретично, так і експериментально, а існуючі рекомендації з розрахунку підіймальних петель не дозволяють оцінити їх реальну несучу здатність.

3. Новий тип підіймальних петель для плоскостінних конструкцій опрацьовано на основі результатів експериментальних досліджень різних типів петель у фрагментах реальних стінових панелей великопанельних будинків.

4. Експериментальними дослідженнями виявлено характер руйнування елементів на ділянках розташування підіймальних петель, який у більшості випадків проходив внаслідок розколювання бетону, і оцінено напружено-деформований стан бетону та арматури.

5. Аналіз результатів експериментальних досліджень підтвердив ефективність, економічність та технологічність запропонованої конструкції підіймальних петель при виготовленні плоскостінних залізобетонних конструкцій.

6. Розроблено методику оцінки напружено-деформованого стану бетону і арматури на ділянці розташування підіймальної петлі за допомогою методу скінчених елементів з використанням ЕОМ і реальних діаграм ?-? матеріалів, які описанні на основі параболічної залежності ФІП ЕКБ. З застосуванням цієї методики визначено напружено-деформативний стан експериментальних зразків і проведено числовий експеримент, в ході якого промодельовано роботу запроектованих підіймальних петель .

7. Розроблено інженерну методику розрахунку підіймальних петель з використанням пропозицій з розрахунку анкерних пристроїв для випадку розколювання бетону, опрацьованих у наукових роботах М.М. Холмянського та Р.Залігера.

8. Запропонована конструкція підіймальної петлі і методика її розрахунку були перевірені натурними випробовуваннями реальних внутрішніх стінових залізобетонних панелей серії 84л. Одержані позитивні результати, на основі яких петля була впроваджена у виробництво при виготовленні залізобетонних стінових панелей на дочірньому підприємстві “Львівміськбудіндустрія”.

9. Проведено порівняльний техніко-економічний аналіз типової і запропонованої стропувальної петлі. Економічний ефект від впровадження підіймальних петель замкнутого типу з центральним зварюваним з’єднанням складає 30 тис. гривень на рік.

Публікації

1. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Розподіл деформацій у бетоні при висмикуванні анкерів типу замкнутих стропувальних петель з різною довжиною анкерування // Вісник Рівненського державного технічного університету “Ресурсоекономні матеріали конструкції, конструкції. будівлі та споруди”, Випуск 3. - Рівне. – 1999. -С.221-226.

2. гнатюк О.Т. Розподіл деформацій в арматурі анкерів типу замкнутих стропувальних петель у плоских збірних плоскостінних конструкціях // Збірник наукових праць “діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій”. - Львів, Каменяр, 2001. -С.55-61.

3. гнатюк О.Т., Ониськів Б.М. Деформації в арматурі і бетоні при роботі замкнутих стропувальних петель у плоскостінних залізобетонних конструкціях // Вісник ДУЛП “:Теорія і практика будівництва” №441. -Львів, 2001. -С.41-46.

4. Гнатюк О.Т. Експериментальні дослідження роботи підіймальних петель в лабораторних взірцях фрагментів внутрішніх стінових панелей КПД // Вісник ДУЛП “:Теорія і практика будівництва ” №335. - Львів, 1997. -С.12-16.

5. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Вплив різних факторів на несучу здатність підіймальних петель // Збірник наукових статей “Проблеми теорії і практики залізобетону”, Полтавський ДТУ ім.Ю.Кондратюка. –1997.-С.84-87.

6. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Ефективні конструкції строповочних петель замкнутого типу // Міжнародна науково-практична конференція “Совершенствование стройматериалов, технологий и методов расчёта конструкций в новых экономических условиях”. -Суми, 1995. -С.200-201.

7. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Економічні конструкції підіймальних петель для плоских тонкостінних збірних залізобетонних елементів // Збірник наукових статей “Проблеми теорії і практики будівництва”. - Львів, 1997. -С.85-86.

8. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Експериментальні дослідження конструкцій підіймальних петель для збірних елементів КПД // ІІ міжнародний симпозіум “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів”. - Львів-Дубляни,1996. -С.50-55.

9. Ониськів Б.М., Холод П.Ф., Сорока Я.В., Канюк В.М., Гнатюк О.Т. Результати досліджень в ділянці удосконалення залізобетонних конструкцій будинків та споруд і методів їх розрахунку // Збірник матеріалів конференції до 150 – річчя ЛПІ, Львів, 1994.- С.228.

10. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Підхід до конструювання, розрахунку та випробування стропувальних петель збірних бетонних і залізобетонних конструкцій // Матеріали звітної науково-технічної ювілейної конференції, присвяченої 75-літтю ЛСГІ. -Луганськ, 1996.- С.127-128.

11. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Удосконалені конструкції підйомних петель для збірних залізобетонних елементів // І Всеукраїнська науково-технічна конференція “Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону”. -Київ, 1996. -С.328-329.

12. Ониськів Б.М., Гнатюк О.Т. Дослідження міцності анкерування стропувальних петель для підйому одношарових плоских виробів крупнопанельного домобудівництва // Тези міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої пам’яті Є.Храпливого “Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу”. -Львів, 1999. –С.324-326.

АНОТАЦІЇ

Гнатюк О. Т. Несуча здатність анкерних петель плоскостінних залізобетонних конструкцій. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2001 р.

В дисертації розглядаються експериментальні та теоретичні дослідження нових ефективних замкнутих стропувальних петель з центральним зварюваним з’єднанням, а також різних прогресивних типів стропувальних петель у фрагментах реальних стінових панелей великопанельних будинків. Розроблено інженерну методику розрахунку підіймальних петель замкнутого типу з використанням пропозицій, опрацьованих у наукових роботах М.М. Холмянського та Р.Залігера, з розрахунку анкерних пристроїв для випадку розколювання бетону. Розроблено методику оцінки напружено – деформованого стану бетону і арматури на ділянках розташування підіймальних петель за допомогою методу скінчених елементів з використанням ЕОМ і реальних діаграм - матеріалів.

Виконано порівняння результатів експериментальних та теоретичних досліджень, що підтвердило достатню точність запропонованих методів розрахунку. Проведено порівняльний техніко-економічний аналіз типової і запропонованої стропувальної петлі та визначено економічний ефект.

Ключові слова: анкерні петлі, плоскостінні залізобетонні конструкції, несуча здатність, фрагменти стінових панелей, замкнута стропувальна петля з центральним зварюваним з’єднанням.

Hnatiyk O. T. Carrying ability of the anchoring loops in the reinforced concrete plane wall structures. – Manuscript

Thesis for the Scientific Degree of Candidate of technical sciences. Speciality 05.23.01- Building constructions, buildings and structures – National university “ Lviv Polytechnic”, Lviv, 2001

The thesis examines experimental and theoretical research of the new effective close type loops with central welded junction.

Experimental research of various types of the lifting loops in the large panel structures fragments of wall panels have been made. One has developed engineering methods of the close type lifting loops with the use of proposals on the calculation of the anchor devices for the case of concrete cleavage described in M.M. Kholmyanskyi and R.Saliger works. methods of estimation of stressed and distorted state of concrete and reinforcement, work of the lifting loops with the help of the method of final elements, use of electronic computers and real diagrams of ????materials have been worked out.

Comparison of the experimental and theoretical research results have been done. This proved the sufficient accuracy of the methods that had been proposed. Comparative technical and economic analithys of the typical and the proposed the lifting loop have been conducted. Economic effect of it has been defined.

Key words : the anchoring loop, plane wall reinforced concrete structures, carrying ability, wall panels fragments, close lifting loop with central welded junction.

Гнатюк А. Т. Несущая способность анкеровочных петель плоскостенных железобетонных конструкций. - Рукопись

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 – строительные конструкции, здания и сооружения – Национальный университет “Львовская политехника”, Львов, 2001 г.

Содержание диссертации:

В диссертации рассматриваются экспериментальные и теоретические исследования новых эффективных замкнутых строповочных петель с центральным сварным соединением. Строповочные петли, используемые в стеновых конструкциях крупнопанельного домостроения, сложны в изготовлении и материалоемкие (до 1/3 расхода стали на одну панель). В связи с этим были разработаны новые экономичные типы строповочных петель и выполнены широкие экспериментальные исследования разных типов строповочных петель на фрагментах реальных стеновых панелей различной толщины из тяжелого и легкого бетонов крупнопанельных зданий. Были исследованы замкнутые стержневые петли с угловым сварным соединением, замкнутые стержневые петли с центральным сварным соединением и незамкнутые стержневые петли с высаженными головками и шайбами. Анализ результатов проведенных экспериментальных исследований показал, что все перечисленные типы петель могут быть использованы в крупнопанельном домостроительстве, экономия металла при этом составит до 20%. Наиболее экономной конструкцией оказалась замкнутая стержневая петля с центральным сварным соединением.

Дополнительно были проведены лабораторные исследования опытных образцов замкнутых строповочных петель с центральным сварным соединением и установлено, что на несущую способность строповочных петель влияет глубина анкеровки, класс бетона, качество сварного шва, расположение петли по отношению к плоскости стеновой панели. Все опытные образцы разрушились в результате раскалывания бетона при нагрузках, выше расчетных, определенных по методиках СниП-2.03.01-84*, НИЖБ России, МНИИТЭПа.

Анализ деформаций бетона показал, что разрушение опытных образцов произошло вследствие раскалывания бетона в анкерной зоне в области нижнего конца петли после образования трещин по длине веток. Увеличение длины анкеровки не изменяет характера разрушения, но увеличивает несущую способность петли, при этом сцепление гладкой арматуры класса А-I с бетоном решающего значения не имеет.

В результате анализа деформаций бетона и арматуры были разработаны рекоммендации по расчету замкнутых строповочных петель с центральным сварным соединением в плоскостенных бетонных и железобетонных конструкциях. Определяющим в расчете строповочных петель железобетонных плоскостенных конструкций является расчет на раскалывание бетона. Разработано инженерную методику расчёта подъёмных петель замкнутого типа на раскалывание бетона с использованием предложений по расчёту анкерных приспособлений, разработанных в научных работах М.М. Холмянского и Р.Залигера. Расчет на раскалывание производится исходя из образования пластического клина в бетоне нижней закругленной части петли, которое приводит к раскалыванию бетона, расположенного выше. Экспериментальные данные показывают, что раскалывание, как правило, происходит после того, когда в некоторой части бетона в верхней зоне петли на всей толщине элемента развились трещины. Несущая способность стержневых строповочных петель замкнутого типа определяется условиями прочности анкерных стержней, локального разрушения бетона под давлением анкера, выкалывания бетона, используя существующие методики расчета.

Разработано также методику оценки напряженно–деформированного состояния бетона и арматуры подъёмных петель с помощью метода конечных элементов с использованием ЕОМ и реальных диаграмм - материалов. Выполнено сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований, подтвердившее достаточную точность предложенных методов расчёта. Проведено сравнительный технико-экономический анализ типовой и предложенной строповочной петли и определено экономический эффект.

Ключевые слова: анкерная петля, плоскостенные железобетонные конструкции, несущая способность, фрагменты стеновых панелей, замкнутая строповочная петля с центральным сварным соединением.

Підписано до друку 28.12.2001р. Формат паперу 60х90/16

Ум.друк.аркушів 1,39.Уч.-видав.листів 1,0.

Папір офсетний. Друк офсетний. Зам.192.

Ротапринт ЛАДУ, Дубляни, Студентська, 2. Тираж 100 прим.

Національний університет “Львівська політехніка”