автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность сталебетонных композитных элементов с полым бетонным ядром при центральном сжатии с кручением

Р Г Б ОД 2 О НЮ 11 1994

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

На прачох рукописи

Хассан Аль-Мукдад

УДК 624.016.5

ПРОЧНОСТЬ СТАЛЕБЕТОННЫХ КОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОЛЫМ БЕТОННЫМ ЯДРОМ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ СЖАТИИ С КРУЧЕНИЕМ

05.23.01 — Сцюителнные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

М и и с к 10 9 4

1'ооита выполнима л Белорусской 1*осу дарственно И иолнтохлической академии.

- заслуженный деятель лаукн Беларуси, доктор технических «мук, профессор Лукша Л.К.

заслужены^ деятель науки И!, доктор технических наук, прсхрессор Лецольд Т.М., кандидат технических наук, старший каушшй сотрудник Залого В.Ф.

- ЪзлШИО Госстроя РБ,

Защити состоится С/ •/•/-?] 994 гада в {¿" ^часов на

заседании специализированного совета К.056.02.01 по нрисувдвнию ученой степени кандидата технических наук в Белорусской государственной политехнической академии по адресу: ¡¿20027, г.Минск, проспект Ф.Скоршш, 65, глашшИ корпус, ауд. 202.

' V диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Б1Л1Л.

Автореферат разослан

«30*- ! ¿л Сс^ .1991 года.

Научний рукосодитель

Официальные ошюнонти;

Бедущее предприятие

Учены!! секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцонг Е.М.Сидорович

(с) Белоруоекая государственная политехническая академия,_ 19Э4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те мы. В связи с переходом экономики развивающихся стран, стран восточной Европы и Азии на рыночные отношения возникает необходимость новых подходов к капитальному строительству в части максимальной экономии сырьевых ресурсов, в снижении удельной стоимости материалов и строительных конструкций, в уменьшении трудовых затрат при возведении современных зданий и сооружении. Существенно важным является также повышение долговечности строительных объектов, снижение эксплуатационных расходов за счет увеличения их сроков службы. Не последнюю роль играет .шедший вид,архитектура сооружений. Большинство этих требований удовлетворяется с переходом при проектировании и строительстве от железобетонных к сталебетонным несущим конструкциям зданий и сооружений.

Мало исследованной областью работа сталебетона является кручение и сжатие с кручением, особенно это касается элементов с полым бетонным ядром. Экспериментальному и теоретическому исследованию прочностных свойств таких элементов посвящается настоящая работа.

Цель работы- экспериментально исследовать прочность сталебетонных элементов с полым бетонным ядром на сжатие с кручением, изучить закономерности его поведения под нагрузкой, разработать метода расчета прочности и дать предложения по проектированию и применению сжато-скручиваемых сталебетонных элементов кольцевого сечения.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих научно-технических задач:

- выполнить анализ существующих мзтодов расчета сталебетонных элементов при осевом и других видах их загружения;

- проанализировать методику и результаты экспериментальных исследований сталебетонных элементов при сжатии с кручением;

- разработать методику экспериментальных исследований;

- разработать исходные предпосылки, создать физическую и расчетную модели напряженного состояния элемента в целом и его компонентов при совместном действии сжатия с вручением;.

- получить рнеччтние ячнисимоети дяя определения предельных

усыпил, д.пь их анализ и попссгавлеаий о ошя-ншзд данными;

- дать рекомендации по расчету и проектированию сталебетонных эдешагов, (юдгцодшшх дейотьвю аютяя с кручением.

А ВТС{» й а Щ 1-. к; о е 'I 1

- методику эясперимек^аяьш.» исследований щючноеги стшшйе-тоинык уг1м\к-,нтг я о полым ^атоиннд: ядром на сжатие с кручением;

- результаты экспериментальных исследований прочности стоив-бьэишшх элементов с полны оетоьнш ядром при чистом кручении и сжатии с кручеш'.ем;

- метода расчета прочности оталеОотонных элементов с оолш бетонным ядром при чистом кручении и скатии с кручением для двух случаев осевого загружения: при больших и малых продольных силах;

- основные выводы и рекомендация по проектированию рассматриваемых элементов.

Научная новизна р а о о т н :

- экспериментально изучены прочность сталебетонных элементов с шмшк йетошы/- ядром при чисто ел кручении и сжатии с кручением;

- разработана расчетная модель напряженного состояния поло-

IV. сталебетодного элемента, нагруженного продольной силой и крутящим моментом дяя двух случаев лагруженця продольной силой;

- нолучннк фундаментальные 'зависимости дан расчета предоль-11011. состояния стаквое тонкого элемента, подверженного-сложному салоном,у эоздовепшю ияааия о кручением,

К (•. а к т и ч е с к о (; э и н ч е к и е р п боты.

V.ьарнйотади инженерны« методи рас чета прочности сталебетона с по-лш бетонным ядро« дай омучъы» оолыаих и малых продольных сил.

д 0 р о 6 Н ц и я р а о п т и .Материалы диссертации до-локеьь на научном семинаре к-лЬедры "Мосты и тоннели" КГ11А.

С т р у к V у.р а и о 0 ь и м р а о о т ы . Диссертация состой 1 яэ вьедения, трех глав, заключения и выводов, списка литературы из Ь4 наш'..ноеашш. Изложена на 153 страницах включая 64 рисунки.

Выполнена на кафедра "Мосты и тоннели" Белооусской государственной политехнической академии под научным руководством заслуженного деятеля науки Беларуси докторя технических наук, профессора Л.К.Лунии.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ -

Во введении обосновывается актуальность, научная и прикладная значимость темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований я указаны основные полученные результаты, выносящиеся на защиту.

В первой главе дан литературный обзор экспериментальных и теоретических исследовании в области сталебетона, имеющихся в литературе. Рассмотрены результаты и методология исследований, выполненных профессорами А.А.Гвоздевым, А.А. Должен ко, И.М.Жербинкм, Л.К.Лушей, Й.ГЛпдковским, Р.С.Санжаровским, Л.И.Сторояенко и др. Проанализированы исследования выпускников кафедры "Мосты и тоннели" докторов философии Абдулая Салеха, Исмаи-ла Джабра, Хатавда Аль Саеди, кандидатов технических наук Л.В.Гулиц-кой и Д.В.Черкасова, внесших большой вютад в развитие научного направления кафедры по сталебетонным композитным конструкциям; Значительное внимание уделено анализу научных исследований сталебетонных композитных конструкций, выполненных в последние годы классиками в области сталебетона дальнего зарубежья (Китай, Франция, США, Япония и др.). В частности, рассмотрены исследования тагах выдающихся зарубежных последователей,как М.Вакабашш, Ш.Т.Конг, Ч.Мацуи, К.Оакипо, М.Тогли, Ш.Х.Цай и др.

Критический анализ научных подходов к сценке работы сталебетонных элементов в различных условиях их нагружения позеолил дать новое определение тонкостеннооти стальных труб композитного сталебетонного элемента, приведенное, б пергой гдэнв диссертации, форму-лируш^еея следумшм образом: тонкоетешшми стмльшллк трубки в яндялтея такие*, для которых оорик: р-.сччтное опрп-тард--!«« стальной трубы р прчделм^м состоянии ?лемчнта, рассчитанное НО фошуле Я . К.Л у К "Я , близко ИЛИ priB4ll нули. Этот КрИТв-!>ий ro!!i'i>cit-H4ooTV), "Hi чкг'-м;- ганн'/П', in^s? ;/н '.ьс-.роялей по сц-чн-

нению с отношением толщины стойка к радиусу, труби, введенным профессором .А.А.Гвоздевым, поскольку он наряду о геометрическими учитывает т»кже исходные механические свойства применяемых материалов, в том числе предел текучести, призменную прочность и модули упругости бетона и стали сталебетонного элемента.

Изложенный в первой главе анализ научных исследований по проч-. иоеги сталебетона показал, что большинство работ посвящено классическим нагружениям сталебетонных элементов, а именно, центральному и виецентрешюму сжатию сплошных к полых сталебетонных элементов, частично поперечному их изгибу. Имеются работы по чистому кручению и кручению с изгибом. Что касается кручения со сжатием, то здесь имеется практически только одна работа Исмаила Джабра, посвященная сталебетонным элементам со сплошным бетонным ядром. Над сталебетонными элементами с полам бетонным ядром, подверженными действию продольной силы и крутящего момента, системные исследования по-видимому, еще не производились. Поэтому экспериментальные и теоретические исследования прочности сталебетона кольцевого сечения при сжатии с кручением явились первоочередной задачей, подлежащей решению при разработке темы диссертации.

Во второй главе изложена разработанная методика экспериментальных исследований. Описаны: конструкция опытных образцов, испытательное устройство, изготовление опытных образцов и подготовка их к испытанию, кратко изложено научное планирование эксперимента, дано описание способа контроля прочности и упругости применяемых бетона и стали трубы, обоснованы методы нагружения опытных образцов, приводятся и анализируются полученные опытные результаты по прочности центрально сжатых образцов, образцов на чистое кручение и на совместное действие продольной силы и крутящего- момента.

Опытные образцы бетонировались в лабораторных условиях. Уплотнение бетона - с помощью вибрации. Бетонная смесь приготовлялась в лабораторной бетономешалке. Для изготовления сталебетонных образцов использовался бетон различной прочности. Соглаоно плану эксперимента,были приняты 3 расчетных состава бетона. Фактически, однако, их по прочности получилось больше - 7 составов, т.е. доя каждой серии образцов свой состав, поскольку каждую серию пришлось

изготавливать автономно,контроль прочности бетона производился с помощью испытания бетонных кубов размерами 100x100x100 ш и призм размерами 100x100x400 мм. .

Для изготовления сталебетонных опытных образцов использовались стальные цельнотянутые трубы наружным диаметром 219 мм, внутренним - 205 мм. Номинальная толщина стенки состаппяла 7 мм. Часть труб была обточена на токарном станке до наружного диаметра 213 мм, т.е. толгдана стенки была уменьшена до 4 мм. Предел текучести металла труб, согласно выполненным стандартным испытаниям, составил 2474 кгс/см2. Диаметр полости бетонного ядро сталебетонных образцов был одинаковым и равным 67,5 мм. Каждая серия состояла из 4 сталебетонных образцов, один из которых испнтыволся осевой продольной силой, второй - крутящим моментом (.чистое кру-ченяе), остальные два - сжатием с кручением при различной величине продольной силы. Всего бшо изготовлено и испытано 7 серий образцов. Одна из серий была неполной - состояла только из 2 образцов, испытанных на осевое сжатие и чистое кручение. Последняя, седьмая серия сталебетонных образцов была изготовлена со сплошным бетонным ядром.

Основное требование к полым сталебетонным образцам - одинаковая татцииа стенки полого бетонного ядра - било достигнуто благодаря разработанной конструкции опытных образцов, подробно описанной в диссертации.

Нагружение образцов крутящим моментом достигалось с помощью специального испнтателыкто устройства, изготовленного по авторскому свидетельству СССР № 1698685 с приоритетом 1.02.1989 г. Конструкция устройства и принцип его работы описаны в диссертации.

Деформации и перемещения сталебетонных образцов при погружении измерялись с помощью тензорезисторов и индикаторов часового типа, установленннх вдоль образующих стальной труби (четыре штуки) и-поперек образца' 2 штуки Последними измерялся угол поворота образца при действии крутящего момента. Тгпгорезпсторч устанавливались на стальную трубу в средней' части образца с -потире х сторон розетками, состоявший и:« продолмюго, дипгокадыюго и понс{живого резисторов. Устанавливались роаистсри п на внутренню;? бетонную поверхность п?лок> .(Зоточиотч) ядра, е.рдако <?пя работала недостаточно удовлотмор^тельнс) г при акплк:»с штрягет'шч» соо юяния

образцов во внимание не принималась.

Все опытные сталебетонные образца кольцавого и сплошного сечений исшшшались .¡о четырем схемам нягружошш.

1. Испытание на центральное сааме.

2. Испытание с последовательным иршююзьисы сначала продольной силы (до 30 % от предполагаемой разрушающей), а затем крутящего момента до разрушения образца.

3. Испытание с последовательным приложением продольной силы (до 30 % от предполагаемой разрушающей), затем загружение крутящим моментом (до 50 % от предполагаемого разрушающего), потом приложением опять продольной силы до 60 % от .разрушающей п,наконец, доведение образца до разрушения крутящим моментом.

4. Испытание образцов на чистое кручение.

Как показали анализ хода испытаний образцов и полученные результаты, разработанная методика экспериментальных исследований оказалась вполне приемлемой для получения надежных опытных данных. Однако проблема фиксации наступления пластической стадии при кручении сталебетонного образца оказалась весьма сложной. Поэтому момент начала текучести стали в композитном сталебетонном образце при кручении определяли по совокупности показаний,розеток тензоре знсторов, продольны* деформаций, фиксируемых продольными индикаторами часового типа, и но углам закручивания, фиксируемым поперечными индикаторами.

Основные опытные результаты исследования прочности сталебетонных образцов показаны на рис.1. Кривыми 2, 3 показаны результаты экспериментов с полыми сталебетонными образцами для стальных труб толщиной стенки, равной 7 мм. Кривые 4, 5, 6 построены по результатам испытаний сталебетонных образцов кольцевого сечения со стальными обточенныш трубами толщиной стенки 4 мм. Кривая 7 относится к сталебетонным образцам со сплошным бетонным ядром при толщине стенки стальной трубы 4 ш. Анализ рис.1 показывает, что при чистом кручении величина предельного крутящего момента в основном зависит от толщины стенки трубы. Прочность бетонного ядра влияет незначительно вследствие слабого сопротивления бетона чистому сдвигу. Невелико различие между предельными моментами при чистом кручения для образцов, различающихся наличием или отсутствием полости в бетонном ядре.

Рис Л, Опытные* зависимости между ii|)F,"i?ni.H¡.>m усилим«»

С приложением небольшой сжимащей спин сопротивление сталебетонного элемента кручению повышается вследствие повышения прочности бетона на сдвиг при сжатии - так называема! плоский сдвиг. Здесь бетонное ядро играет более существенную роль в сопротивлении сталебетона кручению, особенно, если принять во внимание, что осевые скнмакцие напряжения снижают, сопротивление стали сдвигу. В области,близкой к оси ординат, т.е. при малых крутящих моментах, картина сопротивления сталебетона меняется. Более существенную роль начинает играть прочность бетона и наличие или отсутствие полости бетонного ядра. В меньшей мере сказывается толщина стенки трубы. Так, например, сопротивление осевому сжатию образца С-7-1 оказалось вше образца С-2-1 (по принятой в диссертации шифровке образцов: 0 - сжатие, вторая цифра - номер серии, третья - порядковый номер образца в серии), хотя толщина стенки стальной трубы бшщ выше в первых двух сериях. На основании изложенного сделан вывод о том, что в случае работы сталебетонных элементов при сжатии с кручением, при наличии больших продольных сил и малых крутящих моментов необходимо проектировать сталебетонные элементы со сплошным бетонным ядром из возможно более вшокого класса бетона, а при небольших продельных силах и значительных крутящих моментах в целях экономии цемента необходимо применять полые сталебетонные элементы возможно большего диаметра е соответствующей толщиной стенки стальной труби. Класс бетона в этом случае играет меньшую роль в сопротивлении элемента.

Во второй главе подробно освещается деформирование опытных образцов, оюшее место при их испытании.

Главным же выводом, полученным на основе анализа результатов испытания, является то, что осевое нагружение элемента повышает его прочность па кручение в определенном интервале действия продольных сил. Ранее этот факт не был известен в науке о сопротивлении сталебетона сложным силовым воздействиям.

В третьей главе приведены теоретические исследования прочности сталебетона с-полны бетонным ядром при сжатии с кручением. Приведены исходные предпосылки и допущения, положенные в основу теоретического решения задачи., разработана и обоснован;:. физическая модель задачи, составлена расчетная модель, сос-

<3

тоящая из системы уравнений, в которую входят: дифференциальное уравнении равновесия (дано с выводом), условие текучести метатла трубы, условие прочности полого бетонного ядра, обобщенный закон Гука, условно совместности перемещений. Поскольку задача решается не в главных, а в нормальных и касательных напряжениях, то шюл-нен соответствующей поворот координатных осей тензора напряжений с целью перехода от главных напряжений к нормальным и касательным напряжениям в поперечном сечении элемента. В результате получены предельные зависимости в плоскости нормальных и касательных напряжений, которые при подстановке в условна прочности сталебетонного элемента позволяют найти величину предельной продольной силы.

Особую проблему составило распределение крутящих моментов между стальной трубой и бетонным ядром. Эта задача решена теоретически, исходя из совместности перемещений бетонного ядра и стальной трубы.

Если осевые напряжения в бетоне невелики, например, нижа половины призменнои прочности бетона, то дилаташюшшй эффект з бетоне ядра не возникает и, следовательно, отсутствует :4фокт обоймы в элементе. В этом случае рекомендуется второй способ расчета1 прочности сталебетонных элементов, ири котором, исходя из величин осевых напряжений в бетонном ядре и стальной труби, вычисленных ии одноосных моделей, определяются расчетом предельные напряжении сдвигу,* по нам - предельные крутящие моменты в бетонном ядре н стальной трубе, сложение которых дает суммарный предельный крутящий момент в сталебетонном элементе.

Рекомендуется следующий порядок расчета прочности сталебетонных элементов с полым бетонным ядром при задьшшх расчетных про-долыюй силе и крутящем моменте.

й случае больших продольных сил и небольших круттцт ычлотов:

1. Из опыта проектирования и по условиям кснструироианин принимают ориентировочно размеры оечения элемента и задаются прочноег-пыми характеристиками бетона и стали.

2. Определяют предельные крутящие моменты в составляющих элемента в зависимости от суммарного крутящего момента, действующего на элемент: ■

в стальной трубе

<3

в иолом бетонном ядре

где Ч'-р'ьП + а^ь^-О, (3)

ос1Ь 7 I - отношение модулей сдаига стали и бетона;

> I - отношение диаметров стальной трубы;

> I - отношение диаметров полого бетонного ядра.

3. Определяют максимальное касательное напряженке в бетонном ядре по известной формуле

Ть = 16 Мы/ЭТС^е О-^'ь ), (4)

где о с - наружный диаметр бетонного ядра.

4. Определяют максимальное касательное напряжение в стальной трубе. Здесь возможно два случая:

если стальная труба тонкостенная, то необходимо пользоваться формулой С.П.Тимошенко

Ть= 2МЛ/5Гс|тП , (5)

где с1 т , I 5 - средний диаметр и толщина стенки стальной трубы; в атом слуае принято равномерное распределение касательных напряжений по толщине стенки;

если стальная труба не тонкостенная, то необходимо использовать известную формулу в виде

где- с15е ~ наружный диаметр стальной трубы.

5. Определяют распор полого бетонного ядра в предельном состоянии по формуле Д.К.Луюзи

'До *1зо^ьГг1*<2Рь-1)Лрь-1>]-1; (8)

- предел текучести или расчетное солротиаление стальной труби,

♦ г^^ь/^-^кА^ь - П. о)

Здесь К - коэффициент эффективности бокового давления для бетона при цилиндрическом сжатии, принят К -1.0.

6. Определяют осевое нормальное предельное напряжение в полом бетонном ядре с учетом влияния касательных напряжений от нру-тящего момента по формуле Л.К.Луши:

вьг 1>*.<ЗГг * 0(Зв +

(10)

7. Определяют осевое расчетное сопротивление стальной труби, подверженной осевому сжатию, внутреннему давлению и действию крутящего момента:

= - 1) . (II)

Формула (II) получена как уточнение ранее известной формулы.

8. Несущую способность негибкого полото сталебетонного ьлз-ыента, подверженного кручению со сжатием определяют по формуле

в<ЗьгАь+ 0Ч2А*, <«)

где А ь > А $ - площади поперечного сечения бетонного ядра и стальной труби.

Если труба тонкостенная, то согласно формуле (II), будем иметь критерий тоикостешюсти стальной труби:

<3« $0. (13)

В атом случае следует принимать - 0.

Для случая небольших продольных сил и больших крутящих моментов разработан второй метод расчета несущей способности сжато- . скручивпег.щх статсбетонных элементов.

I. Определяют осевое нормальное напряжение в бетонном ядре из условия одноосной его работы на сжатие по формуле

6«= ^ьЛАь + о^ьАО. (14)

Й. Определяют осевое нормальное напряжение в стальной трубе по формуле

= оС5ь СЗьа - (15)

3. Определяют предельное касательное напряжение в бетонном ядре с учетом осевого сжатия:

Т М^ь(ЗГ-П^ьг-убьУ (1б)

Ь= 1 + Г

4. Определяют предельное касательное напряжение в стальной трубе, нагруженной осевыми сжимающими напряжениями,по формуле

'4=05/с*- . а?)

5. Вычисляют расчетные предельные крутящие моменты по вше-приведенным формулам (4), (5) или (б).

6. Путем суммирования находят общий предельный крутящий момент в элементе:

М\= Мл + Мы- (18)

Расчет несущей способности элемента на чистое кручение производят аналогично изложенному, выполняя.только расчетные операции . 5-го и 6-го пунктов, пользуясь расчетными сопротивлениями чистому сдвигу по известным формулам или таблицам.

Сопротивление бетона чистому сдвигу может быть вычислено по формуле Мора

' % Ь, ъИ ~~ I

-ь!

р. д

Сравнение расчетных значений прочности сталебетона с экспериментальными данными

Шифр 1 i Tb, î кг U£_ i CM2 ! CM 2 1 1 i " ! TS, i r-r ! cut j 6b, "c7i "ci? ; ■•■"•■i--1— i 1 ist>z,isvz,i Nsb, T i Расчет i Опыт *

кг i кг i ; ¡"¡7 i ot7 j exp ! cflt ¡ Mbt i 1 ! ! j глА 1 Mt ! ! M» »

I ! \ ! 3 ! 4 5 Í 6 •7 ' ' 8 ! 9 ! 10 ! IT ! 12 ! 13 ! 14

C-I-I. 185 - - 126,8 596,2 490,3 200,0 195,6 - • - -

T-Ï-2 185 16,8 1237 - - - - 0,28 5,92 6,2 6,0

С-2-1 230 - - 130 651,0 440,0 195,0 210,5 - ' - - -

тс-г-г 230 14,1 1013,4 93,5 - 536 0,0 1500 156,5 0,238 4,966 5,2 5,2

ТС-2-3 230 63,7 1209,9 - 89,6 515,1 50,0 50 1,063 5,739 6,81 6.7

т-г-4 230 20,9 1237 _ - 0,349 5,92 6,26 6.7

C-3-I 354 - - 152,8 849,6 - -83,1 235,0 251,6 - - - -

тс-з-г 354 134,2 77.9,2 137,9 - 554,4 0,0 150,0 161,3 2,238 3,76 5,99 6,0

тс-3-3 354 98,3 use ,6 _ 127,5 698,8 75,0 75,0 1,639 5,628 7,27 7,5

Т-3-4 354 32,2 1237 - - - - 0,537 5,91 6,4 6,7

C-4-I 170 - - 78,4 434 385,0 130,0 123,7 - - — -

тс-4-г r?o 87,4 664 Д 70,7 - 2¿S ,0 2Ш ,5 75,0 77,1 1,457 1,79 3,25 3,3

Продолжение тайл.

Г 2 -л ■ 1 — 3 ! 4 — о 1 6 1 1 7 i 8 g 10 II 12 1 13 14

ТС-4-3 170 76,4 117'',5 - 103 ,2 756,6 50,0 50,Q 1,274 3,172 4.44 4,5

Г--4-4 170 15 ,5 123? - - - - -- - 0,253 3,395 3,65 3,7

С-5-1 .285 -. - 93 ,0 58 S ,6 10,3 170,0 I7T.0 - - - -

1С -5 -2 122,8 761,3 .3 - 341,0 0,0 100,0 9S,08 2,048 2,052 4,1 4Д

ï'J-ô-5 265 73 II91,4 - - 111,45 665,4 50,0 50,0 1,317 3,21 4,53 4,6

Г-5-4 ' 255 25 .,9 1237 - - - - - 0,432 3,39 3,83 3,7

С-6-1 •345 - - 9S ,6 6S4 .7 0,00 190,0 193,8 - - - -

■гс-е-2 34й 143 ,2 820,6 аз - . 351,8 0,00 100,0 .102,6 2,388 2,21 4 ,60 4,6

jr.-г5—гз ' 345 Э5 ,8 1195,9 - - 114 ,5 S3I ,Э 50,0 50 - 1,598 3,22 - 4,82 4,5

Т-3-4 345 31,4 - - - - 0,52 3,3S 3,92 4,0

C-7-Ï S52 с f- - - 34 ,2 657 ,0 0,0 225 240,7 - - -

TC-7-Î 352' 5 135 ,1 784" 81 ,4 431 ' 0,0 150 142,3 2,28 2,11 4,4 4,4

1С-7-6 352 5 Э5 ,7 1134 ,7 - - 168,4 984,9 75 75 1,62 3,06 4,68 5,3

f _9_4 352 с 31.3 - - - - - - 0,54 3,39 3,93 4,5

Сопротивление о*нла чисто,чу сдйигу, согласно лшмйиоцу кривд-ри» текучести Треска-Сеи-Венани, равно

Кчаь-05С5Ч . (го)

Для опытных параметров экспертдштальных ооразцов били рассчитаны предельные усилия по приведенным формулам. Результаты рас-чатов сведены в таблицу.

Как следует из таблицы, расчетные значения предельных усилий близки к опытным, что свидетельствует о приемлемости раэраЗо-г&н • ных методоз расчета прочности полых сталебетонных элементов на воздгйстзие осевого сжатия совместно с кручением.

ВЫВОДЫ

Выполненные экспериментально-теоретические исследования прочности сталебетонных элементов пра центральном скатай о кручением позволяют сделать следующие основные выводы.

1. Разработанная методана лзготоьлэлая и испытания полых сталебетонных образцов, испытанных на осевое сжатие о кручением, позволил;» получить надежные -экспериментальные данные, которые шлют ва'июе значение для развития теории и иракх'И131 сталебетонных композитных конструкций,

2. Если сталебетонный композитный ядекън* и«1уу*а<«-с>ч только крутягцам моментам (без продольной с или), то его следует пополнять полым с возможно меньшей толщиной стенки бетонного ядра и

по возмо;кности болшим диаметром стальной трубы при соотивтотву-ющей толщин«'.* её стенок. Класс бетона при это» мокот быть нй елка -ком высоким.

3. !>о.'Ш кошози-ший сталеоетонный элемент ипгрухаетпк преимущественно продольной силой, то ело следует ирг/ситар«вачь со епша--пш бетонным ядром по возможности из оолее высокого класса бетона. При «том диаметр стальной трубы должен выбираться из условий устойчивости и конструктивных особенностей соорукешш. Толщина стен-га! стальной трубы дола® а быть возможно меньшой.

4. Иралоисаие умеренных продольных сил уввличииаег' яредчльпии крутявдй иомен? в стшебптпшюи комиозитком элементе за счет ш-шения сопротивления бетонного ядра кручинны при сжатии с кручением но сравнешю о прочностью Зртонл при час« «и едьиг* (кручении), Стаж-гОетоам» кошошши»! апмсевты яри умеренных продольных силах

15

и больших крутящих моментах следует проектировать полили с применением бетонов повышенной прочности.

5. Расчеты прочности полых сталебетонных композитных элементов па юздейстшо чистого кручения н сжатия с кручением можно с достаточной точностью производить по формулам, рекомендуемым в диссертации и автореферате.

6, Для повышения. надежности рекомендуемых методов расчета прочности полых сталебетонных элементов при сжатии с кручением полезно продолжить экспериментальное изучение проблемы, при этом особое внимание следует уделить трециностойкости полого бетонного ядра. Трещиностойкость может контролироваться с помощью розеток тензорезисторов, установленных на внутренней поверхности полого бетонного ядра.