автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность трубобетонных колонн с предварительно обжатым ядром из высокопрочного бетона

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Кузнецов Константин Сергеевич

ПРОЧНОСТЬ ТРУБОБЕТОННЫХ КОЛОНН С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫМ ЯДРОМ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ17426 1

Магнитогорск 2007

003174261

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г.И Носова»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Кришан Анатолий Леонидович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РААСН Соколов Борис Сергеевич

кандидат технических наук Кручинин Александр Александрович

Ведущая организация ФГУП НИЦ «Строительство»

НИИЖБ, г. Москва

Защита состоится « 6 » ноября 2007 г. в 14— часов на заседании диссертационного совета К 212.111.01 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» по адресу 455000, г. Магнитогорск, Челябинской обл , пр. Ленина, 38, Малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «_£_» октября 2007 1.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн наук, доцент ---А.Л. Кришан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Из года в год в нашей стране растут темпы промышленного, гражданского, гидротехнического и транспортного строительства, появляются новые материалы и конструкции, совершенствуется технология их изготовления При этом современное строительство характеризуется увеличением высоты сооружений и пролетов перекрытии, ростом крановых нагрузок, увеличением массы технологического оборудования, настоятельно требуя применения стержней в виде стоек и колонн, обладающих высокой несущей способностью при малых поперечных сечениях.

Одним из решений этой проблемы является применение трубобе-тонных колонн Они представляют собой пример, когда бетон и сталь взаимно и существенно повышают несущую способность друг друга и всего элемента в целом В трубобетонных колоннах эффективно используются специфические свойства применяемых материалов, что дает существенную экономию стали и бетона, приводит к уменьшению размеров поперечного сечения элементов конструкций, а следовательно их массы и транспортных затрат. Трубобетонные колонны обладают всеми свойствами рациональных трубчатых металлических конструкций, которые находят все большее применение в строительстве. Трубчатый цилиндрический профиль в настоящее время рассматривается как наиболее прогрессивный и целесообразный, требующий минимального количества сварочных работ и дополнительных элементов. Одним из важных качеств трубобетонных колонн является их обтекаемость Благодаря этому на их поверхности не скапливается влага и пыль, конструкции легко окрашиваются, осматриваются и очищаются, что также повышает их долговечность. Внутренняя поверхность трубы в этих конструкциях надежно защищена от агрессивных воздействий плотным бетонным ядром

По сравнению с железобетонными, трубобетонные конструкции более индустриальны при изготовлении и монтаже Они сравнительно легки и транспортабельны, хорошо противостоят механическим повреждениям, и при этом не нуждаются в дополнительной отделке

Кроме того открывается перспектива использования в трубобетонных колоннах высокопрочных бетонов, что так же позволит существенно снизить размеры поперечных сечений конструкций, а следовательно и общие затраты на строительство.

Несмотря на то, что прочность трубобетона изучалась многими исследователями на протяжении десятков лет, отечественные нормативные документы не содержат указаний по расчету прочности и устойчивости трубобетонных элементов, работающих на внецентренное сжатие Предлагаемые исследователями методики расчета существенно отличаются друг от друга. В них не учитываются в комплексе свойства материалов, нелинейное деформирование бетона и стали, неполно от-ажаются основные особенности и специфика сопротивления железо-етона деформированию в зависимости от характера действующей нагрузки.

Таким образом разработка методики расчета трубобетонных конструкций, позволяющей учитывать их действительное напряженно-деформированное состояние в условиях внецентренного сжатия, на данный момент весьма актуальна.

Цель работы - разработка методики расчета прочности сжатых трубобетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели трубобетона, наиболее полно учитывающей напряженно-деформированное состояние конструкции Автор защищает: конструкцию трубобетонного элемента с предварительно обжатым бетонным ядром и внутренним стальным трубчатым сердечником, защищенную патентом на полезную модель, и способ ее изготовления, анализ результатов экспериментальных исследований работы сжатых трубобетонных элементов, изготовленных с использованием высокопрочного бетона и оболочкой из стали повышенной прочности, в принятом диапазоне изменения конструктивных факторов и эксцентриситетов приложения кратковременной сжимающей нагрузки, методику расчета прочности сжатых трубобетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели железобетона, и программу для реализации этой методики на ЭВМ. Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается использованием сертифицированных программных продуктов, достаточным объемом проведенных исследовании и применением признанных способов статистической обработки данных. Научную новизну работы составляют: результаты анализа влияния предварительного обжатия сжатых трубобетонных элементов с ядром из высокопрочного бетона и оболочкой из стали повышенной прочности, на их напряженно-деформированное состояние, выполненного на основании полученных экспериментальных данных;

корректировка аналитической зависимости для определения коэффициента бокового давления, позволяющая учитывать влияние прочности бетона на величину этого коэффициента;

корректировка аналитической зависимости для определения прочности бетона, твердеющего под давлением, позволяющая учитывать снижение эффективности прессования бетонной смеси при росте прочности исходного бетона;

методика расчета прочности и теоретической оценки напряженно-деформированного состояния сжатых трубобетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели Практическую ценность работы представляют усовершенствованная конструкция и способ изготовления трубобетонных элементов из высокопрочного, предварительно обжатого бетона с внутренним стальным трубчатым сердечником, а также алгоритм и программа для ЭВМ по расчету прочности трубобетонных конструкций при работе на внецентренное сжатие Предложенная методика расчета прочности используется при подготовке материалов «Рекомендаций по расчету и проектированию трубобетонных колонн», которые разрабатываются

ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» совместно с ФГУП «НИЦ «Строительство»

Внедрение результатов. Усовершенствованные трубобетонные элементы с внутренним стальным сердечником и методика их расчета нашли практическое применение в качестве несущих стоек на объекте Ресторан «Станица» в г. Магнитогорске. Материалы диссертации используются при подготовке «Рекомендаций по расчету и проектированию трубобетонных колонн», а также в учебном процессе на архитектурно-строительном факультете ГОУ ВПО «МГТУ им Г И Носова»

Апробация полученных результатов.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на трех международных научно-технических конференциях (64-я научно-техническая конференция, г Магнитогорск, 2006; 63-я научно-техническая конференция НГАСУ, г. Новосибирск, 2006, «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии», Ростов-на-Дону, 2006), на заседаниях и семинарах, проводимых кафедрой строительных конструкций ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова» Опытный образец трубо-бетонного элемента новой конструкции выставлялся на XI Петербургском международном экономическом форуме-выставке «Инновационные достижения» в 2006 году, где получил серебряную медаль и диплом II степени

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, среди которых 6 статей, 1 тезисов докладов, 1 патент.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных результатов работы, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 152 страницах, содержит 10 таблиц, 59 рисунков, библиографический список из 119 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещена актуальность проблемы, научная новизна и практическая ценность работы, изложена сущность диссертации, поставлены цель и задачи и указаны основные пути их решения

В первой главе выполнен аналитический обзор экспериментально-теоретических исследований бетона, работающего в условиях объемного напряженного состояния, при кратковременном сжатии. Здесь же приведены общие сведения о трубобетоне, а также обзор исследований работы трубобетонных конструкций в условиях центрального и внецентренного сжатия В опубликованных данных отмечена высокая несущая способность и эффективность трубобетона У бетона в условиях объемного напряженного состояния существенно повышаются прочностные и деформативные характеристики, улучшаются реологические свойства.

По результатам анализа существующих источников можно сделать вывод, что исследованиям трубобетонных конструкций уделено довольно много внимания, но на сегодняшний день нет единого подхода к оценке напряженно-деформированного состояния сжатых трубобе-

тонных конструкций. Отсутствуют нормативные требования по расчету их прочности

Анализ опубликованных работ показал, что одной из наиболее перспективных направлений является разработка методики расчета трубобетонных конструкций с использованием нелинейной деформационной модели, позволяющей оценивать действительное напряженно-деформированное состояние конструкции.

В литературных источниках приведены и основные недостатки трубобетонных конструкций Одним из главных конструктивных недостатков сжатых трубобетонных элементов является возможность отрыва внешней стальной оболочки от бетонного сердечника на определенной стадии работы по причине разности начальных коэффициентов поперечных деформаций бетона и стали (у5 « 0,3, уь » 0,2). Это приводит к тому, что на начальных этапах нагружения бетонное ядро работает в условиях одноосного напряженного состояния, что негативно сказывается на несущей способности всего элемента в целом

Известны различные способы устранения описанного недостатка Наиболее эффективным из них является приложение длительного механического давления на бетонную смесь в процессе твердения. В результате длительного прессования улучшаются прочностные свойства бетона, а стальная оболочка получает предварительное напряжение в поперечном направлении. С технологической точки зрения этот метод отличается стабильностью получения материалов с заданными свойствами и относительной дешевизной.

В трубобетонных конструкциях бетон твердеющий под давлением (БТД) впервые применили Г.В.Мурашкин с А.А.Сахаровым и А.Л Кришан с м.Ш.Гареевым. Для опрессовки бетонной смеси и предварительного напряжения стальной оболочки этими учеными использовались пустотообразователи разных конструкций. Один из основных недостатков данной технологии заключается в эффекте распрессовки бетонного ядра, проявляющемся после извлечения пустотообразовате-ля.

Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности дальнейшего совершенствования сжатых трубобетонных элементов, в том числе и с использованием для их изготовления высокопрочных материалов

На основании проведенного анализа экспериментально-теоретических исследований трубобетонных конструкций автором обоснована тема диссертационнои работы и сформулирована цель, в рамках которой поставлены следующие задачи-

1. Усовершенствовать конструкцию и способ изготовления трубобетонных элементов.

2. Подобрать состав высокопрочного бетона твердеющего под давлением, используя рядовые цементы и заполнители

3. Экспериментально исследовать напряженно-деформированное состояние сжатых трубобетонных элементов с ядром из высокопрочного бетона, твердеющего под давлением, и оболочкой из стали повышенной прочности. Сопоставить эффективность работы сжатых трубобетонных стержней с предварительно обжатым и необжатым ядром из

высокопрочного бетона, при относительном эксцентриситете загруже-ния ео/<1, изменяющемся в диапазоне от 0 до 0,375.

4 Выявить особенности в работе ядра сжатого трубобетонного элемента при изготовлении его из высокопрочного бетона и учесть эти особенности в расчете прочности нормального сечения.

5. Разработать методику расчета прочности и оценки напряженно-деформированного состояния сжатых трубобетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели

6 Выполнить численный анализ напряженно-деформированного состояния сжатых трубобетонных конструкций с использованием программного комплекса «ЛИРА 9 4».

7. Выполнить сопоставление экспериментально полученных данных по прочности трубобетонных элементов и результатов машинного расчета с данными теоретического расчета.

Во второй главе разработана методика расчета прочности и оценки напряженно-деформированного состояния сжатых трубобетонных элементов, основанная на нелинейной деформационной модели.

Методика оценки НДС базируется на рассмотрении трансвер-сально-изотропной модели трубобетона. Для построения этой модели используются аналитические зависимости ортотропной модели Н.И.Карпенко Здесь имеется ввиду ортотропия, приобретаемая материалами в процессе роста напряжении. Она проявляется из-за неоднородного деформирования бетонного ядра, стальной оболочки и внутреннего сердечника при их объемном сжатии.

При использовании предложенной расчетной модели для трубобетонных конструкций прочность сечения считается достаточной до тех пор, пока выполняется хотя бы одно из следующих условий:

\£Ьу, тах| — £Ь,и1п

— 8!,иП>

(1) (2)

где еьу.тах - максимальные относительные деформации в сжатом бетоне, возникающие по направлению действующей продольной силы (далее называемые «осевые» деформации); тах - максимальная величина интенсивности относительных деформаций во внешней стальной оболочке, определяемая для наиболее сжатых и растянутых волокон;

Еь.ик - предельные относительные деформации бетона в осевом направлении;

£*,!</< - предельные относительные деформации внешней стальной оболочки.

В предлагаемой деформационной модели, как и в традиционной, значения относительных осевых деформаций в бетоне и стали определяются из решения следующих уравнений:

уравнении равновесия внешних и внутренних сил в нормальном сечении;

уравнений, устанавливающих распределение осевых деформаций в бетоне и арматуре по нормальному сечению, исходя из условия плоского поворота и плоского смещения сечения; уравнений, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями бетона и арматуры. Для построения расчетных зависимостей между напряжениями и деформациями бетонного ядра и стальной оболочки первоначально рассматривается работа трубобетонного элемента в условиях осевого сжатия (первый этап расчета)

Для данной расчетной модели трубобетонного элемента, содержащего внутренний стальной сердечник, можно записать восемь уравнений, связывающих напряжения с деформациями, для бетонного ядра

1

1

-Л

уг

-2 и» а-яг)

>1

\сг.

(3)

Ьг I

для внешней стальной оболочки

V) 1 Г 1 -а

м=—¿г* -я 1 »'А

-л -м.

-Мм

-Мш х- (4)

1

для внутреннего стального сердечника

Б яу е\т £ №

1

<7 зу (У

<Т1Г

(5)

1 -Им "А -М. 1 М, -м. 1

В этих зависимостях напряжения и деформации бетона и стали в осевом направлении содержат индекс у, в радиальном направлении -индекс г, а в тангенциальном направлении - индекс т. Буквами Е, у и /л обозначены соответственно начальные модули деформации, коэффициенты изменения секущего модуля деформации и коэффициенты Пуассона для бетона и стали (для внешней оболочки и внутреннего сердечника можно с небольшой погрешностью принимать Е5, V, и ц, одинаковыми).

При аналитическом описании физических моделей материалов учтены некоторые особенности высокопрочного бетона.

В частности для бетона, заключенного в стальную обойму, прочность при сжатии определяется по известной формуле.

кь,3 = &ъс + ксгЬг; 8

в которой (Тьг - боковое давление на поверхности соприкосновения стальной трубы с бетоном, 1{Ьс - цилиндрическая прочность бетона при осевом сжатии; к - коэффициент бокового давления.

Величину коэффициента к предлагается определять по формуле Н.И.Карпенко, с учетом поправки Дк~

к =---+ Ак; П)

0,1 + 0,9 т 1 1

где ш - уровень обжатия бетона (гп = иЬг/ льз),

Кк - поправка, учитывающая влияние прочности бетона и определяется по формуле, полученной по результатам статистической обработки результатов экспериментов

Ак = 2,9-1пйк; (8)

Прочность БТД с учетом компьютерной обработки результатов экспериментально-теоретических исследований, выполненных независимо друг от друга Г.В.Мурашкиным и А Л Кришаном, вычисляются следующим образом-

Кьр = + (9)

где Р - величина давления обжатия бетона в МПа;

а - коэффициент, зависящий от состава бетонной смеси (для оптимизированных составов а=1); А/ — поправка, учитывающая снижение влияния эффективности прессования бетонной смеси, при росте прочности исходного бетона. Значение данной поправки в этой работе предлагается вычислять по формуле:

(.0,

в которой величина р«5, по результатам статистической обработки экспериментальных данных.

В общем случае внецентренного сжатия определение максимально допустимой продольной силы при известном эксцентриситете ее приложения производится следующим образом. Поперечное сечение трубобетонного элемента разбивается на отдельные участки (см рис 1).

Для каждого участка вычисляются его площадь и координата центра тяжести. Далее пошагово увеличивается величина относительных деформаций крайнего сжатого волокна элемента е1тах и меняется наклон эпюры деформаций по высоте поперечного сечения На каждом шаге вычисляются деформации бетонного ядра и стальной оболочки для всех участков и кривизна элемента 1/г Принимается допущение, что в пределах каждой выделенной полосы сечения, деформации бетона и стали, для фиксированного уровня нагружения, остаются одинаковыми. При этом, для всех выделенных участков, в зависимости он уровня за-гружения, определяют значения коэффициентов Пуассона /Хы, и коэффициентов упругости Vbl, Уу бетона и стали, а из совместного решения систем уравнений - величины нормальных напряжений в бетоне и стали сгЬу„ аЬп а5уь сг1П, сг5п, сгщ \ сг5П \ а5П \

Переход от напряжений в бетонном ядре и стальной оболочке к обобщенным внутренним усилиям осуществляется с помощью процедуры численного интегрирования напряжений по высоте нормального сечения.

трубобетонного элемента

В итоге для каждого шага устанавливается распределение деформаций по высоте нормального сечения трубобетонного элемента, удовлетворяющее условиям равновесия внешних и внутренних сил Затем значение базового параметра деформирования сечения е5 тах увеличивается и описанная выше процедура расчетов повторяется.

При достижении краевых относительных деформаций в бетоне и стали максимально допустимых значений по условиям (1) и (2) определяется предельная величина продольной сжимающей силы

Значения предельных относительных деформаций бетона еь,иц при однозначной равномерной эпюре деформаций принимают равными деформациям бетонного ядра центрально сжатого трубобетонного эле-

мента Величина деформаций для каждого трубобетонного элемента определяется на первом этапе расчета его прочности. Таким образом производится учет специфических свойств работы бетонного ядра элемента (применимый диапазон возможных значений еьиц = 0,003 -0,007)

Предельные относительные деформации сжатого бетона при двузначной эпюре деформаций в нормальном сечении принимаются равными Еьии= 1,5еь При однозначной неравномерной эгаоре деформаций бетона ее максимально допустимая величина определяется по линейной интерполяции. Для исключения чрезмерных деформаций трубобетон-ных колонн, значение предельных относительных деформаций бетона при сжатии со случайными эксцентриситетами рекомендуется принимать не более £ь,иц = 0,005

Предельную интенсивность относительных деформаций стальной оболочки при сжатии и растяжении рекомендуется принимать равной £*,«/»= 0,015

По окончании расчета прочности нормальных сечений трубобе-тонных элементов выполняется проверка прочности от среза по наклонному сечению. При этом принимается допущение, что напряженно-деформированное состояние нормального сечения, установленное расчетом при разбиении его на отдельные участки, сохраняется по всей высоте элемента. Зная величины осевых и радиальных нормальных напряжений для каждого выделенного участка можно определить значение сдвигового усилия в бетонном ядре. Описанная методика реализована в виде алгоритма и программы для расчета на ЭВМ

В третьей главе описывается методика экспериментального исследования трубобетонных элементов при кратковременном действии сжимающей нагрузки. Для решения поставленных задач было изготовлено 16 серий опытных образцов. Основу каждой серии составляли три образца-близнеца. Экспериментальные образцы имели кольцевое сечение. Были изготовлены восемь серий с наружным диаметром сечения 159 мм и восемь серий с диаметром 106 мм. Отношение диаметра элемента к длине для всех серий было равным 1/4

С целью повышения эффективности исследуемых колонн был проведен подбор состава тяжелого бетона. Для изготовления бетонной смеси использовались рядовые заполнители, микрокремнезем Челябинского электрометаллургического комбината и цемент ПЦ-500 В результате трехфакторного эксперимента был получен БТД (Р = 3 МПа), с призменной прочностью 75 - 78 МПа Применение высокопрочных бетонов предполагает в качестве оболочки трубобетонного элемента использовать стали повышенной прочности. В соответствии с этим для внешней оболочки образцов применялись трубы из стали 16Г2АФ

Из общего количества образцов по 4 серии каждого диаметра были изготовлены без предварительного обжатия бетона и по 4 серии с предварительно обжатым бетоном Основной особенностью изготовления трубобетонных элементов с обжатым ядром являлось применение длительного прессования бетонной смеси давлением порядка 1,5-2 МПа. Прессующее давление на бетонную смесь передавалось через перфорированные стальные трубки разного диаметра.

Образцы допытывались в вертикальном положении на гидравлическом прессе в возрасте 60 суток кратковременной сжимающей нагрузкой по стандартной методике. Центрально сжатые элементы испы-тывались с шарнирным опиранием торцов. Для задания требуемого эксцентриситета приложения продольной сжимающей силы применялись цилиндрические опоры. Эксцентриситеты сжимающей силы ео/<1 варьировались от 0 до 0,3/5

В четвертой главе проведен анализ результатов экспериментального исследования трубобетонных элементов при кратковременном действии сжимающем нагрузки Осредненные результаты испытаний для серий экспериментальных образцов при центральном и вне-центренном сжатии приведены соответственно в таблицах 1 и 2.

В маркировке серий приняты следующие условные обозначения- В

— при изготовлении образцов использовался высокопрочный бетон; Н — цилиндрический образец с не обжатым ядром; О - цилиндрический образец с предварительно обжатым ядром, К - контрольный образец с ядром из высокопрочного неопрессованного бетона (прочность бетонного ядра сопоставима с прочностью образцов серий ВОЦ), ВНЦ или ВОЦ

- образцы испытывались на центральное сжатие, ВНВ №.159 или ВОВ №.159 - образцы испытывались на внецентренное сжатие при разных относительных эксцентриситетах (1 - е0 /<£=0,125, 2 - е0 /<#=0,25, 3 -6(7(^=0,375), 159 или 106 - внешнии диаметр оболочки в мм; 6 или 4 -толщина оболочки, мм.

В таблицах 1 и 2 представлены осредненные по сериям данные по призменной (.Яьи) прочности исходного бетона, а также экспериментально определенные значения нагрузок, соответствующие: пределу упругой работы N¿1, и текучести металла оболочки верхней границе микротрещинообразования в бетоне максимально достигнутой нагрузке Ыи, суммарному усилию, воспринимаемому бетонным ядром, внешней и внутренней стальными трубами, испытанными отдельно (Л^

= Л^+ЯА+ЛЖ).

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что образцы с предварительно обжатым ядром работают на сжатие эффективнее образцов из обычного бетона. Практически для всех предварительно напряженных образцов наблюдалось значительное повышение предела упругой работы и уровня разрушающей нагрузки. Для центрально сжатых цилиндрических элементов это повышение составило 20 - 23 %. Несущая способность этих элементов возросла в меньшей степени - на 18 - 20 %

Сравнительные диаграммы «УУ - е» для таких образцов диаметром 159 мм приведены на рис. 2

С увеличением эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки эффективность трубобетонных конструкций снижается (рис. 3). С повышением эксцентриситетов сжимающей силы увеличивается площадь растянутой зоны. Так как бетон плохо работает на растяжение, нагрузка при этом воспринимается в основном стальной трубой. Роль бетонного ядра в данном случае сводиться лишь к повышению местной устойчивости стенок трубы.

Таблица 1

Основные результаты испытаний трубобетонных образцов __ на центральное сжатие ___1_

№ Серия Кьи> МПа кН Му, кН Н,, кН мЬ5, кН N«1 N. N„0 ни

N. К N65 N„5

1 ВНЦ106 4 41 3 634 742 1075 789 0,59 0 69 1,09 1,36

2 ВОЦ 106 4 37 9 826 907 1355 939 0,61 0,67 1,16 1,44

3 ВНЦ 159 6 40 0 1299 1618 2223 1555 0,57 0,71 1,13 1,43

4 ВОЦ 159 6 38 6 1788 1990 2884 1972 0,62 0,69 1,20 1,46

5 ВКЦ 159 6 62,3 1535 1848 2603 1859 0,59 0,71 1,14 1,40

Таблица 2

Основные результаты испытаний трубобетонных образцов __на внецентренное сжатие __

№ Серия во/с! Кьи, МПа кН кН К, кН кН Ие, Н,

N.. N.. Н,,

1 ВНВ1 106 4 0 125 39,9 451 534 834 613 0,54 0,64 1,36

2 ВНВ2 106 4 0 250 41,2 336 424 633 506 0,53 0,67 1,25

3 ВНВЗ 106 4 0 375 37,4 201 301 478 412 0,42 0,63 1,16

4 ВОВ1 106 4 0 125 42,9 528 606 900 687 0,61 0,70 1,31

5 ВОВ2 106 4 0 250 39,2 434 463 712 578 0,61 0,65 1,23

6 ВОВЗ 106 4 0 375 42,4 343 390 582 493 0,59 0,67 1,18

7 ВНВ1 159 6 0 125 38,9 905 1029 1774 1407 0,51 0,58 1,26

8 ВНВ2 159 6 0 250 43,6 552 647 1346 1094 0,41 0,48 1,23

9 ВНВЗ 159 6 0 375 36,9 437 498 1016 868 0,43 0,49 1,17

10 ВОВ1 159 6 0 125 39,9 940 1215 1842 1306 0,51 0,66 1,41

11 ВОВ2 159 6 0 250 37,6 727 954 1515 1156 0,48 0,63 1,31

12 ВОВЗ 159 6 0 375 39,9 656 755 1238 990 0,53 0,61 1,25

Вместе с тем, проведенные исследования свидетельствуют о том, что при малых эксцентриситетах приложения сжимающих нагрузок (значения относительных эксцентриситетов е^ < 0,25) предварительно обжатые трубобетонные элементы с небольшой гибкостью остаются заметно эффективнее традиционных железобетонных конструкций.

Опыты показали, что на характер изменения деформаций продольной оси элементов с ростом сжимающих нагрузок оказывали влияние как величины относительного эксцентриситета е0 М, так и наличие предварительного обжатия у испытываемых образцов С ростом еа 7с1 наблюдалась тенденция к увеличению прогибов при одном и том же уровне загружения С другой стороны, полученные зависимости свидетельствуют о том, что жесткость предварительно обжатых трубобетонных элементов несколько выше, по сравнению с традиционными тру-бобетонными конструкциями

-50.-ГО

— Продольные деформации неопрессооэшюго образца

—Пооеречиые деформации нестрессовзнного образца

—Продольные девормзции спрессованное«} образца

- Поперечные дефярмаири спрессован I юге образца _

-150.00

Относительные деформации, ¿40"*

Рис 2. Зависимости «N-8» для образцов серии ВНЦ. 159.6 и ВОЦ. 159.6

0.15 О.г 0.25

<5тнфсмтчльный ЗКСЦ«Н1рИСИ«Т, «фМ

Рис.3 Зависимость несущей способности от величины относительного эксцентриситета приложенной нагрузки

Исключительно важным следует отметить тот факт1, что характер разрушения образцов всех серий, не смотря на применение в них высокопрочного бетона, был пластичным.

В целом, на основании результатов экспериментов можно утверждать, что удалось усовершенствовать конструкцию трубобетонных элементов За счет приложения на бетонную смесь избыточного давления и эффективного отвода из нее «лишней» воды, не связанной с частицами цемента, на обычных цементах и рядовых заполнителях получены трубобетонные элементы с высокопрочным предварительно обжатым бетонным ядром. Благодаря этому существенно повышается несущая способность трубобетона как при центральном так и при внецен-тренном сжатии.

В пятой главе приводится оценка эффективности расчетной модели путем сравнения теоретически полученных результатов с экспериментальными данными и данными численного анализа на ЭВМ

Для численного анализа напряженно-деформированного состояния трубобетонного элемента при действии на него сжимающей нагрузки был использован вычислительный программный комплекс «ЛИРА 9 4»

В расчетной схеме был смоделирован трубобетонный образец круглого сечения с внутренним стальным сердечником и без него Ввиду симметричности поперечного сечения элемента и действующей на него нагрузки рассмотрен фрагмент, составляющий четвертую часть его объема

Для получения более детальной картины деформирования образец трубобетонного элемента был разбит по высоте на 12 уровней по 50 мм каждый Полная высота образца составила 600 мм Каждый уровень набирался из изопараметрических физически-нелинейных объемных восьми и шести узловых железобетонных конечных элементов. В соответствии со схемами армирования и разбиения образца трубобетонного элемента на конечные элементы, последние имели два типа жесткости. 1 - КЭ, армированный продольной арматурой; 2 -чисто бетонный КЭ.

На узлы нижнего торца исследуемого элемента были наложены связи, запрещающие перемещения по всем координатным осям и вращение вокруг них. Узлы верхнего торца были закреплены аналогично нижнему торцу, однако, для получения деформированной схемы, связь, запрещающая перемещения вдоль продольной оси элемента, не устанавливалась.

Расчет осуществлялся двумя этапами. На первом этапе загруже-ния к образцу щшкладывалось усилие обжатия. На втором - на верхний торец образца была ступенчато приложена полнаяравномерно распределенная по площади нагрузка величиной 100 МПа На первом шаге величина нагрузки составляла 40 % от полной, а на последующих -суммарная нагрузка возрастала на 5 %.

Расчет трубобетонных образцов на ПК «Лира 9.4» показал удовлетворительную сходимость результатов компьютерного анализа НДС с экспериментальными данными, и данными теоретического расчета, а так же то, что наиболее эффективен элемент с ядром из БТД и внутренним стальным сердечником. Максимальная деформация в таком элементе составляет порядка 8 - 10 % от полной длины образца. Разрушающая нагрузка составила 3100 кН.

Наиболее деформативным является образец с ядром из обычного бетона и без внутреннего стального сердечника. Разрушение такого элемента наблюдалось при нагрузке 2400 кН.

По описанному в третьей главе алгоритму, реализованному в компьютерной программе «КРАТ 1.0», выполнены расчетные исследования НДС трубобетонных элементов которые были испытаны ранее учеными научных школ НИИЖБ и Л.И.Стороженко Полученные данные свидетельствуют о том, что расчеты по предложенной методике дают результаты близкие к опытным значениям

Сопоставление экспериментальных и теоретических величин приведено в табл. 3. Анализ представленных данных свидетельствует о том, что предложенная расчетная методика позволяет с необходимой точностью определять несущую способность трубобетонных колонн как традиционной конструкции, так и с предварительно обжатым бетонным ядром. Наибольшее отклонение расчетной разрушающей нагрузки с экспериментальными данными составил в среднем 7,8 %.

Таблица 3.

Сопоставление результатов исследований трубобетонных элементов

№ п/п Авторы Геометрические характеристики образцов, мм Прочностные характеристики образцов Предельная нагрузка, кН Разница, %

диаметр оболочки толщина стенки в(/с1 прочность бетона, МПа предел текучести стали, МПа экспериментальная теоретическая

1 Санжаров-ский Р С 89,30 4,10 0,227 24,9 288,0 130 119,9 -7,8

2 102,0 2,04 0,209 34,8 393,0 220 213,4 -3,0

3 102,1 2,10 0,240 34,8 396,0 150 142,8 -4,8

4 108,5 1,25 0,460 34,8 313,0 215 196,5 -8,6

5 108,5 4,28 0,230 34,8 312,5 220 236,5 +7,5

6 140,0 4,60 0,233 44,7 311,5 495 478,2 -3,4

7 Шабров В Л 530,0 7,80 0,0623 34,5 349 12500 11962 -4,3

8 530,0 7,80 0,0755 22,2 349 8100 8812 +8,8

9 530,0 7,80 0,1245 34,5 349 10700 10314 -3,6

10 530,0 11,95 0,0623 34,5 323 14500 13891 -4,2

11 530,0 11,95 0,0755 22,2 323 10000 8270 -7,3

12 530,0 11,95 0,1245 34,5 323 12500 13075 +4,6

13 Сагада-тов А И 159,0 6,00 0,065 20,2 270 1390 1298 -6,6

14 159* 6,00 0,26 23,0 270 1059 1160 +9,6

15 219,0 8,00 0,065 31,9 290 2927 2786 -4,8

16 219* 8,00 0,26 32,9 290 2289 2046 -10,6

17 Соо исследования 106,0 4,00 0,125 39,9 440 834 872,8 +4,6

18 106* 4,00 0,25 39,2 440 712 646,4 -9,2

19 159,0 6,00 0,375 36,9 440 1016 1059 +4,3

20 159* 6,00 0,375 39,9 440 1238 1182 -4,5

Примечание * - наличие предварительного обжатия бетонного ядра.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Усовершенствование конструкции сжатого трубобетонного элемента, совместно с использованием для его ядра высокопрочного бетона, позволило существенно улучшить его эксплуатационные характеристики, повысить несущую способность при снижении размеров поперечного сечения.

2. Предложенный способ изготовления трубобетонных колонн позволил, за счет использования БТД, создать предварительное обжатие бетонного ядра давлением величиной порядка 1,5 - 2 МПа. В результате на рядовых цементах и заполнителях удалось получить высокопрочный бетон класса В160, благодаря чему существенно повысить несущую способность сжатых трубобетонных элементов.

3 Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния трубобетонных элементов с предварительно обжатым и необжатым ядром из высокопрочного бетона и оболочки из стали повышенной прочности, загруженных центрально и внецентренно приложенной кратковременной сжимающей нагрузкой свидетельствуют, что их несущая способность существенно выше, чем у традиционных железобетонных элементов Для предварительно обжатых трубобетонных элементов несущая способность при центральном сжатии оказалась на 26 - 40 % выше, чем для конструкций без обжатия.

4 Получена закономерность изменения несущей способности трубобетонных элементов с ядром из высокопрочного бетона в зависимости от величины относительного эксцентриситета сжимающей нагрузки е^ = 0, 0,125; 0,25 и 0,375 С увеличением эксцентриситетов несущая способность трубобетонных элементов падает и при = 0,375 приближается к несущей способности традиционных железобетонных элементов. Предварительное обжатие бетонного ядра наиболее эффективно для трубобетонных элементов, работающих на сжатие с эксцентриситетами в пределах ядра их поперечного сечения

5. В проведенных исследованиях разрушение сжатых трубобетонных элементов, имеющих ядро из высокопрочного бетона, всегда носило пластический характер.

6 С учетом экспериментально выявленных особенностей в работе ядра предварительно обжатых трубобетонных элементов, изготовленных из высокопрочного бетона, предложены корректировки для аналитических зависимостей по определению коэффициента бокового давления и прочности бетона, твердеющего под давлением.

7. На основании нелинейной деформационной модели разработана методика оценки напряженно-деформированного состояния и расчета прочности нормальных сечений трубобетонных колонн,

Работающих на внецентренное сжатие. Методика учитывает работу етонного ядра в условиях трехосного сжатия, сложное напряженное состояние стальной оболочки и процессы

перераспределения усилий между стальной оболочкой и ядром в упр\топластической и пластической стадиях работы труообетонного элемента.

8. Произведен расчет сжатых трубобетонных конструкций на программном комплексе «Лира 9 4» с учетом физической нелинейности бетона, в результате чего было получено напряженно-деформированное напряженное состояние во всем теле элемента. Расхождение результатов машинного расчета с экспериментальными данными составила порядка 12 - 18 %, с результатами полученными по предложенной методике - 7 - 12 %.

9 Сопоставление величин напряжений и деформаций при различных уровнях напряжений, полученных в результате расчетов по разработанной методике, с данными опытов свидетельствует об их удовлетворительном совпадении. Имеющиеся расхождения не превышают 15 %. Наибольшее отклонение расчетной разрушающей нагрузки, определенной по этой методике, с экспериментальными данными для отдельного образца составило 12 %, а средняя величина этого отклонения для всех исследованных образцов — 7 % На базе предложенной методики построены алгоритм и программа для расчета прочности сжатых трубобетонных элементов на ЭВМ

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кузнецов, К.С. Исследование НДС сжатых трубобетонных элементов [Текст] / A.JI Кришан, И.В.Аткишкин, К.С Кузнецов // Вестник УГТУ-УПИ «Строительство и образование»: Сб. науч. тр. - Вып 7

- № 11(41). - Екатеринбург- УГТУ-УПИ, 2004 - Библиогр.: с. 105107.

2 Кузнецов, К.С. Экономическая эффективность применения трубобетонных конструкций [Текст] / А.Л.Кришан, И В Аткишкин, К.С.Кузнецов // Предотвращение аварий зданий и сооружений Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 4 - Магнитогорск. МГТУ, 2005. - Библиогр.: с 152-157

3. Кузнецов, К.С. К расчету прочности сжатых трубобетонных элементов [Текст] / А Л.Кришан, И.В Аткишкин, К.С Кузнецов // Тез докл. 63-й науч.-техн. конф. - Новосибирск: НГАСУ, 2006 -Библиогр: с. 29-30

4. Кузнецов, К.С. Подбор состава бетонной смеси для изготовления высокопрочного бетона [Текст] / А.Л Кришан, И В Аткишкин, К.С.Кузнецов // Предотвращение аварий зданий и сооружений. Межвуз. сб. науч. тр Вып. 5. - Магнитогорск- МПУ, 2006. - Библиогр : с. 153-155.

5. Кузнецов, К.С. Сжатые сталетрубобетонные элементы из высокопрочного предварительно обжатого бетона [Текст] / А.Л.Кришан, И.В.Аткишкин, КС.Кузнецов // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии. Мат.-лы IV Междунар науч.-практич. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2006. - Библиогр.: с. 257-265

6 Кузнецов, К.С., Проектирование бетонной смеси для изготовления сталетрубобетонных колонн с предварительно обжатым ядром [Тексту / КС.Кузнецов [и др ] // Вестник УГТУ-УПИ «Строительство и образование»: Сб. науч. тр. - №12(83) -Екатеринбург У1ТУ-УПИ, 2006 - Библиогр.: с. 190-192.

7. Кузнецов, К.С. Методика определения усадочных деформаций трубобетонных элементов [Текст] / К.С.Кузнецов [и др ] /7 Вестник УГТУ-УПИ «Строительство и образование»: Сб. науч. тр. №12(83)

- Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. - Библиогр.. с. 102-104.

8. Патент на полезную модель № RU 49861 U1, МПК 7 Е 04 С 3/36 Строительный элемент в виде стойки /АЛ Кришан, А.И Сагада-тов, И.В. Аткишкин, К.С. Кузнецов, A.B. Чернов. - 6 с ил.

Подписано в печать 2 10 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Услпечл 1,00 Тираж! 00 экз Заказ 586

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Основные сведения о трубобетонных конструкциях.

1.1.1.Конструктивные особенности трубобетонных конструкций.

1.1.2. Анализ существующих методик расчета сжатых трубобетонных конструкций.

1.2. Обзор исследований физико-механических свойств бетона твердеющего под давлением.

1.3. Современные тенденции получения высокопрочных бетонов.

1.4. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ ТРУБОБЕТОННЫХ

КОЛОНН ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫМ БЕТОННЫМ ЯДРОМ.

2.1. Расчетная модель и основные допущения.

2.2. Основные зависимости предлагаемой методики расчета.

2.3. Зависимости для учета особенностей физико-механических свойств высокопрочного бетона.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫМ ЯДРОМ.

3.1. Исходные материалы.

3.2. Результаты подбора состава бетонной смеси, предназначенной для изготовления высокопрочного, предварительно обжатого бетона.

3.2.1. Планирование экспериментов и выбор составов бетонов с применением математико-статических методов.

3.3. Конструкция опытных образцов.

3.4. Методика изготовления экспериментальных образцов трубобетонных элементов с предварительно обжатым бетонным ядром.

3.5. Приборы и оборудование.

3.6. Методика проведения испытаний.

ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты испытаний центрально сжатых трубобетонных образцов с ядром из высокопрочного бетона.

4.2. Результаты испытаний внецентренно сжатых трубобетонных образцов с ядром из высокопрочного бетона.

4.3. Анализ результатов экспериментальных исследований трубобетонных образцов из высокопрочных материалов.

4.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ.

5.1. Расчет трубобетонных колонн на ЭВМ, при помощи расчетного комплекса «ЛИРА».

5.2. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Из года в год в нашей стране растут темпы промышленного, гражданского, гидротехнического и транспортного строительства, появляются новые материалы и конструкции, совершенствуется технология их изготовления. При этом современное строительство характеризуется увеличением высоты сооружений и пролетов перекрытий, ростом крановых нагрузок, увеличением массы технологического оборудования, настоятельно требуя применения стержней в виде стоек и колонн, обладающих высокой несущей способностью при малых поперечных сечениях.

Одним из решений этой проблемы является применение трубобетонных колонн. Они представляют собой один из немногих примеров, когда бетон и сталь взаимно и существенно повышают несущую способность друг друга и всего элемента в целом. В трубобетонных колоннах эффективно используются специфические свойства применяемых материалов, что дает существенную экономию стали и бетона, приводит к уменьшению размеров поперечного сечения элементов конструкций, а следовательно их массы и транспортных затрат. Трубобетонные колонны обладают всеми свойствами рациональных трубчатых металлических конструкций, которые находят все большее применение в строительстве. Трубчатый цилиндрический профиль в настоящее время рассматривается как наиболее прогрессивный и целесообразный, требующий минимального количества сварочных работ и дополнительных элементов. Одним из важных качеств трубобетонных конструкций является их обтекаемость. Благодаря чему на их поверхности не скапливается влага и пыль, конструкции легко окрашиваются, осматриваются и очищаются, что также повышает их долговечность. Внутренняя поверхность трубы в этих конструкциях надежно защищена от агрессивных воздействий плотным бетонным ядром.

По сравнению с железобетонными, трубобетонные конструкции более индустриальны при изготовлении и монтаже. Они сравнительно легки и транспортабельны, хорошо противостоят механическим повреждениям, и при этом не нуждаются в дополнительной отделке.

Кроме того, в трубобетонных колоннах имеется хорошая перспектива применения высокопрочных бетонов, что так же позволит существенно снизить размеры поперечных сечений конструкций, а следовательно и общие затраты на строительство.

Отечественные нормативные документы не содержат указаний по расчету прочности и устойчивости сжатых трубобетонных элементов, несмотря на то, что прочность трубобетона изучалась многими исследователями на протяжении десятков лет. Существующие методики расчета существенно отличаются друг от друга. В них не учитываются в комплексе свойства материалов, неполно отражаются основные особенности и специфика сопротивления железобетона деформированию в зависимости от характера действующей нагрузки.

Характеризуя предельные состояния трубобетонных колонн, исходят из того, что при небольших нагрузках труба деформируется упруго, а в бетоне начинают проявляться пластические деформации. С возрастанием нагрузки в бетоне образуются микротрещины, увеличивается боковое давление между бетоном и косвенной арматурой. При дальнейшем увеличении нагрузки продольные напряжения в трубе достигают предела текучести, в бетонном ядре продолжается образование трещин в плоскостях, параллельных плоскости действующего усилия. И в таком состоянии сжатый трубобетонный элемент способен воспринимать возрастающую нагрузку, хотя при этом и наблюдаются весьма значительные деформации.

Таким образом, дальнейшее совершенствование трубобетонных колонн и разработка новой методики расчета, позволяющей наиболее полно учитывать их напряженно-деформированное состояние, на данный момент является актуальной задачей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Усовершенствование конструкции сжатого трубобетонного элемента, совместно с использованием для его ядра высокопрочного бетона, позволило существенно улучшить его эксплуатационные характеристики, повысить несущую способность при снижении размеров поперечного сечения.

2. Предложенный способ изготовления трубобетонных колонн позволил, за счет использования БТД, создать предварительное обжатие бетонного ядра давлением величиной порядка 1,5 -г 2 МПа. В результате на рядовых цементах и заполнителях удалось получить высокопрочный бетон класса В160, благодаря чему существенно повысить несущую способность сжатых трубобетонных элементов.

3. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния трубобетонных элементов с предварительно обжатым и необжатым ядром из высокопрочного бетона и оболочки из стали повышенной прочности, загруженных центрально и внецентренно приложенной кратковременной сжимающей нагрузкой свидетельствуют, что их несущая способность существенно выше, чем у традиционных железобетонных элементов. Для предварительно обжатых трубобетонных элементов несущая способность при центральном сжатии оказалась на 26 -s- 40 % выше, чем для конструкций без обжатия.

4. Получена закономерность изменения несущей способности трубобетонных элементов с ядром из высокопрочного бетона в зависимости от величины относительного эксцентриситета сжимающей нагрузки ejd = 0; 0,125; 0,25 и 0,375. С увеличением эксцентриситетов несущая способность трубобетонных элементов падает и при ejd= 0,375 приближается к несущей способности традиционных железобетонных элементов. Предварительное обжатие бетонного ядра наиболее эффективно для трубобетонных элементов, работающих на сжатие с эксцентриситетами в пределах ядра их поперечного сечения.

5. В проведенных исследованиях разрушение сжатых трубобетонных элементов, имеющих ядро из высокопрочного бетона, всегда носило пластический характер.

6. С учетом экспериментально выявленных особенностей в работе ядра предварительно обжатых трубобетонных элементов, изготовленных из высокопрочного бетона, предложены корректировки для аналитических зависимостей по определению коэффициента бокового давления и прочности бетона, твердеющего под давлением.

7. На основании нелинейной деформационной модели разработана методика оценки напряженно-деформированного состояния и расчета прочности нормальных сечений трубобетонных колонн, работающих на внецентренное сжатие. Методика учитывает работу бетонного ядра в условиях трехосного сжатия, сложное напряженное состояние стальной оболочки и процессы перераспределения усилий между стальной оболочкой и ядром в упругопластической и пластической стадиях работы трубобетонного элемента.

8. Произведен расчет сжатых трубобетонных конструкций на программном комплексе «Лира 9.4» с учетом физической нелинейности бетона, в результате чего было получено напряженно-деформированное напряженное состояние во всем теле элемента. Расхождение результатов машинного расчета с экспериментальными данными составила порядка 12 -ь 18 %, с результатами полученными по предложенной методике -7 ч-12 %.

9. Сопоставление величин напряжений и деформаций при различных уровнях напряжений, полученных в результате расчетов по разработанной методике, с данными опытов свидетельствует об их удовлетворительном совпадении. Имеющиеся расхождения не превышают 15 %. Наибольшее отклонение расчетной разрушающей нагрузки, определенной по этой методике, с экспериментальными данными для отдельного образца составило 12 %, а средняя величина этого отклонения для всех исследованных образцов - 7 %. На базе предложенной методики построены алгоритм и программа для расчета прочности сжатых трубобетонных элементов на ЭВМ.

1. Алперина О.Н. Исследование сжатых железобетонных элементов с поперечным армированием. В сб.: «Исследование бетона и железобетонных конструкций транспортных сооружений». Труды ВНИИ транспортного строительства, вып. 36. М., Трансжелдориз-дат, 1960.

2. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М. Стройиздат, 1981 - 464 с.

3. Белкин Я.М. Прессованный бетон. Анализ факторов, определяющих его прочность: Дисс. канд. техн. наук. М., 1947. - 141 с.

4. Берг О.Я. Физические основы прочности бетона и железобетона. — М.: Госстройиздат, 1961. 96 с.

5. Бутенко С.А. Особенности работы железобетонных элементов из бетона, твердеющего под давлением: Дисс. . канд. техн. наук. — Л., 1983- 162с.

6. Васильев А.П., Матков Н.Г., Филлипов Б.П. Прочность и деформа-тивность сжатых элементов с косвенным армированием // Бетон и железобетон, 1973, №4. С. 17-19.

7. Гареев М.Ш. Прочность сжатых сталетрубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром. Дисс. . канд. техн. наук Магнитогорск, 2004. -161 с.

8. Гвоздев А.А. Определение величины разрушающей нагрузки для статически неопределимых систем. «Проект и стандарт», 1934, №8.

9. Гордон С.С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях. -М.: Стройиздат, 1969. 152с.

10. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1999. - 41 с.

11. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 46 с.

12. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности. М.: Изд-во стандартов, 1987.-21 с.

13. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 18 с.

14. ГОСТ 3262. Трубы стальные водо-газопроводные. Технические условия.

15. ГОСТ 8732. Трубы стальные бесшовные горячекатаные.

16. Долженко А.А. Исследование сопротивления трубобетона осевому сжатию. В сб. трудов Воронежского ИСИ, вып. 1. «Теория сооружений и конструкций», 1964, №10.

17. Долженко А.А. К теории расчета трубобетона. В сб. трудов Воронежского ИСИ.

18. Долженко А.А. Трубчатая арматура в железобетоне: Дисс. . докт. техн. наук. М., 1963. - 413 с.

19. Долженко А.А., Трубобетонные конструкции на строительстве производственного здания, «Промышленное строительство», 1965, №6.

20. Енукашвили И.Р. Исследование технологии и свойств вибропрессованного бетона: Дисс. канд. техн. наук. Тбилиси, 1974. - 151 с.

21. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения. М.: Стройиздат, 1982. - 196 с.

22. Звездов А.И., Залесов А.С., Мухамедиев Т.А., Чистяков Е.А. Расчет прочности железобетонных конструкций при действии изгибающих моментов и продольных сил по новым нормативным документам / / Бетон и железобетон, 2002, № 2. С. 21-25.

23. Ильюшин А.А. Пластичность // Москва-Ленинград: Гостехиздат, 1948.-372 с.

24. Иссерс Ф.А., Булгакова М.Г. Раздел о ползучести в научно-техническом отчете по теме: «Исследовать свойства бетонных смесей и бетонов с модификатором БМ-01», М., НИИЖБ, 1998.

25. Иссерс Ф.А., Булгакова М.Г., Вершинина Н.И. Прочностные и де-формативные свойства высокопрочных бетонов с модификатором МБ 10-01. Бетон и железобетон, №3, 1999, с. 6-9.

26. Каприелов С.С., Булгаков М.Г., Вихман Я.Л. Деформативные свойства бетонов с использованием ультрадисперсных отходов Ерма-ковского завода ферросплавов. Бетон и железобетон, №3, 1991, с. 24-25.

27. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996. - 416 с.

28. Катаев В.А. Теоретическое исследование и расчет трубобетона // Бетон и железобетон, №2, 1994, с.26-28.

29. Кикин А.И., Санжаровский Р.С., Трулль В.А. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. М., Стройиздат, 1974. 144 с.

30. Кришан А.Л. Сжатые железобетонные брусковые элементы пустотного сечения из опрессованного бетона. Дисс. . канд. техн. наук. Челябинск-1986.-192 с.

31. Кришан А.Л., Гареев М.Ш., Сагадатов А.И. Сталетрубобетонные колонны с предварительно обжатым ядром / / Бетон и железобетон, 2004, №6. С. 11-14.

32. Кришан А.Л., Заикин А.И., Гареев М.Ш. К расчету сжатых элементов из опрессованного бетона в стальной обойме // Строительство иобразование: сб. науч. тр. Вып. 4. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2002. - С. 91-95.

33. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. М.: Госстройиздат, 1959. -98 с.

34. Лопатто А.Э. Железобетон в машиностроении. Одесса, «Маяк», 1966.

35. Лохвицкий Г.З. Теория вибропрессованного бетона // Бетонные и железобетонные конструкции. Тбилиси, 1948. - с. 7-12.

36. Лукша Л.К. Прочность трубобетона. Минск, Высшая школа, 1977. -96 с.

37. Людковский И.Г., Фонов В.М., Макаричева Н.В. Исследование сжатых трубобетонных элементов, армированных высокопрочной продольной арматурой // Бетон и железобетон №7, 1980 с.17-19.

38. Людковский И.Г., Кузьменко С.М., Самарин С.И. Сталебетонные фермы из гнутосварных профилей // Бетон и железобетон №7, 1982 с.30-31.

39. Людковский И.Г., Фонов В.М., Макаричева Н.В. Исследование сжатых трубобетонных элементов, армированных высокопрочной продольной арматурой // Бетон и железобетон. 1980. - №7. - С. 17-19.

40. Маракуца В.И. Прочность и устойчивость трубобетонных элементов при кратковременном действии нагрузки. В. сб.: «Трубобетонные и железобетонные конструкции». Киев, «Буд1вельник», 1972.

41. Маренин В.Ф. Исследование прочности стальных труб, заполненных бетоном, при осевом сжатии. Автореф. канд. дис. МИСИ, 1959.

42. Маренин В.Ф. Исследование прочности стальных труб, заполненных бетоном, при осевом сжатии: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1959.-158 с.

43. Мартиросов Г.М., Шахворостов А.И. Трубобетонные элементы из бетона на напрягающем цементе // с.12-13.

44. Матвеев В.Г. Тонкостенные стержневые железобетонные конструкции из обжатого бетона: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. М. 1998.-34 с.

45. Матвеев В.Г., Кришан A.JI. Пустотные брусковые элементы из оп-рессованного бетона // Бетон и железобетон. 1989 - №7. - с. 24-25.

46. Мельников А.П., Развитие металлических конструкций, М., Строй-издат, 1965.

47. Мурашкин Г.В. К вопросу о роли длительности приложения давления в физико-химических процессах твердеющего давления. // Железобетонные конструкции. Куйбышев: КГУ, 1984. - с. 5-20.

48. Мурашкин Г.В. Некоторые особенности формирования структуры и деформирования бетона, твердеющего под давлением // Железобетонные конструкции, Куйбышев: КГУ, 1979. - с. 4-14.

49. Мурашкин Г.В. Экономическая эффективность применения бетона, твердеющего под давлением, в колоннах. //Железобетонные конструкции. Куйбышев: КГУ, 1982. - с. 7-20.

50. Нестерович А.П. Прочность трубобетонных элементов диаметром 500 мм и более при осевом сжатии: Дисс.канд. техн. наук. М., 1987.-236 с.

51. Передерий Г.П. Трубчатая арматура. М.: Трансжелдориздат, 1945. - 105 с.

52. Полезная модель № RU 49861 U1, МПК7 7 Е 04 С 3/36. Строительный элемент в виде стойки / A.JL Кришан, А.И. Сагадатов, И.В. Ат-кишкин, К.С. Кузнецов, А.В. Чернов 4 е.: ил.

53. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций их тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986, - 194 с.

54. Рекомендации по подбору состава тяжелого бетона. М.: 1979, -162 с.

55. Росновский В.А. Липатов А.Ф. Испытание труб, заполненных бетоном. «Железнодорожное строительство», 1952, №11.

56. Росновский В.А., Трубобетон в мостостроении, Трансжелдориздат, М., 1963.

57. Сагадатов А.И. Напряженно-деформированное состояние сжатых трубобетонных элементов с внутренним стальным сердечником. Дисс. . канд. техн. наук Магнитогорск, 2006. - 160 с.

58. Санжаровский Р.С. Несущая способность сжатых трубобетонных стержней, с.27-28.

59. Санжаровский Р.С. Теория и расчет прочности и устойчивости элементов конструкций из стальных труб, заполненных бетоном: Дисс. . докт. техн. наук. М, 1977. - 453 с.

60. Сахаров А.А. Несущая способность трубобетонных элементов с бетоном, твердеющим под давлением. Дисс. . канд. техн. наук Самара, 1991. - 159 с.

61. Семененко Я.П. Определение несущей способности бетонного ядра, заключенного в сплошную стальную обойму. «Бетон и железобетон», 1960, №3.

62. Ситников Ю.В. Исследование железобетонных элементов со стальной обоймой для несущих конструкций промышленных зданий. Ав-тореф. канд. дис. М., 1970.

63. Скворцов Н.Ф. Применение сталетрубобетона в мостостроении. М., Автотрансиздат, 1955.

64. Скворцов Н.Ф. Прочность сталетрубобетона: Дисс. докт. техн. наук. М, 1953.-453 с.

65. СНиП 52-01-03. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. -М.: Стройиздат, 2003. 83 с.

66. Соломенцев Г.Г. О закономерностях продольного деформирования бетона при трехосном пропорциональном сжатии / / Известия вузов. Строительство и архитектура, 1975, № 10. С. 20-24.

67. Стальные трубчатые конструкции за рубежом. Опыт зарубежного строительства. М., 1968.

68. Стороженко Л.И. Железобетонные конструкции с внешним армированием: Учеб. Пособие К.: УМК ВО, 1989. - 99с.

69. Стороженко Л.И. Объемное напряженно-деформированное состояние железобетона с косвенным армированием: Дисс. докт. техн. наук. Кривой Рог, 1984. - 587 с.

70. Стороженко Л.И. Трубобетонные конструкции. Киев: Будивель-ник, 1978-81 с.

71. Стороженко Л.И., Сурдин В.М. Напряженно-деформированное состояние центрально сжатых трубобетонных элементов под действием эксплуатационной нагрузки. В сб.: «Строительные конструкции», вып. XVIII. Киев, «Бущвельник», 1971.

72. Сурдин В.М. Исследование напряженно-деформированного состояния трубобетонных элементов при осевом загружении с учетом реологических процессов: автореф. Дис. канд. Техн. Наук -Одесса 1970.

73. Сурдин В.М. Проектирование трубобетонных конструкций, Криворожский горнорудный институт, 1969.

74. Трубобетонные колонны высотных зданий из высокопрочного бетона в США. // Бетон и железобетон, №1, 1992, с.29.

75. Трулль В.А., Санжаровский Р.С. Устойчивость центрально сжатых труб, заполненных бетоном. Доклады XXV конференции ЛИСИ, 1968.

76. Фонов В.М., Нестерович А.П. Прочность и деформативность трубобетонных элементов при осевом сжатии // Бетон и железобетон №1, 1989 с.4-6.

77. Фрейсинэ Е. Переворот в технике бетона. JI. - М.: Госстройиздат, 1993.-98 с.

78. Фудзии К. Высокопрочный опрессованный бетон. // Промышленность сборного железобетона. 1977. - №2. - с. 48-51.

79. Шабров В.Л. Прочность трубобетонных элементов диаметром 500 мм и более при внецентренном сжатии: Дисс. канд. . техн. наук. -М.: НИИЖБ, 1988.-253 с.

80. Шахворостов А.И. Исследование напряженно-деформированного состояния трубобетона на напрягающем цементе: Дисс. . канд. техн. наук. М, 2000. - 158 с.

81. Bellamy C.I. Strength of concrete under combines stress // Journal of ACI. 1971. - №8. - p. 642-647.

82. Bertalan J., Kalman S. «Melyepitestud. szemle», т. 17, N 2, 1967.

83. Bolomey I.I. Influence du mode mise on oluvre du beton sur la resis-tange // Trawaux. 1938. - №70. - p. 437-443. . >''

84. Cai S.-H., Jiao Z.-S. Ultimate strength of concrete-filled steel tube columns: experiment, analysis and design // Institute of structures China Academy of Building Research Beijing. 1983. - № 1. - Pp. 56 - 69.

85. Eden E.F. The Go-Con process for large pressed panels // Concrete. -1971.-№5.-p. 149-154.

86. Furlong R.W. Design of Steel-Encased Beam Columns, Journal of the Structural Division, ASCE, v. 94, N STI, January, 1968.

87. Furlong R.W. Design of steel-encased concrete beam-columns. Proc. ASCE, 94. STI.267-281. Jan., 1968.

88. Furlong R.W. Strength of Steel-Encased Concrete Beam Columns, Journal of the Structural Division, ASCE, v. 93, N ST 10, October, 1967.

89. Gardner N.J. and Jacobson E.R. Structural Behavior of Concrete Filled Steel Tubes, Journal ACI, v. 64, N 7, 1967.

90. Hummel A. La te'chnologie du beton a trante resistange // Revie des Mamer aux. 1955. - №474. - p. 881-889.

91. Kloppel K. und Goder W. Traglastversuche mit ausbetonierten Stahlro-hren und Aufstellung einer Bemessungsformel. Der Stahlbau, B. 26, HI, H2, 1957.

92. Knowles R.B. and Park R. Axial Load Design for Concrete Filled Steel Tubes. Journal of the Structural Division, ASCE, v. 96, N ST10, October, 1970.

93. Knowles R.B. and Park R. Strength of Concrete Filled Steel Tubular Columns. Journal of the Structural Division, ASCE, v. 95, N ST12, December, 1969.

94. Neogri P., Sen H., Chapmen T. Concrete-filled tubular tut Columns under eccentric loading. Jhe Strinturael Eng. 1969.Vol.47.-№5.-May,-p.187-195.

95. Roberts E.N., Lese L.E. Method of casting cement of fobrocement under pressure. London: Patent-Office, 1921. - 18 p.

96. Roik K., Bergman R., Bode H., Wagenknect C. Tragfflhigkeit von aus Betonnierten Hohiprofil-stiitzen aus Bustahl. Tehn-wiss. Mitt. Just. Konstr., Jngenierfen Fuhr.-Univ.Bachun, Buch, XIII, 1975, Mon.4.

97. Roy D.M., Gonda G.R. High strength generation in cement pastes // Cement and concrete research. 1973. - №3. - p. 807-820.

98. Salani H.J. and Sims J.R. Behavior of Mortar Filled Steel Tubes in Compression. Journal ACI, v. 61, N 10, 1964.

99. Sen H.K. Triaxial Stresses in short circular concrete-filled tubular steel columns. «The Deformation and the Rupture of Solids Subjected to Mu-tiaxial Stresses. 1. Concrete, Colloque International, 1972», Paris, 1973.

100. Sen H.K., Triaxial Effect in Concrete-filled Tubular steel columns, Ph. D. Thesis, University of London, July, 1969.

101. ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧ1-ШЮЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ1. Норма плюс»4^5000. г Магнитогорск .р/с №~40702810300000424663.ул. Советская. 160А Филиал «Уральский» ОАО КБ «Мсчел-банк»тел./факс (3519) 22-17-94 г.Магнитогорск

102. ИНН 7446036536 КПП 744501001 Кор. счет 30101810900000000969

103. Комиссия в составе: председатель - Гиедик И.В., директор ООО «РТМ-Лайн» члены комиссии: Хлызов Д.Г., главный инженер ООО «Норма Плюс»

104. Председакиь комиссии Члены комиссиилучить экономический эффект в размере

105. H.B. Гиедик Д.Г. Хлызов А.А. Антипин