Varmastroy - a kompozit anyagokkal megerősített oszlopok számítási technikájának jellemzői

A vasbeton oszlopok megerősítésének egyik ígéretes módja az üvegből készült kompozit anyagok (KM) ragasztószalagjának megerősítése. szén- és aramidszálak. A szalag mind az oszlopokon, mind a keresztirányban alkalmazható zárt kötési sávok létrehozására. Az amplifikáció hatékonyságát a hazánkban [2] és külföldön kutatók bizonyították.

A normatív dokumentumok európai rendszerében ma nincs olyan normatív dokumentum is, amely kompozit anyagokat használó szerkezetek tervezésére szolgál. Egy ilyen dokumentum kidolgozása folyamatban van a CEN TC 250 Európai Technikai Bizottságának információi alapján. A mai napig Európában egy tudományos, technikai és információs közlemény jelent meg [7].

A tervezés és a kivitelezés volumenének növekedésével a CM struktúrák megerősítésével erősítik a figyelmet hazánkban a tervezők és a kutatók számára a dokumentumhoz [1].

• a KM matrica iránya;
• oszlop alakja;
• típusú klipek (szilárd és ritka az úgynevezett kötések vagy spirálok formájában);
• a hosszanti erők excentricitása.

Az amplifikáció elveinek tisztázása: Az erősítés elveit egyértelműen meg kell különböztetni: az oszlop feszített zónájában további megerősítést kell beépíteni, vagy olyan klipek létrehozását, amelyek növelik a beton szilárdságát térfogatfeszültség létrehozásával. A különbségek nyilvánvalósága ellenére a megvalósult amplifikációk vizsgálatának gyakorlata azt mutatja, hogy egyértelműen meg kell határozni az erősítés elveit és az őket követő konstruktív követelményeket.

Ezenkívül különös figyelmet kell fordítani a hosszirányú övek rögzítésére, amelyeket a szálak kiszámított keresztmetszetének a szalagra való átviteléhez elegendő hosszúsággal kell beállítani. Mivel, általában, a számított keresztmetszet oszlopok elrendezve ez a követelmény magában foglalja annak szükségességét eszköz lyukakon keresztül a lemezeket átfedik egymást a tetején és alján az oszlopok, ami jelentősen megnehezíti a használja ezt a megoldást.

Figyelembe véve a megerősített keresztmetszet alakját az erősítés egy másik elve szempontjából meghatározóvá válik - a CM-sávok (a szálak iránya merőleges a megerősített elem tengelyére) címkézése zárt zárak tagjai formájában. A ketrec hatása a beton erősségének növekedéséhez vezet.

A növekvő szilárdság mechanizmusa közvetett módon megerősített elemek [5] és csőbeton felhasználásával történik.

Az elméleti és kísérleti külföldi kutatások elemzése az A.A. Shilin és munkatársai [6].

Az oszlopok klipszel történő kiszámításának módját az [1] -es ajánlásokban javasoljuk, és a korlátozó erők módszerén alapulnak, és a kezdeti erőfeszítéseket a terhelésen megerősített oszlopokban nem vették figyelembe. Eközben nem veszi figyelembe ezt a tényezőt jelentősen csökkenhet az erősítés hatékonyságát, mert a kezdeti erőfeszítések, és így a hosszanti és keresztirányú törzs már kimutatták, hogy fokozza, hogy az erőfeszítések nem okoz szerkezeti megerősítése. Logikus feltételezni, hogy e tényező negatív hatása jelentősebb lesz, annál nagyobb a nyereség az oszlopban az erősítés pillanatában. Számítási módja kompressziós tagok erősített CM ACI [4] vizsgálatokon alapul J. Mander, 1988, amely a hengeres mintákat egy központi összenyomás egy fémes ketrecben javasolt a következő összefüggés .:

Későbbi vizsgálatok a külső erősítéssel CM mutatta a lehetőségét a terjedését a képletek és az ezt a módszert, amelynek maximális sugárirányú nyomást klipek javasolt megbecsülni a (2) képlet.

Ahol efE Ef - 0,75Rf - megengedett korlátozó feszültség a ketrecben; ka = 1,0 a ketrec hatékonyságának együtthatója a kör alakú résznél; ka <1.0 - для прямоугольного сечения, pf - отношение площади сечения самой обоймы из углепластика к площади усиливаемого сечения (по нормальному сечению колонны).

Ennek a megközelítésnek a fő kritikája a terhelés minden szakaszában a tervezési modellbe bevezetett oldalirányú nyomás állandó értékével függ össze.

Ezt a modellt a kézikönyv [1] tartalmazza, beleértve a téglalap alakú szakaszok egyszerűsített számítását:

Azonban külföldi tanulmányok szerint a négyzet alakú keresztmetszet oszlopok hatékonysági együtthatója nem állandó, és függ az arcok görbületi sugarától. Az ACI-ban a ka a következő képlet által nyerhető:

ahol b, h az oszlop téglalap alakjának dimenziói, r az arcok görbületi sugara, és e az erősítő tényező.

Az 1. ábra a ketrec ka hatékonysági tényezőjét mutatja egy négyzet alakú oszlopra vonatkozóan, az ugyanolyan erősítő tényezőkkel rendelkező felületek méretétől és görbületi sugarától függően.

1. ábra. A k a koefficiens függésének függvénye egy téglalap alakú rész méreteire.

Az 1. ábrán látható négyzet alakú grafikonok szerint a ka értéke a 0,33 és 0,75 közötti tartományban van. Így a (3) képlet eltérése az ACI normáktól 15-30% lehet a beton Rb, karika erőinek túlbecslésének irányában.

Ebben az esetben, hogy meghatározzuk a redukált beton szilárdsága a négyszögletes oszlopok használata ajánlott közös függőség által kifejezett képletek (1) és (2) helyettesítjük a hatásfoka a ketrec a négyszögletes keresztmetszetű, által kidolgozott képlettel (4). Ez a megközelítés teljes összhangban van a külföldi normákkal.

A klip típusának vizsgálata: Meg kell jegyeznünk, hogy az útmutató [1] csak a teljes magasság mentén folytatódik az oszlop folyamatos csomagolásának lehetőségével. Magassági deflációval ellátott kötőszalagok (lásd a 2. ábrát), ez a dokumentum nincs megadva. Ugyanakkor elég gyakran gyakorolni a zenekarok szalagját a gyakorlatban.

2. ábra. Az oszlop tervezési rajza, egyedi kötésekkel megerősítve (magasságkorlátozás).

A FIB európai közlemény [7] technikát nyújt a klip hatékonyságának kiszámítására a koefficienst alkalmazva. figyelembe véve a sajtolt betonnak a kapcsok közötti tartományának csökkenését (2. ábra), de csak kerek oszlopok esetén:

A koefficiens értékei ke. függvényében határozzuk meg a relatív nagysága közötti rés lapátkoszorúk vagy spirálok s'/ D, mutatjuk be a 3. ábrán Az ábrából következik, hogy a kerek oszlopok, mint a távolság a ketrec tekercsek hatékonysága jelentősen csökken, és a távolságok egyenlő 0,5- 1, az oszlop átmérője 50-20%.

3. ábra. A k e együttható függvényének grafikonja az alátétek / tekercsek közötti relatív távolságra (lásd 2. ábra).

A hossztengelyek excentricitásainak számbavétele: A kísérleti adatok nagy részét és a számítási modelleket központi tömörítéssel kaptuk. Ezenkívül az ACI szabványok [4] eredeti dokumentumában a klip effektust figyelembe vevő számítási technikák (képletek (1) és (2)) csak a központilag tömörített elemekre vonatkoznak. Azonban az összetevők kompresszióval történő formuláinak használatát a kézikönyv nem határozza meg egyértelműen [1]. A beton tervezési szilárdságának növelésére vonatkozó utasítások csak axiális tömörítés esetén csak a 4.3.1 (b) pontban [1] állnak rendelkezésre. A következő részeknél nincs ilyen említés, ami félrevezeti a tervezőket, akik kevéssé ismerik a számítási technikák részleteit és jellemzőit.

A képletből látható, hogy az e> 0,13def excentricitásnál a második kifejezés zárójelben lévő értéke negatívvá válik, ami a beton összenyomásának hatásainak eltűnéséhez vezet.

Ezek a reprezentációk a klip effektus megnyilvánulásának a különböző tervezési normáknak megfelelő határain belül jó egyezést mutatnak egymással. Innen lehet javasolni az oszlopok megerősítésének alkalmazási területét a CM-klipekről - tömörítéses esetek, amelyek excentricitása legfeljebb 0,1 óra (h a szakasz magassága vagy átmérője).

Ezt a korlátozást az útmutató [1] használata során figyelembe kell venni. Meg kell jegyezni, hogy a CM által megerősített oszlopok teherbírásának számos kérdését még nem vizsgálták elégségesnek, nevezetesen:

• megerősített oszlopok terhelés alatt;
• nem megfelelően vizsgált oszlopok nagyobb rugalmassággal (l> 14);
• további ellenőrzést igényelnek megbízhatóság javasolt rendezés függőségeket [1], a kivett ACI képlet alapján kifejlesztett általános biztonsági tényező (hasonlóság eljárás szakítóerő), míg a hazai tervezési előírások alapján a rendszer modell poluveroyatnostnuyu parciális biztonsági tényezők.

1. Az oszlopok megerősítésénél egyértelműen meg kell különböztetni a megerősítési módszert: feszített vasalás hozzáadásával vagy ketrecszerű hatás létrehozásával.
2. Téglalap alakú szakaszok esetében nem ajánlott az iránymutatások (4.71.) - (4.73.) Használata [1]. Ajánlatos pontos számítást végezni a jelen cikk [1] vagy (1), (2), (4) bekezdései (4.76.), 4.77., 4.82.
3. A kézikönyv [1] szilárd oszlopra vonatkozó képleteket mutat be az oszlop teljes magassága felett. Ritka megerősített gyűrűknél (úgynevezett kötéserősítésnél) figyelembe kell venni a beton ketrec hatásának csökkenését az (5) képlet segítségével.
4. A burkolat hatását figyelembe kell venni, ha a hosszanti erő viszonylagos excentricitása nem több, mint e / h<0.1.
5. Az iránymutatások [1] rendelkezéseit a sűrített elemek kiszámításánál figyelembe kell venni, figyelembe véve a modern külföldi és orosz tanulmányok eredményeit, beleértve a számítási módszerek megbízhatóságát vizsgáló tanulmányokat is.