Теория расчета трубобетонных элементов крепи

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Авторы:

Г.Г. Литвинский, доктор технических наук, профессор, Донбасский государственный технический университет, заведующий кафедрой строительных геотехнологий, г. Алчевск, Украина

Э.В. Фесенко, кандидат технических наук, доцент, Донбасский государственный технический университет, доцент кафедры строительных геотехнологий, г. Алчевск, Украина

Реферат:

Цель. Разработать теорию расчёта несущей способности трубобетонных элементов (ТБЭ) по первому предельному состоянию при их произвольном нагружении нормальной силой и изгибающим моментом, установить закономерности совместной работы стальной трубы и твердеющего состава.

Методика. Для адекватного представления совместной работы металла и бетонного заполнителя в трубобетоне использовано условие их совместного деформирования на участках контакта с помощью аналитической и численной математических моделей. Основным отличием методики является учёт различных типов напряженно-деформированного состояния (НДС) стали и бетона в трубобетоне при наступлении предельных состояний на крайних волокнах стальной обоймы.

Результаты. В результатеустановлены три различных типа НДС в трубобетоне, выявлены особенности наступления предельного состояния для каждого типа. Предложена расчётная схема распределения внутренних усилий в трубобетонном элементе при его произвольном внешнем нагружении и, на основе физически обоснованной модели взаимодействия бетона и стальной трубы, исследована несущая способность трубобетона. Установлены закономерности перехода одного типа предельного состояния в другое по мере изменения внешнего нагружения ТБЭ, заданного в виде отношения нормальной силы к изгибающему моменту. Разработан метод расчета несущей способности трубобетона. Получены аналитические зависимости для расчета предельных соотношений внешних нагрузок для трех типов НДС.

Научная новизна. Впервые разработана аналитическая теория прочности сжато-изогнутых трубобетонных элементов при любом соотношении внешних нагрузок в первом предельном состоянии. Теория охватывает произвольные сочетания механических свойств и геометрических параметров твердеющего заполнителя и стальной обоймы. Установлено наличие трех различных типов НДС в ТБЭ. Впервые предложена обобщенная диаграмма предельных усилий в ТБЭ в виде зависимости предельно допустимых моментов от продольной сжимающей силы.

Практическая значимость. Разработанная аналитическая теория позволяет достоверно рассчитывать прочность различных ТБЭ по первому предельному состоянию, что необходимо для их применения в строительных конструкциях промышленного и гражданского назначения, поверхностного комплекса горных предприятий и подземной крепи горных выработок.

 

Список литературы / References

1. Стороженко Л.И. Расчёт трубобетонных конструкций / Стороженко Л.И., Плахотный П.И., Черный А.Я. – К.: Будивэльнык, 1991. – 120 с.

Storozhenko, L.I., Plakhotny, P.I. and Cherny A.Ya. (1991), Raschot trubobetonnykh konstruktsyy [Сalculation of Guncrete Structures], Budivelnyk, Kiev, Ukraine.

2. Кришан А.Л. Определение разрушающей нагрузки сжатых трубобетонных элементов / А.Л. Кришан, А.И. Заикин, М.С. Купфер // Бетон и железобетон. – 2008. – № 2. – С. 22–25.

Krishan, A.L., Zaikin, A.I. and Kupfer, M.S. (2008), “Determination of the Breaking Load of Compressed Guncrete Elements”, Beton i zhelezobeton, no.2, рр. 22–25.

3. Кришан А.Л. Оценка напряженно-деформированного состояния сжатых трубобетонных элементов / А.Л. Кришан, А.И. Сагадатов // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. науч. тр. – М., 2009. – Вып. 8. – С. 509–515.

Krishan, A.L. and Sagadatov, A.I. (2009), “Evaluation of the stress-Strain State of Compressed Guncrete Elements”, Predotvrashcheniye avariy zdaniy i sooruzheniy, Issue 8, pp. 509–515.

4. Дегтярев В.В. Колонны с высокой несущей способностью из трубобетона с нагружением на бетонное ядро / В.В. Дегтярев, Н.В. Смирнов, В.М. Васькин // Транспортное строительство. – 1995. – №4–5. – С. 40–45.

Degtyarev, V.V., Smirnov, N.V.and Vaskin, V.M. (1995), “Heavy load-carrying capability guncrete column with loading on the concrete core”, Transportnoye stroitelstvo, no.4, рр. 40–45.

5. МитрофановВ.П. Вдосконалений розрахунок міцності трубобетонних елементів варіаційним методом/ В.П. Митрофанов, Д.К.Онипенко// БудівництвоУкраїни. – 1999. – №1. – С.44–46.

Mytrofanov, V.P. and Onipenko, D.K. (1999), “Improved strength calculation of guncrete elements by the variation method”, Budivnytstvo Ukrainy, no.1, рр. 44–46.

6. Сінельник О.П. Інженерний метод розрахунку трубобетонних конструкцій при центральному завантаженні /О.П. Сінельник // Вiсник Донбаської національної академії будівництва та архітектури. – Макіївка, 2011. – Вып. 4. – С. 47–52.

Sinelnyk, O.P. (2011), “Axially-loaded guncrete structures engineering calculation method”, Bulletin of Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeevka, Issue 4, рр. 47–52.

7.   Резван И.В. Расчёт прочности центрально-сжатых трубобетонных элементов /И.В. Резван // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1.

Rezvan, I.V. (2012), “Strength calculation of the axially-loaded guncrete structures”, Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya, no.1.

8. Hu, Y.M., Yu, T. and Teng, J.G. (2011), “FRP-Confined Circular Concrete-Filled Thin Steel Tubes under Axial Compression”, Journal of Composites for Construction, Vol. 15, No.5, pp. 850–860.

9. Isao Nishiyama and Shosuke Morino (2004), “US–Japan cooperative earthquake research program on CFT structures: achievements on the Japanese side”, Progress in Structural Engineering and Materials, Vol. 6, Issue 1, рр. 39–55.

10. Литвинский Г.Г. Исследование эффективности прокатных профилей для рамной крепи горных выработок / Г.Г. Литвинский, Э.В. Фесенко // Уголь Украины. – 2012. – №11. – С. 11–14.

Litvinskiy, G.G. and Fesenko, E.V. (2012), “Study of effectiveness rolled profiles for frame mine support”, Ugol Ukrainy, no.11, рр. 11–14.

Files:
2013_2_litvinsky
Date 2014-05-06 Filesize 385.39 KB Download 280

Посетители

3368831
Сегодня
За месяц
Всего
152
5483
3368831

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2013 Содержание №2 2013 Разработка месторождений полезных ископаемых Теория расчета трубобетонных элементов крепи