Основи проектування раціональних плитних сталезалізобетонних конструкцій і елементів перекриттів
Анотація
Плитні сталезалізобетонні (СЗБ) конструкції і елементи різних комбінованих перерізів є, як окремими (збірними) основними несучими елементами перекриттів безкаркасних будівель і споруд, так і частинами балкових і безбалкових (гібридних збірно-монолітних чи чисто монолітних) перекриттів каркасних будівель і споруд. Конструктивні вирішення плитних сталезалізобетонних конструкцій і елементів широко застосовуються на сьогодні в будівництві перекриттів з прогонами L=3…12 м і більше. Значну популярність гібридні сталезалізобетонні плитні конструкції і елементи отримали при будівництві перекриттів в Німеччині, Кореї, Японії, Китаї. В статті наведено загальну методику розрахунку і проектування раціональних (оптимальних) плитних конструкцій і елементів сталезалізобетонних перекриттів з урахуванням граничного напружено-деформованого стану (НДС) їх компонентів в момент їх руйнування. Методика раціонального (оптимального) проектування плитних СЗБ елементів перекриттів залежно від НДС в момент руйнування їх компонентів включає в себе вирішення двох задач: підбору перерізу плитного СЗБ елементу та його армування, яка є прямою задачею оптимізаційного проектування; перевірки міцності на згин в розрахункових перерізах плитного СЗБ елементу. Авторами статті в результаті розрахунків були отримані значення коефіцієнтів
оптимального армування поперечних перерізів плитних CЗБ елементів залежно від їх висоти, величин розрахункового прогону плити, міцностних і деформаційних характеристик матеріалів та значень корисного навантаження.
Впровадження запропонованої методики в практику проектування дозволить ефективно вирішувати плитні і балкові елементи СЗБ перекриття різних конструктивних типів і видів при будівництві, ремонті та реконструкції будівель і споруд.
Посилання
2. DSTU B V.2.6-206:2015 (2015). Calculation and design of bending and compression elements of steel-reinforced concrete structures of buildings and structures. Kyiv, Minregion Ukraine (in Ukrainian)
3. DSTU B V.2.6-215:2016 (2016). Calculation and construction of steel-reinforced concrete structures with slabs on profiled floors. Kyiv, Minregion Ukraine (in Ukrainian)
4. Mei L., Wang Q. (2021). Structural Optimization in Civil Engineering: A Literature Review. Buildings 2021, 11, 66
doi.org/10.3390/buildings11020066
5. Luevanos-Rojas A., Lopez-Chavarria S., Medina-Elizo-ndo M., Kalashnikov V. (2020). Optimal design of rein-forced concrete beams for rectangular sections with straight haunches. Revista de la Construcción, 19-1, 90-102
doi.org/10.7764/rdlc.19.1.90-102
6. Tliouine B., Fedghouche F. (2010). Optimal Design of Reinforced Concrete T-Beams under Ultimate Loads. 2nd International Conference on Engineering Optimization. (September 6 - 9, 2010), Lisbon, Portugal
7. Habibi A., Ghawami F. & Shahidsade M.S. (2016).
Development of optimum design curves for reinforced concrete beams based on the INBR9. Computers and Concrete, 18(5), 983-998
doi.org/10.12989/CAC.2016.18.5.983
8. Rahmanian I., Lucet Y. & Tesfamariam S. (2014).
Optimal design of reinforced concrete beams: A review. Computers and Concrete, 13(4), 457-482
doi.org/10.12989/CAC.2014.13.4.457
9. Singh J. and Chutani S.A. (2015) Survey of Modern Optimization Techniques for Reinforced Concrete Structural Design. International Journal of Engineering Science Invention Research & Development, II(I), 55-62
10. Guerra A. and Kiousis P.D. (2006) Design optimization of reinforced concrete structures. Computers and Concrete, 3-5, 313-334
doi.org/10.12989/CAC.2006.3.5.313
11. Pam H.J., Kwan A.K.H. and Islam M.S. (2001).
Flexural strength and ductility of reinforced normal- and high-strength concrete beams. Structures & Buildings, 146-4, 381-389
doi.org/10.1680/stbu.2001.146.4.381
12. Kwan A. K. H.; Ho J. C. M. and Pam H. J. (2002).
Flexural strength and ductility of reinforced concrete beams // Structures & Buildings. – 2002, Vol. 152, № 4. – pp. 361–369. Doi: 10.1680/stbu.2002.152.4.361
13. Kwan A.K.H., Au F.T.K. and Chau S.L. (2004).
Theoretical study on effect of confinement on flexural ductility of normal and high-strength concrete beams. Magazine of Concrete Research, 56-5, 299-309
doi.org/10.1680/macr.2004.56.5.299
14. Ho J. C. M.; Kwan A. K. H. and Pam H. J. (2004).
Minimum flexural ductility design of high strength concrete beams // Magazine of Concrete Research. - 2004, Vol. 56, № 1 .– pp. 13–22. Doi:10.1680/macr.2004.56.1.13.
15. Seguirant S.J., Brice R. and Khaleghi B. (2010).
Making sense of minimum flexural reinforcement requirements for reinforced concrete memders. PCI Journal, Summer, 64-85
16. Subramanian N. (2010). Limiting reinforcement ratios for RC flexural members. The Indian Concrete Journal, September, 71-80
17. Orozco C.E. (2015). Strain limits vs. reinforcement ratio limits – A collection ofnew and old formulas for the design of reinforced concretesections. Case Studies in Structural Engineering, 4, 1-13
doi.org/10.1016/j.csse.2015.05.001
18. Fayyad T.M and Lees J.M. (2015). Evaluation of a minimum flexural reinforcement ratio using fracture based modelling. IABSE Conference – Structural Engineering: Providing Solutions to Global Challenges, 2-9
19. Mafleh W. and Kovacs N. (2022). Numerical analysis of composite slim-floor beams. Pollack Periodica, 17-2,
81-85
doi.org/10.1556/606.2022.00396
20. Mohamed S., Shahrizan B., Ahmed W., Azrul A. and Emad H. (2022). Innovation of Shear Connectors in Slim Floor Beam Construction. Journal of Engineering, 2022
doi.org/10.1155/2022/2971811
21. Duma D., Zaharia R., Pintea D., Both I., Hanus F. (2022). Analytical Method for the Bending Resistance of Slim Floor Beams with Asymmetric Double-T Steel Section under ISO Fire. Appl. Sci., 12, 574
doi.org/10.3390/ app12020574
22. Borghi T.M., Oliveira L.A.M. and El Debs A.L.H.C. (2021). Numerical investigation on slim floors: comparative analysis of ASB and CoSFB typologies. Rev. IBRACON Estrut. Mater., 14-4, e14411
doi.org/10.1590/S1983-41952021000400011
23. Dai X., Lam D., Sheehan T., Yang J. and Zhou K. (2020). Effect of dowel shear connector on performance of slim-floor composite shear beams. Journal of Constructional Steel Research, 173
doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106243
24. Furche, J.; Bauermeister, U. Ermüdungsnachweis für Elementdecken mit Gitterträgern. Beton- und Stahlbetonbaum, 2020, 115 (1), 26–35.
doi.org/10.1002/best.201900056
25. DSTU-N B EN 1994-1-1:2010 (2010). Eurocode 4. Design of Composite Steel and Concrete Strucures-
Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings
(EN 1994-1-1:2004, IDT)., Kyiv, Ukraine
26. Comité Européen de Normalisation (CEN), (2004b) “Eurocode 4: Design of Composite Steel and Concrete Strucures-Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings”, European Standard BS EN 1994-1-1: 1994. European Committee for Standardization (CEN), Brussels, Belgium
27. American Institute of Steel Construction. (2010).
Specifications for structural steel buildings, AISC 360-10, Chicago, IL
28. Architectural Institute of Korea (2014). Korea Building Code (KBC 2014) and Commentary, Kimoondang, Korea
29. JGJ 138-2016 (2016). Code for Design of Composite Structures, China building industry press, Beijing, China
30. Japan Society of Civil Engineers. (2009). Standard specifications for steel and composite, Tokyo, Japan
31. Kochkarev D., Galinska T. (2017). Calculation methodology of reinforced concrete elements based on calculated resistance of reinforced concrete. MATEC Web of Conferences 116, 02020
doi.org/10.1051/matecconf/201711602020
32. Kushnir Y.O., Pents V.F., Ovsii M.O. (2012). Methodical bases for calculating the load-bearing capacity of a normal rectangular reduced cross-section of steel-concrete beams based on the calculated deformation model.
Resource-saving materials, structures, buildings and structures, 24,167-179.
33. Galinska T., Ovsii D., Ovsii M. (2018). The combining technique of calculating the sections of reinforced concrete bending elements normal to its longitudinal axis, based on the deformation model. International Journal of Engineering & Technology (UAE), 7(3.2), 123-127
doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14387
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
