Анотація до роботи:

Хама Рахім Соран. Міцність сталезалізобетонних елементів з поперечною тонколистовою арматурою при осьовому стисканні.

Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2008.

Дисертація присвячена питанням підтвердження доцільності проектування стислих елементів із застосуванням непрямого армування у вигляді тонколистових пластинок. Запропоновано досить простий і зручний метод розрахунку наведеної призмової міцності. Розроблено схеми армування несучої сталезалізобетонної конструкції для роботи в умовах статичного стиску з малими ексцентриситетами, армованою поздовжньою стержневою і поперечною тонколистовою (товщиною аркуша t = 1 – 2 мм) арматурами, з можливістю механічного (насосного) бетонування, як у горизонтальному, так і у вертикальному положеннях. Розроблено методику розрахунку міцності стислого сталезалізобетонного стрижня узагальненої конструкції з осесиметричним поперечним перерізом: квадратним і круглим (у рамках концептуальних фізичних подань механіки руйнування квазілінійного мікрополяризованого середовища у трактуванні В. М. Рудакова).

Експериментальні дані зрівняно з теоретичними значеннями. Результати досліджень впроваджено в практику проектування і будівництва, а також у навчальний процес.

1. Експериментально встановлено, що досліджуваний конструкційний бетон при осьовому стиску, без усунення тертя по торцях зразків, руйнувався за рахунок зрушення уздовж площин ковзання, напрямок яких щодо площини дії нормальних напружень ₁ визначався кутом ковзання (руйнування) .

2. Для прийнятого складу важкого бетону кут ковзання є фізичною константою, тобто його величина не залежить від висоти призми.

3. Мінімальне руйнівне навантаження при осьовому стиску бетонних зразків квадратного перерізу b x b проявляється при висоті призми h b ^. tg. При осьовому стиску бетонних призм висотою h < b ^. tgФ руйнівне навантаження зростає назад пропорційно їхній висоті.

4. Для важкого бетону з кутом ковзання =61,83⁰ коефіцієнт Пуассона за даними випробувань трьох призм і трьох кубів склав _експ = 0,157, проти теоретичного _т = 0,154; те ж з кутом =62,68⁰ _експ = _т =0,151, те ж з кутом =64,42⁰ _експ =0,145 проти _т =0,141; те ж з кутом =66,38⁰ _експ=0,133 проти _т =0,13. При цьому коефіцієнт Пуассона _експ замірявся в початковій (пружній) стадії деформування бетону.

5. Результати дослідних випробувань коротких зразків на осьовий стиск показали, що по мірі зниження висоти (h) бетонних зразків або зменшення кроку (S^*) поперечних пластинок, бетон зміцнюється. При цьому середній коефіцієнт зміцнення бетону залежно від співвідношення h(S^*)/b=1; 2/3; 0,5 досяг наступних значень, відповідно: для звичайного бетону класу В35 =1,419; 1,94; 2,472; те ж у складі СтЗБК - ^*=1,407; 1,744; 2,166; для пластифікованого бетону класу В50 =1,29; 1,711; 2,164; те ж у складі СтЗБК ^* =1,285; 1,614; 1,934.

6. Зменшення кроку поперечних пластин від S^*= b до S^*= 0,5 b викликає скорочення площі поперечного перерізу ядра стислої СтЗБК за рахунок збільшення товщини захисного шару поздовжніх стрежневих арматур діаметром d = 12 мм, яка склала: при кроці S^*= b а^/ = 1/3 d = 4 мм; те ж S^*= (2/3)b а^/ = (3,5/6) d = 7 мм; те ж S^*= 0,5 b а^/ = (5/6) d = 10 мм. Незалежно від кроку поперечних пластин товщина захисного шару поздовжніх арматур не досягла величини діаметра d.

7. Дослідним шляхом установлено, що тонколистова поперечна пластина незалежно від показника суцільності на всьому шляху навантаження випробовує напруження, що розтягують, у межах (0 - 0,4) _т, де _т - межа плинності листової сталі і, отже, поперечна пластина виконує функцію розподільника результуючого силового потоку інтенсивністю _1.

8. Осьові отвори діаметром d_вн=(0,4 - 0,5)b, які вирізані в поперечних пластинах, не знижують міцність стислої СтЗБК і не змінюють під навантаженням характер поводження бетону в складі СтЗБК.

9. Оцінка міцності СтЗБК розглянутої конструкції в рамках розробленої методики дозволила встановити її високу надійність. Розбіжність прогнозованих результатів із практичними у всіх чотирьох серіях склала не більше 5,30%.

Публікації автора:

1. Рудаков В. Н. “Экспериментальные основы применимости энергетического І-интеграла (критерия Черепанова-Райса) к мелкозернистым и тяжелым бетонам при монотонном (безинерционном) нагружении” / Рудаков В. Н., Рахим Соран // Тезисы докл. ХХХІІ научно - технич. конф. препод., асп., и сотрудников ХНАГХ. Ч. 1: Строительство, архитектура, экология. – Харьков: ХНАГХ, 2004. – С. 10-11.

Особистий внесок - участь у підготовці докладу.

2. Рудаков В. Н. “Управление надежности сжатых сталебетонных конструкций в рамках дискретной модели деформируемого тела” / Рудаков В. Н., Рахим Соран // Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація // Зб. наук. статей. - Вип. 6. - Кривий Ріг: КТУ, 2004. - С. 97-106.

Особистий внесок - пошук літературних джерел, оформлення та підготовка до друку.

3. Рудаков В. Н. “К расчёту прочности сжатых сталежелезобетонных конструкций, армированных продольной и косвенной арматурой” / Рудаков В. Н., Рахим Соран // Вісник ДонНАБА: Макіївка, 2005. – Вип. 8(56). – С. 30-37.

Особистий внесок - обробка результатів теоретичних та незалежних експериментальних досліджень.

4. Рудаков В. Н. “К применению энергетического критерия Райса-Черепанова для оценки прочности сталебетонных конструкций” / Рудаков В. Н., Рахим Соран, Стороженко И. А. // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій // Зб. наук. праць. - Вип. 6. За загальною ред. Й. Й. Лучка. – Львів: Каменяр, 2005. – С. 120-126.

Особистий внесок - пошук літературних джерел, оформлення та підготовка до друку.

5. Рудаков В. Н. “Расчёт сжатых сталежелезобетонных элементов с поперечной тонколистовой арматурой в рамках механики микрополяризованной среды”/ Рудаков В. Н., Рахим Соран // Вісник ДонНАБА: Макіївка, 2006. – Вип. 5(61). – С. 37-44.

Особистий внесок - обробка результатів теоретичних та незалежних експериментальних досліджень.

6. Рудаков В. Н. “Исследование несущей способности сжатых сталежелезобетонных элементов, армированных продольной стержневой поперечной тонколистовой арматурой”/ Рудаков В.Н., Рахим Соран // Коммунальное хозяйство городов. - Харьков: ХНАГХ. - Вып. 76. - Киев «Техніка», 2007.- С. 33-49.

Особистий внесок - участь у плануванні та проведенні експерименту.

7. Рудаков В. Н. “О прочности внецентренно-сжатого сталежелезобетонного элемента квадратного сечения обобщенной конструкции Лезера – Шинке” / Рудаков В. Н., Молодченко Г. А., Рахим Соран // Науковий вісник будівництва. - Вип. 41. - Харків: ХДТУБА, 2007. - С. 84-99.

Особистий внесок - участь у плануванні та проведенні експерименту.

8. Рудаков В.Н. “Разработка конструкции и физического метода расчета прочности сталежелезобетонной колонны, армированной продольной стержневой и поперечной тонколистовой арматурой с осевым технологическим отверстием” / Рудаков В.Н., Рахим Соран // Тезисы докладов ХХХIV научно - техн. конф. препод., аспирантов и сотрудников ХНАГХ. Ч. 1: Строительство, архитектура, экология. - Харьков: ХНАГХ, 2008. – С. 72-76.

Особистий внесок - участь у підготовці докладу.