Численный расчет сталежелезобетонных конструкций
Введение. Сталежелезобетонные конструкции представляют собой композитную систему, образованную стальными балками и железобетонной плитой. Для эффективной работы конструкции необходима надежная передача сдвигающих усилий между балкой и плитой. С этой целью применяются анкерные устройства, обеспечивающие связь балки и плиты. Рассматривается конструкция сталежелезобетонного перекрытия, образованного железобетонной плитой и стальными балками из гнутых профилей. Сталежелезобетонное перекрытие - это система из параллельно расположенных гнутых стальных оцинкованных балок, частично замоноличенных в бетонную плиту толщиной 90 мм, из бетона В25. Передача сдвигающих усилий передается за счет сцепления оцинкованной стали и бетона без анкерных устройств и дополнительной обработки поверхности балки. Материалы и методы. Для выявления фактических сил сцепления выполнены испытания образцов, у которых плоская оцинкованная пластина была заделана в бетон. Проведена оценка конечно-элементных моделей (КЭМ), созданных с помощью различных вычислительных комплексов. Установлены параметры КЭМ, при которых обеспечивается приемлемая для практического использования точность. Результаты. Экспериментально установлена прочность сцепления стальной пластины с бетоном при различных вариантах ее крепления к бетону. Определена требуемая сетка разбиения плиты при использовании 3D конечных элементов. Выводы. Разработана конструкция сталежелезобетонного перекрытия пролетом 6-8 м с применением гнутых оцинкованных профилей, частично заделанных в железобетонную плиту толщиной 90 мм. Экспериментально определена прочность на сдвиг соединения оцинкованной стальной пластины, заделанной в бетон, составившая в зависимости от способа подготовки заделанной в бетон поверхности стального листа от 0,248 до 0,415 МПа. Отработаны численные модели с применением различных вычислительных комплексов, предназначенных для расчета сталежелезобетонного перекрытия. Намечены пути совершенствования КЭМ на основе развития численной методики расчета с учетом экспериментальных данных, полученных при испытаниях натурной конструкции.