Анотація до роботи:

Фабрика Ю.М. Міцність та деформативність сталезалізобетонних балкових конструкцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – Будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України, Львів, 2005.

Дисертаційна робота присвячена експериментально-теоретичним дослідженням сталезалізобетонних балкових конструкцій та оцінка міцності та деформативності в зоні чистого згину.

Визначено доцільні розміри залізобетонної полички та профільної двотаврової балки. Розроблена математична модель та програма розрахунку на ЕОМ за методами гіпотези плоских перерізів і послідовних наближень з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів, які дозволяють визначити напружено-деформований стан сталезалізобетонних балкових конструкцій, що працюють на згин, на всіх стадіях завантаження. Розроблено конструктивне рішення сталезалізобетонної балки та запропоновані інженерна методика визначення міцності і деформативності – прогинів, як і математичний алгоритм та програма розрахунку на ЕОМ за методами гіпотези плоских перерізів і послідовних наближень з урахуванням реальних діаграм деформування матеріалів.

Результати роботи знайшли застосування при виконанні балкових конструкцій на будовах Львівщини, Івано-Франківщини, Вінничини та ін. Вони дозволили забезпечити зменшенню тривалості будівництва та економію сталі до більших прольотів у порівнянні з традиційними залізобетонними конструкціями.

1. Розроблено конструктивне рішення сталезалізобетонної балки та запропоновані інженерна методика визначення міцності і деформативності – прогинів, як і математичний алгоритм та програма розрахунку на ЕОМ за методами гіпотези плоских перерізів і послідовних наближень з урахуванням реальних діаграм деформування матеріалів.

2. Дослідження сталезалізобетонних балок із залізобетонною плитою-поличкою свідчать, що міцність їх по нормальним перерізам задовільно співпадає з теоретичною, вирахованою за сучасними нормами, відхилення становлять 7...10% в напрямі експериментальної безпечності.

3. Із досліджених різних типів зв’язків-анкерів залізобетонної плити-полички з верхньою поличкою сталевого двотавра пропонують найбільш прості у виготовлені і найменш металомісткі гнучкі стержневі анкери, які забезпечують надійний зв’язок, міцність і одночасно виконуючи роль поперечних стержнів просторового каркасу плити-полички.

4. За стадію руйнування сталезалізобетонної балки приймається досягнення текучості сталі в розтягнутій поличці двотавра з попереднім або одночасним випученням і роздробленням залізобетонної полички в стиснутій зоні.

5. На основі досліджень міцності сталезалізобетонних балок з різними ширинами залізобетонних поличок пропонується найбільш раціональні розміри ширини поличок, які становлять для бетонів класу В20...В30 (6...8)h_п - висоти залізобетонної полички.

6. Розвиток деформацій по висоті складеного перерізу сталезалізобетонної балкової конструкції в зоні чистого згину є лінійним, а по ширині залізобетонної плити є нерівномірним, краї плити значно повільніше включаються в роботу.

7. Прогини сталезалізобетонних балок пропонується визначати відповідно до існуючих нормативних документів із врахуванням експериментального коефіцієнта К_f =1,126 для наближення значення теоретичного прогину до експериментального.

8. Запропонований алгоритм дозволяє з достатньою точністю визначати зусилля руйнування, кривину і прогини сталезалізобетонних балок при згині та відобразити на ділянці чистого згину реальний розподіл деформацій і напружень не лише в бетоні, але й в сталевому профілі.

9. За результатами обчислень, згідно розробленої методики розрахунку та запропонованої програми на ЕОМ, отримані епюри напружень та деформацій бетону полички, сталевої двотаврової балки, графіки прогинів, які мають кращу збіжність з експериментальними даними (відхилення до 3...5%).

10. Пропонується використовувати також алгоритм та програму розрахунку сталезалізобетонних конструкцій для варіантного проектування та вибору раціонального способу армування, визначаючи та аналізуючи міцностні і деформативні характеристики сталезалізобетонних елементів при зміні різноманітних вихідних умов: геометричних параметрів, класу бетону, діаметру та кількості поздовжньої арматури.

11. Порівняний аналіз економічної вартості сталезалізобетонних балок із сталевими двотавровими свідчить, що сталезалізобетонні балки є більш доцільними для застосування в практиці будівництва, так як їх вартість на 13,55% менша сталевих при одинаковій міцності і деформативності.

Основні положення дисертації викладені в наступних роботах:

І. Публікації у фахових виданнях ВАКу України:

1. Фабрика Ю.М., Фіялковський І.С. Застосування гіпотези плоских перетинів при моделюванні напружено-деформованого стану сталезалізобетонних конструкцій //Збірник наукових праць. Випуск 7.- Рівне, 2001. -С.211-217 - автором наведений алгоритм розрахунку напружено-деформованого стану сталезалізобетотонних балкових конструкцій в зоні чистого згину.

2. Клименко Ф.Є., Ніщенко І.О., Барабаш В.М., Шмиг Р.А., Фабрика Ю.М., Фіялковський І.С. Моделювання роботи балкових конструкцій, що працюють на згин //Збірник наукових праць. Випуск 7.- Рівне, 2001.-С.155-262 – автором описано методику дослідження.

3. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Шмиг Р.А., Фабрика Ю.М. Вплив анкерів на розвиток зсувів у комплексних сталебетонних балкових конструкціях //Збірник наукових праць. Випуск 8.- Рівне, 2002.-С.130-136 – автором проведений аналіз впливу анкерів на розвиток зсувів у комплексних сталебетонних балкових конструкціях.

4. Фабрика Ю.М. Математичне моделювання напружено-деформованого стану сталезалізобетонних балкових конструкцій у зоні чистого згину // Збірник наукових праць ЛНАУ №40(52). Луганськ, 2004 р., С.176-181.

5. Ф.Клименко, І. Добрянський, Ю. Фабрика. Робота сталезалізобетонних балок у зоні чистого згину //Вісник Львівського аграрного у-ту. Архітектура і сільське будівництво №5. Львів, 2004 р., С.49-62 - автором проведений аналіз лабораторних випробувань дослідних взірців, на основі якого отримані результати по підвищенню несучої здатності.

ІІ. Інші публікації:

6. Фабрика Ю.М. Переваги використання сталезалізобетону на основі практики застосування //Збірник матеріалів конференції. - Львів, 1996. - С.118-119.

7. Фабрика Ю.М. Вплив ширини плити-полички сталезалізобетонних балок на несучу здатність //Збірник наукових статей. Том ІІ. -Львів, 1997. -С.32-33.

8. Фабрика Ю.М. Методика виготовлення та дослідження сталезалізобетонних балок //Вісник ДУ “Львівська політехніка” №335. -Львів, 1997. -С.182-185.