Анотація до роботи:

Фамуляк Ю.Є. Вплив торцевих анкерів сталебетонних балок на міцність та деформативність похилих перерізів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі і споруди. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2004.

Дисертаційна робота присвячена експериментально-теоретичним дослідженням звичайних та попередньо напружених сталебетонних балок, що містять жорсткі торцеві упори та оцінці впливу останніх на міцність та деформативність похилих перерізів.

Встановлено, що наявність торцевого упору в сталебетонних елементах суттєво впливає на роботу похилих перерізів останніх при плечах зрізу с2.4h₀ та за умови l/h<10. Розроблена математична модель та програма розрахунку на ЕОМ за методами скінчених елементів і послідовних наближень з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів, які дозволяють визначати напружено-деформативний стан сталебетонних елементів з торцевими упорами і без них, що працюють на згин, на всіх стадіях завантаження. Запропоновано удосконалення до методики інженерного розрахунку міцності похилих перерізів та прогинів сталебетонних балок з торцевими упорами.

Результати роботи знайшли застосування при виконанні пролітних конструкцій на будовах Львівщини, Івано-Франківщини, Тернопільщини та Буковини. Вони дозволили забезпечити зменшення загальних витрат бетону до 15%, сталі 10...20% у порівнянні з традиційними залізобетонними конструкціями.

1. На основі експериментально-теоретичних досліджень вперше встановлено не тільки якісну, але й кількісну картину позитивного впливу торцевих упорів різної потужності на підвищення тріщиностійкості і міцності похилих перерізів та зменшення деформативності (прогинів) звичайних та попередньо напружених згинаних сталебетонних балок.

2. Розроблені і дослідженні торцеві упори різної потужності та запропоновані найбільш ефективні жорсткі упори потужністю 0,4...0,6 міцності зовнішньої стрічкової арматури, які одночасно служать і опорними закладними деталями і засобами для натягу стрічкової арматури попередньо напружених балок.

3. Досліджено несучу здатність та деформативність, характер утворення похилих тріщин та розвиток зсувів між бетоном і стрічковою арматурою по контакту зчеплення у сталебетонних балках з торцевими упорами.

4. Наявність жорстких торцевих упорів у сталебетонних балках призводить до підвищення експериментального моменту тріщиноутворення на 10...35% порівняно з розрахунковим, визначеним за існуючою методикою, та до додаткового збільшення цього ж моменту на 3...8% порівняно із сталебетонними балками без упорів.

5. У сталебетонних балках з жорсткими торцевими упорами максимальна ширина домінуючої похилої тріщини в 1,5...2 рази менша ніж у балках без упорів.

6. При плечах зрізу c2.4h₀ несуча здатність похилих перерізів сталебетонних балок з торцевими упорами збільшується до 15% порівняно з аналогічними балками без упорів.

7. У сталебетонних балках встановлення жорстких торцевих упорів сприяє зменшенню прогинів. При визначенні величини прогинів, при умові l/h<10, сумарний прогин доцільно визначати нехтуючи значенням прогину обумовленого деформацією зсуву.

8. Сталебетонні балкові конструкції, у яких встановлені торцеві упори, мають в 2,5..3 рази менші величини зсувів між зовнішньою стрічковою арматурою і бетоном в прольоті балки. На відміну від балок без торцевих упорів, в балках з упорами зсуви на торцях повністю відсутні.

9. Розроблений алгоритм та програма розрахунку на ЕОМ за методами скінчених елементів і послідовних наближень з врахуванням реальних діаграм деформування матеріалів, відповідає роботі реальної сталебетонної конструкції.

10. За результатами обчислень, на основі запропонованого алгоритму, отримані епюри напружень та деформацій бетону, стрічкової і стержневої арматури та графіки прогинів. Розрахункові значення руйнуючих навантажень відрізняються від експериментальних на –1,6...+2,4%, прогинів – на –3,4...+3,2%, моментів тріщиноутворення – на –1,2...+1,8%.

11. Запропоновано удосконалення до методики інженерного розрахунку міцності похилих перерізів та прогинів сталебетонних балок за СНиП 2.03.01-84*, враховують вплив жорстких торцевих упорів.

12. На основі отриманих дослідних даних розроблені сталебетонні балки з жорсткими торцевими упорами прольотом 12м, для виготовлення яких потрібно менше металу на 10...20% та бетону – до 15% в порівнянні з рівноміцними їм традиційними залізобетонними конструкціями. Вказані сталебетонні конструкції знайшли застосування і закладені у проектну документацію виробничих і сільськогосподарських будівель взамін серії 1.462.1-1/88.

Основні положення дисертації викладені в наступних роботах:

1. Публікації у фахових виданнях ВАКу України:

1. Фамуляк Ю.Є., Тарасюк І.Г. Особливості тріщиноутворення в сталебетонних балках із жорсткими торцевими упорами // Вісник ЛДАУ “Архітектура і сільськогосподарське будівництво” – Львів. – 2001. –С.123 – 127 – автором проаналізований вплив жорстких торцевих упорів на величину та характер утворення тріщин в згинаних сталебетонних елементах.

2. Фамуляк Ю.Є. Розвиток зсувів між стрічковою арматурою і бетоном в сталебетонних балках з торцевими упорами // Вісник ЛДАУ “Архітектура і сільськогосподарське будівництво” – Львів. – 2002. –С.75 – 79 – автором поданий аналіз впливу торцевих упорів різної потужності на величину зсувів між стрічковою арматурою та бетоном в дослідних сталебетонних згинаних елементах.

3. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Сталебетонні конструкції з жорсткими торцевими анкерами // Будівництво України. – 2003. – №5. –С.23 – 28 – автором поданий аналіз розподілу деформацій в перерізах сталебетонних балок в залежності від потужності торцевого упору.

II. Інші публікації:

4. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Міцність і жорсткість сталебетонних балок з торцевими упорами // Матеріали ІІ міжнародного симпозіуму “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів; - Львів-Дубляни. – 1996. –С.272 – 273 – автором подано основні конструктивні особливості та переваги сталебетонних конструкцій.

5. Фамуляк Ю.Є., Ванік М.Й. Методика виготовлення сталебетонних балок з жорсткими торцевими упорами // Матеріали ІІІ міжнародного симпозіуму “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій” – Мукачево.–1998.–С.554 – 557 – автором описаний процес виготовлення дослідних сталебетонних балок.

6. Фамуляк Ю.Є., Клименко К.Ф. Особливості роботи згинаних сталебетонних балок з жорсткими торцевими упорами під дією деформацій згину // Сборник научных трудов КиевЗНИИЭП “Конструкции гражданских зданий” – Київ. – 2001. – С.150 – 156 – автором проведений загальний аналіз міцності та деформативності згинаних сталебетонних балок.

7. Шмиг Р.А., Ніщенко І.О., Фамуляк Ю.Є., Канюк В.М. Застосування методу скінчених елементів при моделюванні роботи залізобетонних елементів, що зазнають деформацій згину, з урахуванням реальних діаграм деформування матеріалів // Сборник научных трудов КиевЗНИИЭП “Конструкции гражданских зданий” – Київ. – 2001. – С. 134 – 141 – автором наведений алгоритм визначення напружено-деформованого стану згинаних елементів від дії короткотривалого зовнішнього навантаження.

8. Клименко Ф.Є., Фамуляк Ю.Є. та ін. Економічна ефективність попередньо напружених сталебетонних балок прольотом 12 м // Збірник матеріалів конференції “25 років сталебетонних конструкцій з зовнішнім армуванням” – Львів.–1996. – С.74 – 77 – наведено техніко-економічні показники матеріаломісткості розроблених автором сталебетонних балок у порівнянні з рівноміцними залізобетонними прольотом 12 м.

9. Фамуляк Ю.Є., Мазурак А.В. Волинець М.Е. Вплив жорстких анкерних зв’язків зовнішньої арматури сталебетонних балок на їх міцність і жорсткість // Збірник матеріалів конференції “25 років сталебетонних конструкцій з зовнішнім армуванням” – Львів. – 1996. – С. 109 – 112 – автором проведений огляд та аналіз існуючих конструкцій торцевих упорів, розглянуто конструкції дослідних сталебетонних балок.

10. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Вплив жорстких торцевих упорів з двосторонніми ребрами на несучу здатність сталебетонних конструкцій // Тези міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої пам’яті проф. Є.Храпливого “Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу” – Львів. – 1999. – С. 321 – 322 – автором описаний новий тип торцевого упору для сталебетонних конструкцій – жорсткий торцевий упор з двосторонніми ребрами.

Публікації автора:

1. Публікації у фахових виданнях ВАКу України:

1. Фамуляк Ю.Є., Тарасюк І.Г. Особливості тріщиноутворення в сталебетонних балках із жорсткими торцевими упорами // Вісник ЛДАУ “Архітектура і сільськогосподарське будівництво” – Львів. – 2001. –С.123 – 127 – автором проаналізований вплив жорстких торцевих упорів на величину та характер утворення тріщин в згинаних сталебетонних елементах.

2. Фамуляк Ю.Є. Розвиток зсувів між стрічковою арматурою і бетоном в сталебетонних балках з торцевими упорами // Вісник ЛДАУ “Архітектура і сільськогосподарське будівництво” – Львів. – 2002. –С.75 – 79 – автором поданий аналіз впливу торцевих упорів різної потужності на величину зсувів між стрічковою арматурою та бетоном в дослідних сталебетонних згинаних елементах.

3. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Сталебетонні конструкції з жорсткими торцевими анкерами // Будівництво України. – 2003. – №5. –С.23 – 28 – автором поданий аналіз розподілу деформацій в перерізах сталебетонних балок в залежності від потужності торцевого упору.

II. Інші публікації:

4. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Міцність і жорсткість сталебетонних балок з торцевими упорами // Матеріали ІІ міжнародного симпозіуму “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів; - Львів-Дубляни. – 1996. –С.272 – 273 – автором подано основні конструктивні особливості та переваги сталебетонних конструкцій.

5. Фамуляк Ю.Є., Ванік М.Й. Методика виготовлення сталебетонних балок з жорсткими торцевими упорами // Матеріали ІІІ міжнародного симпозіуму “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій” – Мукачево.–1998.–С.554 – 557 – автором описаний процес виготовлення дослідних сталебетонних балок.

6. Фамуляк Ю.Є., Клименко К.Ф. Особливості роботи згинаних сталебетонних балок з жорсткими торцевими упорами під дією деформацій згину // Сборник научных трудов КиевЗНИИЭП “Конструкции гражданских зданий” – Київ. – 2001. – С.150 – 156 – автором проведений загальний аналіз міцності та деформативності згинаних сталебетонних балок.

7. Шмиг Р.А., Ніщенко І.О., Фамуляк Ю.Є., Канюк В.М. Застосування методу скінчених елементів при моделюванні роботи залізобетонних елементів, що зазнають деформацій згину, з урахуванням реальних діаграм деформування матеріалів // Сборник научных трудов КиевЗНИИЭП “Конструкции гражданских зданий” – Київ. – 2001. – С. 134 – 141 – автором наведений алгоритм визначення напружено-деформованого стану згинаних елементів від дії короткотривалого зовнішнього навантаження.

8. Клименко Ф.Є., Фамуляк Ю.Є. та ін. Економічна ефективність попередньо напружених сталебетонних балок прольотом 12 м // Збірник матеріалів конференції “25 років сталебетонних конструкцій з зовнішнім армуванням” – Львів.–1996. – С.74 – 77 – наведено техніко-економічні показники матеріаломісткості розроблених автором сталебетонних балок у порівнянні з рівноміцними залізобетонними прольотом 12 м.

9. Фамуляк Ю.Є., Мазурак А.В. Волинець М.Е. Вплив жорстких анкерних зв’язків зовнішньої арматури сталебетонних балок на їх міцність і жорсткість // Збірник матеріалів конференції “25 років сталебетонних конструкцій з зовнішнім армуванням” – Львів. – 1996. – С. 109 – 112 – автором проведений огляд та аналіз існуючих конструкцій торцевих упорів, розглянуто конструкції дослідних сталебетонних балок.

10. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Фамуляк Ю.Є. Вплив жорстких торцевих упорів з двосторонніми ребрами на несучу здатність сталебетонних конструкцій // Тези міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої пам’яті проф. Є.Храпливого “Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу” – Львів. – 1999. – С. 321 – 322 – автором описаний новий тип торцевого упору для сталебетонних конструкцій – жорсткий торцевий упор з двосторонніми ребрами.