TURINYS
1. ĮVADAS
2. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI
3. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI
4. VIETINIO PASTOVUMO NETEKIMAS
5. PROJEKTAVIMAS AŠINIO GNIUŽDYMO ATVEJU
5.1 Skersinių pjūvių atsparumas
5.2 Konstrukcijos dalių atsparumas
5.3 Santykinis liaunumai ir standumai
6. PROJEKTAVIMAS GNIUŽDYMUI IR TEMPIMUI
6.1 Bendrai
6.2 Analizė lenkimo momentams
6.3 Projektavimo principas
7.KOLONŲ SU NESIMETRINIAIS PJŪVIAIS (DALIMIS) PROJEKTAVIMAS
8.SANTRAUKA
9.LITERATŪRA
1. ĮVADAS
Šeštajame XX a. dešimtmetyje pradėtas įtemptas kolonų, kuriose betonas
skersiniame pjūvyje dirba kartu su metaliniu profiliu, apkrautų apkrova,
laikomosios galios tiriamasis darbas. Šios kolonos negalėjo būti
projektuojamos nei pagal plieno, nei pagal betono konstrukcijoms keliamus
reikalavimus. Šio tiriamojo darbo rezultatai buvo aprašyti įvairiuose
leidiniuose.
1977 metais buvo išspausdintos kompozicinių kolonų projektavimo
rekomendacijos /1/ , kurios kartu supažindino su tolimesnių tiriamųjų darbų
rezultatais Eurocode 4 juodraštiniame variante /2/, skirtame kompozicinėms
konstrukcijoms. Šiame darbe buvo apibrėžtos kompozicinių kolonų analizės ir
projektavimo taisyklės.
Eurocode 4 dokumente visų pirma apibrėžiami pagrindiniai kompozicinių
kolonų projektavimo reikalavimai. Turi būti atkreipiamas dėmesys į visus
skirtingų medžiagų geometrinius ir fizinius netolygumus. Vis tik, sutikti
šiuos reikalavimus galima tikrinant daugelį analizės metodų, kurie
paprastai gali būti vykdomi galingomis EDP-programomis. Praktiniam
naudojimui Eurocode 4 pateiktas supaprastintas metodas, kuris ir aptartas
toliau.
2. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI
1 Pav. parodo tipinius kompozicinių kolonų skersinių tipų pjūvius, su
Eurocode 4 pastabomis. Dideliam skersinių pjūvių kiekiui pavaizduoti yra
tik pavyzdžiai. Pjūviai gali būti suskirstyti į dvi grupes:
– Betonu užpildyti pjūviai, kuriems betonas nematomas paviršiuose;
– Visiškai ir dalinai padengti pjūviai.
Visi skersiniai pjūviai yra simetriški abiejų ašių atžvilgiu ir gali būti
papildomai armuoti.
Kompozicinių kolonų naudojimas suteikia įvairių privalumų. Esant mažiems
skersinio pjūvio išmatavimams, gali būti pasiekiama didelė apkrovos
laikomoji galia. Iš kitos pusės, pjūviai su skirtinga laikomąja galia, bet
su identiškais išmatavimais gali būti gaminami dėl didelio kintamumo. Tokiu
būdu išoriniai kolonos matmenys gali būti išlaikomi pastovūs daugelyje
pastato aukštų, kas sumažina projektavimo darbų apimtį. Ekonominis
efektyvumas taip pat tampa derinio su pigios betono medžiagos panaudojimo
išdava. Dar daugiau, gali būti taikoma smarkiai išvystyta jungiančiosios
plieno konstrukcijų technika.
Betonu užpildyti profiliai (pav.: 1d-f) plieninė dalis dirba tuo pačiu metu
kaip ir gaubtas betonui. Betonu užpildytos dalys suteikia galimybę
pastatyti pastatą, kaip vien tik plieno
konstrukciją ir vėliau užpildyti skersinius pjūvius betonu, pavyzdžiui
išankstiniu betono įtempimu. Taip darant, montavimo laikas gali sutrumpėti.
[pic]
Pav. 1: Kompozicinių kolonų tipiniai skersiniai pjūviai su pastabomis
Dar daugiau – apsauginė plieno danga leidžia daryti prielaidą didesnio
projektuojamojo stiprio betonui naudoti. Betonu užpildyto apvalaus
tuščiavidurio profilio įkalinimo (apribojimo) efektas papildomai tampa
padidėjusios laikomosios galios priežastimi. Betono valkšnumo bei
sutrumpėjimo įtakos įprastai gali būti nepaisoma. Į šią įtaką turi būti
atsižvelgiama, kalbant apie betonu padengtus profilius (pav. 1a-c).
Priklausomai nuo visiško padengimo betonu, pjūviai (pav. 1a), dažniausiai,
patenkina aukštos klasės apsaugos nuo ugnies reikalavimus, be jokių
papildomų vertinimų. Dalinai padengtiems pjūviams, kaip ir betonu
užpildytiems pjūviams (pav. 1b+c), tai gali būti pasiekiama papildomu
armavimu. Dalinai padengti pjūviai turi tolimesnius privalumus.
Pirma, jie gali būti gana lengvai pagaminami. Kolonų angos gali būti
užpildytos betonu horizontalioje plieninės dalies padėtyje. Po 24 valandų
kolona gali būti apsukama ir papildomai užpildoma betonu. Įrėminimas
atliekamas plieniniu profiliu. Pjūviams, atitinkantiems pav. 1b betono,
sukant koloną, lašėjimo turi būti išvengta konstruktyvinių reikalavimų
sumetimais (jungiamieji vinys su galvute ar pan.). Antra, daliniai plieno
plotai paviršiuje leidžia suvirinti jungiančiuosius mechanizmus po
betonavimo.
3. KOMPOZICINIŲ KOLONŲ SKERSINIŲ PJŪVIŲ TIPAI
Kompozicinėms kolonoms gali būti naudojamas konstrukcinis plienas pagal
Eurocode 3 /3/ bei armavimas, pagal Eurocode 2 /4/.
Bendroms plieno klasėms simbolinės stiprio vertės pateiktos lentelėje 1.
Jos galioja, kai medžiagos storis ne didesnis nei 40 mm. Didesnio storio
medžiagoms stipriai turi būti sumažinami, atitinkamai derinant su Eurocode
3 /3/.
|Plieno klasės|Fe E 275 |Fe E 275 |Fe E 355 |
|(senas |(St37) |(St44) |(St52) |
|žymėjimas) | | | |
|fy [N/mm2] |235 |275 |355 |
|Ea [kN/mm2] |210 |210
|210 |
Lentelė 1: Simbolinės stiprio fy vertės ir modulinis standumas bendriems
konstrukcinio
plieno tipams, pagal Eurocode 4, esant medžiagos storiui
iki 40 mm;
patikslinimai skliausteliuose atitinka senesnę
klasifikaciją.
Betonui, skirtingų betono klasių stipriai, pagal Eurocode 2 /4/ pateikti 2
lentelėje. Klasifikacija C25/30 pateikia cilindro bandinio stiprumą (25) ir
kubelio bandymo stiprumą (30).
|Betono |C20/25|C25/30|C30/37|C35/45|C40/5|C45/|C50/|
|klasės | | | | |0 |55 |60 |
|fck |20 |25 |30 |35 |40 |45 |50 |
|[N/mm2] | | | | | | | |
|Ecm |29 |30.5 |32 |33.5 |35 |36 |37 |
|[kN/mm2] | | | | | | | |
Lentelė 2: Būdingas cilindrinis stiprumas fck ir vidutinės sekanto
(kirstinės) modulio Ecm
vertės skirtingoms betono klasėms, pagal Eurocode 2.
Eurocode 2 paminėti 3 skirtingi armuojančio plieno tipai (klasės), pateikti
3 lentelėje.
|Armuojančio plieno |S 220 |S 420 |S 500 |
|klasės | | | |
|fsk [N/mm2] |220 |420 |500 |
|Es [kN/mm2] |200 |200 |200 |
Lentelė 3: Būdingi stiprumai fsk ir standumo moduliai Es vertės
armuojančiam plienui,
pagal Eurocode 2.
Brėžinys turi parodyti, jog projektinės poveikio Sd vertės nėra didesnės
nei projektinis atsparumas Rd , atitinkamai pagal 1 lygybę.
Sd ≤ Rd = [fy / γMa , fck / γc , fsk / γs ]
(1)
Su daliniais saugos koeficientais
– betonui γc = 1.5
(2)
– armuojančiam plienui γs = 1.15
(3)
– konstrukciniam plienui γMa = γRd = 1.1 kolonoms, paveiktoms
įlinkio (4)
– γMa = γa = 1.0 visoms
kitoms kolonoms (5)
Projektinės stiprio reikšmės konstrukciniam plienui ir armuojančiam plienui
gaunamos iš:
fyd = fy / γMa ; fcd = fck / γc ; fsd = fsk / γs
(6)
Atsižvelgiant į ilgalaikės apkrovos poveikį gniuždymo stiprumui, betono
stipris turi būti sumažintas koeficientu α = 0.85.
Šio sumažinimo gali būti nepaisoma betonu užpildytiems kompoziciniams