CALCULATION OF STEEL-REINFORCED CONCRETE STRUCTURES OF THE BUILDING OF THE NATIONAL LIBRARY OF THE REPUBLIC OF BELARUS

Дмитрий Николаевич Лазовский; Людмила Митрофановна Шохина; Александр Васильевич Поправко; Татьяна Михайловна Глухова

doi:10.36773/1818-1112-2024-135-3-47-53

Авторы

Дмитрий Николаевич Лазовский УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой» https://orcid.org/0000-0001-5278-938X
Людмила Митрофановна Шохина УП «Минскпроект»
Александр Васильевич Поправко Проектный институт реконструкции и строительства УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»
Татьяна Михайловна Глухова УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

DOI:

https://doi.org/10.36773/1818-1112-2024-135-3-47-53

Ключевые слова:

сталежелезобетонная конструкция, нелинейная деформационная модель, диаграммы деформирования материалов, гипотеза плоских сечений, напряженно-деформированное состояние, усадка бетона, стадии работы под нагрузкой, критерий разрушения

Аннотация

Уникальное здание Национальной библиотеки Республики Беларусь включает в себя не только градостроительные, архитектурные, технологические современные решения, но и конструкционные. Одним из таких современных конструкционных решений является применение сталежелезобетонных конструкций. Преимущества сталежелезобетонных конструкций проявляются в возможности размещения в их поперечном сечении стальных профилей большой площади сечения и их защитой против коррозии и высоких температур бетоном, использовании при их возведении жесткой арматуры в качестве несущих элементов или опалубки. В статье представлены результаты применения нелинейного расчета для определения параметров напряженно-деформированного состояния (нормальных напряжений, относительных деформаций) на любой стадии работы под нагрузкой, включая стадию возведения, а также прочности, деформативности сложно нагруженных сталежелезобетонных элементов при условии совместной работы жестких стальных профилей и железобетона. Разрешающая система уравнений нелинейной деформационной модели включает в себя условия равновесия внутренних усилий в поперечном сечении, условие распределения относительных деформаций по высоте поперечного сечения в соответствии с гипотезой плоского сечения, а также аппроксимации диаграмм деформирования бетона и жесткой арматуры в виде прокатных профилей при растяжении-сжатии. Предложен критерий вычисления внутреннего усилия, соответствующего прочности сталежелезобетонного элемента, не требующий нормирования предельной сжимаемости бетона и позволяющий учитывать высокую степень перераспределения усилий между составляющими в поперечном сечении сталежелезобетонного элемента. Преимущества нелинейного метода расчета продемонстрированы на примерах расчета сталежелезобетонных конструкций здания Национальной библиотеки Республики Беларусь.

Биографии авторов

Дмитрий Николаевич Лазовский, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой», г. Новополоцк, Беларусь.

Людмила Митрофановна Шохина, УП «Минскпроект»

Главный инженер проекта, г. Минск, Беларусь.

Александр Васильевич Поправко, Проектный институт реконструкции и строительства УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

Ведущий инженер, г. Новополоцк, Беларусь.

Татьяна Михайловна Глухова, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой»

Старший преподаватель кафедры компьютерных систем и сетей, УО «Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой», г. Новополоцк, Беларусь.

Библиографические ссылки

Vasil'ev, A. P. ZHelezobeton s zhestkoj armaturoj / A. P. Vasil'ev ; Narodnyj komissariat po stroitel'stvu. Tekhn. upr. Central'nyj nauchno-issledovatel'skij institut promyshlennyh sooruzhenij – CNIPS. – Moskva ; Leningrad : Gosudarstvennoe izdatel'stvo stroitel'noj literatury, 1941. – 123 s.

Raschet stalezhelezobetonnoj kolonny vysotnogo doma na kosoe vnecentrennoe szhatie / A. M. Desyatkin, D. V. Konin, A. S. Martirosyan, V. I. Travush // ZHilishchnoe stroitel'stvo. – 2015. – S. 92–95.

Tamrazyan, A. G. Istoriya razvitiya teorii zhelezobetona: biograficheskij ocherk / A. G. Tamrazyan, A. F. Lolejt. – M. : MGSU, 2018. – 184 s.

Babalich, V. S. Stalezhelezobetonnye konstrukcii i perspektiva ih primeneniya v stroitel'noj praktike Rossii / V. S. Babalich, E. N. Androsov // Uspekhi sovremennoj nauki. – 2017. – T. 4, № 4. – S. 205–208.

Kibireva, YU. A. Primenenie konstrukcij iz stalezhelezobetona / YU. A. Kibireva, N. S. Astaf'eva // Ekologiya i stroitel'stvo. – 2018. – № 2. – S. 27–34. – DOI: 10.24411/2413-8452-2018-10004.

Vinogradova, N. A. Issledovaniya stalezhelezobetonnyh izgibaemyh konstrukcij (obzor) / N. A. Vinogradova, G. A. SHvec // Vestnik inzhenernoj shkoly DVFU. – 2020. – № 1(42). – S. 114–127.

Konstrukcii stalezhelezobetonnye. Pravila proektirovaniya : SP 266.1325800.2016. – M., 2017.

Konstrukcii stalezhelezobetonnye pokrytij i perekrytij. Pravila proektirovaniya : TKP 45-5.03-16-2005 (02250) / Ministerstvo arhitektury i stroitel'stva Respubliki Belarus'. –Minsk, 2006. – 71 s.

Metodicheskie rekomendacii po raschetu i proektirovaniyu stalezhelezobetonnyh perekrytij. – M. : Federal'nyj centr normirovaniya, standartizacii i ocenki sootvetstviya v stroitel'stve, 2018. – 62 s.

Metodicheskoe posobie po raschetu i proektirovaniyu stalezhelezobetonnyh konstrukcij s zhestkoj armaturoj. – M. : Federal'nyj centr normirovaniya, standartizacii i ocenki sootvetstviya v stroitel'stve, 2018. – 49 s.

Tonkih, G. P. Eksperimental'noe issledovanie sdvigovogo soedineniya monolitnyh stalezhelezobetonnyh perekrytij na ugolkovyh ankernyh uporah / G. P. Tonkih, D. A. CHesnokov // Vestnik MGSU. – 2021. – №2. – S. 144–152. – DOI: 10.22227/1997-0935.2021.2.144-152.

Semenov, V. A. Stalezhelezobetonnye konstrukcij. Oblast' primeneniya i osnovnye polozheniya SP 266.1325800.2016 «Konstrukcii stalezhelezobetonnye. Pravila proektirovaniya». Preimushchestva stalezhelezobetonnyh konstrukcij po sravneniyu s tradicionnymi resheniyami. Modelirovanie stalezhelezobetonnyh konstrukcij s pomoshch'yu sovremennogo inzhenernogo PO dlya proektirovshchikov / V. A. Semenov // Prezentaciya: Associaciya razvitiya stal'nogo stroitel'stva (ARSS). – URL: https://steel-fabrication.ru/mediatsentr/5_Vladimir%20Semenov_Tekhsoft.pdf (data obrashcheniya: 01.07.2024).

Rukovodstvo po proektirovaniyu zhelezobetonnyh konstrukcij s zhestkoj armaturoj. – M. : Strojizdat, 1978. – 57 s.

Proektirovanie stalezhelezobetonnyh konstrukcij : EN 1994-1-1:2005. Evrokod 4. – CH. 1. Obshchie pravila dlya zdanij i sooruzhenij. – M., 2011. – 123 s.

Proektirovanie stalezhelezobetonnyh konstrukcij : Rukovodstvo dlya proektirovshchikov k Evrokodu 4 EN 1994-1-1. – M., 2013. – 414 s.

Muhamediev, T. A. Raschet prochnosti stalezhelezobetonnyh kolonn s ispol'zovaniem deformacionnoj modeli / T. A. Muhamediev, O. I. Starchikova // Beton i zhelezobeton. – 2006. – № 4 (541). – S. 18–20.

Karpenko, N. I. K raschyotu prochnosti, zhyostkosti i treshchinostojkosti vnecentrenno szhatyh zhelezobetonnyh elementov s primeneniem nelinejnoj deformacionnoj modeli / N. I. Karpenko, B. S. Sokolov, O. V. Radajkin // Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. – 2013. – № 4(26). – S. 113–120.

Kudinov, O. V. Novyj podhod k ocenke prochnosti stalezhelezobetonnyh perekrytij / O. V. Kudinov // Beton i zhelezobeton. – 2010. – № 2(563). – S. 14–16.

Arleninov, P. D. Sovremennoe sostoyanie nelinejnyh raschetov zhelezobetonnyh konstrukcij / P. D. Arleninov, S. B. Krylov // Sejsmostojkoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenij. – 2017. – № 3. – S. 50–53.

Gholamhoseini, A. Long-Term Behavior of Continuous Composite Concrete Slabs with Steel Decking / A. Gholamhoseini, R. I. Gilbert, M. Bradford // ACI Structural Journal. – 2018. – № 115. – P. 439–449.

Karpenko, N. I. Iskhodnye i transformirovannye diagrammy deformirovaniya betona i armatury / N. I. Karpenko, T. A. Muhamediev, A. N. Petrov // Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie betonnyh i zhelezobetonnyh konstrukcij. – M. : NIIZHB, 1988. – C. 7–25.

Bondarenko, V. M. Inzhenernye metody nelinejnoj teorii zhelezobetona / V. M. Bondarenko, S. V. Bondarenko. – M. : Strojizdat, 1982. – 287 s.

Uchet polzuchesti i usadki betona po SP 5.03.01-2020 pri raschete zhelezobetonnyh konstrukcij na osnove deformacionnoj raschetnoj modeli / D. N. Lazovskij, V. V. Tur, D. O. Gluhov, E. D. Lazovskij // Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2021. – № 2(125). – S. 7–12. – DOI: 10.36773/1818-1212-2021-125-2-7-12.

Lazovskij, D. N. Usilenie zhelezobetonnyh konstrukcij ekspluatiruemyh stroitel'nyh sooruzhenij / D. N. Lazovskij. – Novopolock : Polockij gosudarstvennyj universitet, 1998. – 240 s.

Nelinejnyj raschet izgibaemyh stalezhelezobetonnyh elementov / D. N. Lazovskij, D. O. Gluhov, A. M. Hatkevich [i dr.] // Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya F. Stroitel'stvo. Prikladnye nauki. – 2024. – № 2(37). – S. 9-23. – DOI: 10.52928/2070-1683-2024-37-2-9-23.

Lazovskij, D. N. Deformacionnyj podhod k raschetu soprotivleniya szhatiyu stalezhelezobetonnyh elementov / D. N. Lazovskij, A. I. Gil', D. O. Gluhov // Vestnik MGSU. – 2024. – T. 19. Vyp. 9. – S. 1469–1483. – DOI: 10.22227/1997- 0935.2024.9.1469-1483.

Arhitekturno-konstruktivnye resheniya unikal'nogo zdaniya Nacional'noj biblioteki Belarusi / M. K. Vinogradov, V. V. Kramarenko, L. M. SHohina [i dr.] // Stroitel'naya nauka i tekhnika. – 2005. – № 1. – S. 8–13.

SHohina, L. M. Konstruktivnye resheniya novogo zdaniya biblioteki / L. M. SHohina // Arhitektura i stroitel'stvo. – 2003. – № 2. – S. 2–3.

Konstruktivnye resheniya vysotnogo zdaniya knigohranilishcha Nacional'noj biblioteki Belarusi / D. N. Lazovskij, A. V. Popravko, T. M. Pecol'd, L. M. SHohina // Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya B: Prikladnye nauki. – 2006. – № 9. – S. 2–7.

Fib Model Code for Concrete Structures 2010. – Germany. – 402 p.

Betonnye i zhelezobetonnye konstrukcii : SP 5.03.01-2020 / RUP «Strojtekhnorm». – Minsk : Ministerstvo arhitektury i stroitel'stva Respubliki Belarus', 2020. – 236 s.