единения на самонарезающих винтах, соединения на болтах нормальной точности и фрикционные соединения на болтах с предварительным натяжением. Разрабатываются и другие типы -со единений, но они пока не нашли практического применения.

В качестве основного типа соединений был выбран вариант с обычными болтами как наиболее надежный и простой в применении. Методика определения усилий в каждом болте стандартная, болты подбираются по срезу и смятию. Каждая узловая деталь изготавливается из стали определенной толщины, которая подбирается по усилию в примыкающих элементах.

Технико-экономические показатели конструкций весьма -не плохие: металлоемкость таких конструкций снижается до 50 % по сравнению с прокатными профилями и составляет 20–25 кг/м2 для IV снегового и III ветрового районов. Для сборки и монтажа конструкций требуются гораздо меньшие ресурсы. Таким образом, стоимость одного квадратного метра готового здания может быть снижена до 30 %.

Армирование грунтов методом раскатки скважин

А.Л. Ланис, П.О. Ломов, О.В. Иванов

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Среди способов усиления грунтов основания армированием следует выделить метод раскатки скважин, эффективность которого напрямую связана с возможностью высокой степени механизации работ. Суть метода состоит в образования в грунте цилиндрической полости за счет его уплотнения раскатывающим рабочим органом — раскатчиком скважин, который представляет собой ряд установленных на эксцентриковом валу конических -по движных катков, оси которых смещены и развернуты так, что при вращении вала катки катятся по винтовой линии.

Современное буровое оборудование, разработанные в НИЛ «Геология, основания и фундаменты» новые типы раскатчиков способствовали повышению экономической эффективности метода и соответственно позволили СГУПС активно внедрять рассматриваемую технологию. К настоящему времени накоплен опыт по армированию грунтов на более чем 20 строительных объектах. На

181

каждом из них выполнен контроль качества, который может включать штамповые испытания, бурение скважин и проходку шурфов с отбором монолитов уплотненного грунта, зондирование. Полученные данные по геометрическим параметрам зоны уплотнения в межсвайном пространстве, характере распределения плотности сухого грунта, механических характеристик позволят разработать методику проектирования упрочнения грунтов рассматриваемым методом.

Эффективные соединения элементов из тонкостенных оцинкованных профилей

И.И. Крылов, Б.Д. Просяников, А.В. Коротких

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин), Новосибирск

Тонкостенные оцинкованные профили(ТОП) — профили, полученные путем холодного гнутья стальных оцинкованных листов толщиной от 0,7 мм до 2,5 мм. К положительным особенностям ТОП относятся низкий расход металла и повышенная коррозионная стойкость благодаря цинковому покрытию. Недостатками ТОП можно считать затруднение применения электро- и газосварки. Необходимость выполнения соединений элементов несущих конструкций с использованием значительного количества крепежных элементов (болты, самонарезающие винты или вытяжные заклепки). На сегодняшний день большинство несущих конструкций, проектируемых на основе ТОП, обладают ограниченным шагом стропильных систем(1,0 до 3,0 м). Это обусловлено, главным образом, необходимостью снижения усилий в элементах стержневых несущих систем с целью возможности их восприятия тем количеством крепежных элементов, которые можно расположить в соединении. Это означает, что несущая способность узловых соединений конструкций из ТОП ограничивает шаг и пролет элементов каркаса здания.

Вариантом решения данной проблемы являетсяприменение

болтовых соединений, образованных вдавливанием соединя-

емых элементов друг в друга. Такая сборка выполняется за счет

182

применения пакетов шайб по ГОСТ и высокопрочных болтов

(М8, М10, М12).

Для выявления особенностей работы оговоренных соединений были произведены предварительные экспериментальные исследования. Для экспериментальных исследований собирались соединения из листовой оцинкованной сталиt = 1,4 мм (Ryn = 263 МПа; Run = 280 МПа) на болтах М10, кл. прочности 8.8 с предварительным контролируемым натяжением.

Для сравнения проводились испытания таких же соединений, но без пакетов шайб и предварительного натяжения болта. Испытания проводились на растягивающие усилия до исчерпания -не сущей способности соединений. За предельное состояние соединений принято достижение суммарных деформаций — 3 мм.

По результатам серии испытаний соединений установлено:

1.Фактическая несущая способность(разрушение) одноболтовых соединений с продавливанием в1,8 раза больше, чем у соединений на обычных болтах.

2.Нагрузка, соответствующая наступлению предельного состояния одноболтовых соединений с продавливанием 4в раза больше, чем у соединений на обычных болтах.

3.Нагрузка, соответствующая наступлению предельного состояния соединений на обычных болтах, в 1,7 раза меньше расчетного по СНиП для болта М10 (расчетное сопротивление смятию получено Rbp = 324 МПа).

4.Нагрузка, соответствующая наступлению предельного состояния соединений с продавливанием, в 2,4 раза больше расчетного по СНиП для болта М10 (Rbp = 324 МПа).

5.Усилие, соответствующее наступлению предельного состояния соединений с продавливанием, соответствует расчетному по СНиП для болта М24 (Rbp = 324 МПа).

183

Сравнительная оценка параметров сцепления арматуры с бетоном на основе численного моделирования

В.М. Тихомиров, Ю.В. Астахов, О.В. Левина

Сибирский государственный университет путей сообщения, Новосибирск

Для исследования сцепления арматуры с бетоном используют либо теоретические модели, либо численное моделирование, целью которых является установление зависимости между усилиями сцепления и деформациями бетона, окружающего арматуру. В основе этих исследований лежат многочисленные экспериментальные данные.

Существует необходимость создания численных моделей с использованием накопленного опытного материала, которые позволят наиболее реально описывать процессы, протекающие в зоне контакта.

С этой точки зрения предпочтительно в качестве сравнения применить «техническую теорию сцепления арматуры с бетоном», в которой используется известная зависимость усилий сцепления τсц от деформаций бетона в контактном слоеg — нормальный закон сцепления:

tсц = В ln(1 + ag) ,

1 + ag

где α и В — константы, полученные для различных типов арматур и классов бетонов по экспериментальной зависимости перемещений арматуры от нагрузки.

Эти параметры предлагается подбирать по результатам численного моделирования сцепления арматуры с бетоном на примере задачи выдергивания высокопрочной проволоки из длинной

деформирования с идеальным скольжением и характеристиками, соответствующими бетону В40 и арматуре Вр-II Æ3.

Конечно-элементная модель образца была создана с помощью программного комплекса COSMOS/M. Размеры конечных элементов принимались в диапазоне от 0,5 до 5 мм. Для учета концентрации деформаций сетка конечных элементов сгущалась ближе к

184