НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ ПЛИТ БЕЗРУЛОННОЇ ПОКРІВЛІ Й ПЛИТ ПЕРЕКРИТТЯ ІЗ ЗОВНІШНІМ АРМУВАННЯМ СТАЛЬНИМ ПРОФІЛЬОВАНИМ НАСТИЛОМ ТА СТЕРЖНЕВОЮ АРМАТУРОЮ

Анотація

Мета. У статті розглядається конструкція багатопустотної ребристої сталебетонної плити перекриття та покрівлі із зовнішнім армуванням з використанням сталевого профільованого настилу та стержневої арматури. Метою є підвищення питомої несучої здатності конструкції при зниженні матеріаломісткості та трудовитрат на виготовлення. Методологія. Запропоноване технічне рішення передбачає використання пустотоутворювача у вигляді картонних труб, що розміщуються в розтягнутій зоні між гофрами профнастилу, що дає змогу зменшити об’єм бетону без погіршення характеристик міцності. Профільований настил одночасно виконує функції незнімної опалубки та поздовжнього армування, а завдяки своїй геометрії забезпечує надійне зчеплення з бетоном та виключає необхідність установлення поперечної арматури. Практичне застосування настилів з гофрою заввишки 75 мм дало змогу скоротити масу плит до 50 % та знизити трудомісткість виробництва на 25–40 % порівняно з традиційними залізобетонними конструкціями. У роботі наведено розрахункові передумови та залежності для визначення міцності плити, включно з визначенням глибини стиснутої зони, напруги в профнастилі, положення нейтральної осі та згинального моменту. Результати. Стендові випробування підтвердили відповідність прийнятої розрахункової моделі, що ґрунтується на гіпотезі плоских перерізів та діаграмі Прандтля. Відхилення між розрахунковим та фактичним моментом тріщиноутворення не перевищує 10 %, а величина прогинів при нормативному навантаженні зменшувалась у середньому на 20–25 %. Установлено, що збільшення висоти гофри та товщини сталі значно підвищує жорсткість конструкції та її тріщиностійкість. Запропоновані параметри (висота гофри ≥60 мм, товщина ≥0,7 мм, діаметр пустотоутворювачів 70–120 мм) забезпечують оптимальне співвідношення міцності, маси та технологічності. Отримані результати можуть бути використані для проєктування ефективних композитних плит перекриттів та покрівельних покриттів для цивільного й промислового будівництва. Наукова новизна. Удосконалено конструкцію багатопустотної ребристої сталебетонної плити перекриття та покрівлі завдяки використанню зовнішнього армування профільованим настилом і стержневою арматурою в поєднанні з пустотоутворювачами, що дало змогу по-новому вирішити проблему зниження маси та підвищення жорсткості конструкції при збереженні її міцності. Практична значущість. Отримані результати забезпечують можливість проєктування ефективних композитних плит перекриттів і покрівельних покриттів для цивільного та промислового будівництва з оптимальним співвідношенням міцності, маси та технологічності, що сприяє зниженню трудовитрат і матеріаломісткості в будівельній практиці.