Page 112 - Zmist-n2-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 2. – Physicochemical Mechanics of Materials

НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН
ПЛИТ НУЛЬОВОГО ПРОГИНУ

А. М. СМОЛЯР, І. В. МІРОШКІНА, С. В. ЮРЧЕНКО
Черкаський державний технологічний університет
За прогинами тонкої круглої плити побудована плита нульового прогину. Виконано
числовий аналіз напружено-деформованого стану круглої плити нульового прогину
програмним комплексом “Інтеграл”. Показано, що прогини такої плити порівняно зі
звичайною зменшуються до 30%, нормальні напруження стиску збільшуються до
10%, додатні напруження розтягу зменшуються до 40%, а область додатних напру-
жень s r значно звужується. Встановлено, що товщину плити нульового прогину
можна зменшити до 30% порівняно з тонкою плитою, а армування – до 20%.
Ключові слова: плити нульового прогину, напружено-деформований стан плит пе-
рекриття, програмний комплекс “Інтеграл”.
Залізобетонні плити є найпоширенішими елементами будівельних споруд.
До них належать плити перекриття, елементи фундаментних конструкцій тощо.
Залізобетонні плити становлять ~60% загального обсягу залізобетону споруд [1].
Тому вибір оптимальної конструкції плит є важливим завданням під час їх проек-
тування. Зменшення товщини плит та об’єму їх армування, а отже, і обсягу вико-
ристовуваного залізобетону – актуальне завдання, що має наукове і практичне
значення. Одним із ефективних способів його вирішення є використання у буді-
вельних спорудах плит нульового прогину [1, 2]. Під плитою нульового прогину
розуміємо просторове тіло, яке симетрично відносно горизонтальної площини
повторює плиту в деформованому стані (рис. 1). Під дією зовнішніх навантажень
геометрична форма плити нульового прогину наближається до геометричної
форми плити в недеформованому стані.
Плити нульового прогину можуть мати різноманітну геометрією в плані, їх-
ня поверхня може із заданою жорсткістю контактувати з іншими тілами.
Ефект плит нульового прогину визначається потрібними змінами їхнього на-
пружено-деформованого стану (НДС). Такі зміни спричинені формуванням від-
повідної геометрії плит. Завдяки використанню плит нульового прогину можна
зменшити їхню товщину порівняно зі звичайними плитами до 30%, а для залізо-
бетонних плит – також кількість арматури [1]. У будівництві накопичений знач-
ний досвід використання таких плит [2]. Так, наприклад, в м. Тольяті та Самар-
ській області Російської Федерації їх застосовують для будівництва бізнес-цент-
рів, шкіл, житлових будинків та реконструкції магазинів. Досліджують і викори-
стовують плити нульового прогину також і в Україні [1].
Першим етапом проектування плит нульового прогину є аналіз їхнього
НДС. Через складність геометрії таких плит їхній НДС має суттєво просторовий
характер. Тому плити нульового прогину не можна розраховувати за методами
опору матеріалів, що намагалися робити раніше [1, 2].
Нижче для аналізу просторового НДС плит нульового прогину застосовуємо
теорію товстих пластин та оболонок [3]. В основі теорії лежить комбінований під-

Контактна особа: С. В. ЮРЧЕНКО, e-mail: YurchenkoSergei@mail.ru
116