ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 624.075.23
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-1-168-175
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Увеличивающиеся объемы применения трубобетонных колонн в нашей стране делают все более актуальными для них поиски наиболее эффективных конструктивных решений. Цель работы. В качестве вертикальных сильно нагруженных конструкций предлагается использовать трубобетонные колонны круглого сечения, изготовленные с применением трубы из высокопрочной стали класса не менее С440, высокопрочного бетона класса В60 и выше, высокопрочной арматуры класса А600С и выше. Заметно повысить прочность бетонного ядра, а следовательно, и в целом колонн позволяет и дополнительное косвенное армирование. Для этих целей целесообразно использовать спирали из арматуры класса А500С или А600С. Результат. Приведены данные расчетов, свидетельствующие о существенном снижении материалоемкости колонны из высокопрочных материалов по сравнению с железобетонной и трубобетонной, не имеющей армирование бетонного ядра. Практическая значимость. Предложена упрощенная методика расчета усовершенствованной конструкции трубобетонной колонны, которая может применяться в проектной практике. Данная методика разработана на основе феноменологического подхода и учитывает основные особенности силового сопротивления трубобетонных колонн. В отличие от известных методик, предлагаемых нормативными документами различных стран, она применима для всех классов бетона и арматуры. Кроме того, она позволяет рассчитывать прочность конструкций со спиральным армированием. Методика уже нашла практическое использование при проектировании высотного здания многофункционального комплекса «Деловой центр УГМК», который начали возводить летом 2024 года в центре делового квартала «Екатеринбург-Сити». Технико-экономические показатели проекта свидетельствуют о высокой эффективности применения трубобетона из высокопрочных материалов в качестве сильно нагруженных колонн. Получено заметное снижение размеров поперечного сечения и расхода основных материалов в случае применения трубобетонных колонн взамен железобетонных. Положительный опыт практического использования трубобетона в высотном строительстве рекомендуется к широкому распространению.
Ключевые слова
трубобетонная колонна, центральное сжатие, прочность, деформативность, высокопрочный бетон, высокопрочная арматура, спиральное армирование
Для цитирования
Эффективность применения сильно нагруженных трубобетонных колонн / Кришан А.Л., Астафьева М.А., Парфенов В.В., Вавилин Н.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №1. С. 168-175. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-1-168-175
1. Bhure N., Tiwari N. Steel Concrete Composite Construction - A Review // IJRASET. 2018, no. 6, pp. 564–566.
2. Han L.H., Li W., Bjorhovde R. Developments and advanced applications of concrete filled steel tubular (CFST) structures // Journal of Constructional Steel Research. 2014, no. 100, pp. 211-228.
3. Axial compressive performance of UHPC filled steel tube stub columns containing steel-polypropylene hybrid fiber / Xu L. H., Lu Q. R., Chi Y., et al. // Construction and Building Materials. 2019, no. 204, pp. 754-767.
4. Белый Г.И., Ведерникова А.А. Исследование прочности и устойчивости трубобетонных элементов конструкций обратным численно-аналитическим методом // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2 (85). С. 26-35.
5. Хазов П.А., Помазов А.П. Экспериментальное исследование продольного и поперечного изгиба трубобетонных стержней // Жилищное строительство. 2023. № 12. С. 66–71.
6. Hossain K.M.A., Chu K. and Anwar M.S. Axial load behavior of ultrahigh strength concrete-filled steel tube columns of various geometric and reinforcement configurations // Infrastructures. 2021, no. 6, 6050066.
7. Behaviour and design of ultra- high- strength CFST members subjected to compression and bending / Huang Z., Li D., Uy B., Wang J. // Journal of Constructional Steel Research. 2020, 106351.
8. Le TT, Asteris P.G and Lemonis M.E. Prediction of axial load capacity of rectangular concrete-filled steel tube columns using machine learning techniques // Engineering with Computers. 2021, pp.1-34.
9. Influence of loading method and stiffening on the behavior of short and long CFST columns / Shaker F.M.F., Ghanem G.M., Deifalla A.F., Hussein I.S. and Fawzy M.M. // Steel Compos. Struct. 2022, no. 44, pp. 281–293.
10. Compressive Strength of Steel Fiber-Reinforced Concrete Employing Supervised Machine Learning Techniques / Zhang Q., Kamiński P., Deifalla A.F., et al. // Materials. 2022, no.15, 4209.
11. Кришан А. Л., Римшин В. И., Астафьева М.А. Сжатые трубобетонные элементы. Теория и практика. М.: АСВ, 2020. 375 с.
12. Krishan A.L., Astafeva M.A., Chernyshova E.P. Numerical and Experimental Investigation of Axially Loaded Columns with Spiral Reinforcement // Materials Science Forum. 2023, no.1087, pp. 163-168.