Experimental study of the effect of anchorage on bearing capacity and deformation property of the light concrete composite slabs
Keywords:
light concrete composite slabs, profiled steel sheeting, polystyrene concrete, reinforcement, deformation property, loadAbstract
Abstract. Purpose. The question of determining the rational types of anchors and reinforcing of the light concrete composite slabs with profiled steel sheeting was considered. For this, experimental studies were performed. Originality. For constructive provision of combined action of components of the composite section of composite slabs (steel profiled sheeting − external reinforcement and light concrete slab), 5 types of anchorage were developed by the authors: flexible reinforcement, which was located vertically and at angle of 25 from the vertical (slab PMA-2); transverse reinforcement, which was located in the horizontal plane and which intersected the webs of the profiled steel sheeting (slab PMA-3); vertical bolted anchors in different quantities, which connected top and bottom surfaces of slabs (slabs PMA-1, PMA-5, PMA-4). Methodology. In order to obtain experimental data on the effectiveness of the proposed anchorage, the authors conducted series of experimental studies. The studies included the testing of five specimens of slabs with the ratio of the length of the slab to the height of its cross-section, equal to 10. Different anchors and methods of anchorage of specimens were used. The behavior of components of slabs (lightweight concrete, anchors, reinforcement, profiled steel sheeting) under short-term loading was studied during experiments. The deflections in the middle of the slab span were found, and the nature of the loss of bearing capacity, which depended of the type of anchors and the reinforcement, was determined. Profiled steel sheeting, flexible reinforcement, threaded screw bolt anchors and polystyrene concrete were used to make test specimens. Findings. As a result of experimental studies, the effectiveness of the author’s proposed designs of the anchors in the form of flexible reinforcement (slab PMA-2, increase in bearing capacity by 2.4 times in comparison with the slab without anchorage) and transverse reinforcement (slab PMA-3, decrease of deformability by 8% (at load of 0,6Mult, exp) compared with the slab without anchorage) was confirmed. Practical value. The anchorage of the slab PMA-2 and PMA-3 can be recommended as the main ones in the design of composite structural elements with very different physical and mechanical properties of materials (several orders). For example, using of ultra-light heat insulating concrete including polystyrene concretes with a low modulus of elasticity as a material of plates.
References
Belyaeva S. Yu. Eksperimentalnyie issledovaniya zhelezobetonnyih plit, armirovannyih stalnyim profilirovannyim nastilom [Experimental study of reinforced concrete slabs with steel profiled sheeting]. Zb. nauk. prats Donbas. tekhnichn. un-tu., Alchevsk: «Lado» DMMI, 2005, no. 20, pp. 344–348. (in Russian).
Minrehionbud Ukrainy. Eurocode 4. Proektuvannia stalezalizobetonnykh konstruktsii. Chastyna 1-1. Zahalni pravyla i pravyla dlia sporud (EN 1994-1-1:2004, IDN) DSTU-N B EN 1994-1-1:2010 [State standard of Ukraine N B EN 1994-1-1:2010 Design of composite steel and concrete structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings]. Kyiv, 2012, 159 p. (in Ukrainian).
Koval M.P. and Kondriukova I.O. Doslidzhennia roboty monolitnykh zalizobetonnykh plyt zi stalevym profilovanym nastylom n80a ta boltovymy opornymy ankeramy pry dii statychnoho y vysokorivnevoho malotsyklovoho navantazhennia [Study of work of monolithic reinforced concrete slabs with corrugated steel decking type n80a and bolt anchors under static and high-level low-cycle loads]. Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo [Branch machine building, construction]. PoltNTU, 2015, no. 1(43), pp. 170177. (in Ukrainian). Available at: http://journals.pntu.edu.ua/index.php/znp/article/view/121.
Leschenko M.V. and Semko V. A. Teplotehnicheskie svoystva stenovyih ograzhdayuschih konstruktsiy iz stalnyih tonkostennyih profiley i polistirolbetona [Thermal characteristics of the external walling made of cold-formed steel studs and polystyrene concrete]. Magazine of Civil Engineering, 2015, Vol. 60 Issue 8, pp. 44-55. Available at: http://engstroy.spbstu.ru/index_2015_08/06.pdf. (in Russian).
Semko O.V., Krupchenko O.A., Dariienko V.V. and Hlinkin M.I. Doslidzhennia napruzheno-deformovanoho stanu zalizobetonnykh rebrystykh plyt pokryttiv v rozrakhunkovomu kompleksi NASTRAN [Analysis of the stress-strain state of composite ribbed roofing slabs by software NASTRAN]. Problemy rozvytku dorozhno-transportnoho i budivelnoho kompleksiv: Zbirnyk statei i tez mizhnar. nauk.-prak. konf., October 03-05, 2013, Kirovograd, 2013, pp. 358-363. (in Ukrainian).
Semko O.V., Skyba O.V. and Hutnyk Ye.V. Eksperymentalni doslidzhennia obetonovanykh stalezalizobetonnykh balok z vyhynamy [Experimental studies of сoncreted composite beams with bend]. Problemy rozvytku dorozhno-transportnoho i budivelnoho kompleksiv: Zbirnyk statei i tez mizhnar. nauk.-prak. konf., October 03-05, 2013, Kirovograd, 2013, pp. 363-366. (in Ukrainian).
Semko O.V., Lazariev D.M. and Avramenko Yu.O. Lehkyi beton dlia zapovnennia porozhnyn stalevykh tonkostinnykh konstruktsii [Lightweight Concrete to Fill the Cavities of Steel Thin-Walled Structures]. Academic jourmal. Industrial Machine Building, Civil Engineering. Dnipropetrovsk. PSАES, 2011, no. 74, рp. 659–666. (in Ukrainian)
Cherednikov V.M., Voskobiinyk O.P., Cherednikova O.V. Pro vyznachennia parametriv napruzheno-deformovanoho stanu stalezalizobetonnykh balochnykh elementiv [On the determination of stress-strain state of composite beam elements]. Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo [Branch machine building, construction]. PoltNTU, 2012, no. 3(33), pp. 279-287. (in Ukrainian).
Cherednikov V., Voskobiinyk O. and Cherednikova O. Evaluation of the warping model for analysis of polystyrene concrete slabs with profiled steel sheeting. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 2017, no. 61(3), pp. 483-490. Available at: https://doi.org/10.3311/PPci.8717.
Roger P. Johnson. Designers’ Guide to Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures : 2th editions, 2011, 310 р.
Semko V. Prohorenko D. Effect of Bracing Systems on Overall Stability and Deformability of Cold-Formed Steel Roofing Structures. Design, Fabrication and Economy of Metal Structures: International Conference Proceedings 2013, Miskolc, Hungary, April 24-26, 2013, Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 229-234. Available at: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-36691-8_35.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).