constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2022-101-3-75-86construction-481Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSСОВМЕСТНОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО РИГЕЛЯ С КОЛОННАМИ В ПОКРЫТИИ ОДНОЭТАЖНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯJOINT DEFORMATION OF REINFORCED CONCRETE CROSSBAR WITH COLUMNS IN THE COATING OF A SINGLE-STOREY INDUSTRIAL BUILDINGШИШОВИ. И.SHISHOVI. I.

Шишов Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций

г. Владимир

Shishov Ivan Iv., сandidate of technical science, docent, associated professor of the department of building construction

Vladimir

shishov@shishov777.elcom.ruСЕРГЕЕВМ. С.SERGEEVM. S.

Сергеев Михаил Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций

г. Владимир

Sergeev Mikhail S., сandidate of technical science, docent, associated professor of the department of building construction

Vladimir

sergeevmichael@inbox.ruЛИСЯТНИКОВМ. С.LISYATNIKOVM. S.

Лисятников Михаил Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций

г. Владимир

Lisyatnikov Mikhail S., сandidate of technical science, docent, associated professor of the department of building construction

Vladimir

mlisyatnikov@mail.ruЛУКИНМ. В.LUKINM. V.

Лукин Михаил Владимирович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций

г. Владимир

Lukin Mikhail V., сandidate of technical science, docent, associated professor of the department of building construction

Vladimir

mikail_lukin_22@mail.ruРОЩИНАС. И.ROSCHINAS. I.

Рощина Светлана Ивановна, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительных конструкций

г. Владимир

Roschina Svetlana Iv., doctor of technical sciences, professor, head of the department of building structures

Vladimir

rsi3@mail.ruФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs202223072022037586Copyright © ШИШОВ И.И., СЕРГЕЕВ М.С., ЛИСЯТНИКОВ М.С., ЛУКИН М.В., РОЩИНА С.И., 20222022ШИШОВ И.И., СЕРГЕЕВ М.С., ЛИСЯТНИКОВ М.С., ЛУКИН М.В., РОЩИНА С.И.SHISHOV I.I., SERGEEV M.S., LISYATNIKOV M.S., LUKIN M.V., ROSCHINA S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/481

Ригель поперечной рамы одноэтажного промышленного здания – стропильная конструкция, перекрывающая пролет, в типовом решении опирается на колонны шарнирно. В середине пролета возникают большие изгибающие моменты, пропорциональные квадрату пролета, увеличивающие высоту железобетонного ригеля и здания в целом. В работе предлагается жесткое соединение стропильной конструкции с надкрановой частью колонны, вызывающее перераспределение усилий. В примере это позволило уменьшить высоту сечения железобетонного ригеля от 1.4 м до 0.8 м и массу от 28.8 т до 20.16 т. При этом в середине пролета изгибающие моменты уменьшились от 2.35 МНм до 0.76, а максимальные моменты, равные 1.29 МНм, действуют на небольших по протяженности участках около опор. Сечение надкрановых частей колонн несколько увеличилось, но в целом решение получилось более экономичным и высота покрытия и здания в целом уменьшилась на 0.6 м. Прогиб в середине пролета от нагрузки 0.0209 МН/м составил 0.0994 м при предельно допустимом значении 0.109 м.

The crossbar of the transverse frame of a one–story industrial building is a truss structure that overlaps the span, in a typical solution it rests on columns pivotally. In the middle of the span there are large bending moments proportional to the square of the span, increasing the height of the crossbar and the building as a whole. The paper proposes a rigid connection of the truss structure with the crane part of the column, causing a redistribution of efforts. In the example, this made it possible to reduce the cross-section height of the crossbar from 1.4 m to 0.8 m and the weight from 28.8 t to 20.16 t. At the same time, in the middle of the span, the bending moments decreased from 2.35 MNm to 0.76, and the maximum moments equal to 1.29 MNm act on small sections near the supports. The cross section of the crane parts of the columns increased slightly, but in general the solution turned out to be more economical and the height of the coating and the building as a whole decreased by 0.6 m. The deflection in the middle of the span from the load of 0.0209 MN/m was 0.0994 m with a maximum permissible value of 0.109 m.

Ригель поперечной рамыбольшепролетные стропильные конструкцииперекрытие промышленных зданийCross-frame crossbarlarge-span rafter structuresfloors of industrial buildingsReferencesБобровская Ю.А., Родевич В.В. Анализ несущей способности железобетонного ригеля с учетом сквозных технологических отверстий // Научно-технический потенциал как основа социально-экономического развития. Москва, 2018. С. 397-402.Bobrovskaya Y.A., Rodevich V.V. Analysis of the bearing capacity of a reinforced concrete crossbar taking into account through technological holes // Scientific and technical potential as the basis of socio-economic development. Moscow, 2018. Pp. 397-402.Зайцев Д.С., Соловьев Н.П. Идея скрытого ригеля в сборно-монолитном железобетонном каркасе // Россия в многовекторном мире: национальная безопасность, вызовы и ответы. Йошкар-Ола. 2017. С. 274-275.Zaitsev D.S., Solovyov N.P. The idea of a hidden bolt in a prefabricated monolithic reinforced concrete frame // Russia in a multi-vector world: national security, challenges and answers. Yoshkar-Ola, 2017. Pp. 274-275.Тарасеева Н.И., Грачёва Ю.В., Крылов А.С. Дефекты и повреждения опор и ригеля железобетонного моста: причины возникновения, способы устранения // Моделирование и механика конструкций. №13. 2021. С. 169-177.Taraseeva N.I., Gracheva Yu.V., Krylov A.S. Defects and damages of supports and crossbars of reinforced concrete bridge: causes, methods of elimination // Modeling and mechanics of structures. No.13. 2021. Pp.169-177.Комаров В.А. Расчет наклонных сечений в подрезках консольных опор ригелей сборных многоэтажных железобетонных каркасов // Строительная механика и расчет сооружений. №2 (259). 2015. С. 6-11.Komarov V.A. Calculation of inclined sections in the trimming of cantilever supports of crossbars of prefabricated multi-storey reinforced concrete frames // Construction mechanics and calculation of structures. No.2(259). 2015. Pp. 6-11.Конорев А.В. Методика экспериментального определения характера деформирования составного ригеля железобетонной рамы с учетом податливости шва контакта // Строительство-2016. Брянск, 2016. С. 262-265.Konorev A.V. Method of experimental determination of the nature of deformation of a composite crossbar of a reinforced concrete frame, taking into account the malleability of the contact seam // Construction-2016. Bryansk, 2016. Pp. 262-265.Бабич Е.М., Гайчук И.В. Исследование влияния регулирования усилий в железобетонных рамах на деформации ригеля // Вестник брестского государственного технического университета. Строительство и архитектура. №1 (91). 2015. С. 54-57.Babich E.M., Gaichuk I.V. Investigation of the influence of force regulation in reinforced concrete frames on crossbar deformations // Bulletin of the Brest State Technical University. Construction and architecture. No. 1 (91). 2015. Pp. 54-57.Колчунов В.И., Бушова О.Б., Кореньков П.А. Деформирование и разрушение железобетонных рам с ригелями, армированными наклонными стержнями, при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2022. №1 (99). С. 18-28.Kolchunov V.I., Bushova O.B., Korenkov P.A. Deformation and destruction of reinforced concrete frames with crossbars reinforced with inclined rods, under special influences // Construction and reconstruction. 2022. No.1 (99) Pp. 18-28.Макаров К.С. Огибающая эпюра моментов в трехпролетном неразрезном железобетонном ригеле // Инновационное развитие регионов: потенциал науки и современного образования. Астрахань, 2021. С. 167-170.Makarov K.S. The envelope plot of moments in a three-span continuous reinforced concrete crossbar // Innovative development of regions: the potential of science and modern education. Astrakhan, 2021. Pp. 167-170.Boronbaev, Erkin, Unaspekov, Berikbayb; Abdyldaeva, Aigul, Holmatov, Kamoliddina Zhyrgalbaeva, Nurbubu. Buildings Enclosures Coupling by Its Energy Efficiency, Seismic Resistance and Microclimate // 24th International Scientific Conference on Construction: The Formation of Living Environment, FORM 2021. Moscow. No. 170. Pp. 495–503. doi:10.1007/978-3-030-79983-0_45.Boronbaev, Erkin, Unaspekov, Berikbayb; Abdyldaeva, Aigul, Holmatov, Kamoliddina; Zhyrgalbaeva, Nurbubu. Buildings Enclosures Coupling by Its Energy Efficiency, Seismic Resistance and Microclimate // 24th International Scientific Conference on Construction: The Formation of Living Environment, FORM 2021. Moscow. No. 170. Pp. 495–503. doi:10.1007/978-3-030-79983-0_45.Plotnikov A., Ivanov M. Changes in the stiffness of load-bearing elements of a high-rise building and inclinometer data based on finite element analysis // 24th International Scientific Conference on Construction the Formation of Living Environment. FORM 2021. Moscow. Vol. 26328. doi:10.1051/e3sconf/202126302023.Plotnikov A., Ivanov M. Changes in the stiffness of load-bearing elements of a high-rise building and inclinometer data based on finite element analysis // 24th International Scientific Conference on Construction the Formation of Living Environment. FORM 2021. Moscow. Vol. 26328. doi:10.1051/e3sconf/202126302023.Telichenko V., Rimshin V., Ketsko E. Reinforced concrete structures stress-strain state strengthen with composite materials // 23rd International Scientific Conference on Advance in Civil Engineering: Construction - The Formation of Living Environment, FORM 2020. Vol. 869. No. 59. July 2020. doi:10.1088/1757-899X/869/5/052003.Telichenko V., Rimshin V., Ketsko E. Reinforced concrete structures stress-strain state strengthen with composite materials // 23rd International Scientific Conference on Advance in Civil Engineering: Construction - The Formation of Living Environment, FORM 2020. Vol. 869. No. 59. July 2020. doi:10.1088/1757-899X/869/5/052003.Zavyalova O. Calculation of internal efforts in combined multystoried frames taking into account changing settlement scheme // International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety 2018, ICCATS 2018. Vol. 451. No. 1. doi:10.1088/1757-899X/451/1/012057.Zavyalova O. Calculation of internal efforts in combined multystoried frames taking into account changing settlement scheme // International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety 2018, ICCATS 2018. Vol. 451. No. 1. doi:10.1088/1757-899X/451/1/012057.Jasinska D., Dulinska J. Influence of properties of elastomeric bearings on dynamic behavior of an integral bridge under a seismic shock // 6th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation, SEMC 2016. Pp. 314–319. doi:10.1201/9781315641645-52.Jasinska D., Dulinska J. Influence of properties of elastomeric bearings on dynamic behavior of an integral bridge under a seismic shock // 6th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation, SEMC 2016. Pp. 314–319. doi:10.1201/9781315641645-52.Mkrtychev O., Busalova M. Calculation of Reinforced Concrete Structures with a Set Seismic Stability Level on an Earthquake // 5th Polish - Russian - Slovak Seminar Theoretical Foundation of Civil Engineering, 2016. No. 153, Pp. 475–482. doi:10.1016/j.proeng.2016.08.161.Mkrtychev O., Busalova M. Calculation of Reinforced Concrete Structures with a Set Seismic Stability Level on an Earthquake // 5th Polish - Russian - Slovak Seminar Theoretical Foundation of Civil Engineering, 2016. No. 153, Pp. 475–482. doi:10.1016/j.proeng.2016.08.161.Nazarenko S., Grudcina G. Method of the finite-element model formation containing the 3D elements for structural calculations of the reinforced concrete structures considering the crack opening // Communications - Scientific Letters of the University of Zilina. 2021. Vol. 23. No. 1. Pp. D15-D25. doi:10.26552/COM.C.2021.1.D15-D25.Nazarenko S., Grudcina G. Method of the finite-element model formation containing the 3D elements for structural calculations of the reinforced concrete structures considering the crack opening // Communications - Scientific Letters of the University of Zilina. 2021. Vol. 23. No. 1. Pp. D15-D25. doi:10.26552/COM.C.2021.1.D15-D25.Sivakumar S., Suresh T., Guru C. Flexural behavior of self compacted perforated concrete beams // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018. Vol. 9. No. 11. Pp. 1185–1191.Sivakumar S., Suresh T., Guru C. Flexural behavior of self compacted perforated concrete beams // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018. Vol. 9. No. 11. Pp. 1185–1191.Santos I., Nunes F. Viaduct Ararangua – The alternative design of viaduct of 1661.59 meters in the BR101/SC Brazil // International Conference on Multi-Span Large Bridges, 2015. Pp. 325–330. doi:10.1201/b18567-40.Santos I., Nunes F. Viaduct Ararangua – The alternative design of viaduct of 1661.59 meters in the BR101/SC Brazil // International Conference on Multi-Span Large Bridges, 2015. Pp. 325–330. doi:10.1201/b18567-40.Rakhmanova A., Platov V., Rybak I. Trash racks with stationary reinforced-concrete crossbar // Hydrotechnical Construction . 1989. Vol. 23. No. 2. Pp. 110–114. doi:10.1007/BF01427937.Rakhmanova A., Platov V., Rybak I. Trash racks with stationary reinforced-concrete crossbar // Hydrotechnical Construction . 1989. Vol. 23, No. 2. Pp. 110–114. doi:10.1007/BF01427937.Рощина С.И., Шишов И.И., Капцова Е.Н., Эззи Х.. Покрытие здания на сборно-монолитных стропильных конструкциях // Бетон и железобетон. 2013. № 3. С. 30–31.Roshchina S.I., Shishov I.I., Kaptsova E.N., Ezzi H.. Covering of a building on prefabricated monolithic truss structures // Concrete and reinforced concrete. 2013. No. 3. Pp. 30–31.Шишов И.И., Дрогина А.О., Ковалишина Т.В. Покрытие производственного здания на спаренных колоннах // Бетон и железобетон. 2013. № 5. С. 14–15.Shishov I.I., Drogina A.O., Kovalishina T.V. Covering of an industrial building on paired columns // Concrete and reinforced concrete. 2013. No. 5. Pp. 14-15.Шишов И.И., Рощина С.И., Эззи Х., Рязанов М.А. Стропильные конструкции из линейных и плоских элементов и их совместная работа с плитами покрытий // Бетон и железобетон – взгляд в будущее: науч. труды III Всерос. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону. РАН, Мин-во строит. и жилищ. коммунал. хоз. РФ, РИА, Мин-во образ. и науки РФ, МГСУ, НИЦ "Строительство", Ассоциация "Железобетон". (Москва, 12 – 16 мая 2014 г.). Москва: Изд-во МГСУ, 2014. Т.1. С. 407-414.Shishov I.I., Roshchina S.I., Ezzi H., Ryazanov M.A. Rafter structures made of linear and flat elements and their joint work with coating plates // Concrete and reinforced concrete – a look into the future: scientific works of III Vsros. (II International) conf. on concrete and reinforced concrete. RAN, Min-o builds. and dwellings. communal. household. RF, RIA, Min-o image. and sciences of the Russian Federation, MGSU, SIC "Construction", Association "Reinforced Concrete". (Moscow, May 12-16, 2014). Moscow: MGSU Publishing House, 2014. Vol.1. Pp. 407-414.Шишов И.И., Рощина С.И., Рязанов М.А., Эззи Х.. Рамные стропильные конструкции и плиты покрытия промышленного здания при шаге поперечных рам 15 метров // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции: материалы VIII Всерос. (II Междунар.) конф. НАСКР-2014. ЧГУ. (Чебоксары, 20 – 21 ноября 2014 г.). Чебоксары: Изд-во Чуваш. Ун-та, 2014. С. 251 - 256.Shishov I.I., Roshchina S.I., Ryazanov M.A., Ezzi H.. Frame truss structures and covering plates of an industrial building with a step of transverse frames of 15 meters // New in architecture, design of building structures and reconstruction: materials VIII Vsros. (II International) conf. NASKR-2014. ChSU. (Cheboksary, November 20–21, 2014). Cheboksary: Chuvash Publishing House. Un-ta, 2014. Pp. 251-256.Рязанов М.А., Рощина С.И., Шишов И.И., Лукин М.В., Лисятников М.С. Внешнее армирование консольно-балочной подстропильной системы // БСТ – Бюллетень строительной техники. 2018. №2. С. 62–64.Ryazanov M.A., Roshchina S.I., Shishov I.I., Lukin M.V., Lisyatnikov M.S. External reinforcement of the cantilever-beam sub-truss system // BST – Bulletin of construction equipment. 2018. No. 2. Pp. 62-64.Рязанов М.А., Шишов И.И., Рощина С.И., Смирнов Е.А., Сергеев М.С. Экспериментальные исследования работы сборно-монолитного покрытия производственного здания // БСТ – Бюллетень строительной техники. 2016. №12. С. 57–61.Ryazanov M.A., Shishov I.I., Roshchina S.I., Smirnov E.A., Sergeev M.S. Experimental studies of the work of a prefabricated monolithic coating of an industrial building // BST – Bulletin of construction equipment. 2016. No.12. Pp. 57–61.Рязанов М.А., Шишов И.И., Рощина С.И., Лукин М.В. Расчет изгибаемых элементов с учетом физической нелинейности деформирования // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. № 12. С. 58–64.Ryazanov M.A., Shishov I.I., Roshchina S.I., Lukin M.V. Calculation of bending elements taking into account the physical nonlinearity of deformation // Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2016. No. 12. pp. 58-64.Рощина С.И., Шишов И.И., Рязанов М.А., Козлова Н.П., Малафеева П.И. Пат. 186152 RU, МПК Е04В 7/00. Сборно-монолитное покрытие одноэтажного производственного здания при пролетах 18, 24, 30 м и увеличенном шаге поперечных осей // патентообладатель ВлГУ. № 2018134014, заявл. 26.09.2018, опубл. 11.01.2019. Бюл № 2.Roshchina S.I., Shishov I.I., Ryazanov M.A., Kozlova N.P., Malafeeva P.I. Pat. 186152 RU, IPC E04B 7/00. Prefabricated monolithic coating of a single-storey industrial building with spans of 18, 24, 30 m and an increased step of the transverse axes. / patent holder of the VlSU. No. 2018134014, application 26.09.2018, publ. 11.01.2019. Byul No. 2.Обернихин Д.В., Никулин А.И. Экспериментальные исследования деформативности изгибаемых железобетонных элементов различных поперечных сечений // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. № 4. С. 56-59.Obernikhin D.V., Nikulin A.I. Experimental studies of deformability of bent reinforced concrete elements of various cross-sections // Bulletin of V.G. Shukhov BSTU. 2017. No. 4. Pp. 56-59.Шматков С.Б., Штурмин В.В. Расчет железобетонных дымовых труб на основе диафрагм деформирования бетона и арматуры. Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2015. Т. 15. № 4. С. 36-39.Shmatkov S.B., Shturmin V.V. Calculation of reinforced concrete chimneys based on concrete and reinforcement deformation diaphragms. Bulletin of SUSU. The series "Construction and Architecture". 2015. Vol. 15. No. 4. Pp. 36-39.Обернихин Д.В., Никулина Ю.А. Расчет прочности изгибаемых железобетонных элементов трапециевидного сечения на основе применения нелинейных диаграмм деформирования бетона и арматуры // Актуальные вопросы науки и техники: Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Вып. 2. Самара. ИЦРОН. 2015. С. 122-124.Obernikhin D.V., Nikulina Y.A. Calculation of the strength of bent reinforced concrete elements of trapezoidal cross-section based on the use of nonlinear diagrams of concrete and reinforcement deformation // Actual issues of science and technology: Collection of scientific papers on the results of the international scientific and practical conference. Vol. 2. Samara. ICRON. 2015. Pp. 122-124.Радайкин О.В. К определению момента трещинообразования изгибаемых железобетонных элементов с учетом пластических деформаций бетона растянутой зоны. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 3. С. 30-38.Radaykin O.V. On determining the moment of cracking of bent reinforced concrete elements taking into account plastic deformations of the stretched zone concrete. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2018. No. 3. Pp. 30-38.Lisyatnikov, M.S., Shishov, I.I., Sergeev, M.S., Hisham, E. Covering of a single-storey industrial building with wide beams of box-shaped cross-section of stepwise variable height. Precast monolithic coating of an industrial building based on variable-height beam-slabs. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, No. 896 (1). 2020. doi:10.1088/1757-899X/896/1/012064.Lisyatnikov M.S., Shishov, I.I., Sergeev, M.S., Hisham, E. Covering of a single-storey industrial building with wide beams of box-shaped cross-section of stepwise variable height. Precast monolithic coating of an industrial building based on variable-height beam-slabs. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, No. 896 (1). 2020. doi:10.1088/1757-899X/896/1/012064.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.