Исследование конструкции стального каната К-12 (3+3+6) по критерию использования прочностных свойств стали

Abstract

Представлено аналитическое исследование сложного напряжѐнно-деформированного состояния стального спирального каната с линейным касанием проволок К-12 (3+3+6), используемого в качестве напрягаемой арматуры железобетонных конструкций. В К-12 (3+3+6) нет ни одной прямолинейной проволоки, он состоит только из спиральных повивочных проволок. Три повивочные проволоки первого слоя повива можно условно называть сердечником или центральной трѐхпроволочной прядью каната. В спиральном канате с линейным касанием проволок длина проволок внешнего слоя повива всегда превышает длину находящихся под ними проволок внутреннего слоя повива. То есть проволоки внешнего слоя имеют максимальные деформативные свойства и поэтому в них возникают минимальные напряжения. Проволоки центральной пряди в К-12 (3+3+6), будучи самыми короткими проволоками, имеют минимальные деформативные свойства, и поэтому в них возникают максимальные напряжения. При этом их прочность не самая большая, так как их диаметр не самый маленький (чем меньше диаметр проволоки, тем выше еѐ прочность). Таким образом, конструкция каната К-12 (3+3+6) не является оптимальной по критерию максимального использования прочностных свойств стали в проволоках каната. Автором разработан новый стальной спиральный канат с линейным касанием проволок К-6 (3+3), который имеет оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали в проволоках каната. К-6 (3+3) является канатом с неполным внешним повивом. Этот канат имеет повышенные технологические характеристики. An analytical study of the complex stress-strain state of steel spiral strand with linear contact of wires K-12 (3 + 3 + 6) used as a prestressed reinforcement of reinforced concrete structures is presented. There is not a single straight wire in K-12 (3+3+6), it consists only of spiral winding wires. The three layer-forming wires of the first layer can be conventionally called the core or the central three-wire strand. In the spiral strand with linear contact of wires, the length of the wires of the outer layer always exceeds the length of the wires of the inner layer located under them. That is, the wires of the outer layer have the maximum deformation properties and, therefore, the minimum stresses occur in them. The wires of the central strand in K-12 (3 + 3 + 6), being the shortest wires, have minimal deformation properties and, therefore, maximum stresses occur in them. Moreover, their strength is not the greatest since their diameter is not the smallest (the smaller the wire diame-ter, the higher its strength). Thus, the design of the K-12 (3 + 3 + 6) strand is not optimal in terms of the maximum use of the strength properties of steel in the wires of the strand. The author has developed a new steel spiral strand with linear contact of wires K-6 (3+3), which has an optimal structure according to the criterion of maximum use of the strength properties of steel in the wires of the strand. K-6 (3 + 3) is a strand with an incomplete external layer and improved technological charac-teristics