Преимущества арматурного стального каната с точечным касанием проволок.

Abstract

Представлено аналитическое исследование сложного напряжённо-деформированного состояния стального спирального каната с точечным касанием проволок. Исследуемый канат используется в качестве напрягаемой арматуры железобетонных конструкций. В настоящее время СП 52-102-2004 содержит только два вида стальных канатов: К1400 и К1500, которые являются канатами с линейным контактом проволок. В таких канатах длина проволок наружного слоя зависит от длины проволок внутреннего слоя. При этом проволоки каждого нового навиваемого слоя длиннее проволок внутреннего слоя и, таким образом, проволоки наружного слоя являются более деформативными. Следовательно, они менее нагружены, так как в стальном канате при растяжении в самых длинных проволоках возникают минимальные напряжения, а в самых коротких проволоках возникают максимальные напряжения из-за разницы деформативных характеристик. Напряжения в проволоках всегда распределены нерав- номерно. В канатах с точечным касанием проволок длина проволок наружного слоя не зависит от длины проволок внутреннего слоя. То есть можно подобрать длину наружных проволок таким образом, что расхождение длин (деформационных характеристик) проволок разных слоёв повива будет минимальным. При этом расхождение напряжений в проволоках разных слоёв также будет минимальным. Следовательно, увеличится коэффициент использования прочности проволок, который является детерминирующим критерием оптимизации конструкции стального арматурного каната. An analytical study of complex stress-strain state of the steel twisted rope with point contact of wires is introduced. The rope under investigation is used as a prestressed reinforcement of concrete structures. Currently, the set of rules and regulations SP 52-102-2004 contains only two types of steel strands: K1400 and K1500, which are the ropes with line contact of wires. The length of the wires of outer layer in such ropes depends on the length of the wires of inner layer. And at the same time the wires of each new independent layer are longer than the wires of inner layer and, thus, the wires of outer layer are more deformable. Consequently, they are less loaded, since minimum stress occurs in the longest wires, and maximum stress occurs in the shortest wires because of the difference of deformation characteristics. The stress in the wires is always distributed unevenly. The length of the wires of outer layer does not depend on the length of the wires of inner layer in the ropes with point contact. That is, it is possible to choose the length of outer wires so that the difference of lengths (deformation characteristics) of wires of various layers will be minimal. In this regard, the difference of stress in wires of various layers will be minimal as well. Hence, the coefficient of the use of wires strength, which is the determining criterion for the optimization of prestressed steel strand structures, will increase.