КАМЕННЫЕ БАЛКИ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ

Международный Научный Институт "Educatio" III (10), 2015
160
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
КАМЕННЫЕ БАЛКИ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ЗАМКНУТОЙ ОБОЙМЕ
Азизов Талят Нурединович
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технико-технологических дисциплин Уманского
государственного педагогического университета
Иваницкий Александр Валерианович
соискатель кафедры железобетонных и каменных конструкций Одесской государственной академии
строительства и архитектуры
STONE BEAM IN PRESTRESSED CLOSED COLLARS
Azizov Taliat Nuredinovych, Doctor of Technical Sc., Professor, Head of the Department of Technical and Technological
Disciplines, Uman State Pedagogical University
Ivanitskiy Aleksandr Valerianovych, graduate student of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture
АННОТАЦИЯ
Приведен способ изготовления каменных балок в гибкой замкнутой обойме из различных материалов, а также
способы предварительного напряжения обоймы. Приведена методика определения усилия предварительного напряжения обоймы с учетом ее трения о каменную кладку. Показаны преимущества предлагаемых балок.
ABSTRACT
An method for making stone beams in flexible closed cage made of different materials. Showing prestressing cage. The
technique of determining the prestressing force of friction with the holder of the stonework. The advantages of such beams.
Ключевые слова: балка; замкнутая обойма; предварительное напряжение
Keywords: beam; closed cage; prestress
Постановка вопроса и задачи исследований.
Известно, что обоймы в каменных конструкциях
используются только для усиления центрально и внецентренно сжатых элементов. Использование обойм для изгибаемых конструкций практически не встречается. Отдельные публикации описывают только принцип работы
таких конструкций и не учитывают такие факторы как
трение обоймы о кладку, предварительное напряжение
обоймы и нелинейные свойства материалов, а также методику расчета усилия предварительного напряжения
обоймы.
В работах [1-4] показано преимущество, принципы
расчета и конструирования конструкций из штучных материалов в замкнутой обойме. Там же приведена методика
расчета с учетом предварительного напряжения обоймы,
а также с учетом нелинейных свойств материалов. Расчет
предварительного напряжения замкнутой обоймы и включение ее в работу конструкции является важным этапом
расчета. Такой расчет существенно отличается от расчета
напряжения шпренгельных затяжек при усилении железобетонных конструкций в связи с тем, что в замкнутой
обойме все ее ветви по периметру конструкции являются
растянутыми и в углах теряется усилие предварительного
напряжения за счет трения обоймы о кладку.
В связи с этим целью настоящей статьи является
разработка методики расчета предварительного напряжения обоймы в несущих конструкциях из штучных материалов в замкнутой обойме.
Область применения каменных балок в замкнутой
обойме – перемычки, рандбалки, конструкции висячих
стен без балок. В качестве гибкой замкнутой обоймы может быть использована стальная проволока, стальная
лента по ГОСТ 503-81, углеродная лента по ГОСТ 2800688, углеродная лента ”Sika”.
Один из способов включения обоймы в работу или
ее предварительного напряжения приведены на рис. 1.
При этом натяжение обоймы производится взаимным стягиванием двух смежных ветвей обоймы с помощью стяжного устройства (поз. 3 на рис. 1).
Рис. 1. Обойма из стальной проволоки (арматуры) при натяжении на продольной грани балки;
1 – каменная балка; 2 – обойма; 3 – стяжное устройство; 4 - распорка
Натяжение может быть не только на продольной
грани элемента, но и на торцевой его грани. Кроме того,
натяжение можно производить в два этапа: сначала на торцевой грани, потом – на продольной.
Выбор грани, на которой производится натяжение
обоймы, является выбором проектировщика в зависимости от требуемого усилия обжатия и геометрии балки.
Описанный выше способ предварительного напряжения может быть применен при использовании в качестве обоймы стальной проволоки или арматуры небольшого диаметра.
Стяжное устройство может состоять как из болта с
гайками, так и простой скрутки из проволоки. Расчет величины предварительного напряжения при взаимном стягивании ветвей обоймы приведен ниже. Распорки (поз 4
Международный Научный Институт "Educatio" III (10), 2015
161
на рис. 1) предназначены для препятствия сближения
смежных ветвей обоймы на гранях балки.
Возможно выполнение предварительного напряжения известным способом с помощью клиньев. Такой способ подходит как для обоймы из проволоки, так и для
обойм из стальных или углеродных лент, концы которых
предварительно должны быть скреплены между собой
сваркой, заклепкой или склейкой.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
При применении обоймы из стальной или углеродной ленты для предварительного напряжения удобно использовать плоский рычаг (рис. 2). При этом натяжение
обоймы может быть, как с торца балки, так и на растянутой (от нагрузки) ее грани. Этот способ заключается в том,
что между телом балки и обоймой вставляется плоский
рычаг в виде куска стального листа с приваренной рукояткой с рычагом для поворота. При этом рычаг 4 упирается в стальную прокладку 3 для предотвращения местного смятия.
Рис. 2. Способ включения обоймы в работу с помощью натяжного рычага. а) – при натяжении обоймы в торце балки;
б) – при натяжении на растянутой от нагрузки грани. 1 – каменная балка; 2 – гибкая замкнутая обойма;
3 – стальная прокладка; 4 – натяжной рычаг; 5 – стальной фиксатор
После поворота рычага на достаточную величину в
зазор вставляется стальной фиксатор (поз. 5 на рис. 2) и
рычаг поворачивается в обратную сторону. При этом
обойма упирается в фиксатор и рычаг свободно высвобождается. При натяжении на растянутой грани процедура повторяется два раза с одного и второго краев балки.
Расчет усилия предварительного напряжения при
включении обоймы в работу заключается в вычислении
разницы первоначальной и конечной длины обоймы (подобно расчету предварительного напряжения шпренгельных затяжек, но с той особенностью, что удлиняется вся
обойма по периметру). Кроме того, учитывается трение в
углах конструкции. Методика такого расчета приведена
ниже.
Преимущество таких балок особенно проявляется в
случае, когда балка является неразрезной. В этом случае
растянутой может быть, как верхняя, так и нижняя грань
балки (рис. 3). При этом более растянутая ветвь обоймы и
менее растянутая ее ветвь имеют одинаковое сечение, и
балка может работать совершенно одинаково как на положительные изгибающие моменты, так и на отрицательные.
Рис. 3. Использование замкнутых обойм для неразрезных каменных балок
1 – неразрезная балка; 2 – обойма; 3 – крайние опоры; 4 – средняя опора
Рассмотрим теперь особенности расчета предварительного напряжения для случая, когда обойма напрягается по схеме, показанной на рис. 1. Отличие от расчета
предварительного напряжения шпренгельных затяжек заключается в том, что все ветви обоймы удлиняются при
предварительном напряжении.
На рис. 4 приведена схема продольной грани балки,
на которой производится предварительное напряжение с
помощью взаимного стягивания двух смежных ветвей
обоймы. Через S на рис. 4 обозначено расстояние от торца
балки до оси распорки между ветвями обоймы, которая
служит препятствием сближению ветвей обоймы в углах
конструкции.
Пусть для предварительного напряжения ветвь
обоймы отклонена на величину С.
Рассмотрим, как распределятся усилия в ветвях
обоймы с учетом трения. В работах авторов [3, 4] было по-
казано распределение усилий в ветвях обоймы, если известно усилие в нижней (натягиваемой) ветви. Пусть
N, Nb и NV усилия соответственно в нижней (там, где происходит натяжение), боковой и верхней ветвях обоймы.
Если через kt обозначить коэффициент трения
обоймы о кладку, то будем иметь [3, 4]:
Nb = N(1 − k t ); NV = N
1−kt
1+kt
(1)
Обозначим множители при N в первом и втором
выражениях соответственно через k b и k V .
Удлинение на участке l0 на рис. 4 из простых геометрических соображений будет определено из выражения:
∆l = √l20 + c 2 − l0
(2)
Это общее удлинение обоймы складывается из
суммы удлинений на нижней ∆ln , боковых ∆lb и верхней
∆lV гранях элемента:
Международный Научный Институт "Educatio" III (10), 2015
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
162
∆l = ∆ln + ∆lb + ∆lV
(3)
Каждая из этих составляющих с учетом значений
k b и k V по (1) легко определится по известным формулам
сопротивления материалов:
∆ln =
N(l0 +S)2
Nkb 2h
NkV (l0 +S)2
Es As
Es As
Es As
; ∆lb =
; ∆lV =
где Es As - осевая жесткость стержня обоймы.
,
(4)
Рис. 4. Схема к расчету усилия предварительного напряжения обоймы
1 – тело балки; 2 – замкнутая обойма (две ветви); 3 – распорки; с – величина отклонения ветви обоймы от оси.
Тогда, подставив (4) в (3), получим уравнение для
определения неизвестной N (с учетом обозначений на
рис. 4):
N
(l + k b 2h + k V l) = ∆l,
(5)
тело балки не деформируется. При этом, по выше приведенной методике определяются усилия в обойме, которые
прикладываются к верхней и нижней граням балки. При
известных усилиях по известным методикам (в упругой
Es As
постановке по формулам сопротивления материалов)
где ∆l определяется по (2). Откуда будем иметь:
определяются перемещения балки (ее укорочение) ∆b . Да∆lEs As
N=
(6) лее на первой итерации по (6) снова определяется усилие
l+kb 2h+kV l
Зная усилие N, по (1) легко определить усилия в бо- N, но при этом вместо величины ∆l в (6) подставляется величина ∆l − 2∆b и процесс повторяется. Совпадение с заковой и верхней ветвях обоймы.
Следует отметить, что усилие N по (6) – это усилие данной наперед погрешностью значений N на последней
в одной ветви обоймы. Т.к. всего в конструкции две и предыдущей итерациях является признаком схождения
и окончания расчета.
обоймы, то общее усилие будет в два раза больше.
Учет местного смятия производится аналогично.
Подбирая величину С (см. рис. 4) отклонения ветПри
этом
величина ∆b определяется с учетом как дефорвей обоймы от оси, легко определить требуемое ее значемаций
тела
балки, так и местных деформаций, определяение для получения требуемого усилия предварительного
мых известными методами теории упругости или норманапряжения.
Если балка состоит из каменной кладки в гибкой за- тивных документов по расчету каменных конструкций.
Влияние жесткости тела балки показано в таблице
мкнутой обойме, то, как показывают расчеты, учитывать
1,
где
по
вышеприведенной методике расчета определено
деформацию самой кладки (тела балки) не обязательно.
Если же конструкция состоит из легкобетонных блоков, усилие N (остальные составляющие усилий определяются
то следует учитывать деформацию тела балки от действия по 1) для балки сечением 300х300 мм, длиной 3000 мм.
усилий обжатия от ветвей обоймы. Это достаточно просто Расстояние S и C (по рис. 4) равны соответственно 100 и
сделать итерационно. На нулевой итерации считается, что 70 мм. Коэффициент трения для всех вариантов принят
равным 0.45. Модуль упругости материала обоймы
200000 МПа (стальная обойма).
Таблица 1
Влияние жесткости тела балки на усилия в обойме
№
Сечение обоймы (см2)
Модуль упругости Усилие N0 на нулеУсилие N в конце
Отношение
п/п
тела балки (МПа)
вой итерации (кН)
итераций (кН)
N0/N
1
1
1000
15.6
11.0
1.42
2
2
1000
31.3
17.1
1.83
3
1
10000
15.6
15.1
1.03
4
2
10000
31.3
29.0
1.07
Как видно из таблицы, для балок с малым модулем
упругости (легкобетонные балки) следует учитывать деформацию тела балки. Для балок же более жестких (кирпич, бетонные блоки) можно не учитывать деформацию
самой балки, т.е. условно считать ее абсолютно жесткой
при определении усилия предварительного напряжения
обоймы.
В заключении следует отметить, что усилие предварительного напряжения при других видах натяжения
производится по тем же принципам с учетом удлинения
обоймы и укорочения тела балки. Другими словами, если
известна величина ∆l (выражение 2), полученная из геометрических расчетов (как это сделано при получении (2),
то дальнейший расчет производится аналогично выше
описанному. С использованием выражений 3-6 определяется неизвестная величина N усилия в подвергаемой натяжению ветви обоймы. Затем по (1) определяются усилия в
боковых и верхней ветвях обоймы.
Выводы и перспективы исследований. В статье
приведена методика определения усилия в ветвях замкнутой обоймы с учетом ее трения о кладку. Показано, что
деформацию тела балки можно не учитывать в случае изготовления из кирпича или бетонных блоков. В случае изготовления перемычек из легкобетонных блоков учет деформаций кладки обязателен, т.к. усилия в обойме могут
уменьшаться за счет этой деформации. Методика проверена экспериментальными данными авторов.
Международный Научный Институт "Educatio" III (10), 2015
163
Перспективой исследований является разработка
методики расчета с учетом пластических свойств материала обоймы.
Список литературы
1. Азизов Т.Н. Использование стеклопластиковой
обоймы для создания изгибаемых конструкцій из
штучних элементов / Т.Н. Азизов // Современные
строит. констр.из металла и древесины// Сб.научн.
тр. ОГАСА. - №15. Часть 2, Одесса,2011. – С. 24-28.
2. Азизов Т.Н. Учет совместной работы каменной
кладки с монолитным железобетонным поясом /
Т.Н. Азизов // Реставрація, реконструкція, урбоекологія RUR-2011. Щорічник південно-українського
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
національного комітету ICOMOS/ Одеса: Optimum,
2011. – С. 190-196.
3. Азизов Т.Н. К расчету несущих конструкций из
штучных материалов в замкнутой обойме / Т.Н.
Азизов, А.В. Иваницкий //Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Вип. 47 –
Одеса: овнішрекламсервіс, 2012. – С. 11-15.
4. Азизов Т.Н. Расчет несущих конструкций из штучных элементов в замкнутой предварительно напряженной обойме / Т.Н. Азизов, А.В. Иваницкий //Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та
споруди. Вип. 24., – Рівне: Нац. ун-т водного господарства та природокористування, 2012. – С. 55-61.
ИНТЕГРАЦИЯ ОБЩЕДОСТУПНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
РЕСУРСАМИ ПРЕДПРИЯТИЯ И СИСТЕМ БИЗНЕС-АНАЛИТИКИ
Байрам Улданай
Магистратура 2- курс, Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, Алматы
Ахметов Берик Бахытжанович
канд. техн. наук, Вице-президент Международного Казахско-Турецкого Университета им. Х.А.Ясави, Туркестан
Дуйсебекова Куланда Сейтбековна
к.ф.м.н., доцент Казахского Национального Университета им. аль-Фараби, Алматы
INTEGRATION OF OPEN SOURCE ENTERPRISE RESOURCE PLANNING AND BUSINESS INTELLIGENCE SYSTEMS
Bairam Uldanay, MSc 2nd year, Kazakh National University. al-Farabi Kazakh National University, Almaty
Akhmetov Berik Bahytzhanovich, cand. tehn. sc., Vice-President of the H.A.Yasavi International Kazakh-Turkish University,
Turkistan
Duysebekova Kulanda Seytbekovna, cand. ph. and math. sc., Associate Professor of the al-Farabi Kazakh National
University, Almaty
АННОТАЦИЯ
Начиная с их введения в 1990-х, системы планирования ресурсами предприятия (ERPS) широко использовались
организациями, желающими работать с интегрированными информационными системами, в надежде увеличить их
гибкость на рынке [1]. При совместной работе ERP-cистем и систем бизнес-аналитики (BIS) можно ожидать высокой эффективности. Поэтому, для успеха в ERP, организация должна иметь и общие знания о многих различных проявлениях вокруг процессов BI. В данной статье исследуются общедоступные ERPS и BIS для интеграции.
ABSTRACT
Since their introduction in the 1990s, enterprise resource planning systems (ERPS) are widely used by organizations
which want to work with integrated information systems, in order to increase their flexibility in the market [1]. Due to
collaboration of ERP-systems and business intelligence systems (BIS), it is possible to expect growth of effectiveness. Therefore,
to succeed in ERP, organization should also have a general knowledge of many different forms around BI processes. A research
of open source ERPS and BIS systems integration is introduced in this paper.
Ключевые слова: системы управления ресурсами предприятия; системы бизнес-аналитики; общедоступные
программные средства; интеграция.
Keywords: enterprise resource planning; business intelligence; open source software; integration.
Со времен как были изобретены компьютеры,
огромное количество организаций приняло и осуществило
для предприятий различные информационные системы,
которые могут быть получены в итоге в системах планирования ресурсами предприятия (ERP). ERP-системы являются единым хранилищем данных, в котором содержится и обрабатывается вся необходимая информация,
доступ к которой организован для всех сотрудников и
пользователей в зависимости от их роли[6]. Спрос стратегических и исполнительных менеджеров на технологические решения, которые могут извлекать, анализировать и
визуализировать информацию из ERP и других автономных систем, дало мотивацию для разработки нового типа
информационных систем, таких как BIS.
Системы бизнес-аналитики (BIS) помогают при
объединении, анализе и обеспечении огромного количества данных при принятии решений в бизнесе. Они также
принимают участие в организационно стратегическом
плане, который, обычно направлен на достижение эффективности в управлении. Системы бизнес-аналитики определены как ряд методологий, процессов, архитектур и технологий, которые преобразовывают исходные данные в
значимую и полезную информацию. Они используются
для более эффективного, стратегического, тактического, и
оперативного понимания и принятия решений.
Эффективные системы бизнес-аналитики предоставляют доступ лицам, принимающим решения, к качественной информации, что позволяет им точно определить, где компания была, где она сейчас, и где она должна
быть в будущем. Несмотря на огромные преимущества,
которые эффективная система бизнес-аналитики может
дать, многочисленные исследования показали, что использование и принятие систем бизнес-аналитики остаются на низком уровне, особенно среди небольших учреждений и компаний с ограничениями ресурса.