NUMERICAL RESEARCH OF THE INTER-PANEL FASTENER JOINT INTENSION BEFORE CRACKING
Keywords:
large-panel buildings, rigidity of joints, strength of joints, tensile tests, fastener joint, loop joints, keyed jointsAbstract
A large-panel design scheme includes floor elements, wall panel elements, and joints between
them. The rigidity and strength characteristics in tension, compression and shearare required to be
knownfor correct modeling of large-panel buildings. Due to the lack of universal formulas in the
normative and reference literature for determining the strength and rigidity of various types of
joints, it is necessary to conduct additional research.
In 2014 a new type of vertical monolithic joint for large-panel buildings was developed: the
fastener joint of wall panels, which has significant strength and rigidity. The fastener includes
acheck clamp, which connects the loop outlets on panel ends and the steel plate, which connects the
ends of the clamp. It isnecessary to correctly evaluate the strength and rigidity of the joint for its fully-
functional application. The experimental research on the joint in tension discovered its bilinear
force-deformation relationship (with great rigidity before cracking, and with marginal one after). To
analyze the large-panel buildings under the influence of the main operational loads, it is enough to
model the joint’s work on the first stage (before cracking).
The aim of the research is to study the fastener joint in tension before cracking. The paper
compares the results of numerical modeling with the sample testing results, and determines the rigidity
and cracking load for joints with other values of the grouting concrete strength and the diameters
of the loop outlets.
The research was carried out using flat finite-element model in the Lira-SAPR CAD software
package.
The results of calculation of the joint model are generally consistent with the results of samples
testing. In addition, the rigidity and cracking load were determined for joints with various parameters
(concrete strength and loop outlet diameter).
The results of the study can be usedfor designing large-panel buildings with this type of joint.
References
Блажко, В.П. Замок для соединения конст-
руктивных элементов панельного здания /
В.П. Блажко // Жилищное строительство. –
– № 1–2. – С. 3–6.
Проектирование жилых многоквартирных
зданий с широким шагом несущих конструкций,
обеспечивающих свободную планировку: методи-
ческое пособие. – М.: Министерство строитель-
ства и жилищно-коммунального хозяйства Рос-
сийской Федерации, Федеральное автономное уч-
реждение «Федеральный центр нормирования,
стандартизации и оценки соответствия
в строительстве», 2017. – 106 с.
Блажко, В.П. О проектировании панельных
зданий, адаптированных к технологиям фирмы
EBAWE / В.П. Блажко. – http://raee.su/images/
doklady2015/7.pdf
СП 335.1325800.2017. Свод правил. Крупно-
панельные конструктивные системы. Правила про-
ектирования. – М.: Минстрой России, 2017. – 82 с.
Дербенцев, И.С. Несущая способность и
деформативность шпоночных соединений с пет-
левыми гибкими связями в стыках крупнопанель-
ных многоэтажных зданий: дис. … канд. техн.
наук / И.С. Дербенцев. – Челябинск, 2014. – 158 с.
Шапиро, Г.И. К вопросу о построении рас-
четной модели панельного здания / Г.И. Шапиро,
Р.В. Юрьев // Промышленное и гражданское
строительство. – 2004. – № 12. – С. 32–33.
Данель, В.В. Конечноэлементная модель
крупнопанельного здания / В.В. Данель // Вестник
МГСУ. – 2011. – № 2. – С. 148–153.
Водопьянов, Р.Ю. Моделирование и расчет
крупнопанельных зданий в ПК ЛИРА-САПР 2017 /
Р.Ю. Водопьянов // Жилищное строительство. –
– № 3. –С. 42–48.
Данель, В.В. Анализ формул для определения
жесткости при растяжении монолитного бетон-
ного стыка двух железобетонных панелей, пересе-
каемого непрерывными арматурными стержнями /
В.В. Данель // Строительная механика и расчет
сооружений. – 2010. – № 3. – С. 4–13.
Kariakin, A.A Experimental and Numerical
Research on Tensile Performance of Inter-Panel Fastener
Joints of Large-Panel Buildings / A.A. Kariakin,
I.S. Derbentcev, M.V. Tarasov // IOP Conference Series:
Materials Science and Engineering. – 2017. –
Vol. 262, 012046.
Тихонов, И.Н. Армирование элементов мо-
нолитных железобетонных зданий. Пособие по
проектированию / И.Н. Тихонов. – М.: НИЦ
«Строительство», 2007. – 170 с.
Проектирование железобетонных конст-
рукций с применением сварных сеток и каркасов
заводского изготовления: методическое посо-
бие. – М.: Министерство строительства и жи-
лищно-коммунального хозяйства Российской Фе-
дерации, Федеральное автономное учреждение
«Федеральный центр нормирования, стандарти-
зации и оценки соответствия в строительстве»,
– 261 с.
СП 63.13330.2018. Свод правил. Бетонные
и железобетонные конструкции. Основные поло-
жения. СНиП 52-01-2003. – М.: Минстрой России,
– 143 с.
Карякин, А.А. Расчет железобетонных
балок методом конечных элементов с учетом пла-
стичности бетона, образования трещин,
дискретного расположения арматуры и ее сцеп-
ления с бетоном: дис. … канд. техн. наук /
А.А. Карякин. – Свердловск, 1979. – 289 с.
ГОСТ 5781-82. Межгосударственный
стандарт. Сталь горячекатаная для армирования
железобетонных конструкций. Технические усло-
вия. – М.: Стандартинформ, 2006. – 10 с.
ГОСТ Р 52544-2006. Национальный стан-
дарт Российской Федерации. Прокат арматур-
ный свариваемый периодического профиля классов
А500С и В500С для армирования железобетонных
конструкций. Технические условия. – М.: Стан-
дартинформ, 2006. – 20 с.
Холмянский, М.М. Сцепление стержневой
арматуры с бетоном / М.М. Холмянский,
Б.С. Гольдфайн, В.М. Кольнер и др. // Сцепление
арматуры с бетоном. – М.: НИИ бетона и желе-
зобетона Госстроя СССР, 1971. – С. 81–87.
Икрин, В.А. Сопротивление материалов
с элементами теории упругости и пластичности:
учебное издание / В.А. Икрин. – М.: Издательство
АСВ, 2005. – 474 с.
Гениев, Г.А. Теория пластичности бетона
и железобетона / Г.А. Гениев, В.Н. Киссюк,
Г.А. Тюпин. – М.: Стройиздат, 1974. – 316 с.
Карпенко, Н.И. Теория деформирования
железобетона с трещинами. / Н.И. Карпенко. –
М.: Стройиздат, 1976. – 208 с.
Дыховичный, Ю.А. Конструирование и
расчет жилых и общественных зданий повышен-
ной этажности. / Ю.А. Дыховичный. – М.:
Стройиздат, 1970. – 248.
