en

Стаття

Несуча здатність та деформативність сталебетонних перекриттів по профільованому сталевому настилу

Василь Петрів
Анотація

Метою статті було нормативно-аналітичне обґрунтування впливу ступеня зсувної взаємодії на виконання вимог першої та другої груп граничних станів композитних перекриттів із профільованим настилом. Методологія дослідження ґрунтувалася на нормативно-аналітичному підході з використанням чинної національної нормативної бази України та нормативно визначених розрахункових моделей сталебетонних перекриттів як композитних згинальних елементів, для яких у межах нормативної розрахункової моделі приймалася повна або часткова сумісність деформацій сталевої та бетонної складових. Результати дослідження показали, що несуча здатність і деформативність перекриттів формувалися як взаємопов’язані характеристики в межах єдиного жорсткісно-силового механізму роботи композитного перерізу. Було встановлено, що ступінь зсувної взаємодії між сталевим настилом і бетонною плитою є інтегруючим параметром, який одночасно визначав реалізований розрахунковий опір згину та ефективну жорсткість перекриття. За умов повної зсувної взаємодії забезпечувалася максимальна реалізація приведених геометричних і жорсткісних характеристик перерізу та виконання вимог обох груп граничних станів. За часткової композитної роботи було зафіксовано узгоджене зниження розрахункового опору та зростання прогинів, причому деформативні показники виявляли вищу чутливість до зменшення ефективної жорсткості, ніж показники несучої здатності. Показано, що за однакових експлуатаційних навантажень прогини могли досягати гранично допустимих значень раніше, ніж реалізовувалися граничні напруження, що визначало експлуатаційну придатність як обмежувальний чинник проєктних рішень. Практична значимість отриманих результатів полягала в можливості їх використання проєктними та експертними організаціями у практиці нормативного оцінювання і проєктування сталебетонних перекриттів із профільованим настилом

Ключові слова

композитна робота; зсувна взаємодія; експлуатаційна придатність; ефективна жорсткість; прогини; граничні стани

Завантажити статтю

Отримано 03.10.2025, Доопрацьовано 09.01.2026, Прийнято 24.02.2026 Опубліковано 26.03.2026

Взято з Том 12, № 1, 2026

ЦИТУВАТИ

Petriv, V. (2026). Load-bearing capacity and deformability of steel-concrete floors on profiled steel decking. Architectural Studies, 12(1), 29-41. https://doi.org/10.56318/as/1.2026.29

https://doi.org/10.56318/as/1.2026.29

Сторінки 29-41

Використані джерела

  1. Baranetska, D., Barabash, M., Bieliatynskyi, A., Pylypenko, O., & Mashkov, I. (2025). Numerical methods of calculation of stress-strain state of combined elements of sheeting. Journal of Mechanics, 41, 82-102. doi: 10.1093/jom/ufaf007.
  2. Dmytrenko, Y. (2021). Modeling of joint work of steel beam constructions with reinforced concrete ribbed floor slabs. Building Constructions. Theory and Practice, 8, 44-57. doi: 10.32347/2522-4182.8.2021.44-57.
  3. DSTU No. B V. 2.6-215:2016. (2016). Calculation and design of steel-concrete structures with slabs on profiled decking. Retrieved from https://dnaop.com/html/62474/doc-%D0%94%D0%A1%D0%A2%D0%A3_%D0%91_%D0%92.2.6-215_2016.
  4. Gino, D., Castaldo, P., Bertagnoli, G., Giordano, L., & Mancini, G. (2019). Partial factor methods for existing structures according to fib Bulletin 80: Assessment of an existing prestressed concrete bridge. Structural Concrete, 21(1), 15-31. doi: 10.1002/suco.201900231.
  5. Grossi, L.G.F., Rezende Santos, C.F., & Malite, M. (2020). Longitudinal shear strength prediction for steel-concrete composite slabs with additional reinforcement bars. Journal of Constructional Steel Research, 166, article number 105908. doi: 10.1016/j.jcsr.2019.105908.
  6. Hasenko, A., Dariienko, V., & Butenko, A. (2022). Effect of damage to the effective width of concrete shelves on the bearing capacity of self-stressed steel reinforced concrete floor. In Complex composite structures of buildings and structures in conditions of martial law: Collection of scientific papers of the XIV international scientific and technical conference (pp. 18-20). Poltava: National University “Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic”.
  7. Hedaoo, N.A., Gupta, L.M., & Ronghe, G.N. (2012). Design of composite slabs with profiled steel decking: A comparison between experimental and analytical studies. International Journal of Advanced Structural Engineering, 4, article number 1. doi: 10.1186/2008-6695-3-1.
  8. Hernich, M., Klutchnik, S., & Spivak, D. (2021). Composite reinforced concrete bridge girders for post-conflict reconstruction of the destroyed transport infrastructure. Bridges and Tunnels: Theory, Research, Practice, 19, 28-37. doi: 10.15802/bttrp2021/233872.
  9. Huong, K.T., Bui, L.V.H., & Nguyen, P.T. (2025). Experimental investigation on structural behavior of composite slabs with steel decking, fiber-reinforced concrete, and lightweight aggregate concrete layers. Scientific Reports, 15, article number 23786. doi: 10.1038/s41598-025-08955-7.
  10. Izzuddin, B.A., & Sio, J. (2022). Rational horizontal tying force method for practical robustness design of building structures. Engineering Structures, 252, article number 113676. doi: 10.1016/j.engstruct.2021.113676.
  11. Mello, J.H.L.M., Pureza, D.Q., Martins, M.P., de Sousa Cardoso, H., de Melo Lameiras, R., Veloso, L.A.C.M., de Brito, J.L.V., da Silva, J.G.S., & Alencar, G.S. (2024). Longitudinal shear strength design of composite slabs by full-scale FE modelling considering the embossments. IBRACON Structures and Materials Journal, 17(5), article number e17505. doi: 10.1590/S1983-41952024000500005.
  12. Mohammed, K., Abd Karim, I., & Bulu, K. (2017). Profiled deck composite slab strength verification: A review. Arid Zone Journal of Engineering, Technology and Environment, 13(6), 655-661.
  13. Oliveira, L.A.M., Borghi, T.M., Rodrigues, Y.O., & de Cresce El Debs, A.L.H. (2021). Assessment of design codes for the in-service behaviour of steel-concrete composite slabs. IBRACON Structures and Materials Journal, 14(5), article number e14501. doi: 10.1590/S1983-41952021000500001.
  14. Popov, V., Bryl, N., & Teslia, O. (2011). Modelling of reinforced concrete slabs on profiled sheeting to assess reliability and efficiency. Modern Technology, Materials and Design in Construction, 11(2), 10-14.
  15. Rahman, M.M., & Ranzi, G. (2022). Shrinkage-induced response of composite steel-concrete slabs: A state-of-the-art review. Applied Sciences, 12(1), article number 223. doi: 10.3390/app12010223.
  16. Ravichandran, P., & Harini, S. (2024). Review on behaviour of steel concrete composite slabs by varying different parameters. In Proceedings of the international conference on advancements in materials, design and manufacturing for sustainable development. Coimbatore: EAI. doi: 10.4108/eai.23-2-2024.2346949.
  17. Saccone, M., Stochino, F., Zucca, M., & Simoncelli, M. (2025). Longitudinal shear behaviour in recycled aggregate concrete composite slabs: A state-of-the-art review. Journal of Building Engineering, 113, article number 114002. doi: 10.1016/j.jobe.2025.114002.
  18. Savytskyi, M., Nikiforova, T., & Frolov, M. (2021). Stress-deformed state of steel-reinforced concrete structures of floors at the stage of establishment of structures. Ukrainian Journal of Civil Engineering and Architecture, 3, 101-109. doi: 10.30838/J.BPSACEA.2312.010721.101.772.
  19. SCN No. V.1.2-2:2006. (2006). Loads and impacts. design standards. Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3199621970136139233.
  20. SCN No. V.1.2-6:2021. (2022). Basic requirements for buildings and structures. Mechanical resistance and stability. Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3074797473579927547?doc_type=2.
  21. SCN No. V.2.6-160:2010. (2010). Steel-reinforced concrete structures. Basic provisions. Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3200413563881522897?doc.
  22. SCN No. V.2.6-198:2014. (2022). Steel structures. Design standards. With change № 1. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=58106.
  23. SCN No. V.2.6-98:2009. (2009). Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions. Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3200410998024438840.
  24. Sirimontree, S., Thongchom, C., Keawsawasvong, S., Nuaklong, P., Jongvivatsakul, P., Dokduea, W., Bui, L.V.H., & Farsangi, E.N. (2021). Experimental study on the behavior of steel-concrete composite decks with different shear span-to-depth ratios. Buildings, 11(12), article number 624. doi: 10.3390/buildings11120624.
  25. Sirobaba, V. (2018). Load-bearing capacity and deformability of reinforced concrete structures made of lightweight concrete. (Abstact, National University “Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic”, Poltava, Ukraine).
  26. Siva, A., Senthil, R., & Swaminathan, S. (2016). Assessment of longitudinal shear strength of composite deck slab. International Journal of Innovation and Scientific Research, 24(2), 277-284.
  27. Song, J., Wang, W., Su, S., Wang, B., Li, Y., & Lu, Z. (2021). Experimental investigation of the bond-slip behaviour between corrugated steel plates and concrete in CSRC structures. Construction and Building Materials, 299, article number 124315. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124315.
  28. Storozhenko, L., & Gasii, G. (2020). Experience and current issues of designing of steel and concrete composite structures of roof and floor systems. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(55), 15-25. doi: 10.26906/znp.2020.55.2337.
  29. Wang, Q., Yang, J., Zhang, Y., Fang, Y., & Ren, Q. (2022). Analysis and design of long-term responses of simply-supported steel-concrete composite slabs. Journal of Building Engineering, 53, article number 104496. doi: 10.1016/j.jobe.2022.104496.
  30. Wang, Y., Wang, Q., Geng, Y., & Ranzi, G. (2016). Long-term behaviour of simply supported composite slabs with recycled coarse aggregate. Magazine of Concrete Research, 68(24), 1278-1293. doi: 10.1680/jmacr.16.00090.
  31. Wei, Y., Huang, J., & Liang, S. (2020). Measurement and modeling concrete creep considering relative humidity effect. Mechanics of Time-Dependent Materials, 24, 161-177. doi: 10.1007/s11043-019-09414-3.
  32. Zhang, H., Zhang, H.-Y., Geng, Y., Fang, P.-Q., & Wang, Y.-Y. (2022). Design formulae for long-term responses of continuous steel-recycled aggregate concrete composite slabs. Structures, 45, 1477-1490. doi: 10.1016/j.istruc.2022.09.092.
  33. Zhu, G., Wang, X., Wang, W., Wang, J., & Yang, Y. (2025). Research on the flexural behavior of profiled steel sheet-hollow concrete composite floor slab. Buildings, 15(12), article number 2140. doi: 10.3390/buildings15122140.
ISSN 2411-801X e-ISSN 2786-7374  УДК 71;72
DOI: 10.56318/as