Введение. Сборно-монолитные перекрытия являются оптимальной конструкцией с точки зрения снижения веса при сохранении необходимой несущей способности, сокращения сроков производства работ, а также уменьшения стоимости строительства. Сравнительный анализ монолитного, сборно-монолитного и сборного типов перекрытий, представленный в статье [1], показал очевидную конкурентоспособность сборно-монолитных перекрытий в сравнении с традиционными конструкциями. Такие перекрытия состоят из железобетонных балок с объемным треугольным каркасом из арматурных стержней, блоков заполнения из различных легких бетонов, а также монолитного слоя бетона, укладываемого на строительной площадке (рис. 1) [2].Рис. 1. Устройство сборно-монолитного перекрытияВ ходе работы были исследованы два основных типанесущих элементов сборно-монолитных перекрытий – с бетонным основанием и с основанием в виде стального тонкостенного профиля, выполняющего роль опалубки на стадии укладки монолитного бетона (рис. 2) [3].Рис. 2. Основные типы несущих элементов для сборно-монолитных перекрытийОбзор литературы показал, что несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических исследований сталежелезобетонных конструкций, вопрос совместной работы бетона и стального листа требует дополнительных исследований. Поиск конструктивных вариантов, оптимальных с точки зрения строительно-монтажных работ и одновременно обеспечивающих надежное сцепление бетона и стали, в настоящее время продолжает быть актуальным [4-15].Кроме того, сдерживающим фактором широкого применения сталежелезобетонных конструкций при проектировании и строительстве в Российской Федерации являлось отсутствие до 2017 г. специализированного свода правил, в то время как в странах Евросоюза с 1994 г. существует стандарт – Еврокод 4 «Проектирование сталежелезобетонных конструкций» [16].Методология. В качестве исследуемого объекта приняты тавровые железобетонные балки с шириной ребра 120 мм, шириной полки – 740 мм, высотой 250 мм и длиной 3000 мм со стальным тонкостенным профилем или без него (рис. 3,4). Для оценки влияния тонкостенного стального профиля на несущую способность балочных элементов были проведены экспериментальные исследования трех образцов: без профиля (балка I), со стальным профилем (балка III-I) и с анкерованным стальным профилем в приопорных зонах (по 10 дюбелей с каждой стороны с целью крепления стального профиля к бетону – балка III-II) (рис. 5, 6). Рис. 3. Поперечное сечение балки со стальным тонкостенным профилемРис. 4. Стальной тонкостенный профильРис. 5. Анкеровка стального профиля в приопорных зонахРис. 6. Фотоиллюстрация анкеровки стального профиляАнализ СП 266.1325800.2016 «Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования» показал, что нормативный документ не позволяет произвести расчет тавровых железобетонных балок со стальным тонкостенным профилем и в целом имеет достаточно ограниченную область применения, а именно:сталежелезобетонные плиты с профилированным настилом (рис. 7); Рис. 7. Сталежелезобетонная плита с профилированным настиломкомбинированные балки (рис. 8);Рис. 8. Комбинированные балкижелезобетонные конструкции с жесткой арматурой, работающие на центральное или внецентренное сжатие, растяжение (рис. 9);Рис. 9. Железобетонные конструкции с жесткой арматуройтрубобетонные конструкции с внешней стальной оболочкой в виде круглой трубы, с бетонным или железобетонным ядром (рис. 10).Рис. 10. Трубобетонные конструкцииТаким образом, расчет прочности и деформации тавровых железобетонных балок со стальным тонкостенным профилем производился на основании методов, продиктованных СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».Экспериментальные исследования проводились по схеме шарнирно-опертой балки с двумя равными сосредоточенными силами, приложенными в третях пролета (рис. 11). Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 8829-94 «Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости».Рис. 11. Схема испытаний балокНагрузка прикладывалась при помощи гидравлических домкратов. Усилия Q, создаваемые домкратами, определялось с помощью электронных динамометров ДМС-30/1МГ4, а также достаточно точно контролировались по величине давления рабочей жидкости (масла) в системе нагнетания.Фотоиллюстрации экспериментальных исследований представлены на рис. 12.Рис. 12. Фотоиллюстрации экспериментальных исследованийОсновная часть. Расчет сталежелезобетонных балок сборно-монолитных перекрытий по прочности нормальных сечений согласно СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» производится из уравнений равновесия изгибающих моментов и проекций продольных сил на продольную ось элемента, действующих в нормальном сечении от внешних нагрузок и от усилий в сжатой зоне бетона и в арматуре растянутой зоны (рис. 13): Рис. 13. Расчетная схема усилий в нормальном сечении изгибаемого железобетонного элементапри его расчете по прочностиУравнение равновесия изгибающих моментов рассматривается относительно оси, проходящей через центр тяжести арматуры As1 , таким образом: (1)  M=0  =>M=Rb∙b'f∙x∙h0-x2-σs2∙As2∙h0-a2--σs3∙As3∙h0-a3-[σs4∙As4∙h0-a4] ;      (2)N=0  =>x=Rsi∙AsiRb∙b'f ;  где Rsi  – расчетное сопротивление арматуры Asi  растяжению, МПа ; σsi  – сопротивление арматуры Asi  растяжению, МПа ; Asi  – площадь арматуры Asi , см2 ; x  – высота сжатой зоны бетона, см; Rb  – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, МПа .Примечания: Расчет проводится до достижения напряжениями σs1  и/или σs4  задаваемого критерия прочности (традиционно Rs). Представленная модель является основой для уточнения (проверки) разрабатываемой деформационной модели для неоднородного сталежелезобетонного элемента с внешним листовым армированием.Прочностные характеристики примененных материалов определялись в соответствии с требованиями нормативных документов: бетон В25, арматура – класса А500, арматурная сетка– Вр1, характеристики тонкостенного стального профиля Rsпринимались по данным от завода-изготовителя.После проведенных экспериментов были повторно произведены расчеты тавровых железобетонных балок со стальным тонкостенным профилем, где характеристики механических свойств бетона были приняты фактическими, с учетом испытаний образцов-кубиков до разрушения по ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» и по ГОСТ 24452-80 «Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона».Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными значениями представлены в таблице 1.  Таблица 1Опытные и расчетные значения несущей способности балокБалка I(без профиля)Балка III-I(с профилем)Балка III-II(с профилем и анкеровкой)Расчетные значения 2620  4720  4540  62,5%  117,5 %  113 % Опытные значения 4020  4620  6120  100 %  115,7 %  155 % Примечания:Над чертой – значения изгибающих моментов М в кг*м, под чертой – значения в относительных величинах (в %);  За 100 % принят экспериментальный разрушающий изгибающий момент балки I (без профиля).Выводы. Сопоставление расчетов по методике СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» с результатами эксперимента позволяют сделать следующие выводы:1. У образца со стальным профилем (балка III-I) несущая способность на 15 % выше, чем у образца без профиля (балка I);2. У образцов, в которых стальной профиль заанкерен в бетон при помощи стальных дюбелей в приопорных зонах (балки III-II), несущая способность на 55 % выше, чем у образца без профиля (балка I);3. Расчетные значения несущей способности балок, в среднем, на 35–40 %, ниже соответствующих опытных величин, что связано, главным образом, с осторожной оценкой нормами расчетных характеристик бетона и арматуры соответствующих классов.