Напружено-деформований стан стиснутих залізобетонних елементів з високоміцних модифікованих бетонів, в тому числі в умовах нагрівання до 200 градусів - Автореферат

Дані про вплив підвищених температур, масштабного чинника, непрямого армування на міцність і деформації конструкцій із високоміцних бетонів украй обмежені, що стримує їх застосування як в новому будівництві, так і при реконструкції будівель і споруд. Розвиток методів розрахунку залізобетонних конструкцій з високоміцного бетону на основі більш повного врахування особливостей формування їх напружено-деформованого стану (НДС), характеристик міцнісних і деформативних властивостей матеріалів є актуальною задачею, вирішення якої дозволить отримати суттєвий економічний ефект. Задачі досліджень: - визначити характеристики міцнісних і деформативних властивостей високоміцного бетону на основі модифікаторів серії МБ при стисканні й розтягуванні, у тому числі за умов короткочасного і тривалого нагрівання до 200°С; уточнити методику „СНИП 2.03.01-84*” в частині розрахунку коротких стиснутих залізобетонних елементів з непрямим армуванням стосовно конструкцій з високоміцного модифікованого бетону, а також розробити пропозиції в частині розрахунку їх деформацій. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці рекомендацій щодо нормування характеристик, міцнісних і деформативних властивостей високоміцних модифікованих бетонів класів В60?В80, у т.ч. дрібнозернистих, а також стосовно умов впливу підвищених до 200°С температур; в розвитку методики „СНИП 2.03.01-84*” в частині розрахунку міцності стиснутих елементів з непрямим армуванням з високоміцних модифікованих бетонів, а також пропозицій щодо розрахунку їх деформацій.У розділі 1 розглянуто сучасний стан питання, визначені основні тенденції в галузі технології бетонів нового покоління з високими фізико-технічними властивостями, наведено огляд експериментальних досліджень міцнісних і деформативних властивостей високоміцних бетонів, аналіз результатів досліджень напружено-деформованого стану конструкцій з урахуванням нерівноважних процесів у бетоні, температурних дій та інших чинників. Модифіковані бетони на гранітному щебені дослідженого складу мають, в середньому, призматичну міцність близько Rb = 70 МПА, міцність на розтяг Rbt = 3,5 МПА, коефіцієнт призмової міцності Кпп » 0,85, початковий модуль пружності при стисканні Eb = 3,4?104 МПА, початковий модуль пружності при розтягуванні Ebt = 4,0?104 МПА, граничну стисливість = 2,5?10-3, граничну розтяжність = 1,8?10-4, початковий коефіцієнт поперечної деформації mb = 0,18. Деформації усадки в умовах нормальної температури в подовжньому напрямі еталонних зразків-призм розмірами 150?150?600 мм з високоміцного модифікованого бетону на гранітному щебені склали, в середньому, 43,5?10-5, а у зразків розмірами 100?100?400 мм і 250?250?650 мм - відповідно 125% і 88% від значень у еталонних призм. Короткочасне нагрівання бетону на гранітному щебені до температур 90° 150° і 200°С призводить, порівняно з характеристиками при нормальній температурі, до зниження призмової міцності відповідно на 10%, 3% і 4%, початкового модуля пружності бетону - на 21%, 27% і 52%, до збільшення граничної стисливості на 9%, 17% і 34% відповідно. Тривале нагрівання при тих самих температурах призводить до часткового відновлення міцності бетону порівняно з короткочасним нагріванням до рівнів відповідно 0,95, 1,05 і 0,98 від міцності бетону, що не нагрівався, до зменшення початкового модуля пружності на 25%, 37% і 42% і до збільшення граничної стисливості на 21%, 38% і 75% порівняно з відповідними значеннями характеристик до нагрівання.Розвинуто методику розрахунку міцності й деформацій стиснутих елементів із непрямим армуванням стосовно конструкцій із високоміцного модифікованого бетону на основі уточнення їх напружено-деформованого стану в частині врахування впливу масштабного чинника, ефективності непрямого армування, дії підвищених температур на характеристики міцнісних і деформативних властивостей бетону. Введення модифікатора МБ 10-01 кількістю 10% від маси цементу М500 дозволяє отримувати бетони при Ц : П : Щ = 1 : 1,1 : 2,2 з такими середніми показниками властивостей: призмова міцність Rb = 70 МПА, початковий модуль пружності при стисненні Eb = 3,4?104 МПА, гранична стисливість = 2,5?10-3, коефіцієнт поперечної деформації - mb = 0,18. Дія підвищених температур справляє менший, порівняно зі звичайними бетонами, вплив на міцність модифікованого бетону (зниження - не більше 10%) і досить значний вплив на характеристики деформативних властивостей: перше короткочасне нагрівання до 90° 150° і 200°С призводить до зниження початкового модуля пружності - на 21%, 27% і 52%, до збільшення граничної стисливості в 1,09, 1,17 і 1,34 рази порівняно з відповідними характеристиками для бетону, який не нагрівався. Тривале нагрівання несуттєво змінює початковий модуль пружності бетону порівняно з короткочасним нагріванням, проте сприяє додатковому збільшенню граничної стисливості до рівнів 1,21, 1,38 і 1,75 відносно відповідних характеристик у бетоні, що не піддавався нагріванню. Неоднорідність міцнісних і деформативних властивостей модифікованого бе

2. Основний зміст роботи