Встановлення особливостей роботи сталефібробетонних елементів при повторному малоцикловому стисненні і розтяганні. Їх оцінка та розробка методики розрахунку сталефібробетонних і сталефіброзалізобетонних згинальних елементів при повторних навантаженнях.
Аннотация к работе
Починаючи з 80-х років минулого століття цікавість до використання фібробетону зростає, що можна пояснити прагненням суттєво підвищити міцність бетонних матеріалів і конструкцій на його основі на стиск, особливо розтяг, їх тріщиностійкість, отримати ефективні конструкції, які б відповідали більш високим експлуатаційним вимогам. Раніше показано, що ефективність застосування сталефібробетону в будівельних конструкціях може досягатися за рахунок зниження трудовитрат на арматурні роботи, суміщення технологічних операцій на приготування, армування, укладання та ущільнення сталефібробетонної суміші, продовження терміну експлуатації конструкцій і зниження витрат на різні види поточного ремонту. Окремі питання досліджувались за темою “Розробка теоретичних основ розрахунку статично-невизначених конструкцій з композиційних матеріалів при різних режимах навантажень” (0101 U 001892), яка включена в плани науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України і виконувалась в Національному університеті водного господарства і природокористування. Для досягнення мети в роботі до вирішення поставлені такі задачі: - встановити залежності між напруженнями і деформаціями в сталефібробетоні при одноразовому та повторному стисканні і розтяганні; Методи досліджень: аналіз опублікованих наукових праць; використання методу планованого експерименту при дослідженні зміни механічних характеристик сталефібробетону при повторних навантаженнях; експериментальні дослідження роботи згинальних елементів за спеціально розробленою програмою; використання деформаційної моделі перерізів при аналізі напружено-деформованого стану згинальних елементів; використання загальноприйнятих методів розрахунку згинальних елементів за деформаціями та тріщиностійкості; використання методів математичної статистики при обґрунтуванні запропонованих математичних моделейУ першому розділі висвітлено основні фізичні, міцнісні та деформативні характеристики сталефібробетону, можливість його застосування в конструкціях, розглянуті навантаження, що можуть діяти на сталефібробетонні конструкції та вплив повторних малоциклових навантажень на роботу важкого бетону, зроблено огляд опублікованих результатів експериментальних досліджень сталефібробетону та сталефібробетонних конструкцій при короткочасних навантаженнях. В сучасний період суттєвий внесок в розвиток сталефібробетону зробили: Д.С.Аболіньш, В.В.Білозір, А.Я.Барашиков, П.І.Васильєв, И.В.Волков, Г.В.Гетун, В.М.Косарєв, Б.О.Крилов, О.П.Кричевський, А.Н.Куліков, Л.Г.Курбатов, Г.Е.Лагутін, Є.Ф.Лисенко, Е.І.Митрофанов, А.П.Павлов, С.М.Панарін, Ф.Н.Рабінович, В.Рамачадран, А.В.Сакварелідзе, В.І.Соломіна, А.В.Сопільняк, Г.Г.Степанова, О.П.Сунак, Н.Г.Тхань, Р.О.Эйзеншмідт, Дж.Бодуен, І. Більшість науковців акцентують увагу на тому, що введення в бетон хаотично орієнтованих коротких волокон мало впливає на міцність сталефібробетону на стиск і на модуль пружності, але приводить до суттєвого збільшення міцності на розтяг та згин. Багато дослідників (Гетун Г.В., Курбатов Л.Г., Косарев В.М., Нахимович Л.А., Сопільняк А.В., Ставров Г.Н.) приділяли увагу вивченню комбіновано армованих сталефібробетонних (сталефіброзалізобетонних) конструкцій, виготовлених із сталефібробетону і армованих стержньовою арматурою, адже фіброве армування не може бути рівноцінне стержньовому. на конструкції, виготовлені із сталефібробетону та сталефіброзалізобетону в переважній більшості діють повторні малоциклові навантаження;На основі статистичної обробки експериментальних даних встановлена залежність між напруженнями і деформаціями сталефібробетону при одноразовому навантаженні, що має вигляд: , (1) де Esfb,0 - початковий модуль пружнопластичності бетону, який відповідає напруженню ysfb = 0; При дослідженні зразків першої серії, основними факторами, що впливають на міцність матеріалу, були вибрані: уміст фібр m, верхній рівень циклічного навантаження з; кількість циклів N. Збільшення міцності найбільше залежить від верхнього рівня навантаження з, але це спостерігається тільки до з = 0,65. Зменшення модуля пружнопластичності, що спостерігалося в дослідах, теж в основному, залежить від верхнього рівня навантаження. Аналіз експериментальних даних підтверджує можливість використання для опису діаграми “ysfbt - esfbt” при розтяганні як при першому одноразовому навантаженні до руйнування, так і після попереднього повторного навантаження з наступним довантаженням до руйнування формулу, що запропонована Є.М.Бабичем та В.В.Савицьким для важкого бетону і має вигляд: , (5) де Esfbt,0 - початковий модуль пружності сталефібробетону при ysfb,t = 0;Перші балки (базові) кожного типу експериментальних зразків випробовувалась одноразово до руйнування, несуча здатність яких становила: 1БСФ-1 Pu=3 КН, 1БЗБ-1 Pu=30 КН, 1БСФЗБ-1 та 2БСФЗБ-1 Pu=27,5 КН. Режимні балки піддавались малоцикловим навантаженням з кількістю циклів, рівною 10, та наступним довантаженням до руйнування на 11-му циклі (виключенням є балка 2БСФЗБ-3, яка досліджувалась протягом 20-ти циклів). М