Вплив знакозмінних навантажень на міцність нормальних перерізів залізобетонних елементів, що згинаються - Автореферат

Тому все більше практичне значення мають питання дослідження розвитку напружено-деформативного стану, деструкції, міцності бетону при малоциклових та багатоциклових знакозмінних зусиллях різної інтенсивності, адже ряд бетонних та залізобетонних конструкцій піддаються вищеназваним режимам завантаження (вітрові, сейсмічні, технологічні, вплив попереднього напруження та ін.). Вплив передісторії навантаження дозволяє більш раціонально проектувати бетонні та залізобетонні конструкції, забезпечуючи необхідну їхню міцність, жорсткість, тріщиностійкість і довговічність, а в окремих випадках дає можливість досягти економії матеріалу. Також, на сучасному етапі досить актуальним є питання реконструкції існуючих споруд, і досить часто виникають ситуації коли необхідно змінити схему завантаження деяких конструкцій, при цьому змінюється напружено-деформований стан елементів конструкцій. Тому можливий випадок знакозмінного навантаження, коли зона, що була довгий час під навантаженням одного знаку, розвантажується, і завантажується навантаженням протилежного знаку. експериментально дослідити вплив малоциклового знакозмінного навантаження різної інтенсивності на роботу та міцність нормальних перерізів залізобетонних елементів, що зазнають згину;Макаренко експериментально-теоретичні дослідження на базі розробленої ним структурної теорії опору бетону силовому знакозмінному навантаженню показали, що причинами зміни фізико-механічних властивостей бетону при стиску і розтягу у вказаному режимі завантаження є: нелінійні швидкоплинні та тривалі деформації повзучості цементного гелю, складової частини розчину і самого бетону та часткова їх незворотність, перерозподіл зусиль між структурними складовими бетону, власний структурний напружено-деформований стан і деструктивні процеси (утворення і розвиток поздовжніх мікротріщин відриву при стиску та поперечних розвантажувальних мікротріщин розриву по цементному каменю при розвантаженні та наступному розтягу. Внаслідок цього, вказана зміна фізико-механічних властивостей бетону залежить від багатьох факторів, що впливають на повзучість бетону і його структуру: виду, складу і класу бетону, технології його виготовлення, умов навколишнього середовища, виду і режиму попереднього короткочасного або тривалого й наступного короткочасного навантаження, віку бетону з початку його завантаження t і тривалості цього навантаження t-t, рівня напружень і т.д. Дослідники дійшли висновку, що діаграми деформування бетону, отримані в процесі випробувань бетонних та залізобетонних призм при одноцикловому знакозмінному навантаженні, практично співпадають із відповідними діаграмами деформування крайових волокон залізобетонних балок, що дозволяє використовувати діаграми «s-e» осьового навантаження при розрахунку залізобетонних згинаних конструкцій на силові діяння такого типу. Для визначення напружено-деформованого стану дослідних зразків, що знаходились під дією тривалого одноциклового знакозмінного навантаження залежність (2) де що трансформується і набуває вигляду: , (12) де міцність бетону, що змінюється в залежності від знаку та рівня попереднього знакозмінного навантаження, МПА; Для визначення напружено-деформованого стану дослідних зразків, що знаходились під дією малоциклового знакозмінного навантаження рівняння (2) трансформується у наступну залежність: (13) де міцність бетону, що змінюється залежно від знаку, рівня та кількості циклів попереднього знакозмінного навантаження, МПА;Проведено узагальнення експериментальних та теоретичних досліджень впливу малоциклових знакозмінних навантажень різної інтенсивності на зміну механічних характеристик бетону та роботу згинаних залізобетонних елементів, а також нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробці рекомендацій з врахування впливу знакозмінних навантажень. Аналіз експериментальних даних виявив вплив попереднього малоциклового знакозмінного навантаження на наступну несучу здатність дослідних балок. Одноциклове знакозмінне навантаження викликає зменшення несучої здатності порівняно із несучою здатністю зразків, що знаходились під дією тривалого знакосталого навантаження. Малоциклове знакозмінне навантаження спричиняє зменшення наступної несучої здатності, порівняно із тривалим знакосталим навантаженням за рівнів попереднього навантаження від h=0,25 до h=0,5.

Основний зміст роботи

Розроблена методика визначення міцності нормальних перерізів згинаних залізобетонних елементів з урахуванням впливу малоциклових знакозмінних навантажень.

Проведено узагальнення експериментальних та теоретичних досліджень впливу малоциклових знакозмінних навантажень різної інтенсивності на зміну механічних характеристик бетону та роботу згинаних залізобетонних елементів, а також нове вирішення наукової задачі, що виявляється у розробці рекомендацій з врахування впливу знакозмінних навантажень.

Аналіз експериментальних даних виявив вплив попереднього малоциклового знакозмінного навантаження на наступну несучу здатність дослідних балок. Одноциклове знакозмінне навантаження викликає зменшення несучої здатності порівняно із несучою здатністю зразків, що знаходились під дією тривалого знакосталого навантаження. Малоциклове знакозмінне навантаження спричиняє зменшення наступної несучої здатності, порівняно із тривалим знакосталим навантаженням за рівнів попереднього навантаження від h=0,25 до h=0,5.

Отримано нові експериментальні дані, які підтверджують, що за одноциклового тривалого знакозмінного навантаження існує відмінність у роботі попередньо-стиснутої та попередньо-розтягнутої зон (тобто знак першого півциклу навантажень). Відмінність проявляється у зміні механічних характеристик бетону, особливо це помітно у зміні значень призмової міцності та модуля пружності бетону. Запропоновано залежності для знаходження модифікованих значень характеристик бетону відносно його вихідних параметрів.

Відмічено, що за малоциклового (n=10) знакозмінного навантаження до 7-циклу вплив знаку першого півциклу зникає.

Внаслідок попереднього тривалого одноциклового знакозмінного навантаження підвищились максимальні деформації арматури на розтяг в середньому на 15%. За малоциклового (n=10) знакозмінного навантаження максимальні деформації арматури на розтяг підвищились на 32% відносно граничного його значення (механічне зміцнення арматури внаслідок наклепу).

Напружено-деформований стан балок при знакозмінних навантаженнях відрізняється від випадку як тривалого знакосталого так і від одноразового до руйнування. За малоциклового (n=10) знакозмінного навантаження після 7-го циклу дослідні балки переходять у пружну стадію роботи матеріалів (проходить умовна стабілізація).

За малоциклового знакозмінного навантаження (n=10) на перших циклах висота стиснутої зони залежно від рівня навантаження відрізняється, а на наступних (починаючи з 4-го) циклах не залежно від рівня навантаження висота стиснутої зони не змінюється.

Григорчук А.Б. Оцінка напружено - деформованого стану нормальних перерізів згинаних залізобетонних елементів з врахуванням дійсної діаграми деформування бетону // Вісник Рівненського державного технічного університету: Збірник наукових праць. - Рівне. - 2001. - Вип.3. - С. 92 - 97.

Григорчук А.Б., Масюк Г.Х. Задачі та методика експериментальних досліджень міцності та деформативності залізобетонних елементів, що знаходяться під дією знакозмінного навантаження // Вісник Рівненського державного технічного університету: Збірник наукових праць. - Рівне. - 1999. - Вип. 2. - ч. 3. - с. 51-54.

Григорчук А.Б., Масюк Г.Х. Міцність та деформативність залізобетонних елементів, що піддаються дії знакозмінного навантаження // Збірник матеріалів конференції; ч. 1 «Будівництво» - Львів: В-во нац. університету «Львівська політехніка». - 2001. - С. 29-34.

Григорчук А.Б., Масюк Г.Х. Результати досліджень роботи залізобетонних елементів, що працюють в умовах одноциклового знакозмінного навантаження // Галузеве машинобудування, будівництво. Збірник наукових праць. - Полтава. - 2000. - Вип. 6. - ч. 2. - С. 119 - 122.

Масюк Г.Х, Григорчук А.Б., Караван В.В. Залежність несучої здатності згинаних залізобетонних елементів від рівня одноциклового знакозмінного навантаження // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. Збірник наукових праць. - Рівне. - 2000. - Вип. 4. - С. 218-222.

Масюк Г.Х., Григорчук А.Б. Напружено-деформованого стан нормальних перерізів згинаних залізобетонних елементів, що піддаються дії одноциклового знакозмінного навантаження. // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. - Рівне. - 2001. - Вип. 6. - С. 191-197.

Масюк Г.Х., Григорчук А.Б. Прочность изгибаемых железобетонных элементов при действии длительного знакопеременного нагружения. В сб.: Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке кадров республики Беларусь // Сб. трудов VII международного семинара. - Брест. - 2001. - С. 150-152.

Масюк Г.Х., Григорчук А.Б. Особливості деформування згинальних залізобетонних елементів при дії малоциклового знакозмінного навантаження // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. - Рівне. - 2000. - Вип. 5. - С. 206-211.

Размещено на .ru