Зчеплення бетону з арматурним прокатом серповидного профілю при короткочасних одноразових і повторних навантаженнях - Автореферат

Теорія зчеплення арматури з бетоном розроблена в достатній мірі при дії короткочасних навантажень, виконано велику кількість експериментальних досліджень зчеплення бетону з арматурою класів А-ІІ, А-ІІІ, А-IV та іншою, яка зараз вже практично не випускається й не застосовується при виготовлені залізобетонних конструкцій. У процесі повторних навантажень виникають суттєві зміни фізико-механічних властивостей бетону, що безпосередньо відображаються на міцності зчеплення й деформативності арматури в бетоні, процесі тріщиноутворення. Дослідженя, що присвячені спільній роботі арматури з бетоном при повторних навантаженнях в науковій літературі, аналізуються дуже рідко. дослідити малоциклову втомленість зчеплення арматурного прокату з бетоном та встановити залежність між кількістю циклів і рівнем малоциклової витривалості зчеплення бетону з арматурним прокатом; отримані експериментальні дані щодо малоциклової втомленості зчеплення арматури і бетону, запропоновано визначення малоциклової втомленості зчеплення арматури з бетоном та запропонована формула для її визначення;У першому розділі виконано аналіз існуючих експериментальних та теоретичних досліджень зчеплення бетону і арматури. В процесі повторення навантаження виникають зміни фізико-механічних властивостей бетону, які суттєво впливають на міцність зчеплення і деформативнісь бетону в межах анкеровки арматури, швидше розвиваються непластичні деформації. Аналізуючи описані досліди можна відмітити, що відсутня єдина методика досліджень зчеплення арматури з бетоном при повторних навантаженнях. За граничний стан зчеплення арматури з бетоном згідно з Британським стандартом BS 4449:1997 прийнято стан, коли проковзування (переміщення) вільного кінця стержня відносно торця призм складає дu = 0,2 мм. В усіх зразках, що піддавались повторним десятикратним навантаженням граничний стан настав при напруженнях в арматурі таких самих, як і при одноразових навантаженнях, тобто, повторні навантаження призводять до виникнення залишкових деформацій і практично не впливають на величину напружень в арматурі в граничному стані порівняно з одноразовим навантаженням.Досліджень роботи залізобетонних конструкцій із використанням арматурного прокату серповидного профілю не є достатньо, особливо це стосується зчеплення його з бетоном. У дисертації отримані нові експериментальні дані зчеплення арматурного прокату з бетоном при дії короткочасних одноразових та повторних навантажень, запропонована методика розрахунку зчеплення арматурного прокату з бетоном при одноразових та повторних навантаженнях, яку доцільно використовувати в проектній практиці. Експериментально встановлено, що повторні навантаження, рівень яких не перевищує 0,60 від руйнівного, спричиняють збільшення повного проковзування та виникнення залишкового проковзування стержнів, стабілізація яких відбувається на 5 - 7 циклах. Для забезпечення рівноміцності стержнів і їхнього зчепелення з бетоном мінімальна довжина анкерування повинна складати не менше 20d, а для забезпечення розрахункового опору в арматурі 15d.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Досліджень роботи залізобетонних конструкцій із використанням арматурного прокату серповидного профілю не є достатньо, особливо це стосується зчеплення його з бетоном. У дисертації отримані нові експериментальні дані зчеплення арматурного прокату з бетоном при дії короткочасних одноразових та повторних навантажень, запропонована методика розрахунку зчеплення арматурного прокату з бетоном при одноразових та повторних навантаженнях, яку доцільно використовувати в проектній практиці.

2. Експериментально встановлено, що повторні навантаження, рівень яких не перевищує 0,60 від руйнівного, спричиняють збільшення повного проковзування та виникнення залишкового проковзування стержнів, стабілізація яких відбувається на 5 - 7 циклах. Збільшення повного проковзування стержнів може складати до 15 %.

3. Для забезпечення рівноміцності стержнів і їхнього зчепелення з бетоном мінімальна довжина анкерування повинна складати не менше 20d, а для забезпечення розрахункового опору в арматурі 15d.

4. Отримані нові експериментальні дані щодо зчеплення арматури серповидного профілю залежно від її діаметру та міцності бетону, й визначено залежності між дотичними максимальними напруженнями в стержнях і діаметром арматури та міцністю бетону.

5. Встановлено, що зі збільшенням міцності бетону зчеплення арматури серповидного профілю з бетоном збільшується пропорційно росту міцності.

6. Напруження в стержнях, які виникають в граничному стані зчеплення, лінійно залежать від довжини анкерування й можуть бути визначені за емпіричною формулою, запропонованою в дисертації.

7. Запропоновано значення коефіцієнтів для знаходження дотичних напружень зчеплення бетону з арматурним прокатом через переміщення вільного кінця стержня відносно торця призм.

8. Наведено визначення поняття малоциклової втомленості зчеплення бетону з арматурними стержнями й експериментально встановлено, що малоциклова втомленість зчеплення арматури з бетоном при повторних навантаженнях високих рівнів настає при пружно-пластичному проковзуванні в ньому арматурних стержнів. Запропонована формула для її описання, яка має добру збіжність з експериментальними даними. Встановлено, що малоциклова втомленість наступає при рівні навантаження, який перевищує 0,85 від руйнівного.

1. Бабич Є.М. Дослідження малоциклової втомленості зчеплення бетону з арматурою серповидного профілю / Є.М. Бабич, О.С. Чапюк // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2008. - Випуск 17. - С. 105 - 113.

2. Бабич Є.М. Визначення мінімальної довжини анкерування арматури класу А500С / Є.М. Бабич, О.С. Чапюк // Будівельні конструкції: Збірник наукових статей. - Київ: НДІБК, 2008. - Випуск 70. - С. 124 - 131.

3. Чапюк О.С. Дослідження впливу повторних навантажень різних рівнів на межу зчеплення арматурного прокату класу А500С з бетоном / О.С. Чапюк // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2009. - Випуск 18. - С. 359 - 365.

4. Бабич Є.М. Дослідження зчеплення арматурного прокату серповидного профілю з бетоном при одноразовому і повторному витяганні / Є.М. Бабич,Б.А. Вавринюк, О.С. Чапюк // Вісник ОДАБА. - Одеса, 2009. - Випуск 35. - С. 18-24.

5. Чапюк О.С. Методика експериментальних досліджень зчеплення бетону з арматурою класу А500С / О.С. Чапюк // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2008. - Випуск 33. - С. 114 - 120.

6. Бабич Є.М. Зчеплення арматури класу А500С з бетоном різної міцності / Є.М. Бабич, О.С. Чапюк // Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій: збірник наукових праць.- Львів: Каменяр, 2009. - Вип. 8. - С. 132-139.

7. Бабич Є.М. Напружено-деформований стан контакту з бетоном арматури серповидного профілю / Є.М. Бабич, Б.А. Вавринюк, О.С. Чапюк // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2009. - Випуск 19. - С. 74-82.