Робота та несуча здатність косостиснутих залізобетонних елементів за малоциклових навантажень
Дослідження напружено-деформованого стану і міцності бетонних елементів. Характеристика особливостей бетонних призм і косостиснутих залізобетонних елементів під дією малоциклових навантажень різних рівнів. Аналіз роботи бетону в косостиснутих елементах.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 29.08.2015 |
Размер файла | 186,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
УДК 624.012:620.174
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Робота та несуча здатність косостиснутих залізобетонних елементів за малоциклових навантажень
05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди
Гомон Святослав Святославович
Львів - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному університеті водного господарства та природокористування Міністерства освіти і науки України, м. Рівне.
Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Ромашко Василь Миколайович, Національний університет водного господарства та природокористування, доцент кафедри міського будівництва та господарства, м. Рівне.
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, професор Семко Олександр Володимирович, Полтавський Національний технічний університет ім. Юрія Кондратюка, завідуючий кафедри архітектури та міського будівництва, м. Полтава.
кандидат технічних наук, професор Клименко Євген Володимирович Одеська державна академія будівництва і архітектури, проректор з науково-педагогічної роботи, професор кафедри будівельних конструкцій, м. Одеса.
Захист відбудеться “24” жовтня 2008 р. о 10 год 30 хв на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.17 у Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул.. С. Бандери,12, головний корпус, ауд. 226.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул. Професорська, 1.
Автореферат розісланий “ 22 “ вересня 2008 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради П.Ф.Холод.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Проблема надійності залізобетонних конструкцій була і залишається однією з найактуальніших у практиці будівництва. Одним із основних напрямків її розв'язання є удосконалення методів розрахунку залізобетонних конструкцій. Значною мірою такого удосконалення потребують стиснуті елементи, з вивчення несучої здатності та деформативності яких виконана значна кількість досліджень. Відомо, що нормативна методика розрахунку стиснутих залізобетонних елементів має високу надійність. В той же час, вона базується на експериментально-теоретичних дослідженнях центрально та позацентрово стиснутих елементів, які випробувані за так званою основною схемою: стержень з шарнірним опиранням завантажений, переважно, статичною поздовжньою силою, прикладеною до його кінців із рівними та однаково направленими ексцентриситетами. Однак, у зв'язку з неоднорідністю бетону в конструкціях, похибками при їх виготовленні та монтажу, такі елементи на практиці зустрічаються досить рідко. Тому отримані результати досліджень не завжди можна в повній мірі розповсюдити на стержні, що зазнають більш складних випадків реального деформування, наприклад, на залізобетонні елементи, стиснуті з ексцентриситетами в двох площинах за дії змінних малоциклових (короткочасних чи тривалих) навантажень.
На сьогоднішній день відсутня єдина універсальна методика розрахунку косостиснутих елементів, яка б давала можливість розраховувати такі стержні за будь-яких схем, режимів і рівнів навантаження. А вплив малоциклових навантажень на роботу таких елементів взагалі не вивчався. Тому експериментально-теоретичні дослідження несучої здатності і деформативності косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень різних рівнів та удосконалення методики розрахунку несучої здатності таких елементів є важливою і актуальною задачею.
Зв'язок роботи з науковими програмами. В дисертаційній роботі вирішені окремі задачі, які включались в плани кафедри інженерних конструкцій НУВГП по темі “Дослідження роботи будівельних конструкцій та удосконалення методів їх розрахунку”, кафедри міського будівництва і господарства НУВГП по комплексній темі “Реконструкція міської забудови, будівель і споруд”, а також в тематику робіт, затверджених Міністерством освіти і науки України, а саме: “Дослідження роботи бетонів і залізобетонних елементів та розробка рекомендацій по розрахунку залізобетонних елементів при малоцикловому навантаженні” (UA 01012661 Р); “Розробка теоретичних основ розрахунку бетонних і залізобетонних конструкцій на малоциклові впливи” (РК 0198U 002424).
Мета й задачі досліджень. Основна мета роботи - вивчити напружено-деформований стан і несучу здатність косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень різних рівнів та удосконалити методику розрахунку таких елементів.
Для реалізації зазначеної мети були поставлені такі задачі:
- розробити методику експериментальних досліджень косостиснутих залізобетонних колон за дії малоциклових навантажень різних рівнів;
- провести експериментальні дослідження та встановити особливості роботи нормальних перерізів косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень;
- удосконалити методику розрахунку косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень;
- провести статистичні порівняння експериментальної та теоретичної несучої здатності дослідних зразків.
Об'єкт дослідження - бетонні призми і косостиснуті залізобетонні елементи під дією малоциклових навантажень різних рівнів.
Предмет дослідження - напружено-деформований стан і міцність бетонних елементів, напружено-деформований стан та несуча здатність косостиснутих залізобетонних зразків колон.
Методи дослідження - аналіз літературних джерел, теоретичні дослідження, експериментальні випробування колон на косий стиск за малоциклових навантажень та статистичний аналіз результатів.
Наукова новизна отриманих результатів:
- проведені експериментально-теоретичні дослідження косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень;
- отримано нові експериментальні дані про несучу здатність косостиснутих залізобетонних елементів, що працюють за малоциклових навантажень різних рівнів;
- встановлений вплив малоциклових навантажень на напружено-деформований стан косостиснутих залізобетонних елементів прикладених паралельно до поздовжньої осі з постійними по довжині і однаково направленими ексцентриситетами;
- удосконалено методику розрахунку несучої здатності косостиснутих залізобетонних елементів після дії малоциклових навантажень з більш повним урахуванням міцнісних та деформативних властивостей бетону і арматури;
- враховано передісторію роботи бетону в косостиснутих залізобетонних елементах.
Практичне значення одержаних результатів. Отримані в дисертації результати були використані при проектуванні житлових будинків № 1, 2, 3 з вбудованими приміщеннями по вул. Соборній, а також при проектуванні житлової забудови з соціально-побутовим комплексом по вул. Гагаріна в м. Рівне. Зокрема, була визначена несуча здатність косостиснутих залізобетонних колон за дії малоциклових навантажень з врахуванням реальної роботи та повним використанням дійсних діаграм деформування бетону та арматури.
Також окремі положення дисертаційної роботи включені в програму спецкурсу по дисципліні «Містобудування. Залізобетонні конструкції будівель та споруд» для студентів спеціальності «Міське будівництво і господарство» в Національному університеті водного господарства та природокористування.
Апробація результатів дисертації. Окремі положення дисертації викладені на науково-технічних конференціях: «Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди» (м. Рівне, 2000, 2005, 2006 р.), «Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація» (м. Кривий Ріг, 2006 р.) та на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу аспірантів та студентів НУВГП (м. Рівне, 2000, 2002 - 2007 р.).
Публікації. Основний зміст дисертації викладений в 6 статтях у фахових збірниках наукових праць, які рекомендовані ВАК України.
Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків та списку використаних літературних джерел із 173 найменувань на 19 сторінках і додатків. Повний обсяг дисертації становить 158 сторінок, які включають 108 сторінок основного тексту, 17 таблиць, 45 ілюстрацій.
Основний зміст роботи
У вступі обґрунтована актуальність теми та необхідність в проведенні теоретичних та експериментальних досліджень косостиснутих залізобетонних елементів, що працюють в умовах малоциклових навантажень різного рівня. Також викладені мета та задачі дослідження, висвітлена загальна характеристика, наукова новизна та практична цінність.
У першому розділі наведений аналітичний огляд робіт, присвячених проблемам теоретичних і експериментальних досліджень роботи косостиснутих залізобетонних елементів, а також роботи бетонних та залізобетонних конструкцій в умовах малоциклових навантажень різного рівня. Висвітлено сучасний стан питання розрахунку залізобетонних елементів з використанням деформаційної моделі.
Питанню дослідження і роботи косостиснутих залізобетонних елементів, які випробовувалися, як за одноразових статичних навантажень, так і за тривалих, були присвячені роботи A. Tung, R. Furlong, О.Н. Тоцкого, М.С. Торяника, П.Ф. Вахненка, В.І. Клименка, Ю.М. Руденка, В.І. Бабича, С.Д. Семенюка, Ю.В. Гарніцького, В.М. Ромашко, С.І. Рогового, С.В. Бабича, В.В. Різака, Д.В. Кочкарьова, В.І. Павлікова, , Е.В. Дяченка, Р.І. Пахомова.
Вивченням роботи бетонних та залізобетонних елементів під дією малоциклових навантажень займались M. Consider, De Toly, J. Van Ornum, І.Л. Корчинський, Н.С. Карпухін, С.В. Поляков, Л.Р. Маілян, В.А. Беккер, Є.М. Бабич, А.П. Погореляк, А.Я. Барашиков, Б.Н. Шевченко, А.С. Залєсов, А.В. Яшин, Л.М. Макаренко, Г.Х. Масюк, О.П. Борисюк, Ю.О. Крусь, Ю.М. Панчук, А.Б. Григорчук, В.В. Караван та інші.
На даний час дослідженням позацентрово стиснутих залізобетонних елементів за небагаторазово повторних навантажень займались тільки О.П. Борисюк та І.А. Узун.. Вчені проводили теоретичні та експериментальні дослідження таких елементів, а також встановили вплив малоциклових навантажень на роботу та напружено-деформований стан позацентрово стиснутих залізобетонних елементів. бетонний косостиснутий навантаження
Стосовно дослідження роботи косостиснутих залізобетонних за небагаторазово повторних навантажень різних рівнів, можна відзначити, що такі експериментальні та теоретичні дослідження фактично відсутні (за винятком деяких колон В.М. Ромашко).
Проблемі використання деформаційної моделі при розрахунках залізобетонних конструкцій присвячені роботи А.С. Залєсова, Е.А. Чистякова, А.М. Бамбури, А.Я. Барашикова, І.В. Задорожнікової, П.Ф. Вахненка, В.С. Дорофеєва, І.А. Узуна, В.І. Бабича, Д.В. Кочкарьова, Л.Р. Маіляна, Є.М. Бабича, А.М. Павлікова, С.І. Рогового, С.Х. Байрамукова, О.Ф. Яременка та інших.
Модель, яка б давала можливість розраховувати косостиснуті залізобетонні елементи за дії малоциклових навантажень, відсутня.
В кінці розділу сформульовані мета та задачі досліджень.
У другому розділі наведено характеристики матеріалів, зразків, обладнання та методику проведення випробувань.
Об'єктом досліджень були бетонні куби та призми, а також залізобетонні колони. Бетонні призми та залізобетонні колони, що випробовувалися за малоциклових навантажень, мали розміри відповідно 10х10х60 см та 11х16х300 см. Бетонна суміш для експериментальних зразків сформована на основі: в'яжучого - портландцементу Новоздолбунівського ЦШК марки 500, крупного заповнювача - щебеню фракції 10…20 мм Клесівського кар'єру, дрібного заповнювача - кварцового піску кар'єру с. Поляни Славутського району Хмельницької області з модулем крупності 1,8…2,1 та робочої арматури класу А-400 діаметром 12 мм.
Випробування експериментальних зразків розпочалося при досягненні ними 8-місячного віку.
Експериментальні зразки випробовувалися в установках пружинного типу. Центрування колон відбувалося по геометричній осі, а величина ексцентриситету прикладання навантаження прийнята однаковою і рівною еох=28 мм; еоу=33 мм. Початкові ексцентриситети в колонах виставлялися за допомогою переносних шарнірів та штирових фіксаторів, що знаходилися безпосередньо в їх пластинах. Закріплення основних зразків у проектному положенні та передача навантаження здійснювалася за допомогою спеціальних металевих башмаків, висота стінки яких майже у два рази перевищує більшу сторону перерізу колони.
Для вимірювання деформацій бетону і арматури використовували тензоелектродатчики з базами вимірювань: 20 мм - на арматурі і 50 мм - на бетоні. І перші, і другі розміщувалися в перерізах колон на відстанях l0/2 та l0/4 від нижньої опори. Таке розташування датчиків дозволило встановити напружено-деформований стан двох перерізів залізобетонного стержня, у тому числі і найбільш небезпечному. Стан датчиків контролювався на кожному етапі виготовлення дослідних зразків-колон. Датчики на бетоні розміщувались таким чином, щоб можна було визначити положення нейтральної осі та найбільші деформації стиснутого бетону, а також прослідкувати роботу розтягнутого бетону поблизу нейтральної лінії під навантаженням. Вимірювання деформацій бетону дублювалося індикаторами годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм та 0,02 мм з базою 30 см.
В косостиснутих елементах розвиток прогинів відбувається в двох взаємно перпендикулярних площинах. Тому для вимірювання прогинів використовувалися прогиноміри системи Аістова-Овчинникова 6ПАО, системи Максимова. Ці прилади встановлювалися в перерізах колон на відстанях l0/2 та l0/4 від нижньої опори.
Випробування зразків залізобетонних колон за одноразового руйнівного навантаження проводили ступенями, які були рівними 10% від можливого руйнівного навантаження. Витримка на кожному ступені складала приблизно 5-10 хв. Дослідження ж колон за небагаторазаво повторних навантажень проводили з тією ж витримкою і тими ж ступенями, рівними 10% від фактичної несучої здатності колон.
Були прийняті наступні режими навантажень основних та допоміжних зразків:
короткочасним навантаженням випробувано 3 колони КК для визначення несучої здатності Nc;
малоцикловим навантаженням за рівнів (0,3…0,6)Nc випробувано 3 зразки КМ(0,3-0,6) на протязі 10-ти циклів, а на 11-му - колони доведені до руйнування ;
малоцикловим навантаженням за рівнів (0,3…0,8)Nc випробувано 3 колони КМ(0,3-0,8) на протязі 10-ти циклів, а на 11-му - зразки доведені до руйнування;
4)малоцикловим навантаженням випробувано 3 зразки КМ(0,3-0,6;0,3-0,8) з рівнями від Nc = 0,3Nc на нижньому рівні до Nc = 0,6Nc на верхньому рівні на протязі 10-ти циклів, а на одинадцятому проведено їх довантаження до верхнього рівня Nc = 0,8Nс з нижнім рівнем Nc = 0,3Nc ще на протязі 10-ти циклів. На 21-му циклі ці колони доведені до руйнування.
У третьому розділі наведені результати випробувань бетонних кубів та призм за стандартного та малоциклових режимів завантажень, виконаних з метою визначення міцнісних та деформативних характеристик бетону.
На підставі обробки результатів експериментальних даних побудовані
діаграми залежностей напруження - поздовжні деформації “-l” та напруження - поперечні деформації “-tr” за малоциклових навантажень в межах (0,3…0,8)Rb. Характер деформування бетону був близьким до гіперболічного, що підтверджено математично-статистичним аналізом кривих деформування бетону методом найменших квадратів. За дослідними значеннями січних модулів поздовжніх та поперечних деформацій на відповідних рівнях напружень кожного і-го циклу навантаження, були встановлені аналітичні залежності рівнянь регресії. При вирішенні практичних задач кореляційний зв'язок між січним модулем пружно-пластичності бетону і рівнем напружень доцільно представляти у лінійному вигляді. Результати статистичної обробки отриманих дослідних даних підтвердили лінійність залежностей , і хорошу ступінь відповідності кореляційних та дослідних значень деформацій.
Отримані аналітичні залежності та дозволяють встановлювати величину січних модулів пружно-пластичності бетону відповідно за стиску та розтягу на кожному циклі завантаження при ( ).
Відзначимо, що, при роботі бетону в режимі малоциклових навантажень з рівнем напружень (0,3 …0,6), модуль пружності на другому циклі зменшився на 48,5...50 %, на п'ятому - на 52,3...55,3%, на десятому - на 54,2...59,4%. В режимі роботи з рівнем напружень (0,3 - 0,8) модуль пружності на другому циклі зменшився на 58,5%, на п'ятому - на 65,4%, на десятому - на 65,5%. Модуль пружності бетону після дії малоциклових навантажень за режимів (0,3 … 0,6) та (0,3 … 0,8) на дванадцятому циклі зменшився на 58,2%, на п'ятнадцятому - на 62,9% і на двадцятому - на 66,1%.
Отримані експериментальні дані щодо зміни модуля пружності бетону після дії малоциклових навантажень дають можливість більш повно враховувати зміни деформаційних властивостей бетону при розрахунках несучої здатності залізобетонних елементів з використанням деформаційної моделі.
Дослідження роботи важкого бетону проводилося в заданих режимах малоциклових навантажень з верхнім рівнем напружень (0,6…0,8), що був меншим межі пристосування пружно-пластичного матеріалу - бетону, а отже пройшов дві із трьох стадій деформування: стадію 1 - стадію поступового зменшення деформацій і ширини гістерезисної петлі; стадію 2 - стадію стабілізації приросту деформацій та гістерезисних петель. За таких умов роботи міцність важкого бетону зросла на 6…12 %.
Такиим чином, при розрахунку залізобетонних конструкцій вплив малоциклового навантаженя в залежності від його верхнього та нижнього рівнів пропонується оцінювати коефіцієнтом умов роботи бетону , наведеним в табл.1.
Таблиця 1 Міцність бетону після дії малоциклових навантажень
Рівні завантаження |
(0.3 … 0.6) |
(0.3 … 0.8) |
(0.3 … 0.6 та 0.3 … 0.8) |
|
, МПа |
28,0 |
26,5 |
27,85 |
|
1,12 |
1,06 |
1,114 |
Четвертий розділ присвячений аналізу експериментальних досліджень косостиснутих залізобетонних елементів при дії одноразового та малоциклових навантажень різного рівня.
Вивчена динаміка деформування стиснутого бетону, розтягнутої арматури, поциклової зміни прогинів, зміни стиснутої зони бетону та положення нейтральної лінії всіх залізобетонних зразків на кожному циклі завантаження.
При випробуванні колони марки КМ2(0,3-0,6) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 36,33х10-5. На другому циклі вони зросли на 55 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 3,6 % та 1,1 %. Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали всього b = 62,67х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 106,33х10-5. На другому циклі вони зросли на 3,1 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,6 % та 1,5 %. Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали всього b = 117,33х10-5.
При випробуванні колони марки КМ3(0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 30,33х10-5. На другому циклі вони зросли на 209,9 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 6,0 % та 1,0 %. Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали всього b = 107,33х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 180,67х10-5. На другому циклі вони зросли на 5,0 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,6 % та 0,8 %. Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали b = 205,33х10-5.
При випробуванні колони марки КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 29,47х10-5. На другому циклі вони зросли на 85,9 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,0 % та 1,5 %. Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали b = 59,03х10-5. На дванадцятому циклі вони зросли на 30,0 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,5 % та 1,9 %. Відносні деформації стиснутого бетону на двадцять першому циклі склали b = 85,73х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації стиснутого бетону на першому циклі випробувань склали b = 94,12х10-5. На другому циклі вони зросли на 3,5 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,4 % та 1,1 %. Після десятого циклу відбувалось довантаження колони до . Відносні деформації стиснутого бетону на одинадцятому циклі склали b = 168,12х10-5. На дванадцятому циклі вони зросли на 2,8 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,6 % та 1,2 %. Відносні деформації стиснутого бетону на двадцять першому циклі склали b = 186,86х10-5.
Таким чином, у всіх залізобетонних колонах типів КМ(0,3-0,6), КМ(0,3-0,8), КМ(0,3-0,6;0,3-0,8) основний приріст максимальних відносних деформацій бетону в найбільш стиснутих волокнах відбувся на протязі перших чотирьох…шести циклів завантаження. В подальшому у всіх колонах спостерігався процес затухання приросту цих деформацій.
Діаграми деформування стиснутого бетону колон всіх марок носили криволінійний характер (рис.1).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.1. Розвиток деформацій стиснутого бетону за мало циклового навантаження колони марки КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) в найбільш небезпечному перерізі на протязі двадцяти циклів ( тензодатчик Д10 );
При випробуванні колони марки КМ2(0,3-0,6) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 28,00х10-5. На другому циклі вони зросли на 42,9 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,7 % та 4,1 %. Відносні деформації на одинадцятому циклі склали всього s = 43,67х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 71,00х10-5. На другому циклі вони зросли на 1,4 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 0,9 % та 3,2 %. Відносні деформації на одинадцятому циклі склали всього s = 78,67х10-5.
При випробуванні колони марки КМ3(0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 20,31х10-5. На другому циклі вони зросли на 315,4 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 5,0 % та 3,3 %. Відносні деформації на одинадцятому циклі склали всього s = 97,48х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 170,65х10-5. На другому циклі вони зросли на 5,3 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,3 % та 1,5 %. Відносні деформації на одинадцятому циклі склали s = 196,01х10-5.
При випробуванні колони марки КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 27,40х10-5. На другому циклі вони зросли на 56,1 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,5 % та 1,9 %. Відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на одинадцятому циклі склали s = 47,53х10-5. На дванадцятому циклі вони зросли на 36,3 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 3,4 % та 0,6 %. Відносні деформації на двадцять першому циклі склали s = 73,68х10-5.
За навантажень верхнього рівня максимальні відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на першому циклі випробувань склали s = 82,13х10-5. На другому циклі вони зросли на 4,0 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,5 % та 1,3 %. Після десятого циклу відбувалось довантаження колони до . Відносні деформації найбільш розтягнутого арматурного стержня на одинадцятому циклі склали s = 154,11х10-5. На дванадцятому циклі вони зросли на 4,4 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 1,5 % та 1,4 %. Відносні деформації на двадцять першому циклі склали s = 167,50х10-5.
Таким чином у всіх залізобетонних колонах типів КМ(0,3-0,6),
КМ(0,3-0,8), КМ(0,3-0,6;0,3-0,8) основний приріст максимальних відносних деформацій бетону найбільш розтягнутого арматурного стержня відбувся на протязі перших чотирьох…шести циклів завантаження. В подальшому у всіх колонах спостерігався процес затухання приросту цих деформацій.
Діаграми деформування арматури колон всіх марок носили криволінійний характер (рис.2).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.2. Графік деформування найбільш розтягнутого арматурного стержня колони марки КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) в найбільш небезпечному перерізі протягом десяти циклів завантаження
При випробуванні колони марки КМ2(0,3-0,6) за навантажень нижнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 0,488 см. На другому циклі він зріс на 46,5 %, а на третьому і четвертому циклах прогин збільшився, відповідно, на 2,0 % та 0,5 %. Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 0,757 см.
За навантажень верхнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 1,102 см. На другому циклі він зріс на 3,7 %, а на третьому і четвертому циклах прогин збільшився, відповідно, на 0,7 % та 1,2 %. Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 1,217 см.
При випробуванні колони марки КМ3(0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 0,623 см. На другому циклі він зріс на 91,9 %, а на третьому і четвертому циклах прогин збільшився, відповідно, на 4,6 % та 1,0 %. Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 1,348 см.
За навантажень верхнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 2,412 см. На другому циклі він зріс на 4,5 %, а на третьому і четвертому циклах ці деформації збільшились, відповідно, на 2,4 % та 1,0 %. Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 2,761 см.
При випробуванні колони марки КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) за навантажень нижнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 0,671 см. На другому циклі він зріс на 7,0 %, а на третьому і четвертому циклах прогин збільшився, відповідно, на 0,4 % та 1,1 %. Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 0,749 см. На дванадцятому циклі він зріс на 35,0 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах прогин збільшився, відповідно, на 0,8 % та 0,1 %. Результуючий прогин на двадцять першому циклі склав 1,071 см.
За навантажень верхнього рівня результуючий прогин на першому циклі випробувань склав = 2,132 см. На другому циклі він зріс на 5,0 %, а на третьому і четвертому циклах прогин збільшився, відповідно, на 0,7 % та 1,5 %. Після десятого циклу відбувалось довантаження колони до . Результуючий прогин на одинадцятому циклі склав = 1,869 см. На дванадцятому циклі він зріс на 3,7 %, а на тринадцятому і чотирнадцятому циклах прогин збільшився, відповідно, на 3,8 % та 0,2 %. Результуючий прогин на двадцять першому циклі склав = 2,132 см.
Таким чином у всіх залізобетонних колонах типів КМ(0,3-0,6), КМ(0,3-0,8), КМ(0,3-0,6;0,3-0,8) основний приріст результуючого прогину був зафіксований на протязі перших пяти…семи циклів завантаження. В подальшому у всіх колонах спостерігався процес затухання приросту прогинів.
В колонах усіх марок найбільша зміна площі стиснутої зони відбувалась при завантаженні на верхньому рівні на другому циклі, зокрема в колоні марки КМ1(0,3-0,6) площа зменшилась на 4,6 %, в КМ1(0,3-0,8) - 5,9 %, КМ1(0,3-0,6; 0,3-0,8) - 8,3 %. При цьому кут нахилу залишився практично незмінним.
В колонах марки КМ(0,3-0,6), КМ(0,3-0,8) протягом одинадцяти циклів площа стиснутої зони на верхньому рівні зменшилась на 8-13 %. При цьому кут нахилу нейтральної лінії в колонах марки КМ(0,3-0,6) залишився практично незмінним, а в колонах марки КМ(0,3-0,8) збільшився від 6019' на першому циклі до 6045' на одинадцятому циклі.
Площа стиснутої зони в колонах марки КМ(0,3-0,6; 0,3-0,8) на верхньому рівні = 0,6 за перших десять циклів зменшилась на 8-13 %, а при довантаженні до = 0,8 ще зменшилась приблизно на 6 %. Кут нахилу нейтральної лінії на протязі двадцять одного циклу зменшився приблизно на 1.
У п'ятому розділі викладено основи розрахунку залізобетонних елементів за будь-якого виду стиску за дії малоциклових навантажень.
В основу методики розрахунку покладена розрахункова деформаційна модель і наступні передумови:
Після появи тріщин на першому циклі завантаження вплив розтягнутої зони бетону на напружено-деформований стан залізобетонних елементів не враховуємо, якщо тріщини не з'явилися, то вплив розтягнутого бетону враховується.
Вплив малоциклових короткочасних навантажень, рівень яких не перевищує експлуатаційний, враховується через зміну механічних властивостей бетону шляхом збільшення або зменшення його міцності, зміну характеру діаграми деформування, початкового модуля пружності та максимальних деформацій перед руйнуванням.
Деформування стиснутої та розтягнутої зон бетону залізобетонних елементів описується поліномами другого ступеня з врахуванням дії малоциклового навантаження:
деформування стиснутого бетону
(1)
деформування розтягнутого бетону
(2)
Коефіцієнти квадратного поліному (1) в разі, коли відносні деформації на стиск bR,сyс після дії малоциклових навантажень відомі, пропонується знаходити за виразами:
(3)
(4)
Призмова міцність бетону після дії малоциклових навантажень за відомого коефіцієнта визначається з виразу
(5)
За невідомого коефіцієнта призмову міцність бетону та модуля пружності бетону після дії малоциклових навантажень можна визначати на основі розробок Бабича Є.М., Кухнюка О.М.
, (6)
. (7)
Усереднений рівень напружень стиснутої зони бетону залізобетонного елемента за повторних навантажень приймаємо .
Середні напруження в бетоні стиснутої зони залізобетонного елемента за небагатократно повторних навантажень на рівні центра ваги напружень стиснутої зони бетону визначаємо з епюри напружень на першому циклі навантажень
, (8)
Граничні відносні деформації бетону стиску bR обчислюємо за виразами, отриманими обробкою даних НДІБК та НУВГП:
- на першому циклі
; (9)
- на другому і подальших циклах малоциклового короткочасного завантаження обробкою даних НДІБК
(10)
Коефіцієнт повноти епюри стискаючих напружень в граничному стані визначаємо
, (11)
а коефіцієнт пластичності бетону , визначається за рівнянням регресії.
Тоді коефіцієнти набудуть вигляду
(12)
(13)
Граничні деформації крайових розтягнутих волокон бетону після дії повторних короткочасних малоциклових навантажень рівні
(14)
Зміна напружень в арматурі відносно деформацій описується відомою лінійною залежністю
(15)
При роботі за повторних короткочасних малоциклових навантажень зміна деформацій в перерізі виражена лінійною залежністю, тобто справедлива гіпотеза плоских перерізів.
Деформації, що можна записати через кривину для довільної точки е в розглядуваному перерізі з урахуванням малості її значення за дії повторних короткочасних малоциклових навантажень, набуде такого вигляду
(16)
На рис.3 представлено нормальний переріз залізобетонного елемента прямокутного перерізу за дії косого малоциклового позацентрового стиску, як найбільш загального випадку напружено-деформованого стану.
Запишемо систему рівнянь рівноваги косостиснутого залізобетонного елемента за дії малоциклових навантажень для для j-го перерізу в системі координатних осей х-y
(17)
Прогини елементів слід визначати за інтегралом Мора чи за формулою Сімпсона по дійсній епюрі кривини залізобетонного елемента.
Система рівнянь (17) описує напружено-деформований стан косостиснутих залізобетонних елементів за будь-яких рівнів статичних чи малоциклових короткочасних навантажень як найбільш загального випадку деформування. В цілому вона охоплює і більш прості випадки деформування залізобетонних елементів: позацентровий стиск; плоский та косий згин.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 3. Напружено-деформований стан залізобетонної колони прямокутного перерізу за косого малоциклового позацентрового стиску
На основі розробленої методики на базі запропонованої сучасної розрахункової деформаційної моделі розроблені алгоритми для визначення напружено-деформованого стану нормальних перерізів залізобетонних колон, їх міцності та несучої здатності. Порівняння експериментальних результатів несучої здатності косостиснутих залізобетонних колон статичним і малоцикловим навантаженням різних режимів із теоретично визначеними за запропонованою методикою при допомозі ПЕОМ в цілому підтвердило можливість застосування розробленої методики ( табл. 2, 3 ).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблиця 2 Порівняння дослідної і теоретичної несучої здатності косостинутих залізобетонних елементів за дії одноразового руйнівного навантаження та за малоциклових навантажень Гомона С.С.
№ п/п |
Шифр Колони |
L, м |
b, см |
h, см |
Eb, МПа |
Rb, МПа |
Rs, Мпа |
eox, см |
eoy, см |
s, % |
Nдосл., кН |
Nтеор., кН |
, % |
NСниП, кН |
, % |
|
1 |
КК1 |
3,00 |
11,1 |
16,0 |
35933,1 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
149 |
147 |
3,9 |
120,4 |
21,3 |
|
2 |
КК2 |
2,99 |
11,0 |
16,0 |
35933,1 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
147 |
144 |
2,1 |
118,7 |
19,3 |
|
3 |
КК3 |
3,00 |
10,9 |
16,1 |
35933,1 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
150 |
145 |
3,4 |
118,4 |
21,1 |
|
4 |
КМ1(0,3-0,6) |
2,99 |
11,0 |
16,0 |
18845,5 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
152 |
158,4 |
-4,2 |
118,7 |
21,9 |
|
5 |
КМ2(0,3-0,6) |
3,01 |
11,1 |
15,9 |
18845,5 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
154 |
159,3 |
-3,4 |
119,9 |
22,1 |
|
6 |
КМ3(0,3-0,6) |
3,00 |
11,0 |
16,0 |
18845,5 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
153 |
158,2 |
-3,4 |
118,7 |
22,4 |
|
7 |
КМ1(0,3-0,8) |
3,01 |
10,9 |
16,0 |
11564,0 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
155,5 |
156,2 |
-0,5 |
117,5 |
24,4 |
|
8 |
КМ2(0,3-0,8) |
3,00 |
10,9 |
16,1 |
11564,0 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
153,6 |
157,9 |
-2,7 |
118,1 |
23,1 |
|
9 |
КМ3(0,3-0,8) |
2,99 |
11,0 |
16,0 |
11564,0 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
152,3 |
156,0 |
-2,4 |
118,7 |
22,1 |
|
10 |
КМ1(0,3-0,6;0,3-0,8) |
3,00 |
11,0 |
15,9 |
13566,7 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
165,0 |
155,9 |
5,5 |
117,8 |
28,6 |
|
11 |
КМ2(0,3-0,6;0,3-0,8) |
3,00 |
11,1 |
16,0 |
13566,7 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
161,1 |
156,7 |
2,7 |
120,4 |
25,3 |
|
12 |
КМ3(0,3-0,6;0,3-0,8) |
3,01 |
11,0 |
16,1 |
13566,7 |
25 |
583 |
2,8 |
3,3 |
2,48 |
168,0 |
158,3 |
5,8 |
119,8 |
28,7 |
Таблиця 3 Порівняння дослідної і теоретичної несучої здатності позацентрово стиснутих залізобетонних елементів за дії одноразового руйнівного навантаження та за малоциклових навантажень Борисюка О.П.
№ п/п |
Шифр Колони |
L, М |
b, см |
h, см |
Eb, МПа |
Es, МПа |
Rb, МПа |
Rs, МПа |
eox, см |
eoy, см |
s, % |
Nдосл., кН |
Nтеор., кН |
, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
Одноразове |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
13200 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
0 |
0 |
2,010 |
800,0 |
751,9 |
6,0 |
|
2 |
Одноразове |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
13200 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
2,5 |
0 |
2,010 |
495,0 |
467,2 |
5,6 |
|
3 |
Одноразове |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
13200 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
7,5 |
0 |
2,010 |
248,3 |
257,3 |
-3,6 |
|
4 |
Малоциклове н=0,4 - в=0,82 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
14500 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
0 |
0 |
2,010 |
880,0 |
869,9 |
1,1 |
|
5 |
Малоциклове н=0 - в=0,82 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
14500 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
0 |
0 |
2,010 |
808,0 |
791,3 |
2,1 |
|
6 |
Малоциклове н=0 - в=0,82 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
14500 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
0 |
0 |
2,010 |
844,0 |
791,3 |
6,2 |
|
7 |
Малоциклове н=0 - в=0,85 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
14500 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
2,5 |
0 |
2,010 |
490,1 |
457,3 |
6,7 |
|
8 |
Малоциклове н=0 - в=0,88 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
11200 |
20200 |
28,5 |
430,0 |
7,5 |
0 |
2,010 |
260,7 |
265,9 |
-2,0 |
|
9 |
Малоциклове н=0 - в=0,9 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
11200 |
20170 |
28,5 |
398,8 |
7,5 |
0 |
0,893 |
193,8 |
212,3 |
-9,5 |
|
10 |
Малоциклове н=0 - в=0,82 |
0,9 |
15,0 |
15,0 |
14500 |
20060 |
28,5 |
462,2 |
7,5 |
0 |
2,740 |
299,7 |
275,4 |
8,1 |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Загальні висновки
1. Практично всі стиснуті залізобетонні елементи будівель і споруд працюють за косого стиску при дії малоциклових навантажень різних рівнів та режимів. На сьогодні проведені дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних елементів за позацентрового та косого одноразового статичного стиску при однаково- та різнонаправлених початкових ексцентриситетах. Вивчено вплив одноразових та малоциклових навантажень на зміну міцнісних і деформативних характеристик бетону та арматури в залізобетонних елементах, що працюють на згин чи стиск. Вплив малоциклових навантажень різних рівнів та режимів на несучу здатність косостиснутих залізобетонних елементів практично не вивчався.
2. Проведені експериментально-теоретичні дослідження косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень.
3. Удосконалена методика розрахунку косостиснутих залізобетонних елементів. В основу цієї методики покладена розрахункова деформаційна модель, яка дозволяє оцінювати напружено-деформований стан та несучу здатність косостиснутих залізобетонних колон за дії малоциклових навантажень та дозволяє враховувати передісторію роботи вищезазначених залізобетонних елементів.
4. Отримані нові експериментальні дані про роботу косостиснутих колон при повторних навантаженнях змінних рівнів. Ці дані та запропонована методика розрахунку дають можливість проектувати стиснуті залізобетонні елементи з більш повним використанням механічних властивостей будівельних матеріалів.
5. Модулі пружності бетону та на кожному циклі завантаження можна визначити графоаналітичним способом. При малоциклових навантаженнях модулі пружності бетону та постійно падають. За результатами проведених досліджень після десяти циклів навантаження вони зменшилися на 48 … 66 % та на 54 … 78 % відповідно. Встановлено, що при основних параметрів, що характеризують напружено-деформований стан нормальних перерізів, відбувається після п'яти - семи циклів повторних навантажень. Після довантаження косостиснутих колон вище експлуатаційного рівня, але нижче рівня пристосування, стабілізація приросту деформацій бетону та арматури проходить протягом чотирьох - шести наступних циклів.
6. В усіх колонах повторні малоциклові навантаження, змінювали положення нейтральної лінії в сторону зменшення площі стиснутої зони бетону на 8 - 13%, переміщуючись з поворотом в одну або в іншу сторону.
7. Повторні малоциклові навантаження сприяють перерозподілу зусиль в перерізах косостиснутих колон, збільшуючи при цьому їх прогини. За дії таких навантажень з рівнями н=0,3 та в=0,6прогини зростають в середньому на 10,3 … 10,5 % і стабілізуються на п'ятому-шостому циклі; при н=0,3 та в=0,8 прогини зросли 10,4…14,5% і стабілізуються на п'ятому-сьомому циклі.
8. Для практичного використання запропонованої методики оцінки напружено- деформованого стану та розрахунку несучої здатності косостиснутих залізобетонних колон розроблений алгоритм розрахунку.
9. Обчислена несуча здатність залізобетонних та керамзитозалізобетонних елементів, випробуваних різними авторами за дії малоциклового косого стиску та малоциклового позацентрового стиску. Відношення теоретичних значень несучої здатності до експериментальних знаходяться в інтервалі 0,913…1,101 з ймовірністю 0,95.
Список опублікованих праць
1. Ромашко В. М. Напружено-деформований стан залізобетонних елементів за змінних рівнів тривалого навантаження / В. М. Ромашко, С. С. Гомон // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі і споруди: збірник наукових праць. - Рівне, 2000. - Випуск 5. - С. 258-262.
2. Ромашко В. М. Режими роботи та завантаження стиснутих залізобетонних
елементів / В. М. Ромашко, С. С. Гомон // Вісник Українського державного Університету водного господарства та природокористування: збірник наукових праць. - Рівне, 2002. - Випуск 5(18). - С. 47-52.
3. Ромашко В. М. Методика експериментальних досліджень роботи косостиснутих залізобетонних елементів за змінних рівнів навантажень / В. М. Ромашко, С. С. Гомон // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі і споруди: збірник наукових праць. - Рівне, 2005. - Випуск 12. - С. 280-287.
4. Гомон С. С. Розрахунок стиснутих залізобетонних елементів за малоциклових навантажень із використанням деформаційної моделі / С. С. Гомон, В. М. Ромашко, Д. В. Кочкарьов, С. С. Гомон // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: збірник наукових
праць. - Рівне, 2006. - Випуск 14. - С. 151-158.
5. Ромашко В.М. Деформування бетону та арматури косостиснутих елементів при дії малоциклових навантажень / В. М. Ромашко, C. С. Гомон // Будівельні конструкції: міжвідомчий наук. техн.. збірник: Сталезалізобетонні конструкції: дослідження, проектування, будівництво, експлуатація: збірник наукових праць. - К., 2006. - Випуск 65. - С. 187-192.
6. Гомон С. С. Експериментально-статистичні дослідження залежностей () та () за малоциклових навантажень різних режимів / С. С. Гомон
// Вісник Національного Університету Водного Господарства та Природокористування: збірник наукових праць. - Рівне, 2007. - Випуск 4(40). Частина 2. - С. 233-238.
Анотація
Гомон С.С. Робота та несуча здатність косостиснутих залізобетонних елементів за малоциклових навантажень. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі і споруди. Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2008.
Дисертація присвячена дослідженню напружено-деформованого стану та розрахунку міцності косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень на основі деформаційної моделі розрахунку.
В роботі приведені и проаналізовані результати експериментальних досліджень при однократному статичному і малоциклових навантаженнях косостиснутих залізобетонних елементів. Спостерігалась і проаналізована динаміка зміни фізичного стану бетону і арматури, прогинів, площі стиснутої зони, положення нейтральної лінії при таких навантаженнях.
Удосконалено методику розрахунку міцності косостиснутих залізобетонних елементів будь-якого поперечного перерізу за дії малоциклових навантажень з врахуванням повної діаграми деформування бетону. Проведено порівняння теоретичних та експериментальних даних.
Ключові слова: бетон, залізобетон, арматура, косостиснуті залізобетонні елементи, повна діаграма деформування бетону, деформаційна модель, напружено-деформований стан, несуча здатність, малоциклові навантаження.
Аннотация
Гомон С.С. Работа и несущая способность кососжатых железобетонных элементов при малоцикловых нагрузках. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. Национальный университет “Львівська політехніка”, Львов, 2008.
Диссертация посвящена изучению напряженно-деформированного состояния и прочности кососжатых железобетонных элементов при действии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели расчёта.
В работе проведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований при одноразовом и малоцикловых нагрузках кососжатых железобетонных элементов. Наблюдалась и проанализирована динамика изменения физического состояния бетона и арматуры, прогибов, площади сжатой зоны, положении нейтральной линии при таких нагрузках.
Усовершенствовано методику расчёта прочности кососжатых железобетонных элементов любого поперечного сечения при воздействии малоцикловых нагрузок с учётом полной диаграммы деформирования бетона. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных данных.
Первый раздел содержит обзор отечественной и зарубежной литературы, в которой приведены теоретические и экспериментальные исследования работы бетонных и железобетонных элементов при однократных и малоцикловых нагрузках на изгиб и внецентренное сжатие. Также проанализированы методы расчёта прочности железобетонных элементов на сложные виды деформирования. Сделан вывод, что на данное время исследований напряженно-деформированного состояния кососжатых железобетонных элементов при воздействии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели расчёта практически не проводились.
Также в первом разделе поставлены задачи исследований.
Во втором разделе приведена методика проведения экспериментальных исследований, представлены характеристики материалов, образцов, подробно описаны установки для испытания бетонных и железобетонных элементов. Также представлены режимы загружения изучаемых образцов. Для решения поставленных задач испытано 12 железобетонных и 33 бетонных образца.
Третий раздел посвящён анализу экспериментальных исследований основных физико-механических характеристик бетона и динамики их изменения в процессе работы при малоцикловых статических нагрузках.
Подробно проанализирована работа бетона при малоцикловых нагрузках. Были построены диаграммы зависимостей (b l ), (b tr) для каждого з циклов загружения. Также приведены диаграммы секущего модуля продольных и поперечных деформаций бетона за малоцикловых нагрузок. Представлены основные параметры и статистики кореляционных уравнений регрессии «» и «». Приведена прочность бетона после действия малоцикловых нагрузок.
В четвертом разделе приведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований при однократном статическом и малоцикловом нагружениях кососжатых железобетонных элементов. Были построены диаграммы развития деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры за малоциклового нагружения колонн. Также приведено поцикловое изменение прогибов. Проанализировано изменение нейтральной линии и площади сжатой зоны на каждом цикле загружения. Установлено влияние малоцикловых нагрузок на работу кососжатых железобетонных элементов.
Пятый раздел содержит методику расчёта прочности кососжатых железобетонных элементов при действии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели с использованием полной диаграммы деформирования бетона.
Предложенная методика учитывает влияние малоцикловых нагрузок через повышение прочностных свойств бетона, изменения характера диаграммы деформирования, падения модуля упругости и увелечения гранических деформаций бетона.
Ключевые слова: бетон, железобетон, арматура, кососжатые железобетонные элементы, полная диаграмма деформирования бетона, деформационная модель, напряженно-деформированное состояние, несущая способность, малоцикловые нагрузки.
Annotation
Gomon S.S. Behavior and carrying capacity of biaxial compressed reinforced concrete elements under small cycles loadings. - Manuscript.
Thesis for completion of a scientific degree for the candidate of technical science in specialty 05.23.01 - building constructions, buildings and structures. - Lviv Polytechnic National University of Ministry of education and science of Ukraine, Lviv, 2008.
This thesis is devoted to the research of stress-strain states and biaxial compressed reinforced concrete elements strength of design under influence of small cycles loadings on the basis of deformation model.
In this work results of experimental research in temporary status and small cyclical loadings biaxial compressed reinforced concrete elements were engaged in and analyzed. The dynamic of the shift in physical state of concrete and armature, tensile shift, area of compressed zone, and neutral line upon such loadings were observed and analyzed.
Design method of biaxial compressed reinforced concrete elements were improved under small cycles loadings in view of full diagram of concrete deformation. Comparison of theoretical and experimental data was carried out.
Keywords: concrete, reinforced concrete, reinforcement, biaxial compressed reinforced concrete elements, full diagram of concrete deformation, deformation model, stress-strain state, strength, carrying capacity, small cycles loadings.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Аналіз існуючих систем токарного інструменту. Вибір методики досліджень статичної жорсткості конструкцій різців, визначення припустимих подач, опис пристроїв. Дослідження напружено-деформованого стану елементів різця з поворотною робочою частиною.
реферат [25,0 K], добавлен 10.08.2010Опис технології виробництва збірного залізобетону. Опис роботи теплової установки. Технологічні параметри та конструктивні характеристики теплової установки – ямної камери. Розрахунок тепловиділення бетону. Розрахунок та тепловий баланс котлоагрегата.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.10.2009Побудова об’ємного моделювання термоміцності твердосплавних різців. Вектор контактних силових навантажень. Дослідження термопружної міцності твердосплавних різців при тепловому навантаженні. Стійкість як показник ефективності роботи ріжучого інструменту.
реферат [68,1 K], добавлен 10.08.2010Автоматизація роботи підприємств по виготовленню бетонних ростворів, автоматичне управління технологічним процесом. Теоретичні основи технологічного процесу в окремих технологічних апаратах і машинах. Розроблення системи автоматичного керування.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 26.09.2009Причини відмови роботи колон бурильних труб за ускладнених умов буріння. Значення додаткової опори у рівномірному розподілі напружень по впадинах витків різьби ніпеля. Методи зменшення концентрації напружень у зонах двоопорного замкового з’єднання.
статья [2,5 M], добавлен 07.02.2018Визначення конструктивних параметрів крана. Вибір матеріалів для несучих і допоміжних елементів. Розрахунок опорів і допустимих напружень, навантажень що діють на міст крана, розмірів поперечного переріза головної балки. Розміщення ребер жорсткості.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.06.2014Застосування ультразвуку для періодичного експлуатаційного неруйнівного контролю стану металу елементів ядерного реактора ВВЭР-1000. Використовування дифракції ультразвукових хвиль для пошуку дефектів. Корпус та система кріплення датчиків дефектоскопа.
курсовая работа [934,8 K], добавлен 23.08.2014Розрахункові перерізи і навантаження. Розрахунок зведених навантажень, вибір опори колонного апарату на міцність та стійкість. Визначення товщини стінки, перевірка міцності корпуса, сполучення навантажень. Визначення періоду основного тону коливань.
курсовая работа [816,6 K], добавлен 19.04.2011Поняття високоміцної сталі. Вміст легуючих елементів, що надають сталі спеціальних властивостей. Визначення складу комплексно-легованих сталей, їх характеристика, призначення та ознаки класифікації. Види легуючих елементів для поліпшення властивостей.
контрольная работа [18,7 K], добавлен 12.10.2012Опис об'єкта контролю і його службове призначення. Вимоги геометричної точності деталі і якості поверхні, фізико-хімічних властивостей матеріалу деталі і її елементів. Групування елементів об'єктів контролю. Розробка спеціального засобу контролю.
курсовая работа [541,1 K], добавлен 16.12.2010Головна проблема при зносі великих будівельних споруд. Вживання мобільних дробарок для підвищення ефективності і швидкості робіт. Області вживання вторинного бетонного щебеня. Опис технології утилізації бетону і залізобетонних виробів, види модулів.
реферат [728,5 K], добавлен 26.09.2009Вибір елементів конструкції тепловозного дизеля 6RTA52. Розгляд схеми поперечного розтину дизеля. З'ясування розташування цистерни, переливної труби, теплорегулюючого клапана, фільтра грубого очищення, електроприводного насоса та газотурбокомпресора.
презентация [969,7 K], добавлен 22.01.2015Розробка електронної моделі підготовки виробництва триступеневого співвісного редуктора з усіма необхідними розрахунками конструктивних елементів (вали, колеса), а також вибором стандартних (підшипники, муфти) елементів. Створення 3D-моделі редуктора.
дипломная работа [976,3 K], добавлен 14.09.2010Аналіз основних типів і властивостей сплавів – речовин, які одержують сплавленням двох або більше елементів. Компоненти сплавів та їх діаграми. Механічна суміш – сплав, в якому компоненти не здатні до взаємного розчинення і не вступають в хімічну реакцію.
реферат [1,1 M], добавлен 04.02.2011Розрахунок настилу та балок настилу. Перевірка міцності підібраного перерізу головної балки за нормальними напруженнями та зміна перерізу по довжині. Монтажний стик головної балки, його розрахунок за допомогою зварювання. Вибір розрахункової схеми колони.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 16.03.2012Вологість газу як один з основних параметрів при добуванні, транспортуванні і переробці природного газу. Аналіз методів вимірювання вологості газу. Розробка принципової та структурної схем приладу для вимірювання, дослідження його елементів і вузлів.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 12.01.2011Характеристика системи автономного електропостачання. Будова і склад електрохімічного генератора. Аналіз робочого процесу паливних елементів. Технологічні схеми електрохімічних агрегатів. Захист електрохімічних генераторів від струму короткого замикання.
дипломная работа [156,7 K], добавлен 23.02.2009Техніко-економічні показники роботи цеху. Асортимент виробів, вимоги до них. Характеристика сировинних матеріалів і добавок. Технологічна схема процесу виробництва: виготовлення металевих каркасів, підготовка бетонної суміші. Технічний контроль процесу.
отчет по практике [48,6 K], добавлен 01.02.2011Підготовка та опис основних методик експерименту. Вплив водню на електронну структуру та пружні властивості заліза. Дослідження впливу легуючих елементів на міграцію атомів водню і впливу е-фази на механічні властивості наводнених аустенітних сталей.
реферат [44,2 K], добавлен 10.07.2010Типи та конструкції свердловини. Призначення та конструкція бурильної колони та її елементів. Умови роботи бурильної колони в свердловині. Конструкція і характеристика ведучої, бурової та обважненої труби. Експлуатація бурильних труб, техніка безпеки.
дипломная работа [8,8 M], добавлен 25.06.2009