Содержание к диссертации
Стр.
ЕВЩЕНЙЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
I.I. Деформирование изгибаемых железобетонных эле
ментов при немногократно повторных статических
вагружениях . . . 8
1.2# Трещиностоикость изгибаемых железобетонных эле
ментов при немногократно повторных нагружениях
1.3. Задачи исследования 28
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 30
2.1« Конструкция образцов. Материалы. Изготовление
образцов ....... 30
2.2» Прочностные и деформативные характеристики бе
тона и арматуры 34
2.3# Испытание образцов 35
3. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЧЕНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛШЕНТОВ
ПРИ НЕМНОГОКРАЖ) ПОВТОРНЫХ НАІРУЗКАХ-РАЗГОЖАХ
Опытные эпюры напряжений бетона сжатой зоны изгибаемых элементов . 55
Опытные эпюры напряжений бетона сжатой зоны изгибаемых элементов при разгружении 66
Влияние уровня нагружения и количества циклов "нагрузка-разгрузка" на напряженное состояние сечения при разгрузке 67
Принципиальная схема изменения напряженного состояния изгибаемых элементов при разгрузке ... 70
3.5» Расчетная модель при разгрузке ......... «71
Стр.
4. ДЕШРМАЦИИ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЖГОВ ПРИ
НШЮГОКРАТНО ПОВТОРНЫХ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЖННЙЙХ
4,1, Изменение параметров деформирования элементов
на ветвях разгрузки . ^7
4.1.1. Уравнение равновесия усилий для принятых
расчетных схем разгрузки "
4.1.2. Относительная высота сжатой зоны бетона.
Плечо внутренней пары сил 78
4.1.3. Граничный момент. Растягивающие напряжения
верхних волокон бетона и высота эпюр раетяги-
ващих напряжений 84
4 Д. 4, Коэффициент $f 89
4.1.5, Коэффициент Щ .............. 95
4.1.6. Коэффициент упругости бетона У ....... ^5
^ 4.2. Влияние немногократно повторных нагружений на де
формации элементов ..., *^
Опытные деформации образцов при нагрузке и разгрузке с различных уровней нагружения *^3
Предложения по расчету деформаций на ветви разгрузки **1
5. ТРЕЩШОСТОИКОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ Ж&ЮОБЕТОННЫХ ЙЗгаБАВШХ
ЭЛЕМЕНТОВ 146
Образование и характер развития трещин ..... 146
Ширина раскрытия нормальных трещин 152
5#3# Прочность изгибаемых элементов по нормальным се-
'jjff чениям 173
вывода щ 180
ЛИТЕРАТУРА 183
ПРИЛОЖЕНИЕ ..... 198
Введение к работе
В исторических решениях ХЕШ съезда КПСС уделяется больше внимание вопросам совершенствования строительства и повышения экономии строительных материалов. Одним из путей экономии основных строительных материалов - стали и цемента - является рациональное проектирование на основе создания новых и совершенствования существующих методов расчета железобетонных конструкций с учетом реальных свойств материалов и действующих нагрузок. В этой связи большое практическое значение имеет исследование работы железобетонных элементов при немногократно повторных нагружениях, так как в ряде случаев возникает необходимость оценить деформации и ширину раскрытия трещин при снижении нагрузки и повторном яагружении. В процессе эксплуатации многие конструкции находятся под действием постоянных и длительных нагрузок и периодически загружаются кратковременными нагрузками. Кроме того, ряд конструкций подвергается воздействию сейсмических и импульсивных нагрузок. Изучение ветви разгрузки важно также и для статически неопределимых конструкций, когда происходит процесс перераспределения усилий в сечениях.
Теория расчета железобетона с трещинами, предложенная для стержневых систем В.И. Мурашовым и значительно развитая А.А. Гвоздевым, С.А. Дмитриевым, ЯЛ. Немировским и другими, позволяет определять напряженно-деформированное состояние сечений конструкций в основном при однократном нагруженжи, что нашло отражение в действующих нормативных документах. Влияние разгрузки и повторного нагружения на напряженно-деформированное состояние элементов при этом не рассматривается. Однако как показы-
вают опыты напряженно-деформированное состояние элементов, работающих при повторных немногократных нагрузках, отличается от напряженно-деформированного состояния однократно нагружаемых элементов,
В настоящее время существует ряд предложении по расчету деформаций и оценке ширины раскрытия трещин элементов в режиме "нагружеяие - разгрузка ж повторное нагружение* с образующимися в процессе загружения трещинами / 49,65,104 /. Однако дальнейшая разработка методик расчета сдерживается недостаточным объемом опытных данных для полного отражения характера изменения напряженно-деформированного состояния исследуемых железобетонных элементов*
Целью работы является разработка метода расчета деформаций и ширины раскрытия трещин железобетонных конструкций на ветвях разгрузки на основе исследований деформативности, трещиностой-кости и прочности изгибаемых элементов при изменении в широком диапазоне прочностных и деформатжвных характеристик бетона, а также степени армирования сечения.
Автор защищает;
результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов при действии статических кратковременных немногократно повторных нагрузок - разгрузок различного уровня;
расчетную схему распределения напряжений и усилий в сечениях изгибаемых элементов при разгрузке;
результаты экспериментально-теоретических исследований деформаций и ширины раскрытия трещин изгибаемых элементов при разгрузке и немногократно повторных нагружениях;
предложения по расчету деформаций и ширины раскрытия
- б -
нормальных трещин изгибаемых элементов при разгрузке;
- результаты экспериментально-теоретических исследований
прочности по нормальным сечениям изгибаемых железобетонных
элементов без предварительного напряжения с арматурой класса
А-ІУ после действия кратковременных немногократно повторных
нагрузок-разгрузок.
Научную новизну работы составляют:
экспериментальные данные о фактическом напряженном состоянии нормальных сечений, полученном с использованием датчиков напряжений для изгибаемых элементов с различными прочностными и деформативными характеристиками бетона и степенью армирования сечения при кратковременных немногократно повторных нагрузках-разгрузках;
метод расчета деформаций изгибаемых элементов на ветви разгрузки на основе предложенной расчетной схемы распределения напряжений и усилий в сечении элемента;
результаты анализа изменения высоты сжатой зоны бетона, коэффициентов % * Щ, и ? ЦРИ разгрузке и немногократно повторных нагруженйях;
рекомендации по определению остаточных после разгрузки деформаций арматуры и бетона в изгибаемых элементах с различной прочностью бетона и степенью армирования сечения;
предложения по расчету ширины раскрытия нормальных трещин изгибаемых элементов при разгрузке.
Практическое значение работы заключается в том, что в результате проведенных исследований получены данные о напряженно-деформированном состоянии нормальных сечений изгибаемых элементов с различными прочностными и деформативными характеристиками
бетона и степенью армирования сечения при кратковременных немногократно повторных нагрузках-разгрузках, позволившие разработать метод расчета деформаций и ширины раскрытия трещин на ветви разгрузки. Полученные результаты будут использованы в соответствующих разделах норм и развивающих их пособий, где в настоящее время рекомендации о расчете деформаций и ширины раскрытия трещин элементов при их разгрузках отсутствуют.
Исследования проводились в лаборатории теории железобетона НЙИЖБ Госстроя СССР под руководством доктора технических наук Ю.П. І'ущи в группе кандидата технических наук ИД). Ларичевой.
