Содержание к диссертации
Стр.
I. ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ... 9
Ползучесть и усадка сталефибробетона и некоторые результаты их исследования . . 9
Методики расчета прогибов изгибаемых железобетонных элементов при длительном действии нагрузки 14
Цели и задачи исследования 19
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧНСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИВИЗНЫ СТАЛЕФИЕРО-
БЕТОННЫХ И КОМЕИНЙРОВАШЮ-АРМИРОВАШШХ БАЛОК
ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ИЗГИБЕ 21
Кривизна сталефибробетонных балок на участках, работающих без трещин .... 21
Кривизна сталефибробетонных балок на участках с трещинами в растянутой зоне . 27
Кривизна комбинированно-армированных балок на участках с трещинами в растянутой зоне 33
Зависимости между напряжениями и деформациями в комбинированно-армированных балках при кратковременном и длительном действии нагрузки 33
Вывод зависимостей для определения кривизны комбинированно-армированных балок, работающих с трещинами в растянутой зоне 36
Определение коэффициента ) ... 42
Определение коэффициента к , учитывающего вероятность сохранения сцепления фибр с бетонной матрицей в сечениях
с трещинами 44
2.4. Выводы по главе 2 46
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВБЫХ СВОЙСТВ
СТАЛЕФИБРОБЕТОНА 47
Общие положения 47
Выбор оптимальных параметров армирования
и размеров образцов 47
Методика изготовления и хранения образцов 50
Методика определения прочностных и дефор-мативных характеристик сталефибробетона
при кратковременном загружении 52
Испытание на осевое сжатие 52
Испытание на изгиб . . . 55
Выбор силовых установок для проведения длительных испытаний 57
Методика исследования деформаций сталефибробетона при длительном загружении . . 57
Общие сведения 57
Исследование ползучести сталефибробетона
при осевом сжатии 60
3.6.3. Исследование ползучести и прогибов стале-
фибробетонных и комбинированно-армирован
ных балок при изгибе 63
3.7. Выводы по главе 3 65
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНЫХ ОБРАЭДОВ И
ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 66
Влияние фибрового армирования на прочностные и деформативные свойства балок при кратковременном действии нагрузки .... 66
Начальный модуль упругости сталефибробетона 74
Стр.
4.3. Ползучесть сталефибробетона при осевом
сжатии 76
Прогибы и продольные деформации сталефибро-бетонных балок при длительном изгибе ... 79
Прогибы комбинированно-армированных балок
при длительном изгибе 86
4.6. Выводы по главе 4 91
ГЛАВА 5. ПРОВЕРКА ЗАВИСИМОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ: ПРОГИБОВ
СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ И КОМЕИНЙРОВАШО-АРМИРОВАН-
НЫХ БАЛОК ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ . . 93
Уравнения для определения меры ползучести сталефибробетона Z^S.aU-,^) при изгибе . 93
Уравнения для прогнозирования изменения Функции ^ф (h) во времени 99
Экспериментальная проверка зависимостей определения коэффициента ^аЙ 102
Сравнение опытных и теоретических прогибов сталефибробетонных балок, работающих без трещин в растянутой зоне 105
Сравнение опытных и теоретичесісих прогибов сталефибробетонных балок, работающих с трещинами в растянутой зоне 107
Сравнение опытных и теоретических прогибов комбинированно-армированных балок НО
Выводы по главе 5 117
6. РЕКОМЕНДАЦИИ К РАСЧЕТУ ИЗГИБАЕМЫХ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ДЕФОРМАЦИЯМ . . 119
Основные положения 119
Расчет кривизны изгибаемых элементов,
имеющих фибровое армирование 119
Стр.
6.3. Расчет кривизны изгибаемых комбинирован
но-армированных элементов ........ 122
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 125
ЛИТЕРАТУРА 128
ПРИЛОЖЕНИЕ I 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 153
Введение к работе
Капитальное строительство - одна из основных отраслей народного хозяйства. Его эффективность во многом зависит от экономичности применяемых строительных материалов и конструкций. Именно поэтому в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года предусматривается преимущественное развитие производства строительных конструкций с улучшенными свойствами, обеспечивающими снижение металлоемкости, веса и стоимости зданий.
В 19 Постановления Совета Министров СССР № 2 от 03.01.77 года "О некоторых мерах по повышению технического уровня производства железобетонных конструкций и более эффективному использованию их в строительстве" намечено сосредоточить усилия научных коллективов на новых решениях в области бетона и железобетона, ... "в том числе, дисперсно армированного отрезками стальной проволоки..." - сталефибробетона. На основании данного Постановления в июле 1981 года Госстроем СССР была утверждена программа по решению отраслевой научно-исследовательской проблемы 0.55.16. 034 "Разработать и внедрить несущие и ограждающие строительные конструкции из дисперсно армированных бетонов", на осуществление которой в период с 1981 по 1985гг. предусмотрено использовать 3858 тыс.руб.
Актуальность поставленной задачи подтверждается тем, что в последнее время советскими и зарубежными исследователями большое внимание уделяется изучению свойств нового композитного материала - сталефибробетона, в бетонную матрицу которого в процессе перемешивания введены короткие отрезки стальной проволоки -фибры, равномерно распределенные по всему объему бетона и имеющие
произвольную ориентацию. Этот материал по сравнению с железобетоном и армоцементом обладает рядом преимуществ, основными из которых являются повышенная трещиностойкость, повышенное сопротивление вибрационным, динамическим и температурным воздействиям, квазиизотропность и относительная простота изготовления.
Указанные свойства сталефибробетона обусловливают его применение не только в элементах, подверженных воздействию динамических и вибрационных нагрузок, но и в конструкциях, работающих под длительным воздействием нагрузок, например, в тонкостенных пространственных конструкциях, в резервуарах, дымовых трубах, стенах тоннелей и т.д. Однако в большинстве случаев в местах, где направление растягивающих усилий постоянно, дисперсное армирование в виде коротких отрезкой стальной проволоки не может быть рекомендовано для полной замены обычной направленной стержневой арматуры. В таких условиях работы конструкций весьма целесообразным может оказаться сочетание фибрового и направленного стержневого армирования, названного комбинированным армированием / 2, 51 /.
Для рационального применения сталефибробетонных конструкций в строительной практике первостепенным становится вопрос о влиянии фибрового армирования на их деформативные свойства при длительном действии нагрузки, изучению которого до сих пор было уделено очень мало внимания. В связи с этим целью настоящей работы являлось опытно-теоретическое исследование деформативности сталефибробетона при длительном изгибе и получение данных, позволяющих прогнозировать развитие прогибов сталефибробетонных балок, имеющих фибровое и комбинированное армирование, во времени'. Основная задача заключалась в получении зависимостей для практи-
ческого расчета изгибаемых сталефибробетонных элементов по деформациям.
Для более короткого изложения материала балки, имеющие фибровое армирование, названы сталефибробетонншли, балки,имеющие комбинированное стержневое и фибровое армирование, - комбинированно-армированными .
В результате исследований получены следующие новые научные результаты:
на основании теоретического исследования напряженно-деформированного состояния сталефибробетонных и комбинированно-армированных балок предложены экспериментально подтвержденные зависимости, позволяющие прогнозировать развитие их прогибов при длительном действии нагрузки;
предложены зависимости для прогнозирования развития деформаций ползучести сталефибробетона при изгибе;
получены новые зависимости и табличные данные для практического расчета изгибаемых сталефибробетонных элементов по деформациям.
На защиту выносятся:
результаты теоретических исследований напряженно-деформированного состояния изгибаемых сталефибробетонных балок,имеющих фибровое и комбинированное армирование, при длительном действии нагрузки;
методика и результаты экспериментальных исследований деформативности сталефибробетона при длительном сжатии и изгибе;
способ прогнозирования развития деформаций ползучести сталефибробетона при длительном изгибе;
рекомендации к расчету изгибаемых сталефибробетонных элементов по деформациям.
