Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ. 5
ГЛАВА I.СМЕШАННОЕ АРМИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ШШРЯЖЕШШХ ЖЕЛЕ
ЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИС
СЛЕДОВАНИЯ 9
I.I. Смешанное армирование как прием повышения эффективности железобетонных конструкций 9
1.2.Состояние вопроса 15
1.3.3адач"мррледования 21
ГЛАВА 2.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ ВЫБОРА СООТНОШЕНИЯ МЕВДУ КЛАССАМИ СМЕШАННОЙ АРМАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
НАПРЯЖЕНИЙ В НАПРЯГАЕМЫХ И НЕНАПРЯГАЕМЫХ СТЕРЖНЯХ 23
2.1.Основные предпосылки 23
2.2.Вывод критериев по выбору рациональных соотношений
между классами напрягаемых и ненапрягаемых стерж
ней смешанного армирования 26
2.2.1.Вывод критериев без учета упрочнения напря
гаемой арматуры. 26
2.2.2.Вывод критериев с учетом упрочнения напрягаемой арматуры 30
2.3.Вывод зависимостей для определения напряжений в напрягаемых и ненапрягаемых стержнях смешанного
армирования в стадии разрушения 36
2.3.1.Вывод зависимостей без учета упрочнения на
прягаемой арматуры 2.3.2.Вывод зависимостей с учетом упрочнения на прягаемой арматуры , 38
2.4.Общая схема решения задачи расчета преднапряжен-ного элемента со смешанной арматурой (с условным
-з пределом текучести/ на прочность по нормальным
сечениям 43
2.4.1.Без учета упрочнения напрягаемой арматуры.. 43
2.4.2,С учетом упрочнения напрягаемой арматуры... 44
2.5.Сравнение величин площадей смешанной арматуры, вы
численных по предлагаемому способу и по "Руководству" •. • 46
Выводы по главе Z 52
ГЛАВА З.КОНСТРЩИЯ ОПЫТНЫХ ОЕРАЗЦОБ И МЕТОДИКА ИХ ИССЛЕДОВА
НИЙ 54
3.1.Конструкция опытных образцов 54
3.2.Материалы 54
З.З. Изготовление опытных образцов 60
3.3.1. Натяжение арматуры 60
3.3.2.Бетонирование.. 64
3.4.Методика испытаний 65
3.4.1.Обжатие образцов и выдержка их до приложения внешней нагрузки. 65
3.4.2.Испытания балок на изгиб кратковременной,
немного кратно-повторной нагрузкой 70
ГЛАВА 4.НАПРЯЕЕНГО-ДШ)РШР0ВАНН0Е СОСТОЯНИЕ ОБРАЗЦОВ ПРИ ОБЖАТИИ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ВЫДЕРЖКЕ ИХ ДО ПРИЛОЖЕНИЯ ВНЕШНЕЙ
НАГРУЗКИ 75
4.1.Деформации и напряжения в бетоне и арматуре образцов 75
4.2.Потери предварительного напряжения от усадки и
ползучести бетона 81
4.3.Опытные и расчетные данные о величине выгибов образцов 84
Выводы по главе 4 -4 ГЛАВА 5. НЕСУІЇІАЯ CIIOGOHIOGTb ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ 96
5.1. -Характер разрушения опытных образцов 96
5.2. Деформации и напряжения в бетоне ж арматуре сжатой зоны и в растянутой арматуре 97
5.3. Сопоставление опытных и расчетных величин разру-шающих моментов 117
Вывода по главе 5 ,.., 121
ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ТШЩНОСТОЙКОСТИ И ДІЩЇИШШЮС Ш ОПЫТНЫХ ОБ
РАЗЦОВ ЯВІ СТОКРАТНОМ К ЇЕШОГОКРАТНО-ЇІОВТОРШХ НА
ПРУЖЕННЯХ 122
6.1. Напряжения в напрягаемой и ненапрягаемой арматуре в области эксплуатационных нагрузок 122
6.2. Опытные и расчетные моменты образования трещин.. 126
6.3. Характер развития трещин 129
6.4. Ширина раскрытия трещин при первом и немного-кратно-поЕ торных кагрунениях 131
Выводы по главе 6 143
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 145
ЛИТЕРАТУРА 148
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-85 гг. и на период до 1990 г.и, принятых ХХУІ съездом КПСС, подчеркивается необходимость всемерной экономии всех видов ресурсов.
Одним из важнейших путей выполнения указанных директив является снижение материалоемкости, в частности, металлоемкости строительных конструкций.
Уменьшение расхода металла при производстве железобетона может быть достигнуто различными путями, в том числе за счет изыскания новых и совершенствования традиционных способов его армирования.
Одним из рациональных приемов армирования железобетонных конструкций в ряде случаев может оказаться смешанное армирование в виде совокупности напрягаемых и ненапрягаемых стержней.
Эффективность смешанного армирования определяется возможностью:
-более рационального размещения продольной растянутой арматуры в элементах в соответствии с эпюрами усилий;
-уменьшения (при соблюдении требований второй группы предельных состояний) усилия предварительного обжатия бетона и, за счет этого, упрощения армирования в зоне анкеровки напрягаемых стержней;
-сокращения работ по натяжению напрягаемой арматуры; -использования одних силовых форм для изготовления преднапря женных железобетонных элементов с различной степенью насыщения рабочей арматурой;
-унификации армирования, и т.д.
Изучению особенностей работы преднапряженных железобетонных конструкций со смешанным армированием уделяется известное внима - б ниє как в нашей стране, так и за рубежом.
В большинстве работ, посвященных этой проблеме, изучалось поведение элементов со смешанной арматурой, в состав которой входили ненапрягаемые стержни из сталей с физическим пределом текучести.
В то же время заслуживает внимания возможность применения смешанного армирования в виде совокупности напрягаемых и иенапря-гаемых стержней из сталей с условными пределами текучести, что может повысить эффективность конструктивных решений за счет применения высокопрочных сталей.
Последнее подтверждается результатами немногочисленных исследований, выполненных в последние годы Дмитриевым С.А., Трифоновым И.А., Головиным Н.Г., Филимоновым Н.Н., Нуршеовым А.И,, Стасюком М.И.и др.
Дальнейшее совершенствование конструкций со смешанным армированием в виде совокупности напрягаемых и ненапрягаемых стержней из сталей с условными пределами текучести связано с решением ряда задач, в том числе таких, как:
-выбор классов смешанной арматуры;
-определение напряжений в напрягаемых и ненапрягаемых стержнях смешанного армирования в стадии разрушения элементов;
-исследование влияния ненапрягаемой арматуры на напряженно-деформированное состояние системы на различных стадиях ее работы.
диссертация посвящена:
-обоснованию критериев для выбора соотношения между классами напрягаемых и ненапрягаемых стержней смешанного армирования в соответствии с требованиями предельных состояний первой и второй групп;
-выводу зависимостей для определения напряжений в напрягаемых
- 7 и ненапрягаемых стержнях смешанной арматуры в стадии разрушения элементов;
-экспериментальному изучению влияния ненапрягаемой арматуры на напряженно-деформированное состояние преднапряженных железобетонных изгибаемых элементов вплоть до их разрушения;
-разработке предложений по совершенствованию конструкций стропильных ферм с параллельными поясами 0&6-24 серии 3212,
При этом, первые две задачи решаются и е учетом упрочнения напрягаемой арматуры.
Актуальность диссертационной работы определяется тем, что, с одной стороны, смешанное армирование в ряде случаев [3,4,8-12,16-22,26-29,31-33,40,45,52,54-56,61-66] является одним из приемов повышения эффективности преднапряженных железобетонных конструкций, а с другой стороны - наличием нерешенных задач, основные из которых приведены выше.
Научную новизну работы составляют:
-предложения по обоснованию критериев для выбора соотношений между классами смешанной арматуры с учетом требований первой и второй групп предельных состояний;
-методика определения напряжений в напрягаемых и ненапрягаемых стержнях смешанного армирования щя предельных состояний по прочности нормального сечения;
-результаты анализа расчетных рекомендаций п.3.3. "Руководства" [53] ;
-новые экспериментальные данные о влиянии ненапрягаемой арматуры на прочность, жесткость и трещнностойкость изгибаемых железобетонных элементов со смешанным армированием. Практическая ценность работы определяется:
-рекомендациями по выбору соотношений классов смешанной арматуры с учетом требований как первой, так и второй групп предельных
-8 состояний, Б том числе с учетом упрочнения напрягаемой арматуры;
-практическими рекомендациями по определению напряжений в напрягаемых и ненапрягаешх стержнях растянутой смешанной арматуры при расчете прочности нормального сечения, в том числе с учетом упрочнения напрягаемой арматуры;
-предложениями по совершенствованию конструкций стропильных ферм с параллельными поясами СФ6-24 серии 3212;
-фактическими данными о влиянии ненапрягаемой арматуры на напряженно-деформированное состояние преднапряженных железобетонных конструкций со смешанным армированием на различных стадиях их работы.
На защиту выносятся:
-способ определения соотношения между классами смешанной арматуры (с учетом требований первой и второй групп предельных состояний) и практические рекомендации по этому вопросу;
-методика определения напряжений в напрягаемых и ненапрягаемых стержнях смешанной арматуры (в том числе с учетом упрочнения напрягаемой арматуры) при расчете железобетонных изгибаемых элементов на прочность по нормальным сечениям;
-методика и результаты исследований предварительно напряженных изгибаемых элементов со смешанным армированием при кратковременном немногократно-повторном (до пяти) приложении нагрузки;
-предложения по совершенствованию конструкций стропильных ферм с параллельными поясами СФ6-24 серии 3212.
