Введение к работе
Актуальность работы. Современные нормативные документы позволяют в целом достаточно надежно проектировать железобетонные конструкции. Однако как нормативный подход, так и другие предложения различных авторов для оценки прочности и деформативности железобетонных конструкций, как правило, не учитывают влияние истории загружеиия на поведение конструкций или делают это весьма упрощенно с помощью мало обоснованных коэффициентов.
Разработанные на основе исследований при простейших видах загруяения,они часто автоматически переносятся на проектирование конструкций, подверженных за всю историю своего существования многочисленным воздействиям разнообразной интенсивности и длительности.
Одним из основных факторов, определяющих особенности влияния истории загружеиия на поведение конструкций,является изменение физико-механических характеристик ботона в зависимости от режима предшествующего нагружения.
Очевидно, что раз появляется фактор времени, то физические характеристики бетона должны увязываться с его реологией в условиях действия переменных нагрузок. В последнее время обнаружено, что образцы,не разрушившиеся при длительной выдержке под нагрузкой различной интенсивности, показывают более высокую "кратковременную" прочность, чем незагруженные близнецы. Большое количество факторов, влияющих на особенности проявления данного эффекта (возраст и состав бетона, время вьщержки под нагрузкой и т.д.), трудноподдающихся комплексному учету,обуславливает большой разброс количественных результатов экспериментов. Поэтому для общего случая загружеиия термин "длительная прочность бетона", характеризующий максимально возможный уровень постоянных напряжений, воздействие которых материал может выдержать бесконечно долго, не пожат претендовать на универсальность^ требуется более общая классификация видов и критериев исчерпания прочности бетонов.
Учитывая, что по опытным данным при определенных реяимах загружеиия упрочнение бетона кожет достигать 40 %, правильный
учет этого обстоятельства позволит получить при проектировании овцгтимый экономический оффехт. До настоящего времени выполнено мало глубоких теоретических исследований в этом направлении. Поетому в нормах, впредь до более полного изучения проблемы, принята достаточно осторожные рекомендации.
Целью настоящей работы является разработка инженерного метода оценки прочности и деформатианости сиатых бетонных и железобетонных (элементов при произвольной режиме статического нагружения.
Автор защищает:
" предложения по аналитическому описание функций технической ползучести, позволяющих с единых позиций определять деформации центрально сжатых бетонных и железобетонных элементов в широком диапазоне изменения уровня и длительности загружения, "включая область быстронатекающей и длительной ползучести;
- метод определения деформаций сжатых бетонных и железо
бетонных алемвнтов при произвольном эагружении на основе ис
пользования предложенных функций в сочетании с методом транс
формированного времени нагрукения *tV , разработанного
И. И. Карпенко;
- способ к единый алгоритм расчета длительной и кратко
временной Несущей СПОСОбнаСТИ ЦаНТр&ЛЬНО СЖ&ТЦХ ЙЛііИЄНТОВ,
разработанный на основе сформулированного деформационного критерия предельного состояния сжатого бетона, учитывавши сложный характер взаимодействия процессов упрочнения и разупрочнения бетона при произвольном режиме загружения;
- выводы по результатам обсчета выполненных ранее и соб
ственных экспериментов автора на центрально сжатых бетонных н
железобетонных элементах с обычной и высокопрочной арматурой
при различной истории загружения. многочисленные примеры рас
чета, иллюстрирующие возможности предлагаемого подхода для ре-
вения различных прикладных задач по оценке напряженно-деформи
рованного состояния элементов - построения диаграмм ( -
бетона, учета упрочнения колонн под нагрузкой в процессе возве
дения многоэтажных зданий и т.п.
Научную новизну работы составляет:
- предложения по аналитическому описанию функций учета
скорости и нелинейности деформаций ползучести в рамках технической теории;
предложения по использованию метода трансформированного временя нагружения для определения как длительных, так и кратковременных деформаций бетона в сочотянин с разработанными функциями, ползучести при произвольной режиме загруяення, представленной в ступенчатом виде;
упрощенный способ учета частичной обратимости деформаций нелинейной ползучести применительно к расчету деформаций способом TV ;
деформационный критерий предельного состояния скатого бетонного и железобетонного элемента и способ учета развития во времени эффектов упрочнения и разупрочнения бетона;
рекомендации по вычисления параметров опорных точек на "стандартной" диаграмме G% ~ - . бетона;
выявленные' закономерности влияния длительного обжаткя различного уровня и режима изменения на конечную прочность бетонных и железобетонных образцов различных параметров.
Достоверность полученных выводов подтверждается результатами сопоставления расчетов по предлагаемой кз-тодике с большим числом известных по литературе опытных данных, полученных в странах СИГ и за их рубежом в широком диапазона изменения параметров экспериментов, а'также опытами автора.
Практическое -значение работы состоит в том, что выявленные особенности поведения Сетона- и железобетона при различной истории загружения и предложенный подход к оценке деформаций и прочности сжатых железобетонных 'элементов с обычной и высокопрочной арматурой позволяет достоверно оценивать их напряженно-деформированное состояние под нагрузкой и выявлять в ряде случаев зкачительшз резервы прочности при известной истории длительного дефоршрования.
Апробация работы. Результаты работы доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава БГІІА'(I989-I99I гг. ), университетах "Тиарин" (г. Латакия) и "Возрождение" (г. Хомс, Сирия, 1990 г.), а также па УІ национальном конгрессе по теоретической и прикладной механике (Варна, 1939 г.).
Публикации. Ш теме диссертации опубликована одна статья.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из ИЗ наименований, изложена на 196 стр, машинописного текста и включает 10 таблиц и 65 рисунков.