Введение к работе
Актуальность исследований. Современные нормы проектирования бетонных и железобетонных конструкций СНиП 2.03.01-84* предусматривают в качестве одного из основных расчетных требований обеспечение конструкций от разрушения под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды, в частности, действия переменного замораживания и оттаивания.
Практическая реализация этого фундаментального требования норм сведена к корректирующим процедурам по выбору бетонов соответствующей морозостойкости, снижению расчетных сопротивлений, ограничению напряжений в бетоне и др. Недостаточность подобного подхода неоднократно отмечалась авторами норм и многочисленными исследователями, и всегда рассматривалась в качестве первого приближения, требующего уточнения по мере накопления экспериментальных научных данных (Комплексная программа 04.04.СД 1в Госстроя СССР).
Необходимость уточнения подтверждает и опыт эксплуатации бетонных и железобетонных сооружений в суровых климатических условиях, однозначно свидетельствующий о существенной разнице нормируемого и фактического сроков службы конструкций. Следствием недостаточного учета особенностей работы железобетонных конструкций в условиях воздействия низких климатических температур, являются значительные затраты на их восстановление и поддержание технического состояния.
Цель диссертационной работы;
- выявить особенности изменения несущей способности изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям при совместном воздействии нагрузки и отрицательных температур;
- разработать предложения, позволяющие на стадии проектирования бо
лее адекватно прогнозировать последствия деструктивных низкотемпературных
воздействий.
Научную новизну работы составляют:
экспериментальные данные о трансформации видов разрушения и изменении прочности железобетонных элементов по наклонным сечениям в результате воздействия переменных отрицательных температур и увлажнения;
представления о существенном влиянии ряда факторов, таких как прочность бетона, армирование, сцепление бетона с арматурой, относительная длина зоны действия поперечных сил и уровень нагружения на процессы исчерпания работоспособности железобетонных элементов в условиях неблагоприятного воздействия переменных отрицательных температур;
разработанные практические предложения по расчету изгибаемых железобетонных элементов на действие поперечных сил при эксплуатации в условиях неблагоприятного влияния переменных отрицательных температур и влажности.
На защиту выносятся:
результаты комплексных экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов в условиях воздействия переменных отрицательных температур и влажности;
новые экспериментальные данные о характере разрушения и исчерпании прочности железобетонных элементов, подвергавшихся воздействию переменных отрицательных температур в воздушно-сухом и водонасыщенном состоянии;
- предложения по учету влияния переменных отрицательных температу
ры и влажности при проектировании железобетонных элементов на действие
изгибающих моментов и поперечных сил.
Практическая полезность работы. В результате проведенных исследований установлены особенности сопротивления изгибаемых железобетонных элементов действию поперечных сил в условиях воздействия низких темпера-
тур и влажности, которые проявляются в первую очередь в снижении несущей способности элементов по наклонным сечениям. Разработаны практические предложения по учету влияния низких температур и влажности при проектировании железобетонных конструкций на действие изгибающих моментов и поперечных сил, что обеспечивает повышение надежности и необходимой долговечности конструкций, эксплуатируемых в суровых климатических условиях.
Внедрение результатов. Результаты проведенных исследований, были приняты Центральной лабораторией коррозии НИИЖБ Госстроя СССР для использования при разработке новой редакции СНиП 02.03.01-84*, руководств по проектированию конструкций в суровых климатических условиях и внесения в дополнения к "Рекомендациям по расчету железобетонных свайных фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, с учетом температурных и влажно-стных воздействий",
Рекомендации на основе выполненных исследований были использованы при реконструкции элементов открытых технологических сооружений химических производств на Усольском объединении "Химпром". Экономический эффект от внедрения разработок за счет увеличения долговечности элементов и сокращения затрат на ремонтно-восстановительные работы при реконструкции составил 164 тыс. рублей (в ценах до 1984 г.).
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Защита металлических и железобетонных строительных конструкций от коррозии" (г. Донецк, сентябрь 1978г.), первом координационном совещании "Исследование долговечности железобетонных конструкций при действии стрицательных температур" (г. Москва, апрель 1980 г.) и конференциях профессорско-преподавательского состава Иркутского государственного технического университета (1983-1999 гг.). По материалам диссертационной работы опубликовано десять статей.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, спшска литературы из 118 наименований и приложения. Общий объем работы 123 страницы машинописного текста, 14 таблиц и 42 рисунка.
Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете и Научно-исследовательском институте бетона и железобетона Госстроя СССР под руководством доктора технических наук, профессора Б.И. Пинуса и
при консультации доктора технических наук JE.A. Гузеева] и доктора технических наук А.С. Залесова.