Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время арматурный прокат класса А500 завоевал широкое применение как за рубежом, так и в нашей стране. В России этот арматурный прокат выпускают с двумя основными видами периодического профиля - с кольцевым по ГОСТ 5781-82 и двухсторонним серповидным по ГОСТ Р 52544-2006 (рис. 1).
Широкое распространение в России арматуры с серповидным двухсторонним профилем, в частности - по СТО АСЧМ 7-93 и техническим условиям, потребовало пересмотра требований к анкеровке и соединениям внахлестку в сторону их ужесточения.
В России сложилась ситуация, когда производится арматура одного класса А500 или А400, но разного профиля, либо одного профиля, но разных классов прочности (А500; А400). По этой причине и строители, и проектировщики зачастую отказываются от использования преимуществ высокоэффективной арматуры класса А500, опасаясь пересортицы в цехах и на стройплощадках.
Изложенные обстоятельства существенно сдерживают эффективное применение в строительстве арматуры класса А500.
Для устранения указанных недостатков в НИИЖБ им. А.А. Гвоздева была разработана новая конфигурация профиля для арматуры класса А500, который назван четырехсторонним серповидным профилем. Арматура с этим профилем получила обозначение А500СП.
С целью оценки эффективности применения в железобетонных конструкциях арматуры класса А500СП потребовалось провести экспериментальные исследования влияния нового периодического профиля на механические свойства, выносливость и коррозионную стойкость арматуры, на сцепление ее с бетоном, а также на прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов.
Целью диссертационной работы является экспериментальное обоснование возможности повышения эксплуатационной надежности и снижения металлоемкости железобетонных конструкций в результате применения арматуры класса А500, в том числе с эффективным периодическим профилем (А500СП).
Научную новизну составляют:
результаты экспериментальных исследований механических свойств термомеханически упрочненной арматуры класса А500СП;
рекомендации по уточнению расчетного значения сопротивления арматуры класса А500СП растяжению для предельных состояний первой группы;
методики и результаты экспериментальных исследований сцепления с бетоном арматуры диаметром 12, 16 и 25 мм класса А500, имеющей двухсторонний серповидный, кольцевой и четырехсторонний серповидный периодические профили с разной относительной площадью смятия поперечных ребер (ґя), в том числе в условиях значительных пластических деформаций металла;
рекомендации по уточнению расчета анкеровки в бетоне арматурных стержней с четырехсторонним серповидным периодическим профилем;
-экспериментальные данные о влиянии вида периодического профиля арматуры класса А500 на прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов.
Практическая значимость полученных результатов. В результате проведенных исследований показана возможность расширения областей и объемов эффективного использования в строительстве арматуры класса прочности 500 Н/мм за счет усовершенствования конфигурации периодического профиля ее поверхности.
Выполненные исследования позволили оценить механические свойства термомеханически упрочненной арматуры класса А500СП и на основании
статистической обработки полученных результатов обосновать возможность увеличения расчетного значения сопротивления растяжению этой арматуры для предельных состояний первой группы до 450 Н/мм , что позволяет снизить металлоемкость железобетонных конструкций.
Экспериментально обоснованные рекомендации по уточнению расчета базовой длины анкеровки в бетоне арматуры класса А500СП способствуют ее эффективному внедрению в практику строительства. Предлагаемые конструктивные решения армирования опорных зон изгибаемых железобетонных элементов способствуют повышению эксплуатационной надежности железобетонных конструкций, в том числе при сейсмических воздействиях.
Результаты работы использованы при разработке СТО 36554501-005-2006* «Применение арматуры класса А500СП в железобетонных конструкциях» и СТО 36554501-016-2009 «Строительство в сейсмических районах. Нормы проектировании зданий», а также учтены при составлении пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (И.Н. Тихонов, Москва, 2007г.)
С начала освоения в 2006 г. по настоящее время Западно-Сибирским металлургическим комбинатом (ОАО ЗСМК) было поставлено строителям более 500 тысяч тонн арматурного проката класса А500СП.
Достоверность результатов исследований обусловлена проведением экспериментов в соответствии с методическими требованиями соответствующих государственных стандартов и рекомендациями НИИЖБ.
На защиту выносятся:
результаты и анализ экспериментальных исследований механических свойств термомеханически упрочненной арматуры класса А500СП;
рекомендации по уточнению расчетного значения сопротивления арматуры класса А500СП растяжению для предельных состояний первой группы;
- результаты и анализ экспериментальных исследований сцепления с бетоном арматуры диаметром 12, 16 и 25 мм класса А500 серповидного двухстороннего, кольцевого и серповидного четырехстороннего периодических профилей с разной относительной площадью смятия поперечных ребер (ґя), в том числе в условиях значительных пластических деформаций металла;
рекомендации по уточнению расчета анкеровки в бетоне ненапрягаемых арматурных стержней с серповидным четырехсторонним периодическим профилем и конструктивные решения армирования опорных зон изгибаемых железобетонных элементов.
-экспериментальные данные о влиянии вида периодического профиля на прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов и предложения по их учету при проектировании.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах:
- II Всероссийская (Международная) конференция по бетону и
железобетону «Бетон и железобетон - пути развития», г. Москва, 2005г.
- Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых
«Строительные конструкции-2007», г. Москва, МГСУ, 2007г.
Публикации. Основные результаты работы изложены в 6 научных статьях, в т.ч. в 3 статьях, опубликованных в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основной части, общих выводов, списка использованной литературы из 85 наименований. Работа изложена на 217 страницах, содержит 27 таблиц, 81 рисунок и 2 приложения.
