Введение к работе
з
Актуальность темы. Повышение эффективности капитального строительства может быть достигнуто за счет дальнейшего совершенствования бетонов и железобетонных конструкций на их основе, снижения материалоемкости конструкций, применения для их производства высокопрочных материалов.
Важное значение в этой связи приобретает разработка технологии изготовления высокопрочных бетонов на материалах Судана с изменением очередности загрузки бетоносмесителя, использованием различных суперпластификаторов.
Актуальной задачей является экспериментальное изучение свойств высокопрочных бетонов, полученных на материалах Судана по традиционной и по предложенной технологии. При этом следует учесть влияние высокопрочной арматуры на диаграмму деформирования бетона. Требуют уточнения и корректировки нормативные методики расчета прочности,, деформативности и трещиностойкости внецентренно сжатых железобетонных элементов с высокопрочной арматурой.
В последние годы активно развиваются методы расчета железобетонных конструкций с учетом полных с нисходящими ветвями диаграмм деформирования материалов. Необходимо проверить и откорректировать методы расчета прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных элементов с учетом трансформированных диафамм деформирования бетона и фактических диафамм деформирования стали.
Следует уделить внимание и приближенным методам расчета прочности и трещиностойкости железобетонных стоек, учитывающим трансформированные диафаммы деформирования бетона.
Исследованию этих и других малоизученных вопросов посвящена настоящая диссертационная работа. Решение поставленных в ней задач имеет существенное значение для рационального и надежного проектирования сжатых железобетонных элементов из высокопрочных материалов.
Цель диссертационной работы - разработка технологии изготовления высокопрочных бетонов на материалах Судана и рекомендаций по проектированию железобетонных консфукций на их основе.
Автор защищает:
результаты оценки эффективности сочетания различных суперпластификаторов с суданским цементом и выбор рекомендованного
суперпластификатора melment F 10;
- результаты исследований технических свойств суданского цемента;
установленную возможность использования пыли в качестве расширяющей
добавки, что снижает влажностную усадку цементного камня и исключает
контракционную усадку;
технологию изготовления высокопрочных бетонов на гравии с повышенным содержанием пылевидных частиц, заключающуюся в изменении очередности загрузки бетоносмесителя;
результаты исследований свойств бетона на материалах Судана, полученного по традиционной и предложенной технологии;
рекомендации по расчету прочности железобетонных элементов с высокопрочной ненапрягаемой арматурой, основанные на использовании перераспределения усилий с бетона на арматуру в конце нисходящего участка диаграммы деформирования;
предложения по усовершенствованию расчета прочности железобетонных элементов с учетом действительного напряженно-деформированного состояния элемента при разрушении, фактических напряжений в арматуре растянутой и сжатой зон;
- усовершенствованный метод расчета прочности и трещиностойкости
железобетонных стоек с использованием дважды трансформированных
диаграмм деформирования бетона в зависимости от градиента деформаций и
влияния преднапряжения;
- приближенные методы расчета прочности и трещиностойкости
железобетонных стоек с учетом зависимостей максимально реализованных
деформаций сжатия и растяжения бетона от основных факторов и
фактические диаграммы деформирования стали.
Научная новизна работы:
на основе оценки эффективности сочетания различных суперпластификаторов с суданским цементом по критериям водопонижающего эффекта, гидрационной активности цемента в присутствии суперпластификатора, влияния последнего на усадочные деформации рекомендован суперпластификатор melment F 10;
- изучены технические свойства суданского цемента, выявлена высокая
влажностная усадка и склонность к раннему трещинообразованию;
установлена возможность применения пыли в качестве расширяющей
добавки, что позволило исключить контракционную усадку и снизить
влажностную усадку цементного камня;
предложена технология изготовления высокопрочных бетонов на гравии с повышенным содержанием пылевидных частиц посредством изменения очередности загрузки бетоносмесителя, произведена ее экспериментальная проверка;
изучены свойства бетонов, полученных на материалах Судана по традиционной и по предложенной технологии;
- даны рекомендации по совершенствованию расчета прочности
железобетонных элементов с учетом фактического напряженно-
деформированного состояния элементов при разрушении, фактических
напряжений в арматуре растянутой и сжатой зон, влияния преднапряжения
на свойства материалов;
- даны предложения по расчету прочности железобетонных элементов с высокопрочной ненапрягаемой арматурой, которые основаны на перераспределении усилий с бетона на арматуру в конце нисходящего участка диаграммы деформирования;
предложен метод расчета прочности и трещиностойкости железобетонных стоек на основе дважды трансформированных диаграмм деформирования бетона в зависимости от градиента деформаций и влияния преднапряжения и фактических диаграмм деформирования высокопрочной стали;
- даны приближенные методы расчета прочности и трещиностойкости
железобетонных конструкций с учетом зависимостей максимальных
реализованных деформаций сжатия и растяжения бетона от основных
факторов и фактических диаграмм деформирования высокопрочных сталей.
Достоверность разработанных рекомендаций и предложений по технологии изготовления и проектирования железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов подтверждается результатами собственных экспериментов, а также обработкой опытных данных различных авторов.
Практическое значение и внедрение результатов работы
Разработаны практические рекомендации по технологии изготовления высокопрочных бетонов на материалах Судана с испольованием гравия с повышенным содержанием пылевидных частиц в качестве расширяющей добавки.
Даны рекомендации по рациональному проектированию железобетонных колонн с учетом трансформированных диаграмм деформирования бетона и влияния преднапряжения на свойства материалов.
Разработанные рекомендации приняты для использования фирмой
REAL ESTATE DEVELOPMENT CO.LTD. и фирмой Danfodio for Engineering Works and Investment CO.LTD.
Результаты исследований автора внедрены в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете — они включены в программу специального курса для студентов строительных специальностей.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных статьях.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Ростовского государственного строительного университета в 2002-2006 гг.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основные выводов, списка литературы из 116 наименований и приложения. Они содержат 110 страниц машинописного текста, 28 таблиц и 29 рисунков.
