Раскрытие трещин в железобетонных элементах с учётом сопротивления бетона их развитию

• Автор: Иваненко, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Сочи
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение
Расчёт образования, раскрытия трещин и кривизны изгибаемых железобетонных элементов. Состояние вопроса и постановка задачи исследования
Обзор исследований в области деформативности и трещииостойкости бетона
Расчётная модель сечения и расчётная модель блока Цель и задачи исследования
Влияние предельной растяжимости бетона и коэффициента армирования на усилия трещинообразования в изгибаемых железобетонных элементах Расчётные диаграммы состояния бетона и арматуры
Напряжённо-деформированное состояние неармированного бетона в
стадии трещинообразования при деформировании бетона по жесткопластической схеме
Напряжённо-деформированное состояние неармированного бетона в
стадии трещинообразования при деформировании растянутого бетона по упругопластической схеме
Напряжённо-деформированное состояние неармированного бетона в
стадии трещинообразования при линейно упругом деформировании бетона с образованием в растянутом бетоне зоны предразрушения Сопоставление данных расчётов по разным расчётным схемам Напряжённо-деформированное состояние неармированного бетона в
стадии трещинообразования стержневых элементов таврового сечения Нейтральная ось проходит в ребре
Нейтральная ось проходит в полке, а граница неупругого деформирования в ребре
Нейтральная ось и граница неупругого деформирования проходят в полке Напряжённо-деформированное состояние железобетонных изгибаемых элементов в стадии трещинообразования
Напряжённо-деформированное состояние железобетонных изгибаемых

элементов в стадии трещинообразования при упругом деформировании сжатой и растянутой зон бетона с образованием в растянутом бетоне зоны предразрушения
Напряжённо-деформированное состояние железобетонных изгибаемых элементов таврового сечения в стадии трещинообразования при положении нейтральной оси в ребре
Сравнительный анализ результатов расчетов и опытных данных Выводы по главе
Напряжённо-деформированное состояние изгибаемых железобетонных элементов после образования трещин Расчетная модель
Анализ стадии эксплуатации и разрушения нормального сечения изгибаемого железобетонного элемента Выводы по главе
Определение расстояний между нормальными трещинами, ширины их раскрытия и кривизны при изгибе железобетонных элементов Постановка задачи
Линии влияния для напряжений в середине растянутой грани прямоугольного блока
Линии влияния для перемещений точек торцовых граней блока Определение расстояния между трещинами в блочной расчётной модели Определение ширины раскрытия трещин
Определение кривизны изгибаемых железобетонных элементов
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность проблемы. Бетон, как всякий камень, обладает малой растяжимостью. В железобетонных конструкциях это приводит к появлению трещин в растянутых зонах при относительно низких напряжениях в арматуре. Наличие трещин само но себе не представляет препятствий для эксплуатации конструкции, если их раскрытие не превышает определённой величины, зависящей от вида применённой арматуры и условий внешней среды. Так, установлено (С.Н. Панарин [72], Г.С. Родов [82], С.II. Алексеев и др. [23]), что при давлении воды в 6 кгс/см2 (-0,6МПа) трещины с раскрытием до 0,01-0,02 лш практически не проницаемы. Раскрытие трещин до 0,3 мм не снижает эксплуатационных качеств железобетонных конструкций со стержневой арматурой из мягких сталей в течение всего проектного срока службы сооружения. К конструкциям с высокопрочной стержневой или проволочной арматурой предъявляются более жёсткие требования по ширине раскрытия трещин, но, тем не менее, они допустимы, за исключением небольшого класса конструкций, где трещины недопустимы по технологическим требованиям.
Знание усилий трещинообразовапия, важно для конструкций, в которых трещины не допускаются, поскольку эти усилия служат ограничителями для внешних усилий и воздействий. Но знание этих усилий валено и для конструкций, эксплуатация которых с трещинами возможна, поскольку эти усилия определяют переход напряжённо-деформированного состояния конструкции в качественно другую стадию.
Исследованию тр е щи н о с го й кости псармированных и армированных бетонов посвящены многие работы, результаты которых в той или иной мере отражены в известных монографиях Н.И. Карпенко [33], М.М. Холмянского [93], В.М. Бондаренко и В.И. Колчунова [13], в статьях периодических научных изданий, частично вошедших в список литературы, использованной при выполнении данной диссертационной работы. Обобщением этих результатов являются соответствующие положения норм проектирования бетонных и железобетонных конструкций [86], [88], [89].
Однако, несмотря на достижения в этом вопросе, имеются значительные расхождения между теоретическими и опытными данными. Опыты показывают, что экспериментальные значения усилий трещинообразовапия в изгибаемых железобетонных конструкциях отличаются от расчётных значений заметно больше, чем экспериментальные и расчётные при разрушении. Кроме того, разности между экспериментальными и расчётными усилиями трещинообразовапия бывают как положительными, так и отрицательными. Причиной этих расхождений могут быть разные

2.6 Напряжённо-деформированное состояние неармированного бетона в стадии трсщинообразования стержневых элементов таврового сечения
Элементы, отличные от прямоугольного сечения, имеют громоздкие выражения для вычисления параметров напряжённо-деформированного состояния. На примере стержня таврового сечения рассмотрим вывод расчётных соотношений. Выбор тавра обусловлен тем, что после прямоугольного сечения тавровые сечения встречаются чаще других, либо к ним приводятся сечения других форм. Ограничимся случаем линейно-упругого деформирования сжатого бетона и упруго-пластического деформирования растянутого, поскольку из предыдущего анализа видно, что эти решения являются промежуточными между двумя другим решениями.
В данной задаче возможны следующие варианты:
1. нейтральная ось проходит в ребре;
2. нейтральная ось проходит в полке, а граница неупругого деформирования в ребре;
3. нейтральная ось и граница неупругого деформирования в ребре проходят в полке.
Последовательно рассмотрим эти задачи
2.6.1. Нейтральная ось проходит в ребре
На рисунке 2.8 приведена расчётная схема задачи

А I_ ___/
Рисунок 2.8 — Расчётная схема трещинообразования в балке таврового поперечного сечения при положении нейтральной оси в ребре