Прогнозирование и повышение долговечности армированных оболочечных конструкций : применительно к водопропускным и канализационным трубам

Прогнозирование и повышение долговечности армированных оболочечных конструкций : применительно к водопропускным и канализационным трубам

Автор: Калиновский, Михаил Иванович

Шифр специальности: 05.23.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Саратов

Количество страниц: 254 с. ил.

Артикул: 4929044

Автор: Калиновский, Михаил Иванович

Стоимость: 250 руб.

Прогнозирование и повышение долговечности армированных оболочечных конструкций : применительно к водопропускным и канализационным трубам  Прогнозирование и повышение долговечности армированных оболочечных конструкций : применительно к водопропускным и канализационным трубам 

ВВЕДЕНИЕ.
1. ВОДОПРОПУСКНЫЕ И КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ ТРУБЫ, КОНСТРУКЦИЯ, УСЛОВИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПОВРЕЖДЕНИЯ
1.1. Конструкции, армирование и особенности расчета железобетонных водопропускных и канализационных груб
1.1.1. Конструкция и армирование круглых и прямоугольных железобетонных труб.
1.1.2. Особенности и недостатки расчета железобетонных водопропускных и канализационных труб.
1.2. Повреждения железобетонных водопропускных и канализационных труб и влияющие на них факторы
1.2.1. Дефекты и повреждения железобетонных труб в процессе эксплуатации
1.2.2. Воздействие агрессивных сред на железобетонные водопропускные и канализационные трубы
1.3. Влияние карбонизации и хлоридной коррозии на железобетонные конструкции водопропускных и
канализационных труб
1.3.1. Карбонизация и ее влияние на железобетон.
1.3.2. Хлоридная коррозия и ее влияние на железобетон.
1.3.3. Совместное влияние карбонизации и хлоридной коррозии на эселезобетонные элементы.
1.4. Требования существующих нормативных документов по обеспечению долговечности железобетонных конструкций
1.5. Анализ проведенных исследований и формулировка задач для решения.
Выводы но 1 главе.
Приложение 1 к Главе 1. Каталог повреждений и дефектов железобетонных водопропускных труб
Приложение 2 к Главе 1. Данные о требованиях к долговечности железобетонных конструкций и параметрам их защиты Приложение 3 к Главе 1. Рисунки к Главе
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ВОДОПРОПУСКНЫХ И КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ТРУБ С УЧЕТОМ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КАРБОНИЗАЦИИ И
ХЛОРИДНОЙ КОРРОЗИИ
2Л. Существующие подходы и методики расчета конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.
2.2. Экспериментальные исследован и я железобетонных и фибробетонных конструкций труб с учетом реальных воздействий
2.2.1. Экспериментальное исследование поведения секции железобетонной прямоугольной канализационной трубы в агрессивной среде
2.3. Построение и идентификация моделей деформирования железобетона с учетом совместного действия нагрузки, карбонизации и хлоридной коррозии
2.3.1. Особенности феноменологического подхода к построению моделей поведения конструкций, подвергающихся действию
агрессивных сред.
2.3.2. Построение модели процесса карбонизации бетона
2.3.3. Построение модели деградации механических свойств бетона вследствие карбонизации
2.3.4. Построение модели проникания хлоридсодержащей среды в железобетонные конструкции
2.3.5. Построение модели деградации механических свойств бетона, вызванной воздействием хлоридсодержащей среды
2.3.6. Построение модели деградации механических свойств бетона в условиях совместного воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации
2.3.7. Построение математических моделей деградации арматуры при воздействии карбонизации и хлоридсодержащих сред
2.3.7.1. Моделирование диафаммы деформирования арматуры.
2.3.7.2. Моделирование коррозионного износа арматуры
2.3.7.3. Учет влияния концентрации хлоридсодержащей среды
на кинетику коррозионного износа арматуры.
2.4. Модель деформирования железобетона, находящегося в условиях плоского напряженного состояния при совместном воздействии хлоридсодержащей среды и карбонизации.
2.5. Построение модели деформирования железобетонной трубы при действии на нее произвольной нагрузки с учетом совместного воздействия карбонизации и хлоридной коррозии
2.5.1. Модель конструктивного элемента
2.5.2. Модель нагружения
2.5.3. Модель деформирования материала оболочки, находящейся в плоском напряженном состоянии и подвергающейся воздействию карбонизации и хлоридсодержащей среды
2.5.4. Модель воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации на бетон.
2.5.5. Модель воздействия хлоридсодержащей среды и карбонизации на арматуру
2.5.6. Физические соотношения для усилий и деформаций, возникающих в цилиндрической железобетонной трубе
2.5.7. Разрешающие уравнения цилиндрической оболочки водопропускной или канализационной трубы при действии на нее произвольной нагрузки, карбонизации и хлоридной среды
2.6. Полубезмомснтная теория деформирования железобетонной оболочки канализационной трубы, подвергающейся совместному действию нагрузки, карбонизации и
хлоридсодержащей среды
2.6.1. Модель конструктивного элемента.
2.6.2. Модель нагружения канализационной трубы.
2.6.3. Модель деформирования материала оболочки, находящейся в плоском напряженном состоянии и подвергающейся воздействию карбонизации и хлоридсодержащей среды
2.6.4. Модель воздействия карбонизации и хлоридсодержащей среды
2.6.5. Физические соотношения для усилий и деформаций, возникающих в оболочке железобетонной канализационной трубы
2.6.6. Разрешающее уравнение оболочки по полубезмоментной теории В. 3. Власова.
2.7. Модель деформирования прямоугольной железобетонной трубы, подвергающейся карбонизации и хлоридной коррозии.
2.7.1. Построение расчетной схемы сборной железобетонной трубы.
2.7.2. Уравнение деформирования пластинчатого конструктивного элемента.
2.7.3. Физические соотношения для усилий и деформаций, возникающих в пластинчатых элементах короба трубы
2.7.4. Модель воздействия карбонизации и хлоридсодероюащей
среды на железобетон
2.7.5. Модель деформирования железобетонных пластинчатых
элементов железобетонной коробчатой трубы.
Выводы по 2 главе
Приложение 1 к Главе 2. Обзор моделей, описывающих процесс карбонизации
Приложение 2 к Главе 2. Сводка зависимостей, используемых для аппроксимации диаграмм деформирования бетона Приложение 3 к Главе 2. Сводка моделей коррозионного износа Приложение 4 к Главе 2. Рисунки к Главе
3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ С УЧЕТОМ
ДЕЙСТВИЯ ХЛОРИДОВ И КАРБОНИЗАЦИИ
3.1. Прогнозирование кинетики изменения и характера
распределения агрессивной среды в круглой железобетонной
трубе.
3.2. Прогнозирование кинетики изменения и характера
распределения хлоридсодержащей среды в прямоугольной
железобетонной трубе
3.3. Прогнозирование напряженно деформированного состояния коробчатой железобетонной грубы с учетом действия хлоридсодержащей среды
3.3.1. Модель деформирования коробчатой железобетонной трубы в хлоридсодероюащей среде.
3.3.2. Результаты расчета напряженно деформированного состояния коробчатой железобетонной трубы с учетом действия хлоридсодержащей среды.
3.4. Прогнозирование напряженно деформированного состояния и долговечности железобетонной распорки прямоугольной грубы с учетом воздействия хлоридсодержащен среды и карбонизации
3.4.1. Основные уравнения, описывающие деформирование армированной распорки с учетом воздействия агрессивных сред
3.4.2. Методология расчета железобетонной пластины при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации
3.4.3. Результаты расчета .железобетонной пластины при действии нагрузки, хлоридной коррозии и карбонизации
Выводы но 3 главе
Приложение I к Главе 3.Анализ напряженнодеформированного состояния стенки и днища прямоугольной железобетонной трубы, подвергающейся совместному действию нагрузки и хлоридсодержащей среды Приложение 2 к Главе 3. Рисунки к Главе
4. ПРИМЕНЕНИЕ ФИБРОБЕТОНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВОДОПРОПУСКНЫХ И
КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ТРУБ.
4.1. Пути повышения долговечности железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных эксплуатационных сред.
4.2. Применение фибробетона в строительстве.
4.3. Экспериментальные исследования фибробетона.
4.3.1. Эксперименты автора по испытанию фибробетона на осевое сжатие.
4.4. Моделирование поведения фибробетона в условиях плоского напряженного состояния с использованием модели нелинейного разномодульного материала.
4.5. Учет влияния агрессивной среды при моделировании поведения фибробетона в условиях плоского напряженного состояния.
4.6. Применение полубезмоментной теории В.З.Власова к расчету круглых фибробетонных труб
4.7. Моделирование несущей способности прямоугольной фибробетонной трубы.
4.7.1. Уравнения деформирования фибробетонной трубы.
4.7.2. Алгоритм расчета фибробетонной пластины на упругом основании
4.7.3. Проверка правильности расчета пластины на упругом основании
4.7.4. Результаты расчета напряженного деформированного состояния прямоугольной фибробетонной пластины с учетом одновременного воздействия нагрузки и агрессивной среды
Выводы по 4 главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В порах и капиллярах бетона трубы происходит накопление малорастворимых солей, которые кристаллизуются и оказывают давление на стенки пор и пустот, приводя к разрушению структурных элементов бетона особенно активно этот процесс идет при действии вод, содержащих сульфаты. Находящиеся в фунтах и фунтовых водах легкорастворимые соли хлориды и сульфаты повышают коррозионную афессивность фунта и стимулируют развитие коррозионных процессов. При недостаточной стойкости бетона к афессивному воздействию грунта и грунтовых вод, а также при недостаточной его плотности, вода, проникая сквозь капилляры, поры и трещины, вызывает вышеуказанные виды коррозии бетона, нарушая его структуру. При этом воздействие содержащихся в насыпи фунтовых вод на арматуру может вызвать ускоренное разрушение железобетона в результате одновременного коррозионного поражения и арматуры и окружающего бетона. Внутренняя поверхность железобетонных водопропускных труб также подвергается воздействию коррозии, источниками возникновения и развития которой являются влажность воздуха внутри трубы, фунтовые воды, просачивающиеся через нарушения гидроизоляции и стыки звеньев трубы, вода, протекающая по трубе и вызывающая газовое и биологическое воздействие на звенья фубы. Результаты обследований показывают, что коррозия арматуры в железобетонных консфукциях труб протекает в результате карбонизации защитного слоя и проникания хлоридов из фунта в бетон стенок труб. В карбонизированном бетоне в связи с понижением водородного показателя коррозионная защита перестает действовать, как только фронт карбонизации достигает арматурной стали. Поэтому карбонизация является одной из причин, вызывающих преждевременный износ конструкций изза коррозии арматуры. Изза попадания противогололедных материалов в воду, отводимую с насыпи, конструктивные элементы железобетонных водопропускных труб могут насыщаться хлоридами, при превышении критического содержания которых возможно появление и развитие хлоридной коррозии арматуры. Так как толщина защитного слоя в стенках железобетонных водопропускных труб незначительна до мм, то появление такой коррозии более чем вероятно. Мало того, при совместном действии карбонизации и хлоридов критическая величина концентрации хлоридов снижается практически в два раза, что приводит к уменьшению инкубационного периода, в течение которого критическая концентрация хлоридов достигает мест расположения арматуры. В результате коррозии арматуры образуются продукты коррозии, объем которых в несколько раз превышает объем ирокорродировавшего металла. Давление этих продуктов коррозии приводит к отслоению защитного слоя от арматуры, к образованию в железобетонных элементах трещин, ориентированных вдоль арматуры, что, в свою очередь, интенсифицирует проникание агрессивной среды в конструктивные элементы. На поврежденных участках железобетонных элементов имеет место интенсивная коррозия арматурных стержней, приводящая к уменьшению их рабочего сечения. Анализ материалов обследований, приведенных в отчетах и различных публикациях, показывает, что в настоящее время практически не обеспечивается долговечность водопропускных труб, соизмеримая с требуемой долговечностью автомобильных дорог, под которыми они проложены и требуемая долговечность канализационных труб. Для того, чтобы обеспечить большую долговечность железобетонных труб, ремонт которых в случае сильного коррозионного повреждения весьма трудоемок и дорог, в дополнение к традиционным методам конструирования должны разрабатываться технические решения, повышающие защиту конструкций водопропускных труб от коррозионного воздействия, в том числе изготовление железобетонных звеньев труб с использованием фибробетона, обеспечивающего повышенную трещиностойкость и водонепроницаемость. Для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации железобетонных труб в течение запроектированного срока должен быть организован прочностной мониторинг этих труб, под которым понимается контроль и управление состоянием этих конструкций с учетом всех факторов, влияющих на их поведение .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.211, запросов: 241