Напряженно-деформированное состояние и прочность фиброжелезобетонных элементов круглого сечения при поперечном изгибе

• Автор: Хегай, Максим Олегович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Фибробетон

1.1.1 Краткие исторические сведения

1.1.2. Прочностные свойства фибробетона

1.2. Напряженно-деформированное состояние и прочность при поперечном изгибе железобетонных конструкций

1.2.1 Особенности трещинообразования по наклонному сечению

1.2.2 Механизм разрушения по наклонному сечению

1.2.3 Краткие исторические сведения расчета прочности по наклонному сечению железобетонных элементов

1.2.4 Двухблочная схема расчета по наклонному сечению

1.2.5 Силы зацепления по берегам наклонной трещины
1.2.6 Зарубежные методы расчета по наклонному сечению
1.3. Совместное действие продольных и поперечных сил
1.4. Вопросы прочности железобетонного элемента круглого сечения на
действие поперечной силы
1.5 Выводы и направление дальнейших исследований
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ФИБРОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ
2. 1. Компьютерное моделирование балки круглого сечения
2. 2. Расчет прочности фиброжелезобетонных элементов круглого сечения от действия поперечных сил
2.2.1 Основные положения расчета по прочности
2.2.2 Определение усилий в фибробетоне
2.2.3. Определение усилий в продольной арматуре
2.2.4 Усилия в поперечной арматуре
2.2.5 Силы зацепления
2.3 Выводы по 2-й главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ИЗГИБЕ
ЗЛ. Физико-механические характеристики материалов
3 Л Л Проведение испытаний
ЗЛ.2 Разрушение образцов
3.2 . Экспериментальные исследования прочности фибробетона при действии среза
3.2.1 Выбор схемы для предварительных испытаний на срез
3.2. 2 Технология изготовления опытных образцов для испытаний на срез
3.2. 3. Характер разрушения и результаты испытания образцов при действии среза
3.3. Экспериментальные исследования фиброжелезобетонных элементов круглого сечения при поперечном изгибе
3.3.1 Технология изготовления опытных образцов (круглого сечения).
3.3.2. Подготовка образцов к испытаниям и методика испытаний
3.3.3 Характер разрушения
3.3.4. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов
3. 4. Выводы по 3-й главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ
ПРОДОЛЬНЫХ СЖИМАЮЩИХ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ
4.1. Технология изготовления опытных образцов
4.2 Подготовка образцов к испытаниям и методика испытаний
4.3. Характер разрушения
4.6. Сравнение теоретических и экспериментальных данных
4.6. Выводы по 4 - ой главе
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования.
Все более широкое применение, в частности, в многоэтажных зданиях и специальных сооружениях имеют конструкции круглого сечения, работающие с малыми эксцентриситетами. Зачастую, помимо продольных сил, на них так же действуют и поперечные силы. В существующей научной литературе и в нормативных документах отсутствуют какие-либо рекомендации о расчете элементов круглого сечения из железобетона и фиброжелезобетона, работающих в условиях поперечного изгиба и совместного действия продольных сжимающих и поперечных сил.
В современном обществе всегда есть опасность разрушения конструкций от разного рода техногенных факторов, террористических угроз, в связи с этим становится актуальным вопрос повышения вязкости разрушения элементов, предупреждения лавинообразного разрушения.
Одним из способов решения данной проблемы является дисперсное армирование железобетона стальными фибрами, способное обеспечить улучшение механических характеристик материала: повысить прочность, увеличить предельную сжимаемость, растяжимость, трещиностойкость, ударопрочность, вязкость разрушения и т.д. Очевидно, что в этом случае фибровое армирование будет полезно для предотвращения прогрессирующего обрушения, опасность которого возрастает в связи с нарастающей тенденцией создания уникальных зданий и сооружения.
В данной диссертации впервые исследуется задача оценки прочности фиброжелезобетонных элементов круглого сечения при поперечном изгибе и совместном действии продольных осевых, сжимающих и поперечных сил.
Цель и задачи исследования.
Целью исследования является экспериментально-теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния и прочности фиброжелезобетонных изгибаемых элементов круглого сечения при действии

где - площадь сечения поперечной арматуры; 0 - угол наклона сжатого бетонного подкоса; г - плечо внутренней пары сил; 5 - шаг хомутов; -расчетное значение предела текучести поперечной арматуры; V, - коэффициент уменьшения прочности бетона при трещенообразовании; <
коэффициент учета напряженного состояния в сжатом поясе.
Результаты вычислений несущей способности балки по наклонному сечению приведены в таблице 1.
Таблица
Поперечное усилие воспринимаемое сжатым бетоном, кН Поперечное усилие воспринимаемое поперечной арматурой, кН
СНиП 81.7 97.
ЕКБ 86.6 89.
АСІ 92.3 98.
Из вышеизложенного можно видеть, что методы расчета железобетонных конструкций на действие поперечных сил, представленные в наиболее значимых нормативных документах - в нормах России, Американских нормах и в Международных Европейских нормативных документах, существенно отличаются друг от друга.
В отечественных номах рассматривается модель наклонных сечений, между тем как в Международных Европейских нормативных документах рассматривается стержневая модель.
В Российских нормах и в Американских нормативных документах предельная несущая способность по поперечной силе определяется как сумма предельных поперечных сил, воспринимаемых бетоном и поперечной арматурой, в то время как в Международных Европейских нормативных