Учет коррозионных повреждений железобетонных конструкций при динамических воздействиях

• Автор: Макаренков, Егор Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса исследования. Цели и задачи исследования 1 ]
1.1 Влияние различных видов коррозии на прочность железобетонных конструкций 1
1.2 Влияние различных видов динамических нагружений на прочность железобетонных конструкций
1.3 В ыводы. Цели и задачи исследования
Глава 2. Факторы, влияющие на несущую способность железобетонных конструкций, подверженных динамическому нагружению и коррозии
2.1 Влияние простой ползучести на деформативные характеристики бетона
2.2 Влияние виброползучести на деформативные характеристики бетона
2.3 Длительная прочность и выносливость как показатели работы железобетонных конструкций при динамических нагрузках
2.4 Влияние коррозии и динамических нагружений на жесткость и отпорность
железобетонных конструкций
Глава 3. Теоретическое исследование возможностей анализа напряженно-деформированного состояния при действии динамических нагрузок на подверженные коррозии железобетонные конструкции методом конечных элементов
3.1 Деформационные зависимости для бетона в записи метода конечных элементов
3.2 Деформационные зависимости для железобетона в записи метода конечных элементов
3.3 Метод дополнительных конечных элементов и возможность его применения к рассматриваемой проблеме
3.4 Общие принципы формирования дополнительной расчетной схемы на основе дополнительных нагрузок и дополнительных конечных элементов
Глава 4. Применение метода дополнительных конечных элементов и учет реальных физических факторов работы конструкции
4.1 Описание рассматриваемой конструкции
4.2 Определение модулей деформаций и пределов прочности поврежденных участков конструкции методом интегральных оценок
4.3 Метод конечных элементов применительно к оценке напряженно-
деформированного состояния поврежденной конструкции
Выводы
Список литературы
Приложение
Справка о внедрении результатов исследования, полученных в ходе работы над диссертацией

Введение.
С XIX века железобетон используется как один из основных строительных материалов во всем мире. Ввиду массовости его применения постоянно увеличивалось количество научных исследований технологии изготовления железобетонных конструкций, разработки методов расчета конструкций при различных воздействиях, поведения материала во времени. Прочностные и деформативные свойства железобетона, как известно, меняются в процессе эксплуатации железобетонных конструкций, причем, эти изменения могут оказывать как позитивное, так и негативное влияние на надежность и пригодность к эксплуатации зданий и сооружений. На изменения прочностных и деформационных параметров железобетона влияет множество факторов, например, нелинейные и реологические свойства бетона, уровень и характер силовых воздействий, параметры среды, в которой эксплуатируется конструкция, предыстория нагружений и т.д. Понимание реальных физических и химических процессов, происходящих в бетоне при различных воздействиях на него, обеспечивает сохранность конструкции и пригодность ее к эксплуатации во время всего срока службы. Поэтому изучение физических процессов, отражающих реальную работу конструкции с учетом предыстории нагружений, параметров эксплуатационних условий и разрушения бетона имеет актуальное значение. Проблемы обеспечения безопасной эксплуатации, функционального технологического соответствия и, в конечном итоге, долговечности зданий, сооружений, коммуникационных и транспортных систем, ввиду объективно непредотвратимых факторов экстремального природного, технологического, техногенного или диверсионного происхождения, и неминуемых износа и коррозионных дефектов материалов не могут быть досконально решены в устоявшихся условиях существующих расчетных, композиционных, объемнопланировочных и конструктивных концепций. В то же время сокращение объемов капитального строительства новых производственных мощностей ведет к значительным объемам вложений средств, направленных на реконструкцию,
М/ =
1 + 2г

2 + т

сі- — ст- • ^
тяглах іій,тіп
(1.2.17)

Л(р,/) - динамическая прочность бетона, зависящая от асимметрии цикла колебаний р = ——1 ;
г| и т - механические характеристики нелинейного деформирования. Для мгновенных деформаций при нагружении и разргрузке находятся по выражениям:
/ ч - 1 - 37.
тм =5.7-0.05• Д(р,0; тм=- -тм=—{ тЯ,
П.« • тл

7?(р,

1 + (1 + тм)-чл
Для деформаций ползучести, соответственно, по выражениям:

тм ~

к(Р,0 тм
! - 1 - 45 -тп =5-0.07-Д(рд); т„ = —; =гпГ~^', Л„ =

Д(р,/)

Л(р,/)’
/ - ч - 0.
В конструкциях, состоящих из композитных материалов, в частности стали и бетона, процесс деформирования характерен асинхронностью проявления свойств ползучести в зависимости от направления и от вида напряженно-деформированного состояния, а также осложнен эффектом перераспределения усилий в течение времени.
Таким образом, количество рассеиваемой в процессе деформирования энергии изменяется не только при конкретном единичном цикле колебаний, но и в течение всего процесса деформирования по координатам времени и пространства. Поэтому количество диссипированной энергии за весь временной период деформирования