Трещиностойкость растянутых и изгибаемых железобетонных элементов с участками нарушенного сцепления

• Автор: Рудный, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Особенности работы железобетонных элементов с

нарушенным сцеплением арматуры с бетоном

1.2 Диаграммы напряженно-деформированного состояния

бетона

1.3 Существующие подходы к оценке сцепления арматуры с

бетоном

1.4 Методы оценки ширины раскрытия трещин

в конструкциях с обеспеченным и нарушенным сцеплением
Выводы
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ РАСТЯНУТЫХ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧАСТКАМИ
НАРУШЕННОГО СЦЕПЛЕНИЯ
2.1 Расчетная модель, исходные предпосылки и уравнения
2.2 Определение параметра X для участков с
нарушенным сцеплением арматуры с бетоном
2.3 Работа контактного слоя в упругой стадии
2.4 Работа контактного слоя в упругопластической стадии
2.5 Определение усилия образования и шага трещин
2.6 Ширина раскрытия трещин в растянутых элементах
Выводы
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ИЗГИБАЕМЫХ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧАСТКАМИ
НАРУШЕННОГО СЦЕПЛЕНИЯ
3.1 Расчет образования трещин в изгибаемых железобетонных элементах
3.2 Учет неупругих свойств бетона
3.3 Расчет ширины раскрытия трещин изгибаемых элементов
3.4 Кривизна элемента
3.5 Варианты расчета элементов с различной степенью нарушения
сцепления
Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Изготовление, размеры и конструкции экспериментальных
образцов
4.2 Определение физико-механических характеристик бетона
4.3 Исследование сцепления арматуры с бетоном
4.4 Исследование трещиностойкости центрально растянутых железобетонных элементов с нарушенным сцеплением
арматуры с бетоном

4.5 Исследование процесса образования и развития трещин в изгибаемых железобетонных элементах с
нарушенным сцеплением арматуры с бетоном
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт о внедрении
результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
В настоящее время железобетон является широко распространенным строительным материалом. В промышленно развитых странах более 40% капиталовложений в строительной отрасли используется для эксплуатационного ухода и ремонта сооружений из железобетона и менее 60% - для возведения новых [72]. Опыт обследования железобетонных конструкций показывает, что одним из наиболее распространенных дефектов является нарушение сцепления арматуры с бетоном, до 35% от общего количества поврежденных конструкций [116]. Дефекты нарушения сцепления арматуры с бетоном возникают как на стадии возведения конструкций - это не качественное выполнение бетонных работ и не соблюдение технологий, так и во время их эксплуатации: от воздействия различного рода нефтепродуктов, температурных деформаций, коррозии арматуры и механических повреждений защитного слоя.
Особенности, присущие железобетонным конструкциям, такие как взаимодействие разномодульных материалов, дискретное расположение трещин, неупругая работа армируемого материала, качество сцепления арматуры с бетоном, обуславливают сложность оценки напряженно-деформированного состояния и разработки методов расчета. Наличие дискретно расположенных участков нарушенного сцепления арматуры с бетоном изменяет напряженно-деформированное состояние элемента и затрудняет расчет таких конструкций а, следовательно, и принятие обоснованных конструктивных решений.
В работе исследуются вопросы влияния дефектов нарушенного сцепления на образование и развития трещин в растянутых и изгибаемых железобетонных элементах на всех стадиях напряженно-деформируемого состояния.
I =у Г’1вКа( У± (1.38)
0,7-0,0851п——
I К )
Ширину раскрытия трещин предлагается определять по следующей зависимости
О'39)
где |/[ - функциональная зависимость по времени от величины аа,
хрг и р3 — функциональная зависимость по времени соответственно от усадки еу и Е„ в сжатой зоне конструкции.
Формула, основанная на работе О. Я. Берга, вошла в нормативный документ СН 365-67 в следующем виде
(1-40)
радиус армирования определяется по следующей формуле
Ка=-7 — ч О-41)
(3 («Д + п2с12 +... + и//,) где Аг - площадь зоны взаимодействия, п, - число стержней в сечении имеющих диаметр <7„ р - коэффициент, учитывающий расположение арматуры в пучках стержней.
В нормах проектирования железобетонных конструкций СНиП Н-21-75 и СНиП 2.03.01-84 [127] была принята полуэмпирическая зависимость для определения ширины раскрытия трещин предложенная Ю.П. Гушей и В.М. Мулиным.
«ос=*едт1—20(3,5-ЮОр)^. (1.42)

Формула была получена на основе широкого анализа экспериментальных данных различных авторов по результатам испытаний более 250 образцов.
В нормативном документе СНиП 52-01-2003 [128] и его актуализированной редакции СП 63.13330.2012 [131] расчет ширины раскрытия трещин следует выполнять по формуле