Несущая способность усиленных обоймой внецентренно сжатых железобетонных элементов

• Автор: Фардиев, Рустем Файзунович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Способы усиления внецентренно сжатых элементов увеличением площади поперечного сечения.
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования по усилению сжатых и изгибаемых элементов.

1.2.1. Исследования прочности и деформативности контактного шва.

1.2.2. Исследования прочности и деформативности усиленных элементов.

1.3. Выводы по гл. 1, цель и задачи исследования

2. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Задачи исследований

2.2. Методика проведения исследований.

2.3. Программа численных исследований.
2.4. Результаты и анализ численных исследований.
2.4.1. Напряжнное деформированное состояние усиленного элемента
2.4.2. Напряжнное деформированное состояние контактного шва
2.4.3. Влияние эксцентриситета приложения нагрузки на эффект усиления
2.4.4. Влияние толщины обоймы на эффект усиления.
2.4.5. Влияние класса бетона обоймы на эффектусиления.
2.4.6. Влияние длины обоймы на эффект усиления.
2.4.7. Влияние величины поперечного армирования обоймы на эффект усиления
2.5. Выводы по главе 2
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Задачи исследований
3.2. Программа экспериментальных исследований.
3.3. Методика проведения испытаний.ч.
3.4. Результаты и анализ экспериментальных исследований.
3.4.1. Результаты испытаний образцов без усиления и с
базовым усилением
3.4.2. Результаты испытаний образцов с толщинами обойм
3.4.3. Результаты испытаний образцов со шпонками в контактном шве.
3.4.4. Результаты испытаний образцов с нагельной арматурой вконтактном шве.
3.4.5. Результаты испытаний образцов с увеличенным поперечным армированием обоймы.
3.5. Выводы по главе 3
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ УСИЛЕННЫХ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Исходные предпосылки.
4.2. Диаграмма состояния бетона.
4.3. Напряжннодеформированное состояние, определяемое по гипотезе плоских сечений и при жстком контактном шве
4.4. Напряжннодеформированное состояние с учтом гипотезы кусочнолинейного закона для перемещения точки и при жстком контактном шве.
4.5. Прочность и жсткость контактного шва
4.6. Напряжннодеформированное состояние с учтом гипотезы кусочнолинейного закона для перемещения точки и при податливом контактном шве.
4.7. Расчт прочности усиленного элемента.
4.8. Инженерная методика расчга прочности усиленного элемента
4.9. Рекомендации по конструированию усиления
4 Сопоставление результатов, полученных аналитическим и экспериментальным путм.
4 Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Всё многообразие способов усиления конструкций, описанных в технической литературе [8], [], [], [], [], [], [], [], [6], [8], [0], [1], можно разделяют на три типа: усиление путем повышения-прочности материала усиливаемого элемента, усиление путем увеличение площади поперечного сечения, усиление путем изменения статической' схемы конструкции. Выбор того или иного способа зависит от конкретных задач усиления, от объёмно-планировочного и конструктивного решения- здания и принимается на основе экономического сопоставления вариантов усиления. Сравнение наиболее часто используемых на практике вариантов усиления с увеличением площади поперечного сечения (таблица 1. Таблица 1. Бетон - р/м3 Бетон - р/м3 Уголок - 0 р'мп ! Трудозатраты* 2 чел. Таблицы 1. Материал усиления . Варианты поперечного сечения Наращивание, рубашка, обойма Наращивание, рубашка, обойма Обойма с 4-х сторон Ленточная обойма с 4? Стойкость к мех. Сохранение габаритов колонны в плане ППА п/ч ;л. ОГ1ЛО г. По форме поперечного сечения элемента усиления можно выделить три типа конструктивного решения усиления увеличением площади поперечного сечения: железобетонная обойма, железобетонная рубашка, наращивание сечения. Железобетонная обойма состоит из тонкого армированного слоя бетона, охватывающего усиливаемый элемент с четырех сторон (рис. Наиболее широкое применение железобетонные обоймы нашли для усиления колонн. В этом случае достигается наибольшая конструктивная эффективность и простота устройства. Железобетонная рубашка состоит из тонкого армированного слоя бетона, охватывающего усиливаемый элемент с трёх сторон. Наращивание сечения представляет собой дополнительный армированный слой бетона, устраиваемый. Для усиления колонн могут применяться различные варианты обойм, рубашек, наращиваний сечения, отличающиеся* основным материалом (бетон, полимербетон, фибробетон), типом, продольного армирования: (стержневая арматура, жёсткая арматура из уголков), типом* поперечного армирования (сварные стержни, гнутые хомуты, спиральное, армирование), конструктивными решениями контактного шва (наличие шпонок, наличие нагелей, наличие обработки контактного шва полимерными составами). К настоящему времени накоплен большой опыт проектирования усиления. Как правило, толщина и армирование элемента усиления принимаются согласно требованиям нормативных документов по сборномонолитным конструкциям [], [], а также различным указаниям и рекомендациям по проектированию усиления [], [], [], [], []. Первые исследования по усилению конструкций увеличением площади поперечного сечения носили прикладной характер и вызваны необходимостью решить какие-либо практические задачи увеличения несущей способности конструкций. Большинство исследований в области усиления конструкций связаны с усилением изгибаемых элементов. Это вызвано аналогией работы усиленных элементов с работой сборно-монолитных изгибаемых конструкций, которые получили широкое распространение. Лишь в последние, десятилетия появились исследования, связанных с усилением сжатых элементов [9], [], [], [], [], [], []. НДС усиленных внецентренно сжатых элементов обладает некоторыми особенностями, связанными с наличием сжимающей силы. Все существующие исследования в* области усиления железобетонных конструкций увеличением площади поперечного сечения можно условно разделить на два направления: исследования^ прочности и деформативностн контактного шва между усиливаемым и усиляющим элементами; исследования прочности и деформативностн всего усиленного элемента. Необходимым условием работы усиленных конструкций является совместность работы усиливаемого элемента с элементом усиления. Совместность работы обеспечивается прочностью контактного шва между сборным и монолитным бетонами. Известно, что контактный шов изгибаемого или сжатого усиленного элемента от действия изгибающих моментов и продольных сил воспринимает сдвиговые усилия максимальные у опорных частей и равные нулю в средней части. Ь - ширина балки, 5 - статический момент инерции, I - момент инерции балки. Формула (1. Однако, согласно исследованиям Городецкого Б. Л. [] применительно к сборно-монолитным изгибаемым элементам при работе бетона после образования трещин формула Журавского (1.