Расчет изгибаемых железобетонных элементов с учетом сопротивления бетона распространению трещин

• Автор: Шевцов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Сочи
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ В1РОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Диаграммы деформирования бетона.

1.2. Совместная работы бетона и арматуры в процессе образования трещин и

разрушения железобетона

1.3. Влияние сопротивления растянутого бетона на общую жесткость

изгибаемых элементов.

1.4. Методология учта работы растянутого бетона на основе механики

разрушения. Понятие коэффициента интенсивности напряжений

1.5. Использование коэффициента интенсивности напряжений в расчетах

изгибаемых железобетонных элементов
1.6. Задачи исследования.
2. РАСЧТНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖННО
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Расчтные диаграммы состояния бетона и арматуры в изгибаемых
элементах
2.2. Распределение напряжений и деформаций в нормальном
сечении
2.3. Усилия, действующие в нормальном сечении
2.4. Уравнения равновесия в сечении с трещиной.
2.5. Влияние учта коэффициента интенсивности напряжений на усилие
трещинообразования при осевом растяжении.
Выводы по главе 2.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСЧТА ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ УЧТА СОПРОТИВЛЕНИЯ БЕТОНА
РАСПРОСТРАНЕНИЮ ТРЕЩИН.
3.1 Общие сведения о функциональном моделировании.
3.2. Построение функциональной модели и применяемая нотация
3.3. Разработка функциональной модели расчета изгибаемых железобетонных
элементов с учтом сопротивления бетона распространению трещин.
3.4. Обозначение и описание расчетных параметров функциональной
модели.
3.5. Описание алгоритма компьютерной программы Расчт изгибаемых
железобетонных конструкций с возможностью учта сопротивления бетона распространению трещин
Выводы но главе 3.
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО
РАСЧТУ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧТОМ
СОПРОТИВЛЕНИЯ БЕТОНА РАСПРОСТРАНЕНИЮ ТРЕЩИН
4.1. Анализ диаграмм напряженнодеформированного состояния малоармированных элементов с учтом и без учта сопротивления бетона
распространению трещин.
4.1.1. Анализ диаграмм состояния для коэффициента армирования
0, .
4.1.2. Результаты расчтов для коэффициента армирования
ц 0, .
4.1.3. Результаты расчтов для коэффициента армирования
4.2. Сопоставление диаграмм состояния средне и сильноармированных
элементов с учтом и без учта сопротивления бетона распространению трещин
4.2.1. Анализ диаграмм состояния для коэффициента армирования
л, 0,.
4.2.2. Результаты расчтов для коэффициента армирования
1 0,.
4.2.3. Результаты расчтов для коэффициента армирования
а 0,4 .
4.2.4. Результаты расчтов для коэффициента армирования
ц 0,8.
4.2.5. Результаты расчтов для коэффициента армирования
I 0,5
4.2.6. Анализ диаграмм состояния для коэффициента армирования
А 0,.
4.3. Влияние учта сопротивления бетона распространению трещин при расчте
железобетонных элементов в зависимости от вида армирования.
4.4. Уточнение классификации железобетонных элементов по степени армирования.
4.5. Влияние размера зерна структуры материала на значение коэффициента
интенсивности напряжений.
4.6. Сравнение результатов расчтов по изложенной методике с численными
данными экспериментов
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемой литературы


Столяров (2) эту зависимость описывает квадратной параболой, а А. Ф. Лолейт (3) - кубической параболой. Р. Залигер (4) предлагает параболический закон изменения «о-с» при наличии ниспадающей ветви. Результаты экспериментальных исследований наиболее точно отображаются при их кусочно-линейной аппроксимации [9]. Форма кривой, представляющей зависимость «напряжения-деформации», как показывают экспериментальные исследования, существенно зависит от кратковременной прочности бетона. С возрастанием кратковременной прочности упругая составляющая диаграммы увеличивается. Однако после достижения пиковых напряжений в высокопрочных бетонах следует достаточно крутая нисходящая ветвь, соответствующая хрупкому разрушению материала. Для теории расчёта железобетонных конструкций важен учёт изменения свойств бетона и арматуры в связи с историей нагружения (после предварительных силовых воздействий [] или вследствие перераспределения усилий в статически неопределимых конструкциях []). Во многих инженерных расчетах используется трехлинейная диаграмма деформирования (рис. Она, наряду с двухлинейной диаграммой (рис. Трехлинейная диаграмма состояния бетона может быть использована для оценки напряженно-деформированного состояния, сжатого и растянутого бетона в железобетонных конструкциях при расчете образования трещин по нелинейной деформационной модели с отвечающими непродолжительному действию нагрузки деформационными характеристиками. Эта диаграмма также может быть использована для оценки нанряженно-деформированного состояния бетона с учетом как непродолжительного, так и продолжительного действия нагрузки при расчете деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин. Как уже указывалось, для оценки напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона может быть также использована более простая двухлинейная диа1рамма. Она же может использоваться и для оценки напряженно-деформированного состояния сжатого бетона при наличии трещин, с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. Рис. Диаграммы состояния сжатого бетона, а - трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона; б - двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона. В упрощенной двухлинейной диаграмме деформирования бетона, предложенной В. И. Мурашовым (диаграмма 5 на рис. Разновидности этой диаграммы позволяют учесть характеристики ползучести и виброползучести бетона, которые определяют влияние на указанную зависимость «о-е» характера нагружения (длительная нагрузка, многократно повторяющиеся нагрузки и т. Таким образом, исходя из анализа многочисленных моделей, описывающих поведение бетона под нагрузкой, в качестве базовой модели может быть принята двухлинейная диаграмма «а-е», как более простая, но позволяющая с достаточной для практических расчетов точностью характеризовать напряженно-деформированное состояние бетона. К настоящему времени проведено множество исследований но изучению совместной работы стальной арматуры и бетона - двух материалов, значительно отличающихся по своим физико-механическим свойствам. При этом необходимо учитывать, что на напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов существенное влияние оказывают нелинейные деформации бетона и арматуры. Совместная работа арматуры и бетона осуществляется благодаря сцеплению, которое обеспечивает их связь и создает сопротивление скольжению арматуры вдоль поверхности ее контакта с бетоном. Сцепление между арматурой и бетоном выступает как активный фактор на тех участках железобетонного элемента, где имеется разница в продольных деформациях арматуры и прилегающего к ней бетона. Это участки так называемого активного сцепления, характеризующиеся переменностью усилий по длине армагуры. А5 - абсолютная деформация в некотором сечении арматурного стержня относительно сечения, принятого за начало отсчета; Аь - деформация бетона в том же сечении на уровне контактной поверхности с арматурой; g - смещение арматуры относительно пограничных волокон бетона.