Прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов, армированных сталью класса А500 с различным периодическим профилем

• Автор: Саврасов, Иван Петрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 217 с. : ил.

Введение

1 Состояние вопроса и задачи исследований

1.1 Стержневая арматура железобетонных конструкций без предварительного напряжения

1.2 Основные виды периодического профиля арматуры, применяемой в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения

1.3 Результаты исследований

1.3.1 Механические свойства арматуры с различными видами профиля

1.3.2 Влияние вида и геометрических параметров периодического профиля арматуры на сцепление с бетоном и анкеровку
1.3.3. Зависимость трещиностойкости и деформативности изгибаемых железобетонных элементов от вида профиля арматуры
1.3.4. Исследование прочности нормальных и наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов с различными профилями арматуры
1.4. Требования норм проектирования по учету в расчетах геометрических параметров периодического профиля
1.5 Конструкция профиля с четырехсторонним расположением поперечных ребер арматура класса А0СП
1.6 Задачи исследований
2. Исследование свойств арматуры класса А0 опытнопромышленных партий
2.1 Технология производства термомеханически упрочненной арматуры класса А0СП и А0С
2.2 Характеристика опытнопромышленных партий арматурного проката
2.3 Исследование механических свойств арматурного проката
2.3.1 Результаты испытаний на растяжение
2.3.2 Оценка влияния вида периодического профиля на нормируемые характеристики прочности и пластичности арматуры
2.3.3 Изгиб в холодном состоянии
2.3.4 Выносливость арматурного проката
2.4 Исследование стойкости против коррозионного растрескивания
2.5 Обоснование расчетного значения сопротивления арматуры класса А0СП растяжению на основе анализа результатов исследований
2.6 Выводы по главе
3 Сцепление с бетоном арматуры класса А0 с различными видами профиля
3.1 Факторы, влияющие на сцепление арматуры с бетоном, выбор метода испытания
3.2 Экспериментальное исследование сцепления с бетоном арматуры класса А
3.2.1 Задачи исследований и особенности методики проведения испытаний
3.2.2 Конструкция образцов и процедура испытаний на вытягивание
3.2.3 Анализ результатов испытаний на вытягивание арматуры из бетона
3.2.4 Влияние пластических деформаций арматуры на ее сцепление с бетоном
3.3.Выводы но главе 3 4 Прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов, армированных сталью класса Л0 с различными видами периодического профиля
4.1 Постановка задачи
4.2 Характеристика опытных образцов и технология их изготовления
4.3 Методика испытания опытных образцов
4.4 Анализ результатов испытаний
4.4.1 Прочность по нормальным сечениям изгибаемых железобетонных элементов
4.4.1.1 Характер разрушения балок
4.4.1.2 Опытные и расчетные разрушающие нагрузки
4.4.2 Прочность по наклонным сечениям изгибаемых железобетонных элементов
4.4.2.1 Характер разрушения балок
4.4.2.2 Опытные и расчетные разрушающие нагрузки
4.4.3 Трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов
4.4.3.1 Опытные и расчетные нагрузки образования нормальных трещин
4.4.3.2 Деформации бетона и арматуры опытных балок в зоне чистого изгиба
4.4.3.3 Деформации бетона и арматуры опытных балок при действии поперечных сил
4.4.3.4 Ширина раскрытия трещин и прогибы балок от
внешней нагрузки
4.6 Выводы по разделу 4
Предложения по конструированию опорных зон изгибаемых железобетонных элементов
Общие выводы
Использованная литература
Приложение 1
Приложение 2
Введение


Из техникоэкономических соображений большинство отечественных металлургических заводов стали выпускать и арматуру класса А0 АШ с двухсторонним серповидным профилем для внутреннего рынка по техническим условиям. Отсутствие в серповидном двухсторонним европейском профиле пересечения продольных ребер с поперечными существенно снижает значения показателя сцепления относительной площади смятия поперечных ребер по сравнению с кольцевым профилем по ГОСТ при одинаковой высоте ребер. В результате сцепление стержней европейского профиля с бетоном характеризуется меньшей прочностью и жесткостью. Это особенно заметно на бетонах низких и средних классов прочности . Увеличение же высоты поперечных ребер европейского профиля, способное компенсировать потери в жесткости и прочности сцепления, ограничено, с одной стороны, реальными возможностями прокатного производства, а с другой возрастанием сконцентрированных двухсторонне направленных усилий распора в окружающем арматуру бетоне. Фактически можно заключить, что в рамках общепринятых технологий прокатки возможности совершенствования кольцевого и двухстороннего серповидного профиля арматуры в части улучшения сцепления с бетоном путем корректировки геометрических параметров в значительной степени исчерпаны. Усиленный интерес к исследованиям влияния вида и геометрических параметров периодического профиля на прочностные предел текучести а0,2 и временное сопротивление ап и пластические 6Р 8тах свойства арматуры появился с началом работ по обоснованию массового внедрения в строительство арматуры с серповидным периодическим профилем. До этого считалось, что при статических нагрузках периодический профиль не оказывает заметного влияния на механические характеристики арматуры. Однако предел выносливости такой арматуры значительно ниже, чем у гладкой . В то же время исследования, проведенные в Болгарии , показали, что при переходе с кольцевого профиля по ГОСТ на двухсторонний серповидный профиль предел текучести ато,2 увеличивался в среднем на 7,, временное сопротивление ап на 5,4. Подобные результаты были получены и в СССР . Известно, что наличие периодического профиля поверхности арматурных стержней, его вид и геометрические параметры влияют на предел выносливости арматуры, что отмечается в работах 3, 8, , , , , . В работе приводятся и теоретически обосновываются основные причины снижения предела выносливости арматурного проката, которыми по мнению автора являются концентраторы напряжений в местах пересечения продольных и поперечных ребер, а также радиус сопряжений боковых сторон поперечных ребер с поверхностью сердечника стержня. Установлено, что вторая причина в не меньшей степени влияет на предел выносливости, чем первая. Большие исследования влияния геометрических размеров периодического профиля на механические свойства арматуры проводились в х годах прошлого столетия в НИИЖБ совместно с металлургами . Так на комбинате Криворожсталь был изготовлен арматурный прокат диаметром мм класса А0 I1I с шестью вариантами двухстороннего серповидного периодического профиля с высотой поперечных выступов от 0,9 до 0,6 , 1Н,7мм, шагом поперечных выступов от 0, до 1, 8,7,7 мм и углом их наклона к продольной оси р от ,6 до , а также гладкий круглый и кольцевой профиль по ГОСТ . Кроме этого в НИИЖБ были проведены сравнительные испытания арматуры диаметром мм класса Ат 1 ООО АтVI производства РУП Белорусский металлургический завод далее по тексту БМЗ и диаметром и мм класса А0 1II, изготовленные с кольцевым и серповидным профилями из стали одних и тех же партийплавок. Всего испытано 4 образца. По результатам проведенных исследований выявлено, что среднее значение предела текучести то,2 временного сопротивления ств и относительного удлинения 5 у арматуры класса А0 двухрядного серповидного периодического профиля соответственно на 4,, 4,1, и ,2 выше, чем у стержней кольцевого профиля той же партии. Значения для арматуры с кольцевым профилем были от 0,2 до 0,1 5, с серповидным профилем от 0,4 до 0,2. Усталостные испытания показали, что стержни с серповидным профилем с 0,,8 имели предел выносливости примерно в 1, раза больший, чем стержни с кольцевым профилем при 0,5.