Совершенствование метода расчета прочности сжато-изогнутых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении

• Автор: Уткин, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Железобетонные конструкции с зонным армированием из стальной фибры.

1.1. Обзор теоретических исследований по расчету железобетонных конструкций с зонным армированием из стальной фибры.
1.2. Обзор экспериментальных исследований железобетонных конструкций с зонным армированием из стальной фибры.

1.3. Выводы по первой главе

Глава 2. Методы расчета сжатоизогнутых железобетонных конструкций с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении.

2.1. Предпосылки расчета.

2.1.1. Предельные состояния, предъявляемые к железобетонным конструкциям, подверженным действию кратковременных динамических нагрузок, и способы их нормирования
2.1.2. Прочностные и деформативные характеристики бетона при кратковременном динамическом нагружении.
2.1.3. Прочностные и деформативные характеристики арматуры при кратковременном динамическом нагружении.
2.1.4. Прочностные и деформативные характеристики сталефибробегона мри кратковременном динамическом нагружении
2.2. Динамический расчет сжатоизогнутых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры аналитическим методом и при помощи электронновычислительных комплексов методом конечных элементов.
2.2.1. Динамический расчет сжатоизогнутых сталефиброжелезобетонных элементов аналитическим методом.
2.2.2. Расчет сжатоизогнутых сталефиброжелезобетонных элементов методом конечных элементов при помощи электронновычислительных комплексов
2.3. Расчет прочности сжатоизогнутых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении, реализующий нелинейную деформационную модель
2.4. Инженерный метод расчета прочности нормальных сечений сжато изогнутых сталефиброжелезобстонных элементов при помощи областей относительного сопротивления при кратковременном динамическом нагружении
2.5. Выводы по второй главе
Глава 3. Экспериментальные исследования сжатоизогнутых железобетонных балок с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении.
3.1. Цель экспериментальных исследований.
3.2. Программа экспериментальных исследований и характеристика опытных образцов
3.3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.4. Результаты экспериментальных исследований.
3.4.1. Прочностные и деформативные характеристики бетона, арматуры и сталефибробстона, полученные при испытании контрольных образцов.
3.4.2. Анализ схем разрушения и трещинообразоваиия экспериментальных балок
3.4.3. Анализ изменения динамической нагрузки и опорных реакций.
3.4.4. Анализ изменения перемещений и ускорений балок
во времени
3.4.5. Анализ изменения деформаций бетона, арматуры и сталсфибробетона во времени.
3.4.6. Вычисление и анализ энергоемкости экспериментальных образцов
3.5. Выводы по третьей главе
Глава 4. Сопоставление результатов расчета и экспериментальных данных и численные исследования сжатоизогнутых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении.
4.1. Расчет прочности нормальных сечений сталефиброжелезобетонных балок при кратковременном динамическом нагружении и сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными
4.2. Численные исследования влияния параметров зонного сталефибрового армирования на прочность сжатоизогнутых железобетонных элементов при кратковременном динамическом нагружении
4.3. Выводы по четвертой главе
Заключение
Список используемой литерату ры.
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Следует отметить, что его трактовка фибрового армирования как средства ограничения объемных деформаций бетона теория свободных связей является, по сути, первой попыткой построения механики этого материала, причем предложенный автором подход построения расчетной модели на уровне элементов структуры до сих пор является перспективным. Итогом исследований В. Н. Некрасова явилась монография Новый железобетон, вышедшая в г. Однако эти работы в силу ряда причин не подушили развития. Лишь исследования Д. П.Ромуальди, Г. Б.Батеона и Д. А.Манделя, проведнные в е года столетия, вновь привлекли внимание учных к сталсфибробетону. Эти работы послужили отправным пунктом для новых исследований. Сталефибробетон рекомендуется для применения в конструкциях различного назначения, нам, где наилучшим образом могут быть реализованы положительные свойства этого материала, обусловленные прерывистым характером его армирования. С использованием простых технических средств может быть достигнута высокая степень дисперсности армирования бетона стальными фибрами. Благодаря этому он отличается от бетона и железобетона много большей вязкостью при разрушении, длительное время сохраняет свою несущую способность после образования трещин, кроме того, его энергоемкость почти в раз выше в сравнении с обычным бетоном. Сталефибробетон обладает высоким сопротивлением удару и динамической нагрузке, высокой износоустойчивостью и повышенной водонепроницаемостью 9, 9. Он может быть эффективен в конструкциях, к которым предъявляются повышенные требования к трещииостойкости, стойкости к высоко и низкотемпературным перепадам и коррозионной стойкости арматуры , , 0, 0. Сталефибробетон отличается высокой технологичностью его применение приводит к существенному снижению трудозатрат на выполнение арматурных работ и позволяет использовать прогрессивные приемы формования конструкций роторный и пиевмонабрызг, торкретирование, погиб свежеотформованных плоских фибробетонных листов, центрифугирование, виброштампование, прокатку , , , 2, 6. Применение сталефибробстона позволяет совершенствовать существующие конструкции с обеспечением меньших трудовых и материальных затрат, создавать новые, сложные по конфигурации конструкции . В среднем повышение свойств по сравнению с неармированным бетоном выражается следующими показателями, приведенными в таблице 1. Таблица 1. Рост свойств сталефнбробетона по сравнению с бетоном. В таблице приведены данные для сталефнбробетона с объемным содержанием фибр около 2, диаметре с, мм, отношением 1с, водоцементном отношении 0, и матрице из мелкозернистого бетона. Имеются примеры успешного применения дисперсно армированных бетонов в конструкциях различного назначения тонкостенные конструкции , , , конструкции покрытия , , , 0, 8, 8, ограждающие конструкции , , 8, лотковые и емкостные сооружения , , 2, 7, напорные и безнапорные трубы , , 9, свайные фундаменты, фундаменты под оборудование , 8, 7, конструкции дорожных и тротуарных покрытий , 3, 9, 2, ремонт конструкций с применением сталефибробетона. Дисперсное армирование приводит в ряде случаев к снижению материалоемкости конструкций, стоимости и трудоемкости изготовления по сравнению с традиционными решениями. Это достигается в значительной мере за счет частичного или полного отказа от необходимости применения в конструкциях традиционных арматурных сеток и каркасов, а также в результате перевода во многих случаях комплекса производства арматурных работ в процессе изготовления армированной бетонной смеси непосредственно в бетоносмеситель. Дальнейшее внедрение дисперсно армированных бетонов в практику строительства должно быть связано в первую очередь с решением вопросов использования волокнистой фибровой арматуры необходимого качества и освоением технологических процессов на действующих заводах строительной индустрии. Работы по созданию дисперсно армированных бетонов и конструкций с их применением основываются в значительной мере на фундаментальных исследованиях, относящихся к технологии изготовления, теории, расчету и проектированию железобетонных конструкций, в развитие которых большой вклад внесли известные ученые Ю. М. Баженов, В. Н. Байков, О . Я. Берг, В. М. Бондаренко, Гвоздев, Ю. В. Зайцев, Б. А. Крылов, К. В. Михайлов, Косарев, Ф. Н. Рабинович, В. Б. Ратинов, Б. Г. Скрамтаев, М. М. Холмянский, А. Е. Шсйкин и др.