Прочность деревожелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил

• Автор: Шакиров, Илдус Фатихович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ результатов существующих экспериментальных исследований деревожелезобетонных изгибаемых элементов при однократном кратковременном статическом нагружении.
1.2. Анализ существующих методов расчета прочности составных конструкций в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил
1.2.1. Методы расчета прочности нормальных сечений деревожелезобетонных изгибаемых элементов при однократном кратковременном статическом нагружении.
1.2.2. Анализ существующих методов расчета прочности наклонных сечений составных конструкций

1.2.2.1. Методика расчета по СНиП Н Деревянные конструкции

1.2.2.2. Методика расчета по рекомендациям по проектированию монолитных железобетонных перекрытий со стальным профилированным настилом, НИИЖБ Госстроя СССР
1.2.2.3. Методика расчета по прочности наклонных сечений сталежслезобетонных балок на основе РСН Госстрой БССР.

1.3. Выводы по первой главе

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Характеристики и технология изготовления образцов.
2.2. Методика испытания основных образцов на действие однократной
кратковременной статической нагрузки.
2.2.1. Испытания деревожелезобетонных балок
2.2.2. Изучение деформативности и прочности контакта деревобетонных
образцов
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ДЕРЕВОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1. Результаты испытаний деревожелезобетонных балок.
3.2. Результаты испытаний деревобетонных призм
4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И МЕТОД РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ДЕРЕВОЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗОНЕ СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ ПРИ ОДНОКРАТНОМ
КРАТКОВРЕМЕННОМ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
4.1. Анализ напряженнодеформированного состояния деревожелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил
4.2. Определение сдвигающих усилий по плоскости контакта в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил
4.3. Определение предельной сдвигающей силы, воспринимаемой
связями
4.3.1. Определение сдвигающей силы, воспринимаемой древесиной
4.3.2. Определение сдвигающей силы, воспринимаемой стальным гвоздем.
4.3.3. Коэффициент жесткости соединения.
4.3.4. Условие прочности соединения сопряжения
4.4. Методы расчета прочности деревожелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных
4.4.1. Физическая модель
4.4.2. Расчет прочности деревожелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил без учета податливости соединения связей
4.4.2.1. Усилия в бетоне и древесине сжатой зоны
4.4.2.2. Усилия в древесине растянутой зоны.
4.4.2.3. Силы зацепления
4.4.2.4. Система расчетных уравнений, несущая способность и прочность
элементов
4.4.3. Расчет прочности деревожелезобетонных изгибаемых элементов в зоне совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил с учетом податливости соединения связей.
4.4.3.1. Усилия в бетоне и древесине сжатой зоны
4.4.3.2. Усилия в древесине растянутой зоны.
4.4.3.3. Система расчетных уравнений, несущая способность и прочность
элементов.
4.5. Экспериментальная проверка.
Общие выводы
Список использованной литературы


Во первых, сложные реологические свойства древесины, неоднородность ее структуры не позволяют рассматривать условия деформирования деревянной арматуры аналогично стальной арматуры. Во вторых, совместная работа бетона и деревянной арматуры в большей степени определяется влажностью самой древесины, а также влажностью окружающей среды. Древесина в сухом состоянии поглощает влагу из бетона и разбухает, будучи гигроскопическим материалом с волокнистотрубчатой структурой. Это приводит к появлению трещин в бетоне. При использовании влажной древесины процесс усушки нарушает надежное сцепление между бетоном и арматурой. В третьих, при одинаковой несущей способности, объм и масса деревобетонных балок существенно увеличивается по сравнению с железобетонными балками. На основе новых принципов конструирования во Франции деревобетонные конструкции получают дальнейшее развитие. Инженер Ж. Шоде 7 предложил осуществить сцепление железобетонной плиты с деревянной балкой для их совместной работы, с помощью стальных гвоздей, вбиваемых в деревянную балку и являющихся таким образом продольными элементами связи. Испытания деревожелезобетонной конструкции, сооруженной по указанному принципу, были проведены в году и были получены вполне удовлетворительные результаты 7. В году по тому же принципу на одной из построек в Филях было изготовлено несколько ребристых плит и проведены экспериментальные исследования . Параллельно друг другу на расстоянии 0 или 0 мм между осями укладывались одиннадцать или шесть брусков рис. Были изготовлены две серии плит. Независимо от типа плит по оси верхней грани брусьев были вбиты стальные гвозди длиной 0 мм на глубину мм, наклоненные в обе стороны к опорам под углом на расстоянии 0 мм. На расстоянии 0 мм от опоры были забиты гвозди и в боковые грани брусков, и промежуток между брусками на этой длине был заполнен вместо шлака бетоном. По верхней грани деревянных брусьев выполнялась железобетонная плита толщиной мм, армированная арматурной сеткой из обыкновенной арматурной проволоки диаметром 3 мм. В плитах второй серии по нижней грани брусьев не выполняли штукатурное покрытие и между несущими деревянными брусьями не было заполнения. Опытные деревожелезобетонные ребристые плиты разрушились по несущим деревянным балкам при значениях изгибающего момента М5 кгсм после достижения напряжениями в растянутой грани предела сопротивления древесины на растяжение. Эта конструкция не нашла широкого распространения в отечественной практике строительства и оказалась забытой. Причиной этому, в значительной мере, является весьма скромный масштаб поставленных и проведенных исследований всего 4 плиты. В США проводились аналитические исследования деревожелезобетонных конструкций. В году лабораторией университета штата Вашингтон совместно с техническим отделом города Сиэтл штат Вашингтон были начаты исследования сопряженных конструкций из дерева и бетона. В лабораториях Орегонского и Иллонийского университетов США с по годы были проведены широкомасштабные лабораторные исследования для определения наиболее рационального типа соединения бетона с деревом, оптимального соотношения высот и прочностей составляющих слоев. В опытах Иллонийского университета 5 деревобетонные балки состояли из бетонной плиты, уложенной на сплошной ряд сплоченных деревянных досок. Общая высота балок составляла 5 мм, 0 мм, 6 мм. Ширина балок зависит от количества досок в деревянном основании. Деревянное основание балок состояло из четырех досок сечением ,4x0 мм и трех досок сечением ,4x0 мм рис. Доски между собой сплачиваются гвоздями, болтами, нагелями. Гвозди забиваются в шахматном порядке и пробивают две доски целиком, входя на половину третьей доски. Всего было испытано серий балок с различными видами соединения между бетоном и деревянным основанием. Для поиска наиболее экономичной и эффективной конструкции элементов соединения двух материалов применялись стальные детали, закрепляемые в дереве в виде гвоздей, костылей, сплошных и трубчатых нагелей, болтов и т. Принятые конструкции элементов соединения обеспечивали совместную работу бетона и древесины в едином сечении.