Прочность трубобетонных колонн с предварительно обжатым ядром из высокопрочного бетона

• Автор: Кузнецов, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные сведения о трубобетонных конструкциях.

1.1.1.Конструктивные особенности трубобетонных конструкций

1.1.2. Анализ существующих методик расчета сжатых трубобетонных

конструкций.

1.2. Обзор исследований физикомеханических свойств бетона твердеющего

под давлением

1.3. Современные тенденции получения высокопрочных бетонов

1.4. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ ТРУБОБЕТОННЫХ

КОЛОНН ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫМ БЕТОННЫМ ЯДРОМ
2.1. Расчетная модель и основные допущения
2.2. Основные зависимости предлагаемой методики расчета.
2.3. Зависимости для учета особенностей физикомеханических свойств
высокопрочного бетона
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБЖАТЫМ ЯДРОМ
3.1. Исходные материалы.
3.2. Результаты подбора состава бетонной смеси, предназначенной для
изготовления высокопрочного, предварительно обжатого бетона
3.2.1. Планирование экспериментов и выбор составов бетонов с применением математикостатических методов.
3.3. Конструкция опытных образцов.
3.4. Методика изготовления экспериментальных образцов трубобетонных
элементов с предварительно обжатым бетонным ядром
3.5. Приборы и оборудование
3.6. Методика проведения испытаний.
ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты испытаний центрально сжатых трубобетонных образцов с ядром из высокопрочного бетона.
4.2. Результаты испытаний внецентренно сжатых трубобетонных образцов с ядром из высокопрочного бетона
4.3. Анализ результатов экспериментальных исследований трубобетонных образцов из высокопрочных материалов
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ
5.1. Расчет трубобетонных колонн на ЭВМ, при помощи расчетного комплекса ЛИРА
5.2. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Приложение 1.
ВВЕДЕНИЕ


Носова исследователи А. Л.Кришан и М. Ш.Гареев 7 предложили усовершенствовать трубобетонные элементы, изготавливая их с предварительным напряжением стальной оболочки. Причем предварительное напряжение осуществлялось посредством механического прессования бетонной смеси в момент формования ядра элементов. Для прессования бетонной смеси использовался пустотообразователь специальной конструкции. Один из основных недостатков данной технологии заключается в эффекте распрессовки бетонного ядра сразу же после извлечения пустотообразователя, в результате чего величина предварительного обжатия бетонного ядра несколько снижается. В НИИЖБ в х годах были выполнены обширные исследования прочности и деформативности сжатых трубобетонных элементов. В.Л. Шаброва проводилось изучение влияния на эффективность трубобетонных элементов ряда факторов, таких как формы поперечного сечения, размеров поперечного сечения максимальный диаметр внешней стальной оболочки составил мм и процента армирования. МПа. В результате проведенных исследований автор сделал вывод о том, что использование высокопрочных бетонов увеличивает эффективность работы стальной обоймы. В экспериментах образцы с ядром из высокопрочных бетонов всегда имели предел упругой работы на 4 выше, по сравнению с образцами из бетонов классов В ,5 г В. Следует так же отметить тот факт, что, несмотря на применение в сжатых трубобетонных образцах хрупких высокопрочных бетонов, характер их разрушения всегда был пластичным. Опыты показали, что бетон заключенный в обойму претерпевает деформации, которые могут быть в и более раз выше, чем у призм из аналогичного бетона. Поэтому эффективность работы стальной трубы можно повысить за счет дополнительного продольного армирования бетонного ядра высокопрочной арматурой. Прочность сжатых трубобетонных элементов исследована во многих трудах, однако эти исследования часто противоречивы, по данному вопросу имеются диаметрально противоположные точки зрения. По этой причине предложено множество расчетных формул, дающих большое различие результатов. Теоретические исследования профессора А. А.Гвоздева 8 и Л. К.Лукши , экспериментальные исследования Г. П.Передерия , В. Ф.Липатова , , Н. Ф.Скворцова , Л. И.Стороженко , А. Э.Лопатто , А. А.Долженко , , Я. П.Семененко , В. М.Сурдина , Ю. В.Ситникова , О. Н.Алпериной 1, В. Ф.Маренина , А. И.Кикина, Р. С.Санжаровского и В. А.Трулля , К. Годера 8, Н. Гарднера и В. Джекобсона 6, Р. Фурлонга 5, 3, Х. Сэлани и Д. Симса 6, Р. Кноулеса и Р. Парка 0, 9, И. Кальмана , Х. Сина 7 и другие способствовали выяснению отдельных сторон сложной проблемы расчетной оценки прочности композитного элемента в виде металлической трубы, заполненной хрупким бетонным ядром. Отсутствие норм проектирования трубобетонных конструкций породило большое количество методик их расчета, базирующихся на разных взглядах исследователей на работу сжатого трубобетонного элемента и его предельное состояние. Одни из них считают, что за предельное состояние следует принимать момент достижения стальной трубой предела текучести, справедливо указывая на непригодность к эксплуатации трубобетонной конструкции, претерпевшей чересчур большие деформации. Другие исследователи принимают за предельное состояние момент достижения элементом максимальной разрушающей нагрузки. Сурдин В. М. и Стороженко Л. Этот расчет основывается на том, что предельная деформация является главенствующей при определении предельного состояния элемента, а силовой фактор лишь подбирается по этой предельной деформации. РРпРрб аКаРа 1. Формула получена на основании выводов, учитывающих боковое давление между бетоном и трубой, определяемое из условия совместности деформаций бетона и трубы как в продольном, так и поперечном направлениях. В своих работах Санжаровский , за предельную деформацию трубобетонных конструкций принимает продольную деформацию стержня, равную деформации начала площадки текучести на диаграмме стали а 8. Для сталей, не имеющих явно выраженной площадки текучести, принимается
ьт Е 1. Р РРпр рбрб 1.