Напряженно-деформированное состояние сжатых трубобетонных элементов с внутренним стальным сердечником

• Автор: Сагадатов, Азат Ирекович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

1.1. Сжатые элементы с косвенным армированием.

1.2. Расчет прочности сжатых элементов с косвенным армированием

1.3. Основные сведения о трубобетонных конструкциях

1.4. Расчет прочности сжатых трубобетонных элементов.

1.5. Выводы по результатам аналитического обзора.

1.6. Цель и задачи работы

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ОСЕВОМ И ВНЕЦЕНТРЕННОМ СЖАТИИ

2.1. Исходные материалы

2.2. Опытные образцы для экспериментальных исследований
2.3. Методика изготовления СТБ образцов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным трубчатым сердечником
2.4. Приборы и оборудование
2.5. Определение погрешности измерения тензорезистивным методом
2.6. Методика проведения испытаний.
2.7. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЖАТЫХ СТАЛЕТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1. Напряженнодеформированное состояние центральнозаруженньх СТБ элементов
3.1.1. Основные результаты испытаний.
3.1.2. Характер и механизм разрушения центрально сжатых образцов
3.1.3. Анализ результатов испытаний образцов СТБ и СТБО
3.2. Напряженнодеформированное состояние внецентренно загруженных СТБ элементов
3.2.1. Основные результаты испытаний.
3.2.2. Характер и механизм разрушения внецентренно сжатых элементов.
3.2.3. Анализ результатов испытаний образцов СТБ и СТБО на внецентренное сжатие
3.3. Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ СЖАТЫХ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
4.1. Задачи теоретического исследования
4.2. Предельное состояние СТБ элемента для случая осевого сжатия
4.3. Расчетная модель оценки напряженнодеформированного состояния СТБ элемента.
4.4. Физическая модель бетона
4.5. Физические модели внешней стальной оболочки и внутреннего стального сердечника.
4.6. Зависимости для определения напряжений в бетонном ядре
и стальной оболочке
4.7. Определение разрушающей нагрузки сталетрубобетонных элементов при осевом сжатии
4.8. Сопоставление опытных и теоретических значений
4.9. Расчет прочности внецентренно сжатых элементов
4 Выводы по главе 4
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Характерные графики.
ПРИЛОЖЕНИЕ II. Акты и справки о внедрении результатов работы
ПРИЛОЖЕНИЕ III. Описание алгоритма и программы для расчета
прочности сталетрубобетонных элементов.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Анализ современного состояния проблемы прочности позволяет выделить несколько основных направлений применительно к бетону: феноменологические теории прочности, статистические теории, структурные или физические теории и эмпирические направления. Авторы феноменологических теорий [,,,5,4] рассматривают бетон как изотропное упругое тело. Все современные феноменологические теории прочности интерпретируется неротационными поверхностями высшего порядка. Критерии, описывающие такую предельную неротационную поверхность, содержат три независимых инварианта напряжённого состояния, что позволяет учесть влияние вида девиатора напряжений на предельное состояние материала. Учёт вида девиато-ра напряжений при построении предельных поверхностей эквивалентен предложению о том, что наступление предельного состояния материала определяется не только октаэдрическим касательным напряжением, критическое значение которого зависит от уровня октаэдрического нормального напряжения (шарового тензора), но и ориентацией октаэдрического касательного напряжения по отношению к направлениям главных нормальных напряжений. При исследовании сложного напряженного состояния бетона такие условия прочности предлагали М. М. Филоненко-Бородич [5], Г. А. Гениев и В. Н. Киссюк [], Р. Г. Касимов [], Е. С. Лейтес [], М. Б. Лившиц [], Л. К. Лукша [], A. B. Яшин [4]. Но все подобные феноменологические критерии имеют существенный недостаток. В них физический смысл отодвинут на второй план и основное внимание уделяется математической стороне. Известен ряд исследований, в которых делались попытки установить связь структуры бетона с его прочностью [4,7,8,,,4]. В них рассматривается механизм возможного разрушения бетона, исходя из предпосылки, что бетон или цементный камень представлен сплошной средой, в которую включены шарообразные тела с отличными от среды свойствами. В целом структурные теории довольно глубоко анализируют физическую сущность поведения материала под нагрузкой и представляются одним из наиболее перспективных направлений в теории прочности бетона. Однако на современном этапе развития они не преодолели некоторые существенные недостатки. Кроме того, эти теории не способны описать процесс разрушения бетона, так как они ограничиваются лишь определением напряжений, приводящих к образованию первых трещин. Предпринимаются попытки применить к бетону статистические теории прочности, которые рассматривают материал как непрерывное изотропное тело с дефектами, оказывающими решающее влияние на его действительную прочность. Статистические теории прочности позволяют дать сравнительную оценку прочности материала в зависимости от размеров образца и неоднородности за-гружения, но они не в состоянии раскрыть природу механических свойств бетона, так как не учитывают его реальной структуры и способности противостоять развитию трещин. В последнее время интенсивно развивается еще одно направление в теоретическом исследовании прочностных и деформативных свойств бетона []. Это направление основано на широком использовании современных методов механики разрушения, исходящих из физического существа процесса трещино-образования и разрушения бетона. Но и это, одно из перспективных направлений теории прочности бетона, для случая многоосного сжатия не дает пока практического способа расчета. Поэтому многие исследователи для учета увеличения прочности бетона в условиях сложного напряженного состояния используют эмпирические зависимости, которые наряду с фактором работы бетона в сложном напряженном состоянии учитывают специфические особенности каждой конструкции. Ощ— уровень бокового обжатия. Впервые эта формула была предложена французским учёным М. Консиде-ром [] по результатам опытов с бетонными цилиндрами, у которых боковое обжатие осуществлялось жидкостью. Коэффициент эффективности бокового давления М. Консидер принимал постоянным и равным 4,8. Длительное время величина этого коэффициента считалась постоянной. Различные исследователи предлагали его значения в интервале от 4,0 до 8,0. В последнее время это мнение изменилось. Например, авторы книги [] отмечают, что значение коэффициента эффективности косвенной арматуры в формуле (1. Е.И. Гамаюновым в — гг. Л = Яв 1 + 0,5— .