Сопротивление деформированию и разрушению железобетонных конструкций с учетом нелинейных и неравновесных свойств и режимов нагружения

• Автор: Творогова, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современные представления о свойствах бетона и арматурной стали

1.1.1 Кратковременная прочность бетонов

1.1.2 Длительная прочность бетонов

1.1.3 Начальный модуль деформаций бетонов

1.1.4 Ползучесть бетонов

1.1.5 Диаграммы ое бетона

1.1.6 Расчетные диаграммы об арматурной стали

1.2 Выводы по главе

ГЛАВА 2 УРАВНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ БЕТОНА
2.1 Вероятностный способ построения диаграммы се бетона
2.2 Уравнения механического состояния как функционал
напряжений, отнеснных к прочности бетона в момент нагружения
2.3 Уравнения механического состояния при монотонном
нагружении
2.4 Уравнения механического состояния при монотонной
разгрузке
2.5 О решении задач теории ползучести бетона
2.5.1. Линейные теории
2.5.2. Нелинейные теории л
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ПОСТРОЕНИЕ СВЯЗЕЙ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМАТИВНОСТИ БЕТОНА С РЕЖИМОМ НАГРУЖЕНИЯ
3.1 Длительная прочность бетона при режимном нагружении
3.2 Применение термодинамических принципов при изучении сопротивления бетона
3.3 Построение связи об для бетона с учтом ниспадающей ветви
3.4 Энтропийный критерий прочности
3.5 Оценка прочности бетона при мгновенном нагружении в статическом смысле
3.6 Выводы по главе
Основные ВЫВОДЫ
Библиографический список
Приложение
г
I
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что железобетон деформируется нелинейно, неравновесно, он заметно реагирует на предысторию и режим нагружения, для него существенны собственные и предварительные напряжения, трещинообразование.
Теория сопротивления железобетона строится на опытных данных и на законах механики и исходит из близкого к действительности напряженнодеформированного состояния конструкций на различных стадиях его нагружения внешней нагрузкой. В большинстве существующих методов расчета, используемых в настоящее время при проектировании, для описания напряженнодеформированного состояния, нелинейность и неравновесность деформирования учитывается косвенно. Недостаточно ещ исследовано влияние предыстории деформирования на напряженнодеформированное состояние железобетонных конструкций. Фактическая оценка характеристик сопротивления материалов позволила бы более достоверно прогнозировать силовое сопротивление железобетонной конструкции.
Перераспределение внутренних усилий, с учтом времени и режимов нагружения, между материалами в железобетоне сегодня исследовано также недостаточно. Анализ сходимости экспериментальных данных и существующих методов расчта показывает значительное несоответствие теории и опыта. Это определяет актуальность совершенствования методов оценки напряженнодеформированного состояния таких конструкций.
I Если зависимость между напряжениями и деформациями установлена с
учетом влияющих на нее факторов, то она и будет уравнением
механического состояния, определяющим поведение материала в конструкции при заданных условиях эксплуатации, т.е. его сопротивление деформированию.
Влияние режима нагружения на свойства материалов длительная прочность, выносливость, деформативность современными нормами учитывается косвенно эмпирическими коэффициентами, которые только
к
отдалнно отражают влияние режима, не учитывая не только изменения нагрузок во времени, но даже и соотношения их длительной и кратковременной части, рассматривая только наличие или отсутствие того или иного вида. Многочисленные исследования показывают, однако, прямую зависимость свойств материалов от режимов испытываемых ими напряжений, являющихся следствием режима нагружения.
Актуальность


И, вовторых, эти знания позволяют на основе хорошей методики проектирования разрабатывать оптимальные технические решения конструкций. К основным прочностным свойствам бетонов можно отнести кратковременную прочность бетонов, определяемую при стандартных испытаниях опытных образцов, изготовленных в стандартных условиях. Известно, что кратковременная прочность бетонов изменяется с их возрастом факт, который так же может быть поставлен на пользу дела. Следующей важной категорией прочностных свойств бетона является его длительная прочность. Обычно под длительной прочностью бетона понимают тот максимальный уровень постоянных напряжений, при котором сжатый бетон не разрушится при любой длительности действия этих напряжений. Проектирование железобетонных конструкций основано в настоящее время
на этом понятии. Здесь сразу следует заметить, что это крайние экстремальные условия, которые реальная конструкция в большинстве случаев не испытывает. Это обстоятельство так же может быть употреблено на пользу дела. Известно, что меры деформаций так же зависят от возраста конкретного бетона. Они зависят также от многочисленных факторов и меняются с изменением вида бетона. Увеличение или уменьшение мер деформаций двояко сказываются на поведении конструкций. С одной стороны, увеличение мер приводит к увеличению деформативности конструкций, что является отрицательным эффектом, с другой стороны увеличение мер приводит к большей интенсивности перераспределения усилий в статически неопределимых неоднородных системах между отдельными ее частями, например, между бетоном и арматурой в поперечном сечении железобетонного элемента или опорных и пролетных моментов в неразрезных балках, что является в определенных условиях положительным явлением. Важной деформативной характеристикой является предельная сжимаемость и растяжимость бетона, увеличение которых влечет за собой большую интенсивность использования, например, сжатой арматуры в первом случае и увеличение момента образования трещин во втором. Как видно из этого рассмотрения свойств бетонов, их изменчивость прямо влияет на поведение железобетонных конструкций в реальных условиях эксплуатации. В настоящее время в науке об изменении статической прочности бетона существует различные представления. С увеличением возраста
статическая прочность бетонов увеличивается. Характер и скорость нарастания прочности определяется видом вяжущего условиями твердения, способами укладки бетонной смеси и многими другими факторами. Ь 1. Ь константы, определяемые из опытов. Согласно такому представлению, прочность бетона растет во времени, при этом график прочности не имеет горизонтальной асимптоты. Непрерывный рост прочности объясняется непрерывным процессом гидратации вяжущего. Существует, однако, другое мнение, согласно которому при твердении бетона протекает два процесса упрочнения и разупрочнения. За счет гидратации вяжущего поры бетона заполняются продуктами гидратации, в результате чего растет компактность и, соответственно, прочность бетона. Однако, согласно этому представлению, наступает момент, когда все поры заполняются и избыток продуктов гидратации становится причиной разрушения структуры бетона, что приводит к потере набранной бетоном прочности. График прочности в таком случае может иметь горизонтальную асимптоту или даже точку экстремума. Важной характеристикой бетона, используемой при расчете конструкций, является призменная прочность ЯЛ. ЛьКВ9 1. Кт коэффициент перехода от кубиковой к призменной прочности. По Кпп слабо зависит от возраста бетона. В табл. Кпп, прочности при осевом растяжении и кубиковой прочности, из которых следует, что пределы изменения коэффициента призменной прочности Кпп у разных авторов независимо от вяжущих, примерно,
одинаковы. В то же время средние значения этого коэффициента сильно отличаются. Таблица 1. В.А. Л.И. Стороженко, В. Н.И. В.М. Л.М. Будиикова Т. РЛ. Серых, К. В.А. Пахомов, С. Ф.Кирсанов и др. Р.Л. Серых, К. Прочность на осевое растяжение бетона изучена относительно слабо. Отдельные результаты табл. В 0. ВМПа в виде
Д
Р.