Оценка деформационных характеристик железобетонных балочных конструкций при стационарных вибрационных нагружениях

• Автор: Балабин, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ИЗУЧЕНИЮ ВИБРОПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

1.1 Ползучесть и виброползучесть бетона и железобетона

1.2 Анализ наиболее известных эмпирических моделей для описания виброползучести бетона.

1.3 Существующие аналитические модели для оценки деформаций виброползучести бетона.

1.4 Краткие выводы. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕФОРМАЦИИ ВИБРОПОЛЗУЧЕСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ БАЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1 Основные предпосылки для расчета виброползучести бетона.

2.2 Анализ функционального коэффициента виброползучести при различных частотах вибрационных воздействий
2.3 Интегральный коэффициент виброползучести в условиях неоднородного напряженного состояния.
2.4 Анализ интегрального коэффициента виброползучести.
2.5 Определение жесткости и прогибов конструкции с учетом режима и длительности нагружения.
2.6 Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ НАГРУЖЕНИЯХ
3.1 Изготовление и описание опытных образцов
Л 3.2 Описание экспериментального стенда.
3.3 Методика и режим испытаний
3.4 Результаты и анализ экспериментальных исследований
3.4.1 Исследование фибровых деформаций опытных балок
3.4.2 Исследование прогибов опытных балок во времени
3.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Балки нагружались статической нагрузкой (сосредоточенной силой в середине пролета) и дополнительно были пригружены вибрационной нагрузкой с различной частотой. Эксперименты также показали существенный рост деформаций, а как следствие и рост прогибов балок в присутствии стационарного вибрационного пригруза. Рост прогибов проявлялся тем интенсивнее, чем выше частота вибрационных воздействий. Максимальная частота вибрационных воздействий составляла циклов в минуту, а значение приложенной статической нагрузки не превышало 0, значения разрушающей нагрузки на балку. А.К. Малмейстером [, ] на основании опытных данных К. К. Шкербс-лиса [1] была сделана попытка, описать в первом приближении свойство виброползучести бетона с позиции теории двойникования микрообъемов материала. ОЕ0є + Ехє = 0(7 + а. Приведенное уравнение подобно классическому закону деформации стандартного упруго-вязкого тела [, 6] и отличается только тем, что на времени релаксации 0 сказывается наличие вибрационного пригруза. При вибрационном нагружении последнее уменьшается. Другими словами виброползучесть бетона представляется возможным описать с помощью реологической модели, согласно которой коэффициент вязкости демпфера уменьшается с приложением к телу вибрационного пригруза, что соответствует ускорению процесса деформирования материала. Но как количественно связано изменение коэффициента вязкости с динамическими параметрами нагрузки, не устанавливается. Что же касается предельного состояния материала (при / —» оо ), то из приведенной модели следует независимость его от вибрации, потому как согласно выражению (1. По мере накопления опытных данных предпринимались различные попытки для описания виброползучести бетона, но в виду наличия большого количества переменных подлежащих совместной увязке, удовлетворительного реологического уравнения получить так и не удалось. Поэтому в научной литературе использовались преимущественно эмпирические закономерности, недостатком которых являлся ограниченный диапазон их практического использования. Заметим, что большинством исследователей [, , , , и др. В частности, замеченный факт наблюдается при использовании в качестве аргумента - параметра времени, а не числа циклов приложения нагрузки (по крайней мере, в диапазоне частот от 0 до 0 циклов в минуту). Как показывает практика [0], большинство несущих конструкций производственных зданий и сооружений наряду с разнообразным сочетанием статических нагрузок подвержены вибрационной (гармонической) составляющей нагрузки в результате работы технологического оборудования, что приводит к значительной интенсификации деформаций ползучести бетона [, , ]. В промышленности наиболее часто встречаются режимы вибрационных воздействий, создаваемые с частотой, как правило, не превышающей циклов в минуту ( Гц), но ориентировочно находящейся в указанном диапазоне. Как показано в работе [] воздействие вибрационного пригруза существенно сказывается на деформатив-ных свойствах тяжелого бетона. Следует заметить, что работы Р. Лермита и К. К. Шкербелиса выявили только характер деформирования образцов при стационарном вибрационном нагружении и послужили началом проведения дальнейших исследований рассматриваемой проблемы. Экспериментальные исследования, проводимые в НИИЖБе под руководством проф. A.A. Гвоздева и С. А. Дмитриева [, , , ] выполнялись на бетонных призмах, центрально нагруженных пульсацион-ной нагрузкой с вариацией значением характеристики асимметрии цикла. В связи с тем, что нагрузка передавалась посредством гидропульсационных механизмов, практически невозможным было произвести вариацию частотой приложения нагрузки, тем самым выявить, какова же степень влияния частоты нагружения на развиваемые деформации бетона. Однако стоит заметить, что основной задачей исследований, проведенных под руководством A. A. Гвоздева, было изучение приемлемости принципа суперпозиции для описания деформаций бетона при сложных режимах нагружения. Тем не менее, результаты наблюдения за ростом деформаций образцов-близнецов [] в течение первого этапа нагружения проиллюстрируем кривыми, представленными на (рис.