Проектирование рациональных керамзитофибробетонных элементов со смешанным армированием

• Автор: Мукавеле Кремилдо Лоуренсо
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Виды фибрового армирования бетона и технология приготовления фибробетонов

1.2 Физикомеханические характеристики керамзитофибробегона

с различными видами фибр.

1.3 Сопротивление керамзитофибробетона на грубом базальтовом волокне сжатию, растяжению, изгибу

1.4 Существующие методы расчета железобетонных колонн

1.5 Обзор исследований в области оптимального проектирования железобетонных конструкций

1.6 Задачи исследования

2. Принципы проектирования и расчета железобетонных конструкций из керамзитофибробетона со смешанным армированием

2.1 Общие положения.

2.2 Определение прочностных и деформативных характеристик керамзитофибробетона и арматуры с учетом влияния предыстории нагружения
2.2.1 Прочностные и деформативные характеристики керамзитофибробетона после предварительных нагружений
2.2.2 Прочностные и деформативные характеристики арматуры
2.3 Определение напряжений в арматуре в эксплуатационной стадии работы конструкции.
2.4 Параметры жесткости и кривизны керамзитофиброжелезобетонных колонн.
2.4.1 Жесткость сечений без трещин в растянутой зоне
2.4.2 Коэффициент упругости бетона сжатой зоны колонн, работающих с трещинами.
2.4.3 Коэффициент у,.
2.4.4 Коэффициент Ць.
2.5 Методы определения усилий трещинообразования керамзитофиброжелезобетонных колонн.
2.6 Ширина раскрытия нормальных трещин
2.7 Определение потерь в предварительно сжатой арматуре.
2.8 Итерационный расчет железобетонных колонн по деформированной схеме.
Выводы по главе
3. Особенности программы расчета керамзитофибробетонных
колонн со смешанным армированием по деформативной схеме.
3.1 Определение напряжений в керамзитофибробетоне и арматуре после отпуска предварительно сжатой и предварительно растянутой арматуры
3.2 Характеристики бетона и арматуры
3.3 Проверка прочности керамзитофиброжелезобетонного сжатого элемента
3.4 Жесткости и кривизны керамзитофиброжелезобетонных элементов.
3.5 Определение усилий трещинообразования и ширины раскрытия трещин
3.6 Итерационный расчет керамзитофиброжелезобетонных стоек по деформированной схеме.
3.7 Расчет керамзитофиброжелезобетонных колонн при немногократно повторных однозначных нагружениях
3.8 Расчет керамзитофиброжелезобетонных колонн при немногократно повторных знакопеременных нагружениях.
3.9 Результаты расчета опытных ксрамзитофиброжелезобетонных колонн по предложенной программе
Выводы по главе
4. Предложения по рациональному проектированию керамзитофиброжелезобетонных колот со смешанным армированием.
4.1 Программа численного эксперимента
4.2 Несущая способность керамзитофиброжелезобетонных колонн со смешанным армированием
4.3 Прогибы керамзитофиброжелезобетоных стоек со смешанным армированием
4.4 Трещиностойкость керамзитофиброжелезобетонных стоек
со смешанным армированием
4.5 Расчетная прочность керамзитофиброжелезобетонных колонн
с учетом ограничений норм.
4.6 Поиск рационального армирования керамзитофиброжелезобетонных колонн.
4.7 Предложения по рациональному проектированию керамзитофиброжелезобетонных колонн со смешанным армированием
4.8 Перепроектирование типовых железобетонных колонн на керамзитофиброжелезобетонные со смешанным армированием
Выводы по главе 4.
Основные выводы.
Литература


Опыты показали, что эффективность армирования керамзитофибробетона прочностью ,0 МПа зависит от соотношения модулей упругости волокна и цементнопесчаной составляющей матрицы. В зависимости от исходных свойств фибры изменялись не только прочностные и деформативные свойства бетонной матрицы, но и характер разрушения опытных образцов. Так, некоторые исследования доказывают, что процесс хрупкого разрушения дисперсноармированных элементов может наблюдаться как при содержании фибр в концентрациях минимально необходимого уровня, так и при достаточно большом их содержании. В последнем случае момент образования трещин и момент разрушения могут оказаться весьма близкими друг к другу. В исследованиях, проведенных Ф. Н. Рабиновичем, теоретически доказано, что подобная ситуация может иметь место при очень малых диаметрах волокон менее 0, мм и высоком их объемного содержании. Таким образом, очень важным представляется вопрос определения оптимального процента армирования в зависимости от вида используемого волокна. При более высоком проценте армирования повышается трудоемкость изготовления конструкций, кроме того, снижается конкурентноспособность выпускаемой продукций. Минимальный процент армирования керамзитобетона полипропиленовыми волокнами составляет 1,0. Выше 5 волокна использовать нецелесообразно изза раздвижки крупного заполнителя волокнами, что приводит к нарушению в структуре бетона. Максимальные значения прироста прочности на растяжение при раскалывании фибробетона на таком волокне 8 получены в образцах с объемным содержанием фибры 3,5 4. Прочность на сжатие в фибробетонных образцах была близка или несколько выше 6, чем в обычных, неармированных. Использование дисперсной арматуры из базальтового ролинга позволило увеличить прочность керамзитобетона на растяжение при раскалывании на при у 4,0 мм из базальтового ровлинга менее целесообразно, чем использование линейных элементов различной мощности, особенно в большепролетных изгибаемых конструкциях или оболочках различной кривизны. Применение минеральных волокон из расплава металлургического шлака привело к заметному приросту прочности фибробетона до на растяжение при раскалывании в весьма узком интервале армирования 1,0 1,8. Использование стекловолокна увеличило характеристику прочности на растяжение на , а на сжатие до 5 8. При использовании грубых базальтовых волокон П5В в опытных образцах наблюдается достаточный прирост прочности. Кроме того, если при армировании любыми другими волокнами максимум прироста прочности в опытах был достигнут и составлял до 5 при осевом растяжении и до при раскалывании, то в керамзитофибробетоне с ГБВ максимум прироста прочности как при сжатии, так при и на растяжение, достигнут не был. Вместе с тем, наиболее высокий модуль упругости у грубого базальтового волокна, по сравнению с другими
видами волокон, позволяет предположить более значительный прирост прочности, чем в бетонных образцах, армированных другими видами волокон. Максимум прироста прочности на сжатие достигался при i , после чего наблюдалось некоторое снижение прочности при i . Однако возрастал также и коэффициент вариации V с до . Поэтому нормативные значения кубковой прочности фибробетона повышались в меньшей степени на , чем их средние значения. Средние значения призменной прочности керамзитофибробетона с увеличением процента фибрового армирования до возрастали на , а их нормативные значения НЬя на . Отношение нормативной прочности керамзитофибробетона к нормативной кубиковой прочности при Кп ,7 ,4 МПа и у возрастало на . Следует отметить, однако, что в отличие от прочности, максимум прироста которой был зафиксирован при у , максимум деформативности не был зафиксирован во всем исследованном диапазоне изменения процента фибрового армирования у 0 . Модуль упругости керамзитофибробетона с повышением процента фибрового армирования уменьшается. При этом, однако, одновременно возрастает призменная прочность фибробетона. ЕЬ1ЯП и снижается на . При растяжении прочность подчиняется тем же закономерностям, что и на сжатие. Здесь также максимум прироста прочности достигался при у , после чего наблюдалось снижение прочности. Максимум прироста в этом случае составлял 0.