Исследование трещиностойкости сборно-монолитных конструкций при двухосном напряженном состоянии

• Автор: Никулин, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 275 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ И РАСЧЕТ СБОРНОМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ДВУХОСНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ.
1.1. Физические модели деформирования железобетона при двухосном напряженном состоянии .

1.2. Расчетные предложения по образованию трещин в сборномонолитных конструкциях.

1.3. Расчетные предложения по определению ширины раскрытия

трещин в сборномонолитных конструкциях

1.4. Выводы. Цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СБОРНОМОНОЛИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ТРЕЩИНАМИ ПРИ ДВУХОСНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ.,

2.1. Механизм трещинообразования. Физическая модель.

2.2. Экспериментальные исследования сборномонолитных конструкций.

2.2.1. Экспериментальные исследования стержневых сборномонолитных конструкций.
2.2.2. Экспериментальные исследования сборномонолитных перекрытий.
2.3. Зависимость между условными касательными напряжениями
сцепления и относительными взаимными смещениями арматуры и бетона.
2.4. Модуль деформаций взаимного смещения арматуры с бетоном.
2.5. Деформирование бетона и арматуры в растянутой зоне элемен
тов конструкций, работающих с трещинами, особенности определения 5
2.6. Выводы
3. РАСЧЕТ СБОРНОМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН ПРИ ДВУХОСНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ
3.1. Исходные положения и рабочие гипотезы
3.2. Схемы трещинообразования .
3.3. Критерий трещинообразования
3.4. Рекомендации и аналитический аппарат расчета по образованию трещин
3.5. Инженерный метод расчета сборномонолитных конструкций
по образованию трещин.
3.6. Анализ надежности и точности методики расчета по образованию трещин
3.7. Выводы
4. РАСЧЕТ ШИРИНЫ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН В СБОРНОМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ ДВУХОСНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ . 0
4.1. Исходные положения и рабочие гипотезы.
4.2. Построение разрешающих уравнений в сборномонолитных
элементах с трещинами при двухосном напряженном состоянии
4.3. Рекомендации и аналитический аппарат расчета по ширине
раскрытия трещин
4.4. Анализ надежности и точности методики расчета ширины
раскрытия трещин
4.5. Выводы
5. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
СБОРНОМОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ДВУХОСНОМ
НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ 6
5.1. Алгоритм расчета сборномонолитных конструкций по образованию трещин.
5.2. Алгоритм расчета сборномонолитных конструкций по ширине раскрытия трещин
5.3. Численные исследования трещиностойкости сборномонолитных конструкций
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 6
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Однако применение этой формулы, полученной для стержневых элементов, при определении ширины раскрытия трещин при проектировании сборно-монолитных конструкций при двухосном напряженном состоянии, не всегда допустимо и может привести к ошибке. Эта методика не учитывает особенности двухосного напряженного состояния в сборно-монолитных конструкциях и влияние наклонного расположения трещины по отношению к арматурному стержню, оперируя усредненными по В. И. Мурашеву значениями деформаций арматуры и бетона. В результате она переоценивает значение деформаций арматуры в трещине и величину ширины раскрытия трещины. М ~ Я сгс) /л ^. Ца-с — нагрузка при образовании трещин, ци — нагрузка, соответствующая предельному состоянию плиты по прочности. При этом величина напряжений в арматуре перед образованием трещин Gs. К первой группе могут быть отнесены фундаментальные исследования деформирования железобетона с трещинами при сложном напряженном состоянии Н. И. Карпенко [, ]. В расчетных зависимостях для определения ширины раскрытия трещин, связь между напряжениями в арматуре в сечении с трещиной и средними напряжениями на участках между трещинами определяется с помощью коэффициента |/5 В. БП ^ СГС ~ (? При определении ширины раскрытия трещины учтены не только осевые, но и тангенциальные перемещения стержня, что соответствует физической природе процесса трещинообразования при сложном напряженном состоянии. Для практических расчетов Н. Согласно методике И. И. Карпенко, изложенной в работах [, ], ширина раскрытия трещин зависит от двух факторов: расстояния между трещинами 1сгс, и деформаций по нормали к трещинам. Исходной предпосылкой для определения величины 1сгс>п является положение о том, что смежная трещина возникает на таком расстоянии, при котором напряжения в арматуре, ввиду действия сил сцепления между арматурой и бетоном, уменьшаются с величины напряжений после образования трещины аЛ, до величины напряжений в момент образования трещины о0,/, а усилия в бетоне соответственно возрастают от нуля у трещины до значений, вызывающих образование новой трещины. При этом предельные растягивающие напряжения в бетоне в общем случае предлагается определять с использованием общего критерия прочности бетона при объёмном напряжённом состоянии, как долю от величины ЯЬ1. Для всех предложений первой группы общим является учет трех основных параметров - напряжений в арматуре, расстояния между трещинами и коэффициента у5, учитывающего работу растянутого бетона между трещинами. Весьма привлекательную гипотезу о механизме раскрытия трещин выдвинул английский исследователь Томас [3]. В соответствии с этой гипотезой, раскрытие трещин рассматривается как накопление относительных взаимных смещений арматуры и бетона вдоль оси арматуры на участках между трещинами, т. Предложения второй группы. На основе этой гипотезы были проведены обширные теоретические и экспериментальные исследования в НИИСК Госстроя СССР. Os= . СГС — ширина раскрытия трещин в сборном элементе от действия внешних нагрузок, приложенных до приобретения монолитным бетоном заданной прочности. ЩЕ. А.А, ' рАИ+г. СГС — ширина раскрытия трещин в сборных элементах от нагрузок, приложенных до приобретения монолитным бетоном заданной прочности. А-1щ . М + М — (Мсгс — Кь(^ег1^р1) где а,. М-Шсс-Яы^р,) где О, =-:-. При определении ширины раскрытия трещин учитывается усадка и ползучесть бетона. В работе В. Ф. Усманова [8] предложена зависимость для определения ширины раскрытия нормальных трещин с учетом влияния предварительного загружения. В работе использован такой же подход, который характерен для предложений второй группы. Хк^а^ сгс , . СГС ~~ ? Г ? Х,=0,5 ВХЬХСГС. В работе использована дополнительная предпосылка — действие нагрузки, приложенной после приобретения монолитным бетоном заданной прочности, сопровождается только развитием старых трещин без образования новых. Таким образом можно отметить, что хотя гипотеза Томаса наиболее объективно отражает физическую сущность процесса раскрытия трещин, эти предложения можно использовать лишь для расчета стержневых сборномонолитных конструкций. Что же касается сборно-монолитных конструкций при двухосном напряженном состоянии — то такие предложения, на сегодняшний день, просто отсутствуют.