Прогнозирование раскрытия нормальных трещин с применением вероятностных методов

• Автор: Зенин, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Трещины в эксплуатируемых железобетонных конструкциях

1.1.1. Причины возникновения и развития трещин

1.1.2. Классификация трещин

1.1.3. Развитие трещин в процессе эксплуатации

1.1.4. Последствия значительного раскрытия трещин

1.2. Вероятностные методы расчета строительных конструкций

1.2.1. История развития методов расчета

1.2.2. Основные положения вероятностного расчета

1.3. Методы расчета раскрытия трещин
1.3.1. Варианты расчета раскрытия трещин
1.3.2. Расчет раскрытия трещин по СНиП
1.3.3. Совершенствование метода расчета ширины раскрытия нормальных трещин
1.3.4. Расчет ширины раскрытия нормальных трещин по проекту новых норм
1.3.5. Анализ методов расчета раскрытия нормальных трещин
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗВИТИЯ ШИРИНЫ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН
2.1. Физическая модель
2.1.1. Раскрытие нормальных трещин в железобетонных конструкциях
2.1.2. Расчетная зависимость для определения ширины раскрытия нормальных трещин в изгибаемых элементах с учетом фактора времени
2.2. Вероятностная модель.
2.2.1. Случайные факторы, определяющие раскрытие трещин в железобетоне.
2.2.2. Статистическая информация о случайных переменных, определяющих надежность железобетонной конструкции по раскрытию нормальных трещин
2.2.3. Вероятностная модель.
ГЛАВА 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ
3.1. Основное уравнение
3.2. Вероятность предельно допустимого раскрытия нормальных трещин
3.3. Случайные значения ширины раскрытия нормальных трещин
3.4. Расчет продолжительности эксплуатации железобетонной конструкции в исправном состоянии
3.5. Последовательность расчета по определению времени эксплуатации железобетонной конструкции в исправном состоянии
3.6. Раскрытие нормальных трещин при действии полной нагрузки
ГЛАВА 4. РАСЧЕТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ РАСКРЫТИЯ НОРМАЛЬНЫХ ТРЕЩИН
4.1. Общие данные
4.2. Расчеты железобетонных конструкций по действующим нормам
4.2.1. Расчет многопустотной плиты перекрытия
4.2.2. Расчет ребристой плиты перекрытия.
4.2.3. Расчет балки покрытия
4.3. Прогнозирование раскрытия нормальных трещин у многопустотной плиты перекрытия
4.3.1. Определение вероятности предельно допустимого раскрытия трещин
4.3.2. Распределение ширины раскрытия трещин в различные моменты времени
4.3.3. Определение времени эксплуатации в исправном состоянии
4.4. Прогнозирование раскрытия нормальных трещин у ребристой плиты перекрытия
4.4.1. Определение вероятности предельно допустимого раскрытия трещин
4.4.2. Распределение ширины раскрытия трещин в различные моменты времени
4.4.3. Определение времени эксплуатации в исправном состоянии
4.5. Прогнозирование раскрытия нормальных трещин у балки покрытия
4.5.1. Определение вероятности предельно допустимого раскрытия трещин
4.5.2. Распределение ширины раскрытия трещин в различные моменты времени
4.5.3. Определение времени эксплуатации в исправном состоянии
4.6. Сравнительный анализ и выводы по расчетам.
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ФУНКЦИЙ ВРЕМЕНИ СЕМЕЙСТВА ОГИБАЮЩИХ КАСАТЕЛЬНЫХ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изучению ширины раскрытия трещин и работе железобетонных конструкций и посвящены работы таких ученых, как М. П. Аванесова 1, Алексейченко 3, С. Х. Байрамукова 9, О . Я. Берга , , В. М. Бондаренко , Б. Бромса 8, Г. Вастлунда 0, Верещагина , I Гвелесиани , П. Гергели 3, Ю. П. Гущи , , П. Джонсона 0, Залссова , М. М. Заставы , , Л. И. Иосилевского , , , Н. И. Карпенко , , Э. Н. Кодыша , , А. П. Кудзиса , I. I. Лемыша , Л. Лютца 3, Р. Л. Маиляна и Д. Р. Маиляна , Г. Б. Михайлова , В. И. Мурашева , В. Г. Назаренко , Носарева , , Е. Н. Пересыпкина , , К. А. Пирадова , , Прокоповича , , Л. М. Пухонто , В. И. Римшина 1, Ю. Г. Рузина , А. Хогнестада 4, В. П. Чиркова 9, 1, и многих других. Полная классификация трещин в железобетонных элементах представляется задачей чрезвычайно сложной. Существуют классификации трещин по их геометрическим длина, ширина раскрытия, глубина распространения и статистическим параметрам среднее и дисперсия числа трещин в единице объема, энергетическим показателям суммарная поверхностная энергия, характерным стадиям трещинообразования при постепенном увеличении нагрузки и др. Ниже приведены классификации трещин, составленные различными учеными и исследователями. Согласно нормам 3 при расчете элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы по образованию и раскрытию трещин применяется классификация нормальных и наклонных к продольной оси трещин,. Но, помимо нормальных и наклонных трещин, могут образовываться и другие продольные трещины в растянутой, а иногда и в сжатой зоне, ответвления от основных трещин, различные виды технологических трещин и пр. Н.И. Каждая из этих групп имеет в своем составе по три схемы в зависимости от ориентации трещин относительно направлений армирования, возникновения трещин на одной или обеих поверхностях элемента, характера прохождения трещин по толщине элемента. Принципиальное различие двух групп между собой заключается в том, что бетон в зонах трещинами ввиду нарушения сплошности по двум и более направлениям уже не может самостоятельно воспринимать усилия и определять деформации элемента в какомлибо направлении. Для оценки влияния различных видов трещин на эксплуатационные качества конструкции О. В. Лужиным разработана классификация, в основу которой положена степень опасности трещин для несущих конструкций . Трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, способствуют физическому износу, снижают надежность и долговечность конструкции, но непосредственной опасности не представляют, так как для разрушения объекта в зоне трещины необходимо дополнительное стечение обстоятельств. В работе отмечается, что весьма полезна была бы классификация трещин по причинам их возникновения. Автор подчеркивает, что можно лишь говорить о наиболее вероятностном происхождении трещин определенного вида в железобегонных и каменных конструкциях. В работе 4 приведена подробная классификация трещин в железобетонных конструкциях в зависимости от свойства и типа трещины табл. Причины появления Мелкозерни стая бетонная смесь цемента более кгм5 Температурные воздействия при изготовлении, вызванные кратковременностью тепловой обработки зимой, при могггажносварочных работах. Во время эксплуатации при сезонном колебании температур. Расклинивающее действие замерзшей воды. Действие высоких технологических температур. Деформации опор и нижележащих конструкций Низкая прочность материала. Транспортные, складские и монтажные перегрузки. Недостатки армирования. Недостатки пространственной жесткости. Завышенные эксплуатационные нагрузки. Увеличение продуктов коррозии. Действие динамической нагрузки. Воздействие постоянной и длительной нагрузки. Воздействие временной и кратковременной нагрузки, натяжение армату ры. Ширина раскрытия трещины Волосяные до 0,1 мм Мелкие 0,3 мм Развитые 0,,5 мм Большие до 1 мм значительные более 1 мм Продолжительные до 0. Рис. В работе Л. И. Иосилевского приведена классификация трещин по причинам образования и степени воздействия на эксплуатационные качества пролетных строений железобетонных мостов см. В данной классификации 6 категорий см.