Прочность и выносливость плоских контактных швов сборно-монолитных железобетонных конструкций в зоне действия изгибающих моментов и поперечных сил

• Автор: Хасанов, Рубис Раисович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 193 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Исследования прочности и деформативности контактных швов сборномонолитных железобетонных конструкций при однократном статическом
нагружении.

1Л Л Определение усилий сдвига по контактному шву

1 Л.2 Сопротивляемость контактного шва сдвигу

1 Л.З Исследования прочности бетона срезу

1Л .4 Исследования работы поперечной арматуры, пересекающей

контактный шов при действии сдвигающей нагрузки.

1.2 Исследования выносливости контактных швов сборномонолитных конструкций сдвигу при циклических нагружениях.
1.3 Экспериментальная проверка существующих методов расчета.
1.4 Выводы по главе и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВНОСТИ И СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СДВИГУ АРМИРОВАННЫХ ПЛОСКИХ КОНТАКТНЫХ ШВОВ ПРИ ОДНОКРАТНОМ СТАТИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
2.1 Анализ напряженнодеформированного состояния контактного шва при
статическом нагружении.
2Л.1 Основные гипотезы.
2Л .2 Работа поперечной арматуры в бетонном массиве
2Л.2Л Коэффициент постели бетонного основания.
2Л .2.2 Зона активного деформирования бетона под арматурой
2.2 Оценка несущих способностей и доли участия в восприятии сдвигающих усилий арматурного стержня и бетона
2.2.1 Усилие, воспринимаемое бетонным основанием.
2.2.2 Усилие, воспринимаемое арматурным стержнем.
2.2.3 Особенности расчета несущих способностей арматурного стержня и
бетонного основания
2.2.3.1 Определение деформаций и напряжений в арматуре
2.2.3.2 Определение деформаций и напряжений в бетоне
2.3 Сопротивляемость контакта за счет сил сцеплениязацепления
2.4. Определение несущей способности контактного шва при однократном
статическом нагружении.
2.5 Экспериментапьная проверка
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВНОСТИ И ВЫНОСЛИВОСТИ НА СДВИГ АРМИРОВАННЫХ ПЛОСКИХ КОНТАКТНЫХ ШВОВ СБОРНОМОНОЛИТНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
3.1 Основные предпосылки
3.2 Анализ напряженнодеформированного состояния контактного шва при циклическом нагружении.
3.2.1 Работа арматуры, пересекающей контактный шов, при циклическом нагружении
3.2.2 Начальное напряженнодеформированное состояние в бетоне и арматуре контактного шва.
3.2.3. Текущее напряженнодеформированное состояние
в контактном шве
3.2.3.1 Деформативность бетона при циклическом нагружении
3.2.3.2 Изменение прочностных характеристик материалов при циклическом нагружении
3.2.3.3 Коэффициент постели основания при
циклическом нагружении
3.2.3.4 Зона активного деформирования бетона при циклическом нагружении
3.2.3.5 Сопротивляемость контакта за счет сил сцеплениязацепления при циклическом нагружении
3.2.3.6 Остаточные напряжения, возникающие в арматуре.
3.2.3.7 Остаточные напряжения, возникающие в бетоне.
3.2.3.8 Дополнительные напряжения в бетоне и арматуре
3.2.3.9 Текущие напряжения в бетоне и арматуре контактного шва и
изменение коэффициентов асимметрии цикла напряжений
3.3 Особенности определения предела выносливости бетона под арматурным стержнем.
3.4 Определение несущей способности выносливости контактного шва при циклическом наружении.
3.5 Экспериментальная проверка
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ КОНТАКТНЫХ ШВОВ СБОРНОМОНОЛИТНЫХ ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
4.1 Анализ напряженнодеформированного состояния сборномонолитных конструкций при поперечном изгибе
4.2 Начальное напряженнодеформированное состояние в зоне действия изгибающих моментов и поперечных сил.
4.2.1 Определение начальных напряжений и усилий, возникающих в нормальном и наклонном сечениях.
4.2.2 Определение начального усилия сдвига по контактному шву изгибаемого сборномонолитного элемента при жестком соединении слоев.
4.2.3 Учет податливости соединения сборного и монолитного частей
4.2.3.1 Определение коэффициента жесткости связей сдвига
4.2.3.2 Влияние податливости соединения на общее усилие сдвига по контактному шву.
4.2.3.3 Определение характера распределения погонных усилий сдвига по контактному шву
4.2.3.4 Учет влияния сил обжатия, возникающих в шве составной балки от действия внешних усилий
4.2.3.5 Начальные напряжения в бетоне и поперечной арматуре контактного шва при сдвиге
4.3 Текущее напряженнодеформированное состояние в зоне действия изгибающих моментов и поперечных сил.
4.3.1 Определение текущих напряжений и усилий в нормальном и наклонном сечениях.
4.3.2 Определение текущего усилия сдвига по контакту.
4.3.3 Определение остаточных, дополнительных и текущих напряжений в бетоне и арматуре контактного шва
4.3.3 Несущая способность контактных швов изгибаемых сборномонолитных элементов при циклическом нагружении
4.3.4 Условие выносливости контактного шва изгибаемых сборномонолитных конструкций.
4.4 Экспериментальная проверка
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Приводятся расчетные зависимости для определения сдвигающих усилий и характера их распределения по контакту, а также зависимости для определения жесткости шва, деформаций сдвига и алгоритм расчета выносливости контактных швов бачок. Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях, докладывались на ежегодных научнотехнических конференциях КГАСА, на Российском научнопрактическом семинаре Проблемы реконструкции и возрождения исторических городов и на Всероссийских академических чтениях Строительные конструкции. Состояние и перспективы развития. Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы составляет 3 страницы, в том числе 0 страниц машинописного текста, рисунка, 8 таблиц и список использованной литературы из 8 наименований. Диссертационная работа выполнялась на кафедрах Строительная механика и Основания, фундаменты, динамика сооружений и инженерная геология Казанской государственной архитектурностроительной академии в гг. РААСН, доктора технических наук, профессора И. Т.Мирсаяпова. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Илизару Талгатовичу Мирсаяпову за постоянное внимание и помощь при выполнении работы. ГЛАВА 1. К настоящему времени накоплено большое количество экспериментальных и теоретических исследований по изучению работы контактного шва сборномонолитных железобетонных конструкций при однократном статическом нагружении. Определение усилия сдвига, возникающего в контактном шве изгибаемых сборномонолитных конструкций от действия изгибающего момента и поперечных сил. Определение несущей способности, т. Ьи и ЬЯк длина ожидаемого участка сдвига и ширина поверхности контакта. В работе В. Г.СавченкоБельского 0 после образования наклонной трещины балка уподобляется арке с затяжкой рис. Однако формула дает удовлетворительную сходимость только при близком расположении контакта к растянутой арматуре. При удалении от нее усилие сдвига по формуле 1. Ь, Б, I геометрические характеристики сечения. В пособии но проектированию сборномонолитных конструкций 3 для определения сдвигающего усилия в контактном шве изгибаемых конструкций рекомендуется формула рис. Т М Мт , 1. Мт момент, воспринимаемый поперечной арматурой в рассматриваемом наклонном сечении плечо внутренней пары продольных сил. О.И. Ь, к ширина и высота поперечного сечения балки. Я.Г. Рис. Расчетные схемы, предложенные различными исследователями для определения усилия сдвига по контактному шву а В. Г.СавченкоБельского б Я. Г.Сунгатуллина в Г. В сжатой зоне усилие сдвига уменьшается от Т до нуля. Разрушение контактного шва изгибаемых сборномонолитных конструкций, как правило, происходит в приопорной зоне балки, отсеченной магистральной наклонной трещиной. Г.С. Валеев усилие сдвига по контакту определяет исходя из уравнений равновесия опорного блока по формуле рис. Таким же способом пользуется при определении сдвигающего усилия и Ил. Т.Мирсаяпов . В зависимости от уровня расположения контакта он рассматривает 2 случая рис. Т су,А5,
1. М 7
Щ а
Шов сдвига
Рис. Расчетные схемы, предложенные различными исследователями, для определения усилия сдвига по контактному шву а Ил. Т.Мирсаяпова б Д. Н. Лазове кого в Б. Л.Городецкого г А. И.Никулина. В работе Д. Н.Лазовского и Г. Н.Серякова рассматривается вопрос усиления железобетонных конструкций путем наращивания их поперечного сечения монолитным бетоном рис. Отмечается, что при усилении наращиванием для плитных конструкций разрушение по наклонному сечению маловероятно, поэтому представляется целесообразным рассматривать в расчете и нормальное и наклонное сечения. В.Т. Гроздов и С. Л.Сергеев отмечают, что при усилении конструкции путем наращивания сечения необходимо учесть, что в конструкции в период усиления уже существует поле напряжений и деформаций от эксплуатационных нагрузок, на которое накладывается влияние дефектов и повреждений. М3 момент усилий в поперечной арматуре в наклонном сечении при различном поперечном армировании старого и нового бетонов определяется по формуле Мж 0,5 И2 Идт2 дтЛ с 1.