Основы теории расчета композиционных конструкций с учетом действия агрессивных сред

• Автор: Селяев, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 390 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ШВА I. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

1.1. Основные компоненты полимерных композиционных материалов.

1.2. Современные представления о структуре и методах проектирования полимербетона.

1.3. Стойкость полш,1ербетонов в агрессивных средах.

1.4. Анализ работы композиционных конструкций зо

1.5. Особенности расчета композиционных конструкций

1.6. Выводы. Цели я задачи исследования.

ГЛАВА 2. КОНСТРЛЩИОШШЕ СВОЙСТВА ПОЖЛЕРБЕТОНОВ И ЮС

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ДЕЙСТВИЮ АГРЕССИВНЫХ СРЕД.
2.1. Механические характеристики полимербетонов
2.2. Напряжения в полимербетонах от объемных изменений
2.3. Реономные свойства полимербетонов
2.4. Выводы.
ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ В
АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ.
3.1. Закономерности массоперекоса сред в полимер
бетонах.
3.2. Корреляционная зависимость между диффузионными
и механическими характеристиками полимербетона.
3.3. Экспериментальное исследование стойкости полимербетонов в воде и электролитах оь
3.4. Выводы. гг
ГЛАВА 4. РАБОЧАЯ МОДЕЛЬ ДЕГРАДАЦИИ СТРУКТУРЫ ПОЛШЕРБЕТО
4.1. Аналитические модели разрушения конструсционннх пластмасс
4.2. Физические модели разрушения структуры полимербетона.1Ы
4.3. Рабочая модель структуры полимербетонаш
4.4. Выводы.
ГЛАВА 5. КИНЕТИКОСТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗШИОМЕЕВОСТИ ДЕГРАДАЦИИ ПСШФШРЕЕТОНОВ.
6.1.иКинетические закономерности деградации полимербетонов в агрессивных средах.
5.2. Статистическая природа деградацпонных процессов полшлербетона .
5.3. Анализ и сопостовленле теоретических и экспериментальных данных о деградации полимербетонов
5.4. Вызоды.
ГЛАВА 6. ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ НЕСУЩЕЙ СП0С0Ш0СТИ И
ЖЕСТКОСТИ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПОЛИМЕРБЕТОННОЙ КОНСТРУКЦИИ.
6.1. Аналитическое определение деградацпонных функций
жесткости И несущей способности
6.2. Моделирование деградации поперечного сечения полимербетонного элемента. 2Ю
6.3. Экспериментальное определение деградационных функций жесткости и несущей способности. 2.2.
6.3.1. Дискриминантный анализ при определении вида деградационных функций ПО экспериментэльнстл данншл
6.3.2. Статистические оценки процесса деградация полиыербетонных элементов
6.3.3. Зкспершлентальное определение деградационных функций дхч центрально сжатых и изгибаемых элементов 2.
6.3.4. Определение деградационных функций по релаксационным кривым.
6.4. Выводы
ГЛАВА 7. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА П0ЛИ.1ЕРЕЕТ0ННЫХ К АШОПОЛШЕР
ЕЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД.
7.1. Основные предпосылки расчета бетонных конструкций с учетом действия агрессивных сред
7.2. Расчет поляыербетокных элементов, контактирующих
с агрессившжи средами.
7.3. Расчет аркополимербетонкых изгибаемых элементов
7.4. Выводы
ГЛАВА 8. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СЛОИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ
У КОНСТРУКЦИЙ.
8.1. Влияние полимерных покрытий на трещиностоыкость железобетонных изгибаемых элементов
8.2. Трещиностойкость полимерных покрытий.
8.3. Прочность и десоормативность слоистых композиционных конструкций
8.4. Исследование работы железобетонных изгибаемых элементов с металлополимерныш покрытиями
8.5. Влияние жидтсих агрессивных сред на работу слоистых композиционных конструкций. ьоъ
8.6. Выводы.зод
ГЛАВА 9. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА СЛОИСТЫХ К0ШИЦИ0ННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНЫХ СРВД.
5.1. Основные положения метода расчета слоистых композиционных конструкций по предельным состоя нишл.3Н
5.2. Расчет слоистых композиционных конструкций по
Тре1ЦИНОСТОЙКОСТИ ь
9.2.1. Определение напряжений в полимерном покрытии
от действия нагрузок
9.2.2. Напряжения в полимерном покрытии от объемных изменений.Ъ
9.2.3. Расчет трещипостойкости композиционных конструкций слоистого типа с учетом длительного действия агрессивных сред.ззл
9.3. Особенности расчета элементов слоистых конструкций по прочности и деформациям
9.4. Анализ надежности методов расчета изгибаемых композиционных элементов
9.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОДЕШИ.
ЛИТЕРАТУРА


Из анализа работ следует, что композиционные конструкции слоистого типа отличаются от железобетонных повышенной трещиностойкостыо, жесткостью и несущей способностью. Однако данные о механизме взаимодействия полимерных и цементных бетонов в композиционных конструкциях весьма противоречивы. Остается
невыясненным механизм повышения трещиностойкости, прочности, жесткости. Не решен вопрос о выборе трещиностойких покрытий. Отдать предпочтение эластичным покрытиям или жестким Нет данных о влиянии агрессивных сред на работу композиционных конструкций. Противоречивы подходы к расчету композиционных конструкций слоистого типа. Особенности расчета композиционных конструкций. Расчет конструкций их композиционных материалов имеет ряд особенностей, которые обусловлепы характером деформирования и работы составляющих материалов способом соединения материалов в конструкции технологией изготовления условиями эксплуатации. Основное отличие расчета композиционных конструкций, изготовленных из цементных, полимерных бетонов и стали состоит в необходимости учитывать продолжительность их эксплуатации и изменение свойств под действием агрессивной среды. Анализ изменения во времени напряженнодеформированного состояния материалов и конструкций содержится в работах В. М.Бондаренко При анализе используется феноменологический подход, материал рассматривается однокомпонентным, не учитываются особенности строения его структуры, реологические характеристики материалов, образующих композит. Для решения практических задач проектирования армополимербетоняых конструкций с учетом времени действия нагрузки разрабатываются теории ползучести, прогнозирующие поведение конструкций во время эксплуатации с помощью структурных и объемлягощих диаграмм. Среди них особое место занимают теория структурных диаграмм А. М.Иванова и параметрическая теория
А. А.М. Иванов при построении теории структурных диаграмм предполагает, что полимербетоны состоят из элементарных частиц только двух видов чисто вязких, имеющих нулевой предел длительной прочности и чисто упругих, не способных течь. Если по оси абсцисс расположить приведенные площади частиц, рассортированных по принципу возрастания длительных прочностей, а по оси ординат отложить значения длительных прочностей, то получается наклонная прямая. Такую линию А. М.Иванов назвал структурной диаграммой СОб, . В работах С,6,,2. Результаты, получаемые при анализе структурных диаграмм, не всегда приемлемы для полимербетонов. Это объясняется прежде Есего приближенным характером предположений о двухфазном строении материала, о линейности структурной диаграммы. Другим направлением описания процессов ползучести с помощью объемляющих диаграмм является параметрическая теория, созданная А. И.Чебаненко С 4,3 . Предполагается, что при кратковременном приложении нагрузки материал ведет себя как изотропное упругодеформкруемое тело Гука, лишенное структуры. При длительном силовом воздействии предполагается двухфазное строение структуры полимербетона. Объемлющая диаграмма строится в виде сектора безопасной работы материала, ограниченного графиками нагрузкадеформация при мгновенном и длительном загружении стандартных полимербетонных образцов и замыкающей кривой опасных состояний. Недостатком параметрического метода с применением объемлющих диаграмм является то, что для установления координат граничных точек к и с сектора безопасной работы необходимо проведение кратковременных и длительных испытаний большего числа образцов. Кроме того координаты краевых предельных состояний определяются при нормальных и стабильных температурновлажностных условиях, а влияние отдельных факторов или совместное их проявление учитывают коэффициентами условий работ. Поэтому в расчетных формулах не отражены особенности физикохимического взаимодействия материала конструкции со средой эксплуатации, а следовательно нельзя оценить эксплуатационное состояние конструкции после определенного времени воздействия агрессивной среды. А.В. Носаревым разработан численный метод учета влияния ползучести на работу композиционных конструкций Суть этого метода заключается в следующем. Рассматриваемый период времени Т разбивается на несколько интервалов.