Фибробетон в тонкостенных изделиях кольцевой конфигурации

• Автор: Ивлев, Василий Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 История развития фибробетона как конструкционного материала

1.2 Области исследования и применения фибробетона на основе стальной и неметаллической фибры в различных областях

строительства.

Выводы по первой главе

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА КАК КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

2.1 Классификация фибры по жесткостным и прочностным

характеристикам.

2.2 Испытания образцов стальной фибры на растяжение

на разрывной машине.

2.3 Исследование свойств и уточнение механизма разрушения
фибробетона при нагружении с учетом физикомеханических и геометрических характеристик фибры и прочности бетона матрицы. Классификация стальной фибры
2.4 Исследование механизма упрочнения фибробетона на сжатие
2.5 Вклад расчетных сопротивлений сталефибробетона на растяжение
и сжатие в формирование несущей способности элемента
2.6 Исследование влияния толщины сечения элемента на
расчетное сопротивление сталефибробетона на растяжение
2.7 Экспериментальные исследования работы
фибробетона на растяжение при изгибе и сжатие.
Выводы по второй главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА В ТОНКОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИЯХ КОЛЬЦЕВОЙ КОНФИГУРАЦИИ
i 3.1 Методика расчета несущей способности труб
3.1.1 Чистый изгиб
3.1.2 Внецентренное сжатие.
3.2 Методика расчета звеньев железобетонных труб
на действие нагрузок по СНиП 2. Мосты и трубы
3.3 Анализ силового состояния водопропускных труб с использованием ПК xi 8.2 и 7
3.4 Расчет и проектирование тонкостенных изделий кольцевой
конфигурации армированных стальной фиброй.
3.4.1 Несущая способность тонкостенных изделий по продольной силе. Вклад продольной силы
в разгрузку сталефибробетонных сечений
3.4.2 Влияние дисперсного армирования на несущую способность
тонкостенных изделий по поперечной силе.
3.4.3 Исследование влияния дисперсного армирования
на повышение трещнностойкости изделий.
Выводы по третьей главе.
4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ
ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ.
Выводы по четвертой главе.
5. СИЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ
5.1 Натурные испытания сталефибробетонных
водопропускных труб на эквивалентную нагрузку.
5.2 Силовые испытания сталефибробетонных водопропускных и
коллекторных труб на стенде ГУЛ БашНИИстрой.
6. АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ НА ОСНОВЕ
СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Протокол испытания водопропускной трубы
отверстием Зо1,5 м, толщиной стенки ,0 см, длиной ,0 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Протокол испытания водопропускной трубы
отверстием бо1,4 м, толщиной стенки ,0 см, длиной ,0м
, ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Протокол испытания водопропускной трубы
отверстием о1,0 м, толщиной стенки ,5 см, длиной ,0 м.
I ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Протокол испытания водопропускной трубы
отверстием о0,5 м, толщиной стенки 6,0см, длиной ,5 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Протокол испытания водопропускной трубы
II отверстием со1,4 м, толщиной стенки ,0см, длиной ,0 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Диплом III степени за результаты работ,
I представленные в докладе на X Юбилейной международной
научнотехнической конференции.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Диплом III степени за результаты работ, представленные в докладе на XIII международной научно5 технической конференции


ВВЕДЕНИЕ


А. Гофштейн, Королев. Б.А. Крылов, Л. Г. Курбатов, Е. Г. Кутухтин, И. А. Лобанов, Л. А.Малинина, К. В. Михайлов, Носков, И. Г. Овчинников, Ю. В. Пухаренко, Ф. Н. Рабинович, В. Стерин, К. В. Талаптопа, Г. К. Хайдуков, В. Г. Хозин, Ю. Н. Хромец, Г. А. Шикунов, Ф. Ц. Янкелевич и др. Армирование бетонов приводит к соответствующему повышению энергоемкости материала. Так как применение армированных сталью бетонов осуществляется в широких масштабах, становится существенной проблема максимального сокращения расхода металла и наиболее рационального его использования в бетоне. Например, во многих случаях армирование бетонов стальной арматурой осуществляется только исходя из действующих на конструкцию усилий во время транспортирования или монтажа. При этом толщина конструктивных элементов устанавливается, как правило, не менее мм поскольку необходимо предусматривать достаточную толщину бетонного защитного слоя для предохранения арматуры от коррозии. Вполне очевидно, что указанная толщина элементов с точки зрения прочности может оказаться неоправданной. Это приводит к неизбежному перерасходу конструкционных материалов, в том числе арматуры, которая при эксплуатации конструкций практически не выполняет своего прямого назначения. Кроме того, значительное количество стали в железобетонных конструкциях расходуется на монтажную, поперечную и распределительную арматуру. Коэффициент использования арматуры колеблется от 1,3 до 4,5. Как видно, имеются потенциальные возможности снижения расхода арматуры в конструкциях. Поэтому дальнейшее совершенствование бетонных материалов должно предусматривать не только улучшение их механических характеристик, по и изыскание, путей наиболее рационального использования металлической арматуры, а также создание новых эффективных армирующих материалов 9, . Упрочнение фиброй основывается на предположении, что материал бетонной матрицы передает фибре приложенную нагрузку посредством касательных сил, действующих на поверхность раздела, и, если модуль упругости фибры больше модуля упругости матрицы, то напряжения воспринимаются применяемой фиброй, а общая прочность бетонной матрицы будет пропорциональной е объемному содержанию. И.В. Волков зав. ГУП НИИЖБ установил, что достигаемое фибровым армированием увеличение отношения пределов прочности при растяжении и сжатии ЯЫЯс представляет собой средство повышения эффективности бетона как конструкционного материала. Имеются мнения, что для этого потребуется достижение величины ЫЯс равной от 0,5 до 0,6. Практически такое соотношение прочностей возможно только при дисперсном фибровом армировании бетонной матрицы. В качестве исходных армирующих материалов для бетона используются металлические, минеральные и органические волокна в виде непрерывных нитей сеток, тканей и других подобных рулонных материалов или в виде коротких отрезков волокон фибр. Методами дисперсного армирования предусматриваются возможности получения направленной и произвольной свободной ориентации волокон в объеме бетона 5, , , , . Направленная ориентация реализуется главным образом при использовании непрерывных нитей, жгутов, различного рода тканых и нетканых сеток, разреженных тканей и других аналогичных материалов. Подобный вид ориентации может быть также осуществлен при армировании бетона короткими волокнами, в частности стальными фибрами при формовании изделий, например в магнитном поле. Произвольная ориентация осуществляется, как правило, короткими волокнами, однако в этом случае могут использоваться и рулонные материалы в виде холстов, матов и вуалей, в которых волокна не имеют организованного переплетения. На практике в конструкциях могут реализовываться различные виды произвольной ориентации . Плоскопроизвольная ориентация характеризуется равновероятным и неограниченным свободным и хаотичным распределением волокон в плоскости в двухмерном пространстве. Дисперсное армирование в этом случае реализуется главным образом в тонкостенных изделиях в виде плоских листов, плит, а также в элементах, обладающих криволинейной формой.