Механика поврежденных армированных конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой

• Автор: Овчинникова, Алена Игоревна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 330 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА АРМИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ

В АГРЕССИВНОЙ СРЕДЕ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАСЧЕТУ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ

1.1. Конструктивные схемы водопропускных труб,

армирование и нагрузки

1.2. Условия эксплуатации водопропускных труб и агрессивные

среды, действующие на них

. Существующие расчетные схемы и методы расчета автодорожных водопропускных труб, а также конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.

1.3.1. Основные положения.

1.3.2. Статический расчет труб

1.3.3. Существующие расчетные схемы и методы расчета конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.
2. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОВЕДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ.
2.1. Дефекты и повреждения водопропускных труб
2.2. Агрессивные среды и их влияние на механические свойства материалов водопропускных труб
2.3. Экспериментальные данные по исследованию поведения водопропускных труб под нагрузкой в агрессивных условиях эксплуатации
2.3.1 Схема эксперимента
2.3.2. Результаты эксперимента
2.4. Построение моделей деформировании армированных элементов водопропускных труб с учетом воздействия хлоридсодержащих сред.
2.4.1. Модели деформирования разномодульных материалов.
2.4.2. Теории деформирования разномодульных материалов.
2.4.3. Модель деформирования стержневого армированного конструктивного элемента с учетом воздействия
хлоридсодержащей среды.
2.4.4. Модель деформирования армированного материала, находящегося в условиях плоского напряженного состояния.
2.5. Идентификация моделей но экспериментальным данным
2.5.1. Идентификация нелинейной модели деформирования бетона
по экспериментальным данным
2.5.2. Модель деформирования стальной арматуры в условиях воздействия хчоридсодерэсащей среды и ее идентификация.
2.5.3. Характеристики коррозионного поражения стальной арматуры в условиях воздействия хлоридсодерэсащей среды
2.5.4. Влияние коррозионного поражения на работу
армирующего элемента.
2.5.5. Идентификация разномодульной
модели деформирования бетона.
2.6. Уравнения деформирования изгибаемой пластины
как элемента водопропускной трубы.
2.7. Применение полубезмоментной теории оболочек к расчету круглой армированной водопропускной трубы, подвергающейся совместному действию нагрузки и
хлоридсодержащей среды.
2.7.1. Модель конструктивного элемента
2.7.2. Модель нагружения.
2.7.3. Модель деформирования материала оболочки, находящейся в плоском напряженном состоянии и
подвергающейся воздействию хлоридсодержащей среды
2.7.4. Модель воздействия хлоридсодержащей среды.
2.7.5. Физические соотношения для усилий и деформаций, возникающих в оболочке армированной трубы
2.7.6. Разрешающее уравнение оболочки по полубезмоментной
теории В.3.Власова.
2.8. Моделирование образования коррозионных трещин при коррозионном распухании арматуры
в армированном конструктивном элементе.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ
АРМИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ.
3.1. Определение законов распределения
хлоридсодержащей среды по сечению армированных элементов.
3.2. Моделирование напряженного состояния стержневых армированных элементов с учетом воздействия хлоридсодержащей среды.
3.2.1. Постановка задачи.
3.2.2. Методика расчета армированного конструктивного элемента
с учетом воздействия хлоридсодержащей среды
3.2.3. Численное моделирование поведения стерэсневого армированного элемента
квадратного поперечного сечения при сжатии.
3.2.4. Численное моделирование изгибаемого армированного элемента прямоугольного поперечного сечения при взаимодействии его
с хлоридсодержащей средой
3.3. Расчет пластинчатых элементов армированной трубы прямоугольного поперечного сечения
с учетом воздействия хлоридсодержащей среды
3.3.1. Основные уравнения, описывающие деформирование армированного пластинчатого элемента
с учетом воздействия хлоридсодержащей среды
3.3.2. Верификация модели деформирования пластины
с учетом воздействия хлоридсодержащей среды
3.3.3. Исследование напряженнодеформированного
состояния пластины.
3.3.4. Результаты расчета пластины, шарнирно опертой
по контуру, для случая воздействия хлоридсодержащей среды на нижнюю поверхность
3.3.5. Результаты расчета пластины, шарнирно опертой
по контуру, для случая воздействия хлоридсодержащей среды на верхнюю поверхность.
3.3.6. Результаты расчета пластины, жестко защемленной по контуру, для случая воздействия хлоридсодержащей среды
на нижнюю поверхность
3.3.7. Результаты расчета пластины, жестко защемленной по контуру, для случая воздействия хлоридсодержащей среды
на верхнюю поверхность.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Конструкции труб рассчитывают, как правило, условно расчленяя их на плоские системы и учитывая взаимодействие частей труб между собой и основанием. В железобетонных трубах рассчитывают замкнутые звенья, фундаменты и стенки оголовков в бетонных плиты покрытия отверстий, стенки звеньев и оголовков, фундаменты в стальных гофрированных гибкие звенья в каменных своды, стены секций и оголовков, фундаменты в деревянных обшивку, ригели и стойки рам, лежни. Расчетные схемы элементов труб принимают в соответствии с их конструкцией и условиями работы при эксплуатации и строительстве. Усилия в элементах труб определяют по правилам строительной механики и в предположении упругой работы. Конструкции труб рассчитывают на прочность, устойчивость формы и положения против опрокидывания и скольжения, трещи ностой кость и деформации. Основания труб рассчитывают на прочность и осадку по СНиПу. Расчет железобетонных труб. Круглые жесткие звенья рассчитывают на неравномерное радиальное давление грунта насыпи рис. Прямоугольные звенья рассчитывают как замкнутые рамы рис. Подбор арматуры и проверку прочности и трещи ностойкости железобетонных сечений выполняют по указаниям СНиПа. Побразных рам с жесткими заделками. Рк нормативный собственный вес звена и фундамента длиной 1 м. Р0 , где Ь ширина подошвы фундамента
пс число свай на 1 м длины фундамента Я расчетное сопротивление грунт Р0 расчетная несущая способность сваи по грунту. Строительный подъем труб при высоте насыпи более м назначают в соответствии с расчетом ожидаемых осадок от веса грунта насыпи. При высоте насыпи м и менее трубы укладывают со строительным подъемом по лотку, равным Л при фундаментах на песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания Л при фундаментах на глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания и Л при грунтовых подушках из песчаногравелистой или песчанощебеночной смеси, где Л высота засыпки над трубой. Расчет бетонных труб. Железобетонную плиту покрытия отверстия трубы рассчитывают как простую балку, загруженную равномерно распределенным вертикальным давлением грунта рис. Л Ггм 1аЛ, где расчетный пролет плиты. Стенки звеньев рассчитывают как подпорные стены на горизонтальное давление грунта, вертикальное давление плиты и собственный вес. Бетонные стенки проверяют в сечении по обрезу фундамента па прочность, положение равнодействующей нормативных нагрузок и устойчивость против опрокидывания и скольжения. Сплошные фундаменты под стенками звеньев рассчитываю так же, как фундаменты под железобетонными звеньями. Раздельные фундаменты рассчитывают на вертикальное давление и момент Л от нагрузок, расположенных выше подошвы фундамента рис. Кроме того, проверяют невозможность выпирания грунта в отверстие трубы. Аналогично рассчитывают откосные стенки оголовков труб и их основания. Следует заметить, что водопропускные трубы представляют собой члененные по длине конструкции, деформирующиеся совместно с окружающим грунтом насыпи 4. Эта особенность их статической работы позволяет дать лишь приблизительную оценку эксплуатационной пригодности труб, для чего необходимо располагать достоверными данными о влиянии имеющихся дефектов и повреждений на их несущую способность. Кроме того, известно, что временная нагрузка не оказывает прямого воздействия на элементы труб и это воздействие ограничено средними звеньями трубы и она должна учитываться только при расположении труб в низких насыпях , . Для оценки несущей способности труб используется прием сравнения допускаемой интенсивности временной нагрузки при наличии в трубах неисправностей с интенсивностью обращающейся временной нагрузки. Как показали исследования Жукова А. Ф. , , Клейна Г. К. , , Малышева М. А. 5, Обозинского С. М. 6, Подвального 5, 4 временная нагрузка от подвижного состава оказывает влияние на величину и распределение напряжений в уровне подошвы насыпи, на величину продольных усилий, воспринимаемых трубами. Вопросы расчета водопропускных труб при наличии в них различных деформаций рассмотрены также в работах , 1,, , , , , .