Напряженно-деформированное состояние и долговечность фибробетонной пластины на упругом основании с учетом воздействия агрессивной среды

• Автор: Пестряков, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 283 с. : ил

Содержание
Введение

1. Современное состояние проблемы исследования свойств и

РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ФИБРОБЕТОНА. 1

1.1 Фибробетон и его характеристики

1.2 Экспериментальные данные по прочности и деформативности фнбробетона при различных видах и уровнях напряженного состояния

1.3 Модели деформирования фнбробетона

1.4 Влияние агрессивных сред на поведение материалов и конструкций и способы учета этого влияния при расчете конструкций

Выводы по главе 1, задачи исследований.

2. Построение модели деформирования фибробетонной плиты

на упругом основании

2.1 Модели упругого основания и их сравнительный анализ.
2.2 Дифференциальное уравнение изгиба пластины на упругом основании
2.3 Применение модели нелинейного разномодульного материала в условиях плоского напряженного состояния для описания поведения фнбробетона.
2.3.1 Физические соотношения модели нелинейного ортотропного разномодульного материала
2.3.2 Идентификация модели по результатам экспериментальных данных
2.3.3 Применение теории нелинейного изотропного разномодулыюго материала к описанию поведения фибробетона с учетом влияния агрессивной среды
2.3.3.1 Физические соотношения для плоского напряженного состояния, учитывающие воздействие агрессивной среды
2.3.3.2 Методика идентификации модели по экспериментальным данным.
2.3.3.3 Определение коэффициентов модели фибробетона по экспериментальным данным.
2.4 Разрешающее уравнение фибробетонной плиты на упругом основании
2.4.1 Разрешающее уравнение плиты из нелинейного ортотропного разномодулыюго материала на упругом основании
2.4.2 Разрешающее уравнение фибробетонной плиты на упругом основании с учетом воздействия агрессивной среды
Выводы по 2 главе
3. Численное исследование напряженнодеформированного
СОСТОЯНИЯ ФИБРОКЕТОННОЙ ПЛАСТИНЫ НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ с УЧЕТОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ.
3.1 Сводка основных уравнений
3.1.1 Сводка основных уравнений для случая нелинейного ортотропного материала на упругом основании.
3.1.2 Сводка основных уравнений для случая фибробетонной плиты
на упругом основании с учетом воздействия агрессивной среды.
3.2 Методика и алгоритм расчета
3.3 Верификация задачи расчета пластины на упругом основании.
3.4 Анализ напряженного дефоримированного состояния прямоугольной фибробьетонной пластины с учетом одновременного воздействия нагрузки и агрессивной среды
3.4.1 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для случая шарнирного опирания по контуру
3.4.2 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для случая жесткой заделки по контуру
3.4.3 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для жесткой заделки по краям пластины параллельным оси X и шарнирного опирания по краям пластины параллельным оси У
3.4.4 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для шарнирного опирания по двум, пересекающимся краям пластины и жесткой заделки по двум другим краям
3.4.5 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для свободного края по двум, параллельным краям пластины и жесткой заделки по двум другим краям
3.4.6 Результаты расчета фибробетонной пластины под действием нагрузки и агрессивной среды для шарнирного опирания при цилиндрическом изгибе
Выводы по 3 главе
Основные результаты и выводы по диссертации
Литература


Было получено 4 серии образцов для сравнительных испытаний 2 из мелкозернистого бетона маркировка ЖБ, 2 из мелкозернистого бетона маркировка ФЖБ. Укладка смеси осуществлялась в один прием для образцов серии ЖБ и в два приема для образцов серии ФЖБ. Так как используемая бетонная смесь имела мелкозернистую структуру, задержки СхМеси арматурой не происходило. Однако в связи с хаотичным армированием фибробетона, укладка смеси осуществлялась до и после установки арматурных каркасов. Уплотнение проводилось после укладки окончательной смеси. Подготовленные к испытанию образцы первое время выдерживались под влажной тканью, чтобы не допустить высыхания поверхности. По истечении трех суток производилось снятие опалубки. Дальнейшее хранение образцов проводилось в обычных термовлажностных условиях. После набора суточной прочности образцы готовились к испытаниям, измерялись габаритные размеры образцов. На каждый образец составлялась дефектовочная ведомость усадочные трещины, каверны. Также на образец наносилась масштабная сетка х мм, служившая для обеспечения точности переноса дефектов изготовления и составления карты трещин в журнал испытаний. С двух сторон на зачищенную поверхность образца наклеивались тензорезисторы с базами мм для замера деформаций растяжения и мм для замера деформаций сжатия. Испытания проводились с помощью универсальной испытательной машины УИМм. Растягиваклцие усилия передавались на элемент с помощью захватных приспособлений, состоящих из обоймы, силовых дуг, опор силовых дуг, связанных с зажимами испытательной машины. Для точного совпадения вертикальной оси образца с осью приложения усилия испытательной машиной было использовано шарнирное соединение обойм с силовыми дугами. Сжимающее усилие передавалось на образец с помощью винтовых домкратов через систему распределительных балок и деревянных прокладок. Усилие фиксировалось с помощью динамометра. Ширина раскрытия трещин измерялась с помощью микроскопа. Образцы каждой серии испытывались на центральное растяжение, сжатие, а также в условиях плоского напряженного состояния растяжение с поперечным сжатием. Процесс испытания проходил в следующей последовательности. Испытываемый образец устанавливался в зажимные устройства испытательной машины и центрировался. Величина ступени нагружения определялась теоретически с проверкой контрольным испытанием одного образца в каждой серии. Также, для контроля соблюдения паспортных данных арматуры, были проведены испытания на растяжение для 5 стержней арматуры каждого типа. Были проведены испытания на растяжение для образцов сталефибробетонной матрицы. При испытаниях за каждым образцом от начала загружения до момента потери несущей способности устанавливалось наблюдение. Растягивающее усилие передавалось ступенчато, последовательно по этапам. В каждом этане ступеней. На каждой ступени загружения делалась минутная выдержка. Во время выдержки выполнялось снятие отсчетов по приборам и замер раскрытия трещин. Результат заносился в журнал испытаний. Первый этап от момента нагружения до момента образования первой трещины. Момент образования первой трещины фиксировался ацетоном. Второй этап от момента образования первой трещины до момента образования видимой трещины 0,5 мм. Третий этап от момента образования видимой трещины до потери несущей способности образца, в связи с разрывом одного или более арматурных стержней. Трещины обозначались как на самом образце, так и в журнале испытаний, на основании записей в котором составлялась карта трещин образца. В журнал заносилась также и остаточная величина трещин после снятия нагрузки. В условиях плоского напряженного состояния ступени загружения принимались аналогично испытаниям на растяжение. После снятия отсчетов от растягивающего усилия на образец подавалась сжимающее усилие оСЛГ 0,4сгл. Далее выполнялось снятие отсчетов по приборам и замер раскрытия трещин, результат измерений также заносился в журнал испытаний. Значения деформаций подвергались статистической обработке. В результате анализа и расчетов отмечено, что статистическая изменчивость деформаций и раскрытия трещин подчиняется закону нормального распределения.