Метод контроля модуля упругости бетона и площади рабочей арматуры в железобетонных балках

• Автор: Абашин, Евгений Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I КРАТКИЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО МЕТОДАМ И СРЕДСТВАМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК
1.1 Обзор работ по методам и средствам неразрушающего контроля
качества строительных железобетонных конструкций
1.2 Цель и задачи исследования
II ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВИБРАЦИОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ
КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ
2.1 Применяемые обозначения
2.2 Взаимосвязь основной частоты колебаний и максимального прогиба упругих балок
2.3 Теоретический расчет железобетонных балок без предварительного напряжения арматуры по предельным состояниям
2.4 Взаимосвязь основной частоты поперечных колебаний железобетонных балок с начальным модулем упругости бетона и площадью поперечного сечения продольной арматуры
2.5 Взаимосвязь основной частоты продольных колебаний железобетонных балок с начальным модулем упругости бетона и площадью поперечного сечения продольной арматуры
2.6 Оценка погрешности предложенного метода определения начального модуля упругости бетона
2.7 Оценка погрешности предложенного метода определения площади продольной рабочей арматуры
2.8 Обоснование выбора величины равномерно распределенной нагрузки при реализации способа статического нагружения Статический способ определения начального модуля упругости бетона

2.10 Динамический способ определения начального модуля упругости
бетона
2.11 Статический способ определения диаметра рабочей арматуры
2.12 Динамический способ определения диаметра рабочей арматуры
2.13 Основные выводы по главе
III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК
3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований
3.2 Описание испытательного стенда, приборов и средств измерения
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.4 Статистическая обработка результатов динамических испытаний
3.5 Результаты динамических и статических испытаний

железобетонных балок
3.6 Анализ результатов экспериментальных исследований
3.7 Корректировка математических моделей

по результатам экспериментальных исследовании
3.8 Функциональная связь основной частоты колебаний
балок с максимальным прогибом и действующей нагрузкой
3.9 Методика контроля и диагностики железобетонных балок

без предварительного напряжения арматуры
3.10 Основные выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А Графическое представление результатов испытаний
балок
Приложение Б Виброграммы исследуемых железобетонных балок

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время в Российской Федерации железобетонные конструкции являются наиболее распространенными при возведении промышленных и гражданских зданий [29]. Проблема контроля качества строительных конструкций всегда имела актуальное значение, поскольку качество является фактором безопасности и надежности как отдельной конструкции, так и всего здания в целом. Существующая система выборочного разрушающего контроля железобетонных конструкций балочного типа, регламентируемая ГОСТом 8829-94 [19], когда из партии однотипных конструкций выбираются несколько и испытываются методом статического нагружения до разрушения, является весьма трудоемкой из-за необходимости нагружения конструкций, экономически невыгодной из-за невозможности использовать по назначению разрушенные конструкции и недостаточно надёжной. Поэтому разработка новых неразрушающих методов контроля строительных конструкций, лишенных указанных недостатков, весьма актуальна.
Особую значимость эта проблема приобрела в настоящее время, поскольку большое количество зданий и сооружений реконструируются для новых технологических нужд. При проведении обследования железобетонных конструкций таких зданий и сооружений зачастую отсутствует какая-либо информация о физико-механических свойствах использованного бетона, армировании и другие сведения, необходимые для проверки прочности, жесткости и трещино-стойкости конструкций под новые технологические нагрузки. Применение разрушающих методов в этом случае становится невозможным.
При изготовлении железобетонных конструкций основным параметром, определяющим их качество является величина начального модуля упругости бетона, которая зависит от свойств используемого бетона и многих производственных факторов. При этом площадь поперечной арматуры является величиной известной. На завершающей стадии необходимо провести интегральную оценку модуля упругости бетона с учетом всех возможных дефектов, допущенных при

Л статический момент поперечного сечения относительно нижней грани, мм3;
а8,а5 - расстояния от равнодействующих усилий арматур Д. и А, соответственно до ближайших граней конструкции, мм;
у0 - расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения, мм; у8,у8 - расстояния от центра тяжести приведенного сечения до равнодействующих усилий арматур Д и А8 соответственно, мм;
N3 - внешняя растягивающая сила, кН;
°зЬг ~ напряжения в арматуре от внешней растягивающей силы, МПа; еор — эксцентриситет растягивающей силы, мм;
ГгеЮ 1ь - моменты инерции приведенного сечения и поперечного сечений бетона соответственно, мм 4;
- упругий момент сопротивления приведенного сечения, мм3;
- момент сопротивления приведенного сечения для крайнего волокна растянутой зоны, мм3;
г - расстояние от центра тяжести, до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, трещинообразование которой проверяется, мм;
•СГС момент трещинообразования, Н/м;
2.2 Взаимосвязь основной частоты колебаний и максимального прогиба упругих балок
По результатам многочисленных теоретических и экспериментальных исследований, профессором В. И. Коробко установлена ранее неизвестная в строительной механике закономерность, функционально связывающая максимальный прогиб ш0 упругих балок, находящихся под действием равномерно распределенной нагрузки ц, с их основной (или первой резонансной) частотой колебаний со [37]. Эта закономерность носит фундаментальный характер и формулируется следующим образом: произведение максимального прогиба уп-