Трубобетонные колонны из высокопрочного самоуплотняющегося напрягающего бетона

• Автор: Резван, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.05, 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 203 с. : ил.

2.3. Методика изготовления опытных образцов колонн и установки средств измерения
2.3.1. Изготовление опытных образцов колонн
2.3.2. Установка средств измерения
2.4. Методика изучения напряженно-деформированного состояния бетонного ядра трубобетонных колонн
2.5. Программа экспериментального исследования работы трубобетонных колонн
Глава 3. Напрягающий бетон для трубобетонныхэлементов
3.1. Подбор составов высокоэнергоэффективного напрягающего вяжущего
3.1.1. Собственные деформации расширяющихся вяжущих и их природа
3.1.2. Кинетика расширения и самонапряжения напрягающих цементов
3.1.3. Влияние суперпластификаторов на кинетику и остаточные значения деформаций расширения и самонапряжения НЦ
3.1.4. Влияние условий выдерживания на кинетику и остаточные значения деформаций расширения и самонапряжения НЦ
3.1.5. Зависимость прочности цементного камня и бетона от величин свободного расширения
3.2. Подбор состава бетона на НЦ
3.3. Влияние расширяющегося вяжущего на изменение прочности бетона
на сжатие во времени
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Работа коротких центрально-сжатых трубобетонных элементов из высокопрочного бетона под нагрузкой
4.1. Характер разрушения трубобетонных элементов
4.2. Несущая способность опытных образцов
4.3. Диаграмма деформации бетонного ядра трубобетонного элемента
4.4. Развитие деформаций опытных трубобетонных элементов
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Совершенствование инженерных методов расчета прочности трубобетонных колонн
5.1. Применение условия текучести Генки-Мизеса для тонкостенного стального цилиндра совместно с полученными зависимостями для работы в условиях бокового обжатия при определения несущей способности центрально-сжатых трубобетонных колонн
5.2. Определение уровня продольного нагружения оболочки трубо бетонного элемента
5.3. Методика оптимизации сечения центрально-сжатого трубо бетонного элемента
5.4. Выводы по главе
Основные выводы по работе
Литература
Приложение: Акты о внедрении результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Трубобетонные конструкции получили распространение с 20-х гг. прошлого столетия, когда по результатам исследований различных ученых было установлено, что в условиях бокового обжатия прочность каменных материалов в продольном направлении может существенно возрастать. Многочисленные исследователи, как в России, так и за рубежом отмечают ряд преимуществ при использовании трубобетона в центрально-сжатых элементах по сравнению с железобетонными аналогами. Кроме прироста несущей способности (до 35% и более) вследствие упрочнения бетонного ядра, обжатого оболочкой, другими немаловажными преимуществами являются отказ от опалубочных и арматурных работ и, соответственно, упрощение процесса бетонирования из-за отсутствия внутреннего арматурного каркаса, повышение скорости производства работ и снижение издержек. Трубобетонные элементы отличает высокая надежность, обеспеченная квази-пластическим характером разрушения в случае превышения допустимых нагрузок на конструкции, тогда как разрушение железобетонных колонн, в особенности из высокопрочного бетона, имеет зачастую взрывообразный характер. Поэтому даже перегруженный трубобетонный элемент перед разрушением оставляет возможность эвакуации, повышая уровень безопасности зданий и сооружений.
Вместе с тем в основном преимуществе трубобетона - сочетании бетонного ядра и стальной оболочки, кроются и его возможные недостатки. Так, вследствие разницы в коэффициентах Пуассона стали (ус=0,3) и бетона (уъ=0,2 на начальных стадиях нагружения), а также усадки бетона, даже в условиях замкнутого пространства трубы бетонное ядро может работать независимо от стальной оболочки. При этом, во-первых, отсутствует эффект бокового обжатия и соответственно упрочнения бетонного ядра, а во-вторых, невозможно полностью использовать ресурс обжатия стальной оболочки в связи с наличием в ней продольных напряжений. Зачастую лишь часть прочности стальной

деформативных характеристик по сравнению с аналогами для портландцементных бетонов того же класса;
- выявить основные закономерности влияния современных суперпластификаторов (СП) на текучесть цементных суспензий, прочность, самонапряжение, собственные деформации цементного камня НЦ;
- выявить основные закономерности влияния условий твердения (водное, воздушное, «герметичное») на расширение и самонапряжение НЦ с СП на основе эфиров поликарбоксилатов;
- разработать методику и установить основные закономерности упрочнения бетонного ядра трубобетонных колонн в продольном направлении от радиальных напряжений обжатия, возникающих в нем вследствие ограничения развития поперечных деформаций;
- усовершенствовать конструкцию стальной оболочки для уменьшения дилатационного эффекта и изучить напряженно-деформированное состояние коротких центрально-сжатых трубобетонных элементов с классической и модифицированной оболочками с ядром из самоуплотняющихся бетонов на основе как портландцемента, так и НЦ;
- разработать методику расчета прочности трубобетонных элементов на центральное сжатие в зависимости от прочностных характеристик исходных материалов, соотношения толщины стенки трубы и радиуса бетонного ядра, вида бетона с учетом работы элемента в упругопластической стадии;
- разработать методику подбора сечения при проектировании центральносжатых трубобетонных элементов.