Диссертация (1141452), страница 70
Текст из файла (страница 70)
ᆞПри ᆞэтом ᆞкритическая ᆞнаклонная ᆞтрещина ᆞвᆞсжатой ᆞзоне ᆞне ᆞполучила ᆞдальнейшего ᆞразвития, ᆞиᆞсжатая ᆞзона ᆞосталась ᆞнеразрушенной. ᆞᆞПри ᆞвысоких ᆞуровняхᆞнагружения,ᆞнезадолго ᆞдо ᆞусталостногоᆞразрушения,ᆞпараллельноУсталостное разрушение поᆞ Рис.5.21.сжатой зоне наклонного сечения прикритическойᆞ c0 h0 =1,6Рис.5.22.Усталостный разрывхомутов в сжатой зоне приc0 h0 =1,67наклонной ᆞтрещине ᆞвᆞсжатой ᆞзоне ᆞобразуется ᆞеще ᆞодна ᆞтрещина, ᆞи ᆞусталостное ᆞразрушение ᆞпо ᆞсжатой ᆞзоне ᆞпроисходит ᆞвᆞрезультате ᆞусталостного ᆞразрыва ᆞхомутов ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсᆞодной ᆞиз ᆞэтих ᆞдвух ᆞпараллельных ᆞтрещин ᆞвᆞсжатой ᆞзоне.
ᆞПри ᆞэтом, ᆞ273как ᆞправило, ᆞпроисходит ᆞусталостный ᆞразрыв ᆞвсех ᆞхомутов, ᆞпересекающих ᆞкритическую ᆞнаклоннуюᆞтрещинуᆞ(рисунки 5.16, 5.21, 5.22).ᆞУсталостные ᆞиспытания ᆞжелезобетонных ᆞбалок ᆞпрямоугольного ᆞсечения ᆞс ᆞотносительнымᆞпролетомᆞсрезаᆞпозволяютᆞустановитьᆞследующуюᆞкартинуᆞc0 h0 =(1-0,95)ᆞобразования ᆞиᆞразвития ᆞтрещин ᆞиᆞхарактер ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил. ᆞОбразование ᆞиᆞразвитие ᆞтрещин ᆞглавным ᆞобразом ᆞсвязаны ᆞсᆞточками ᆞприложения ᆞгруза ᆞиᆞопорной ᆞреакции, ᆞаᆞне ᆞсᆞвнутренними ᆞсиловыми ᆞфакторами, ᆞдействующими ᆞвᆞрассматриваемых ᆞпо ᆞдлине ᆞпролета ᆞсреза ᆞсечениях ᆞ(моментами ᆞиᆞпоперечными ᆞсилами).
ᆞПоэтому ᆞпри ᆞширине ᆞгрузовой ᆞиᆞопорной ᆞпластин ᆞ123мм ᆞl sup h0 =0,3-0,4 ᆞв ᆞприопорной ᆞзоне ᆞбалок ᆞнормальные ᆞтрещины ᆞне ᆞполучили ᆞзначительногоᆞразвитияᆞ—ᆞкакᆞправило,ᆞобразуетсяᆞтолькоᆞоднаᆞнормальнаяᆞтрещинаᆞ(иᆞтоᆞне ᆞвсегда) ᆞвᆞконце ᆞпролета ᆞсреза ᆞ(под ᆞгрузом), ᆞгде ᆞдействует ᆞмаксимальный ᆞизгибающий ᆞкотораяᆞполучаетᆞнезначительноеᆞразвитиеᆞпоᆞвысотеᆞсечения.ᆞЗатоᆞзначительноеᆞмомент,ᆞразвитие ᆞполучают, ᆞдаже ᆞпри ᆞнагрузках, ᆞблизких ᆞкᆞпределу ᆞвыносливости ᆞбалки ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил, ᆞнаклонные ᆞтрещины, ᆞкоторые ᆞчетко ᆞвыделяют ᆞконцентрированные ᆞполосы ᆞнапряжений ᆞмежду ᆞопорой ᆞи ᆞгрузом, ᆞвозникающие ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении ᆞдо ᆞмаксимальной ᆞнагрузки ᆞцикла ᆞQmах.
ᆞПри ᆞнагрузках, ᆞблизких ᆞкᆞпределу ᆞвыносливости ᆞQmах≈Qчер, ᆞвᆞбалкеᆞ1-2,ᆞнапример,ᆞужеᆞвᆞпроцессеᆞпервогоᆞнагруженияᆞ1аяᆞобразуется ᆞнедалеко ᆞот ᆞрастянутой ᆞнаклонная ᆞтрещина ᆞграниᆞэлементаᆞиᆞразвиваетсяᆞпараллельноᆞиᆞвблизиᆞлинии,ᆞсоединяющей ᆞвнутренние ᆞкромки ᆞопорной ᆞиᆞгрузовой ᆞРисунок 5.23- Образование иразвитие усталостныхтрещин при c0=h0 иl sup h0 =0,394пластинᆞ(Рисунок 5.23).ᆞПриᆞэтомᆞнаправлениеᆞразвитияᆞ1ойᆞтрещины ᆞ—ᆞот ᆞопоры ᆞкᆞгрузу.
ᆞСᆞувеличением ᆞколичества ᆞцикловᆞнагруженияᆞпроисходитᆞобразованиеᆞ2ойᆞнаклоннойᆞтрещины, ᆞразвивающейся ᆞпараллельно ᆞиᆞвблизи ᆞлинии, ᆞсоединяющей ᆞвнешние ᆞкромки ᆞопорной ᆞиᆞгрузовой ᆞпластин. ᆞОна ᆞобразуется ᆞвᆞсжатой ᆞзоне, ᆞнедалеко ᆞот ᆞгрузовой ᆞпластины, ᆞиᆞимеет ᆞнаправление ᆞразвития, ᆞпротивоположное ᆞнаправлению ᆞразвития ᆞ1ой ᆞнаклонной ᆞтрещины, ᆞт.е. ᆞот ᆞгруза ᆞкᆞопоре.
ᆞДальнейшее ᆞувеличение ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞприводитᆞкᆞдальнейшемуᆞразвитию ᆞ2ой ᆞтрещины, ᆞаᆞтакже ᆞкᆞраскрытиюᆞобеих ᆞтрещин ᆞ.ᆞВᆞбалке ᆞ1-2, ᆞкоторая ᆞразрушилась ᆞчерез ᆞ1,94млн. ᆞциклов ᆞнагружения ᆞ(близко ᆞкᆞбазовому), ᆞнезадолго ᆞдоᆞразрушения ᆞпроизошло ᆞрезкоеᆞраскрытиеᆞ2ой ᆞтрещины ᆞвᆞверхнейᆞчасти ᆞ(недалеко ᆞот ᆞгрузовой ᆞпластины) ᆞиᆞпроизошел ᆞусталостный ᆞобрыв ᆞхомута ᆞвᆞместе ᆞ274пересечения ᆞсо ᆞ2ой ᆞтрещиной. Иногда ᆞобразуется и получает развитиеᆞ3-я ᆞнаклонная ᆞтрещина,ᆞидущаяᆞвдольᆞосиᆞполосыᆞ.ᆞᆞВᆞбалке ᆞ1-4 ᆞсᆞпри ᆞсреднем ᆞуровне ᆞ( Qmax Qс .
р . =0,64) ᆞциклического ᆞlsup h0 =0,397 ᆞнагружения ᆞобразовались ᆞвсе ᆞтри ᆞтрещины ᆞ(рисунок 5.24). ᆞ2-я ᆞтрещина ᆞвплоть ᆞдо ᆞусталостногоᆞразрушенияᆞраскрываласьᆞнезначительно(рисунок 5.26). ᆞНа ᆞпротяжении ᆞвсегоᆞциклическогоᆞ Рисунок 5.24- Развитие усталостных трещиннагруженияᆞв балке 1-4 через 570тыс. циклов нагруженияРисунок 5.25- Вид балки 1-4после усталостногоразрушения1-я ᆞтрещина, ᆞчуть ᆞменьше ᆞ–ᆞ3-я ᆞтрещина. ᆞНезадолго ᆞдо ᆞнаибольшее ᆞраскрытие ᆞполучила ᆞразрушения, ᆞчерез ᆞ(450-500)тыс.циклов ᆞнагружения ᆞначалось ᆞрезкое ᆞраскрытие ᆞвсех ᆞтрех ᆞтрещин.
ᆞПри ᆞэтом ᆞвᆞсредней ᆞчасти ᆞпо ᆞдлине ᆞсжатой ᆞполосы ᆞмежду1-й ᆞиᆞ2-й трещинами ᆞначалось ᆞ усталостное ᆞраздробление ᆞ бетона, ᆞмежду ᆞними ᆞпоявилось ᆞмножество ᆞмелких ᆞтрещин, ᆞа ᆞтакже ᆞвнизу, ᆞвокруг ᆞопорной ᆞпластины ᆞчетко ᆞвыделилсяl supРисунок 5.26- Раскрытие усталостных трещин в балке 1-4 при1ая трещина; 3ая трещина;2 ая трещинаh0 0 ,3 :ᆞ клинᆞуплотнения.
ᆞВᆞбалке ᆞ1-4, ᆞпоскольку ᆞв ᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения ᆞнаибольшее ᆞраскрытие ᆞимела ᆞ1-я ᆞтрещина, ᆞусталостное ᆞразрушение ᆞчерез ᆞ572тыс. ᆞциклов ᆞнагружения ᆞпроизошло ᆞвᆞрезультате ᆞусталостного ᆞобрыва ᆞхомутов ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсᆞ1-й ᆞтрещиной ᆞсᆞпоследующим ᆞсдвигом ᆞбетона ᆞперед ᆞкромкой ᆞгрузовой ᆞпластины ᆞиᆞусталостнымᆞраздроблениемᆞбетона ᆞмеждуᆞ1-й ᆞиᆞ2-й ᆞтрещинами ᆞ(рисунок 5.25).Таким ᆞобразом, ᆞпри ᆞшироких ᆞопорных ᆞиᆞгрузовых ᆞпластинах, ᆞlsup h0 >0,3, ᆞнаиболее ᆞхарактерным ᆞразрушением ᆞпри ᆞциклическом ᆞнагружении ᆞявляется ᆞразрушение ᆞсо ᆞзначительным ᆞразвитием ᆞ1-й ᆞиᆞ2-й ᆞтрещин ᆞиᆞих ᆞрезким ᆞраскрытием ᆞlsup h0 >0,3 ᆞнезадолго ᆞдо ᆞразрушения. ᆞПоэтому ᆞусталостное ᆞразрушение ᆞпри ᆞвᆞпределах ᆞнаклонного ᆞсжимающего ᆞсилового ᆞпотока ᆞпроисходит, ᆞкак ᆞправило, ᆞиз-за ᆞусталостного ᆞ275разрыва ᆞстержней ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞвᆞместах ᆞпересечения ᆞсᆞ1-й ᆞиᆞ2-й ᆞнаклонными ᆞтрещинамиᆞсᆞ последующимᆞусталостным ᆞраздроблением ᆞбетона ᆞмежду ᆞэтими ᆞтрещинами ᆞиᆞсдвигом ᆞбетона ᆞперед ᆞгрузовой ᆞпластиной ᆞ(Рисунок 6.36).
ᆞПри ᆞэтом ᆞхомуты, ᆞнаходящиеся ᆞвблизи ᆞгруза ᆞрвутся ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсо ᆞ2-й ᆞтрещиной, ᆞаᆞхомуты,ᆞнаходящиесяᆞвблизиᆞопорыᆞ–ᆞвᆞместеᆞпересеченияᆞсᆞ1-йᆞтрещиной.Другой ᆞвозможной ᆞформой ᆞусталостногоᆞжелезобетонныхразрушенияᆞ изгибаемыхᆞᆞ Рисунок 5.27- Усталостное разрушение балки при lsup h0 >0,3элементов ᆞсᆞмалым ᆞпролетом ᆞсреза ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил ᆞявляется ᆞусталостный ᆞразрыв ᆞпродольной ᆞрастянутой ᆞарматуры ᆞвᆞместе ᆞпересечения ᆞсᆞнаклонным ᆞсжимающим ᆞсиловым ᆞпотоком ᆞ(с ᆞ1ой ᆞтрещиной).
ᆞХарактер ᆞобразованияᆞиразвитияᆞᆞусталостных ᆞтрещин ᆞпри ᆞциклическом ᆞбалке ᆞнагружении ᆞв ᆞ1-5 ᆞсᆞиᆞl sup h0 =0,397 ᆞс0 h0 =0,958, ᆞкоторая ᆞразрушиласьрезультатеᆞвᆞРисунок 5.28- Вид балки 1-5 после усталостного разрываᆞ продольной рабочей арматуры (стрелкой указано место обрываусталостного ᆞразрыва ᆞарматуры)одного ᆞстержня ᆞпродольной ᆞрастянутой ᆞарматуры ᆞиᆞместо ᆞразрыва ᆞэтого ᆞстержня ᆞпоказаныᆞнаᆞрисунке 5.28.ᆞlsup =90мм ᆞᆞУсталостное ᆞразрушение ᆞбалок ᆞсᆞ(( lsup h0 <0.3)) ᆞпри ᆞвысоких ᆞуровнях ᆞнагрузки ᆞпроисходило ᆞвᆞрезультате ᆞсильного ᆞразвития ᆞиᆞраскрытия ᆞодной ᆞтрещины ᆞраскалывания, ᆞкоторая ᆞпроходит ᆞлибо ᆞпо ᆞоси ᆞнаклонного ᆞсжимающего ᆞсилового ᆞпотока, ᆞлибоᆞблизкоᆞкᆞоднойᆞизᆞграницᆞядраᆞсжатияᆞэтогоᆞсилового потокаᆞ(рисунки 5.29,ᆞ5.30).276Рисунок 5.29- Усталостное разрушениебалки 1-1 при lsup h0 <0,3 ( lsup =90мм)Рисунок 5.30- Усталостное разрушениебалки 1-13 при lsup h0 <0,3 ( l sup =90мм)уменьшении ᆞширины ᆞопорной ᆞиᆞгрузовой ᆞпластин ᆞ( lsup h0 =0,21;0,18), ᆞвᆞПри ᆞᆞдальнейшемᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения ᆞмаксимальное ᆞразвитие ᆞиᆞраскрытие ᆞполучает ᆞ3-я ᆞтрещина,ᆞкотораяᆞразвиваетсяᆞвдольᆞосиᆞнаклонногоᆞсжимающегоᆞсиловогоᆞпотока.ᆞразрушение ᆞжелезобетонных ᆞбалок ᆞпри ᆞТаким ᆞобразом ᆞусталостное ᆞlsup h0 <0,3 ᆞпроисходит ᆞвᆞрезультате ᆞраскалывания ᆞнаклонной ᆞсжатой ᆞполосы ᆞвдоль ᆞсвоей ᆞоси ᆞсᆞпоследующимᆞсдвигомᆞбетонаᆞпередᆞгрузовойᆞпластиной.ᆞ5.3.ᆞ2ᆞХарактерᆞобразованияᆞиᆞразвитияᆞтрещинᆞиᆞᆞусталостногоᆞразрушенияᆞприᆞместномᆞсжатииᆞбетонныхᆞиᆞжелезобетонныхᆞпластинНесмотря ᆞна ᆞмногочисленные ᆞтеоретические ᆞиᆞэкспериментальные ᆞисследования ᆞсопротивления ᆞбетона ᆞиᆞжелезобетона ᆞпри ᆞместном ᆞдействии ᆞстатической ᆞнагрузки, ᆞсовершенно ᆞотсутствуют ᆞисследования, ᆞкак ᆞтеоретические ᆞтак ᆞиᆞэкспериментальные, ᆞповедения ᆞбетона ᆞиᆞжелезобетона ᆞпри ᆞместном ᆞдействии ᆞмногократно ᆞповторяющихся ᆞнагрузок.
ᆞОсновные ᆞзакономерности ᆞвᆞпроцессах ᆞобразования, ᆞразвития ᆞусталостных ᆞтрещин ᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения, ᆞаᆞтакжеᆞвид,ᆞхарактерᆞиᆞформаᆞусталостногоᆞразрушенияᆞэлементовᆞихᆞзависимостьᆞотᆞконструктивныхᆞособенностейᆞэлементаᆞиᆞдругихᆞфакторовᆞнеᆞисследованы.ᆞОтечественныеᆞиᆞзарубежныеᆞнормыᆞникакихᆞрекомендацийᆞпоᆞоценке ᆞвыносливости ᆞбетонных ᆞиᆞжелезобетонных ᆞэлементов ᆞпри ᆞместном ᆞциклическом ᆞсжатии ᆞне ᆞдают. ᆞПоэтому ᆞнет ᆞни ᆞкакой ᆞинформации ᆞоᆞхарактере ᆞусталостного ᆞсопротивления ᆞбетона ᆞиᆞжелезобетона ᆞдействию ᆞместной ᆞциклической ᆞнагрузки ᆞиᆞсовершенно ᆞотсутствуют ᆞкакие-либо ᆞрекомендации ᆞпо ᆞоценке ᆞих ᆞвыносливости.
ᆞВᆞэтой ᆞсвязи, ᆞсᆞцелью ᆞобоснования ᆞгипотез ᆞпринятых ᆞпри ᆞразработке ᆞнаучных ᆞоснов ᆞтеории ᆞвыносливости ᆞиᆞусталостного ᆞсопротивления ᆞбетона ᆞиᆞжелезобетона ᆞпри ᆞместном ᆞциклическом ᆞсжатии ᆞавтором ᆞпроведены ᆞэкспериментальные ᆞисследования. ᆞЭти ᆞисследования ᆞбыли ᆞнаправлены ᆞна ᆞобоснование ᆞкачественной ᆞкартины ᆞхарактера ᆞ277образования ᆞи ᆞразвития ᆞусталостных ᆞтрещин, ᆞособенностей ᆞнапряженнодеформированного ᆞсостояния, ᆞмеханизма ᆞиᆞформ ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞбетонных ᆞиᆞжелезобетонныхᆞэлементовᆞприᆞциклическомᆞдействииᆞместнойᆞнагрузки.Для ᆞэтого ᆞбыли ᆞизготовлены ᆞ4 ᆞсерии ᆞпластин ᆞиз ᆞбетона ᆞсᆞмеханическими ᆞхарактеристиками ᆞВ=33 ᆞМпа, ᆞRb=25,0МПа, ᆞRbt=2,85МПа, ᆞEb=3,7·104МПа. ᆞВᆞкачестве ᆞHкотораяᆞсоставлялаᆞ1,33ᆞварьируемогоᆞпараметраᆞбылаᆞпринятаᆞотносительнаяᆞвысотаᆞ ,ᆞLиᆞ3,67, ᆞаᆞтакже ᆞширина ᆞопорных ᆞиᆞгрузовых ᆞпластин ᆞ8А40050l sup , ᆞкоторая ᆞсоставляла ᆞ60 ᆞиᆞ123мм.
ᆞВ ᆞпервой ᆞсерии ᆞ100размеры ᆞбетонных ᆞпластин ᆞ300х400х50мм ᆞиᆞширина ᆞсерии ᆞразмеры ᆞбетонных ᆞпластин ᆞ300х400х50мм ᆞиᆞ50100030400опорных ᆞиᆞгрузовых ᆞпластин ᆞl sup =60мм; ᆞво ᆞвторой ᆞ10030l sup =123 ᆞширина ᆞопорных ᆞиᆞгрузовых ᆞпластин ᆞмм; ᆞВᆞтретьей ᆞсерии ᆞразмеры ᆞбетонных ᆞпластин ᆞl sup =60мм; ᆞ300х550х50мм ᆞиᆞширина ᆞгрузовых ᆞпластин ᆞ300Рисунок 5.31 - Схема армированияпластинв ᆞ четвертой ᆞ серии ᆞпластины ᆞ с ᆞразмерами ᆞ300х400х50мм ᆞжелезобетонные, ᆞкоторые ᆞв ᆞзоне ᆞдействияᆞместнойᆞнагрузки ᆞимеютᆞтолькоᆞгоризонтальнуюᆞарматуруᆞ8А400ᆞсᆞшагомᆞ100ᆞl sup =60мм ᆞмм, ᆞаᆞширина ᆞопорных ᆞиᆞгрузовых ᆞпластин ᆞ(схема ᆞармирования ᆞна ᆞрисунке5.31).испытанияᆞпластинᆞпредставленаᆞнаᆞрисунке 5.32.ᆞСхемаᆞHHбаllocLLРисунок 5.32 - Схема испытаний бетонных и железобетонных пластин приместном циклическом сжатииа) пластины 1ой, 2ой и 4 серий; б) пластины 3ей серии.Усталостные ᆞиспытания ᆞбетонных ᆞиᆞжелезобетонных ᆞпластин ᆞпри ᆞместном ᆞсжатии, ᆞ278позволяютᆞустановитьᆞследующуюᆞкартинуᆞобразованияᆞиᆞразвитияᆞусталостныхᆞтрещинᆞиᆞхарактерᆞусталостногоᆞразрушения.ᆞДаже ᆞпри ᆞнагрузках ᆞвыше ᆞпредела ᆞвыносливости ᆞбетонные ᆞэлементы ᆞвплоть ᆞдо ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞ работают ᆞбез ᆞвидимых ᆞтрещин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
