Диссертация (1141452), страница 71

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 71)

ᆞТолько ᆞнезадолго ᆞдо ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞпри ᆞтщательном ᆞисследовании ᆞбетонных ᆞобразцов ᆞчерез ᆞмикроскоп ᆞможно ᆞобнаружить ᆞволосяные ᆞтрещины ᆞотрыва ᆞвᆞсредней ᆞзоне ᆞвдоль ᆞоси ᆞэлемента ᆞс ᆞдлиной ᆞв ᆞнесколько ᆞмиллиметров ᆞи ᆞраскрытием ᆞне ᆞболее ᆞ0,01мм. ᆞМаксимальная ᆞдлина ᆞтаких ᆞмакротрещин, ᆞкоторые ᆞудалось ᆞобнаружить ᆞнезадолго ᆞдо ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞсᆞпомощью ᆞмикроскопа, ᆞне ᆞболееᆞ10ᆞ-12ᆞмм.ᆞОчевидно,ᆞкогдаᆞмакротрещинаᆞдостигаетᆞопределенного ᆞкритического ᆞразмера ᆞначинается ᆞдинамическое ᆞразвитие ᆞтрещины. ᆞВᆞдальнейшем ᆞтрещина ᆞнакопленной ᆞэнергии ᆞразвивается ᆞнеустойчиво ᆞза ᆞсчет ᆞдеформации ᆞтела ᆞс ᆞбольшой ᆞскоростью ᆞи ᆞпоэтому ᆞразвитиеᆞсопровождается ᆞвыделениемᆞшума.

ᆞДальнейшееᆞповедение ᆞусталостной ᆞтрещины ᆞотрыва ᆞиᆞбетонного ᆞэлемента ᆞзависит ᆞот ᆞширины ᆞгрузовых ᆞпластин. ᆞПри ᆞотносительной ᆞдлине ᆞгрузовых ᆞпластин ᆞвᆞ  l sup Н  0 ,2 ᆞбетонных ᆞэлементах ᆞс ᆞсоотношением ᆞразмеров ᆞРисунок 5.33 - Характеробразования и развитияусталостной трещины иусталостного разрушениябетонного элемента при  lsup Н  0 ,2 и Н L  1,33началаᆞдинамического ᆞразвитияᆞтрещинаᆞН L  1,33 после ᆞотрыва ᆞмгновенно ᆞпроскакивает ᆞдо ᆞвершин ᆞуплотненных ᆞобъемов ᆞ(клина) ᆞпод ᆞгрузовыми ᆞпластинами ᆞиᆞвыходит ᆞкᆞодной ᆞиз ᆞкромок ᆞпластин ᆞвдоль ᆞграни ᆞклина ᆞ(рисунок5.33), ᆞт.е. ᆞпроисходит ᆞмгновенное ᆞразрушение, ᆞкоторое ᆞсовпадает ᆞс ᆞначалом ᆞдинамического ᆞразвития ᆞтрещины ᆞотрыва ᆞвᆞсредней ᆞзоне.

ᆞПри ᆞэтом ᆞповерхность ᆞклина, ᆞт.е. ᆞповерхность ᆞсдвига, ᆞнеровная. ᆞВнутри ᆞиᆞвне ᆞклина ᆞбетон ᆞне ᆞразрушен. ᆞУгол ᆞвнутреннего ᆞсдвига ᆞбетона ᆞвᆞбетонных ᆞэлементах ᆞсᆞсоотношением ᆞразмеров ᆞН L  1,33 ᆞпри ᆞотносительной ᆞдлине ᆞгрузовых ᆞпластин ᆞт.е. ᆞугол ᆞнаклона ᆞграней ᆞ  l sup Н  0 ,20 , ᆞ  64 о .ᆞклинаᆞуплотнения,ᆞсоставляетᆞПри ᆞотносительной ᆞдлине ᆞгрузовых ᆞпластин ᆞ  l sup Н  0 ,325 ᆞв ᆞбетонных ᆞэлементах ᆞсᆞсоотношением ᆞразмеров ᆞН L  1,33 после ᆞначала ᆞдинамического ᆞразвития ᆞтрещина ᆞотрыва ᆞмгновенно ᆞпроскакивает ᆞдо ᆞгрузовых ᆞпластин ᆞ(рисунок 5.34), ᆞразделяяэлемент наᆞᆞдвеᆞчастиᆞпоᆞосиᆞэлемента, ноᆞусталостногоᆞразрушенияᆞэлементаᆞне279ᆞпроисходит и ᆞᆞон ᆞпродолжает ᆞсопротивляться ᆞциклической ᆞнагрузке. ᆞОкончательное ᆞусталостное ᆞразрушение ᆞтакого ᆞэлемента ᆞпроисходит ᆞтолько ᆞпосле ᆞдополнительного ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞвᆞрезультате ᆞсдвига ᆞвдоль ᆞграницы ᆞуплотненного ᆞобъема ᆞпод ᆞгрузовыми ᆞпластинами.

ᆞУгол ᆞвнутреннего ᆞсдвига ᆞбетона ᆞв ᆞ aбетонных ᆞ элементах ᆞ с ᆞсоотношениемᆞ размеровбᆞН L  1,33 ᆞпри ᆞотносительной ᆞдлине ᆞ грузовых ᆞ пластин ᆞ  l sup Н  0 ,325 , ᆞт.е. ᆞугол ᆞнаклонаᆞгранейᆞклинаᆞуплотнения,ᆞ  56 о .ᆞсоставляетᆞВ ᆞвысоких ᆞбетонных ᆞэлементах ᆞразвитие ᆞусталостных ᆞтрещин ᆞявляется ᆞплавным, ᆞа ᆞРисунок 5.34 - Характер образования и развитияусталостной трещины отрыва а) и усталостного разрушенияб) бетонного элемента при   l sup Н  0 ,325 и Н L  1,33усталостное ᆞразрушение ᆞболее ᆞпластичным. ᆞВᆞзависимости ᆞот ᆞуровня ᆞнагрузки ᆞлибо ᆞужеᆞпри ᆞпервомᆞнагружении ᆞлибо ᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞобразование ᆞмакротрещин ᆞотрыва ᆞвдольaбвРисунок 5.35 - Характер образования и развития усталостной трещины (а), (б) и усталостногоразрушения (в) бетонного элемента с размерами Н L  3,67ᆞкоторые ᆞможно ᆞобнаружить ᆞневооруженным ᆞвертикальной ᆞоси ᆞэлемента ᆞ(рисунок ᆞ6.48а), ᆞ280глазом.

ᆞПри ᆞвысоких ᆞуровнях ᆞнагрузки ᆞобразование ᆞэтих ᆞтрещин ᆞначинается ᆞуже ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении, ᆞвблизи ᆞгрузовой пластины ᆞна ᆞрасстоянии ᆞот ᆞнеё ᆞпримерно ᆞраной ᆞее ᆞширине ᆞиᆞполучает ᆞразвитие ᆞна ᆞдлину ᆞпримерно ᆞравной ᆞширине ᆞбетонного ᆞэлемента ᆞL .ᆞПри ᆞувеличении ᆞуровня ᆞнагрузки ᆞприᆞпервомᆞнагружении ᆞиᆞвᆞдальнейшем ᆞсᆞувеличением ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞразвитие ᆞэтих ᆞтрещин ᆞпо ᆞвысоте ᆞэлемента ᆞиᆞсоединение ᆞотдельных ᆞмакротрещин ᆞмежду ᆞсобой.

ᆞУвеличение ᆞтрещины ᆞотрыва ᆞпроисходитᆞвплотьᆞдоᆞусталостногоᆞразрушенияᆞиᆞсуммарнаяᆞеёᆞдлинаᆞпередᆞразрушениемдостигаетᆞ(1,4-1,5)Lᆞᆞ(рисунокᆞ5.35б).ᆞОдновременноᆞсᆞразвитиемᆞтрещинᆞотрываᆞпоᆞдлинеᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞтакже ᆞиᆞих ᆞраскрытие. ᆞНаибольшее ᆞна ᆞначальном ᆞучастке ᆞмакротрещины ᆞсᆞдлиной ᆞпримерно ᆞL . ᆞСᆞраскрытие ᆞнаблюдается ᆞприближением ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞуᆞкромки ᆞгрузовой ᆞпластины ᆞобразуются ᆞтакже ᆞсдвиговыеᆞтрещиныᆞподᆞугломᆞкᆞпластине.ᆞОчевидноᆞвозникаютᆞповерхностиᆞскольжения,ᆞидущие ᆞот ᆞкраев ᆞплощадки ᆞсмятия ᆞ(грузовой ᆞпластины).

ᆞ Усталостное ᆞразрушение ᆞвысоких ᆞбетонных ᆞэлементов ᆞпри ᆞместном ᆞсжатии ᆞзаканчивается ᆞсдвигом ᆞуплотненного ᆞобъема ᆞбетона ᆞпод ᆞгрузовой ᆞпластиной ᆞвдоль ᆞего ᆞграниц. ᆞПри ᆞэтом, ᆞвᆞотличие ᆞот ᆞэлементов ᆞсᆞразмерами ᆞН L  1,33 , ᆞуплотненный ᆞобъем ᆞрассыпается ᆞпосле ᆞтого ᆞкак ᆞтрещина ᆞраскалывания ᆞполностью ᆞразделяет ᆞбетонный ᆞэлемент ᆞпополам ᆞвᆞмомент ᆞокончательного ᆞусталостного ᆞразрушения ᆞ(рисунок ᆞ5.35в). ᆞОчевидно, ᆞчто ᆞвнутри ᆞуплотненного ᆞобъема ᆞвозникают ᆞочень ᆞбольшие ᆞнапряжения, ᆞаᆞвокруг ᆞнего ᆞразвивается ᆞзонаᆞпластичности ᆞиᆞпроисходитᆞвнутризерновой ᆞсдвиг ᆞбетона.

ᆞУгол ᆞвнутреннего ᆞсдвига ᆞбетона ᆞвᆞвысоких ᆞэлементах, ᆞт.е. ᆞугол ᆞнаклона ᆞграней ᆞклина ᆞуплотнения, ᆞсоставляет ᆞ  63о .5.4.ᆞНапряженно-деформированноеᆞсостояниеᆞжелезобетонныхᆞэлементовᆞвᆞзонеᆞсовместногоᆞдействияᆞизгибающихᆞмоментовᆞиᆞпоперечныхᆞсилᆞприᆞразличныхᆞпролетахᆞсрезаПри ᆞразличных ᆞпролетах ᆞсреза, ᆞ0,9 h0 ≤ c0 ≤3 h0 , ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении ᆞдо ᆞуровня ᆞмаксимальной ᆞнагрузки ᆞцикла ᆞQmах, ᆞдо ᆞобразования ᆞнаклонных ᆞтрещин, ᆞпри ᆞналичии ᆞ xymax ᆞ xmax ᆞнормальных ᆞтрещин, ᆞраспределение ᆞнормальных ᆞиᆞсдвиговых ᆞдеформаций ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил ᆞне ᆞотличается ᆞот ᆞтрадиционных ᆞкак ᆞвᆞэлементах ᆞсᆞxпоперечной ᆞарматурой, ᆞтак ᆞи ᆞбез ᆞнее. Деформации ᆞ  xm a поᆞвысоте ᆞсечения ᆞраспределяются ᆞпо ᆞзакону, ᆞблизкому ᆞкᆞлинейному ᆞсᆞмаксимумом ᆞуᆞверхней ᆞграни, ᆞаᆞна ᆞверхней ᆞграни ᆞ–ᆞповторяет ᆞзакон ᆞизменения ᆞизгибающих ᆞмоментов.

ᆞДеформации ᆞсдвига xymax ᆞᆞвᆞсечениях ᆞмежду ᆞнормальными ᆞтрещинами ᆞраспределяются ᆞпо ᆞпологим ᆞкривым с ᆞнулевымиᆞзначениямиᆞуᆞверхнейᆞиᆞнижнейᆞграней.ᆞВᆞсеченияхᆞсᆞнормальной трещиной281ᆞᆞдеформации ᆞсдвига ᆞ xymaxᆞсосредотачиваются ᆞв ᆞнетреснутой ᆞчасти ᆞбетона, ᆞчто ᆞприводитᆞкᆞувеличению ᆞзначений ᆞдеформаций ᆞсдвига ᆞРисунок 5.36 - Распределение нормальных деформацийmaxxповысоте сечений в балках с поперечной арматурой при co  3ho :N 1;N  210 4циклов; в эпюрах 1см 1,5  10 3 xymax ᆞбетона, ᆞа, ᆞследовательно, ᆞ и ᆞкасательныхᆞннапряжений.Приᆞбольших ᆞпролетах ᆞпосле ᆞсреза ᆞc0 ≥2,1 h0 , ᆞпоявления ᆞнаклонных ᆞтрещин ᆞиᆞпо ᆞмере ᆞих ᆞразвития ᆞпроисходит ᆞРисунок 5.37 - Распределение нормальных деформаций  xпо высотесечений и вдоль пролета среза в балках с поперечной арматурой приmaxco  2,15ho :   N 1;существенноеᆞперераспределениеᆞдеформаций ᆞ xmax ᆞи ᆞ xymax ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞсил.

ᆞ.ᆞЭти ᆞN  410 4 циклов; в эпюрах 1см поперечных ᆞизменения ᆞ более ᆞ 1  10 3существенны ᆞвᆞэлементах ᆞбез ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞиᆞменее ᆞрезки ᆞвᆞэлементах ᆞсᆞ xmax ᆞпоперечной ᆞарматурой. ᆞРаспределение ᆞдеформацийᆞпо ᆞвысоте ᆞсечения ᆞвᆞнормальных ᆞсечениях ᆞбалокᆞсᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞвᆞконцеᆞпролетаᆞсрезаᆞсохраняется ᆞтакимᆞже,ᆞкакᆞдоᆞобразованияᆞнаклонныхᆞтрещин,ᆞпримерноᆞпоᆞлинейномуᆞзакону,ᆞаᆞсᆞудалениемᆞвглубьᆞпролетаᆞсрезаᆞэтаᆞзакономерность ᆞнарушается, особенноᆞвᆞнормальных ᆞсечениях,ᆞблизкихᆞкᆞопоре. ᆞВᆞэтих ᆞсечениях ᆞверхняя ᆞгрань ᆞиспытывает ᆞслабое ᆞрастяжение, ᆞаᆞмаксимальные ᆞдеформации ᆞсжатия ᆞ xmax ᆞнаблюдаются ᆞвᆞрайоне ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещины ᆞ(Рисунокᆞ5.37).ᆞНа ᆞверхней ᆞграни ᆞбалок ᆞс ᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞнаблюдается ᆞнекоторое ᆞ xmax ᆞнарушение ᆞзакономерности ᆞразвития ᆞнормальных ᆞдеформаций ᆞпо ᆞдлине ᆞэлемента ᆞ282(Рисунок ᆞ5.38).

ᆞВᆞпроцессе ᆞразвитияᆞ критическойᆞнаклонной ᆞтрещины, ᆞвᆞконцеᆞпролета ᆞсреза, ᆞнад ᆞее ᆞвершиной ᆞ формируется ᆞучастокРисунок 5.38- Распределение нормальных деформацийверхней грани и  19оxна 19 вдоль линии, имеющей угол наклонак продольной оси элемента:N  1;  N  2  10 4 циклов; в эпюрах 1см  1,8  10 3ᆞ концентрацииᆞдеформаций ᆞ  xmax , ᆞ за ᆞпределамиᆞ которогоᆞпоследниеᆞ убывают,ᆞпереходя ᆞв ᆞрайоне ᆞопоры ᆞиногдаᆞвᆞслабые ᆞдеформации ᆞ2-13растяжения.ᆞ Датчики,ᆞнаклеенные ᆞвᆞнаправлении, ᆞпараллельном ᆞнаправлению ᆞразвитияРисунок 5.39 - Распределение деформаций сдвига  xy по высотесечений: ----- N=1 ;N=2·104 циклов; в эпюрах 1см=0,75·10-3.maxᆞ критическойᆞтрещиныᆞвᆞсжатойᆞзонеᆞ(угол ᆞнаклона ᆞкᆞпродольной ᆞоси ᆞпоказывают, ᆞэлемента ᆞ~19º), ᆞ 19max ᆞчто ᆞнормальные ᆞдеформации ᆞвᆞбетоне ᆞвᆞэтом ᆞнаправлении ᆞзначительны ᆞиᆞна ᆞдлине, ᆞравной ᆞпримерно ᆞh0, ᆞимеют ᆞпостоянное ᆞзначение, ᆞнесмотря ᆞна ᆞто, ᆞчто ᆞвᆞнаправлении ᆞкᆞопоре ᆞпроисходит ᆞпрактически ᆞлинейное ᆞуменьшение ᆞизгибающего ᆞмомента ᆞи ᆞпродольных ᆞдеформаций ᆞ xmax ᆞ(рисунок 5.38).

ᆞВᆞсечениях ᆞбез ᆞнормальных ᆞтрещин ᆞ xymax ᆞдеформацииᆞсдвигаᆞвᆞбетонеᆞприᆞпервом ᆞнагружении ᆞраспределяются ᆞпо ᆞвсей ᆞвысоте ᆞсечения, ᆞа ᆞих ᆞмаксимальные ᆞзначения ᆞнаходятся ᆞна ᆞуровне ᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиныᆞ(рисунок 5.39).ᆞВᆞсеченияхᆞсᆞнормальными ᆞтрещинами ᆞосновная ᆞчасть ᆞдеформаций ᆞсдвига ᆞ xymax ᆞРисунок 5.40 - Распределение продольных деформаций x в бетоне при N  1 в балке БСМ1-6 безпоперечной арматуры при пролете среза co  2 ,1ho :до образования и    после образованиякритической наклонной трещины; в эпюрах1 см  0 ,85  10 3концентрируется ᆞвᆞпределах ᆞсжатой ᆞзоны, ᆞаᆞих ᆞмаксимальные ᆞзначения ᆞсмещаются ᆞкᆞкритической ᆞнаклонной ᆞ283трещине. ᆞУвеличение ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞприводит ᆞлишь ᆞкᆞувеличению ᆞ xymax ,ᆞ xmax ᆞполнотыᆞэпюрᆞдеформацийᆞиᆞсложившихсяᆞпослеᆞобразованияᆞнаклонныхᆞ max ,ᆞтрещин ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении, ᆞне ᆞменяя ᆞих ᆞобщей ᆞформы ᆞ(рисунки 5.36-5.39).

Характеристики

Список файлов диссертации