Диссертация (1141452), страница 74

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

Текст из файла (страница 74)

ᆞПо ᆞмере ᆞувеличения ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагруженияРисунок 5.62 - Распределение деформаций в хомутах Б 3-4 всечении по длине наклонного сечения с трещиной прициклическом нагружении:   N  1 ;4N  10 ;N  7  105;в эпюрах 1см  1,8  102ᆞ происходитᆞинтенсивный ᆞрост ᆞдеформаций ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞвᆞместах ᆞпересечения ᆞс ᆞнаклоннымиᆞтрещинами.ᆞᆞ Вследствие293ослабления ᆞсвязей ᆞмежду ᆞпоперечной ᆞарматурой ᆞиᆞбетоном ᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞвы равнивание ᆞᆞдеформаций ᆞиᆞнапряжений ᆞв ᆞпоперечной ᆞарматуре ᆞпо ᆞдлине ᆞстержней ᆞпри ᆞмалых ᆞпролетах ᆞсреза– ᆞна ᆞучастке ᆞмежду ᆞ1ой ᆞиᆞ2ой ᆞнаклонными ᆞтрещинами, ᆞа ᆞпри ᆞбольших ᆞиᆞсредних ᆞпролетах ᆞсреза ᆞ–ᆞна ᆞучастке ᆞот ᆞместа ᆞпересечения ᆞсᆞкритической ᆞнаклонной ᆞтрещиной ᆞдо продольной ᆞрастянутой ᆞарматуры.

ᆞХарактерᆞраспределенияᆞдеформацийᆞпоперечнойᆞарматуры ᆞпо ᆞдлине ᆞнаклоннойᆞтрещиныᆞсᆞувеличениемᆞколичества ᆞциклов ᆞРисунок 5.63 - Распределение деформаций в хомутах Б 2-3 в процессециклического нагружения    N  1 ;N  10 4 ;нагружения ᆞ вв эпюрах 1см  6  10 3элементах ᆞсᆞмалым ᆞиᆞбольшим ᆞпролетом ᆞсреза ᆞсохраняется ᆞтаким ᆞже, ᆞкак ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении, ᆞт.е.

ᆞв ᆞпервых ᆞ– ᆞравномерным, ᆞа ᆞво ᆞвторых ᆞ – ᆞ с ᆞРисунок 5.64 - Распределение деформаций в хомутах при циклическомN  10 5 ;внагружении в Б2-6:    N  1 ;эпюрах 1см 2  103максимальнымиᆞзначениями ᆞу ᆞнижнегоᆞ концакритическойᆞᆞнаклонной ᆞтрещины. ᆞВ ᆞэлементах ᆞсо ᆞсредним ᆞпролетом ᆞсреза ᆞсᆞувеличением ᆞколичества ᆞциклов ᆞРисунок 5.65 - Распределение деформаций в процессе циклического нагружения вхомутах Б 2-4 по длине наклонного сечения, проходящего по критическойтрещине:    N  1 ;N  2  10 4 ;3N  10 5 ; в эпюрах 1см  4  10нагруженияᆞдеформацииᆞпоперечнойᆞарматуры ᆞ294выравниваются ᆞпо ᆞдлине ᆞкритического ᆞнаклонного ᆞсечения ᆞи ᆞраспределяются ᆞпрактически ᆞравномерно.

ᆞУвеличение ᆞдеформаций ᆞиᆞнапряжений ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞпроисходитᆞзаᆞсчетᆞнакопленияᆞихᆞостаточнойᆞчасти, которыеᆞвозникаютᆞвследствиеРисунок 5.66 - Изменение коэффициента асимметрии цикла напряжений в поперечнойарматуре при циклическом нагружении при co  3ho : 1 – Б2-1; 3 – Б2-7; 3 – Б2-7; 4 – Б2-3; приco  1,6ho : 5 – Б3-4; 6 – Б3-6; при co  ho : 7 – Б1-5; 8 – Б1-2; 9 – Б1-6.ᆞᆞвиброползучестиᆞсжатогоᆞбетона.ᆞОстаточныеᆞнапряженияᆞвᆞпоперечной ᆞарматуреᆞимеютᆞтот ᆞже ᆞзнак, ᆞчто ᆞиᆞнапряжения ᆞпри ᆞпервом ᆞнагружении. ᆞПоэтому, ᆞтак ᆞкак ᆞувеличение ᆞнапряженийᆞпроисходит ᆞприᆞминимуме ᆞиᆞмаксимуме ᆞциклической ᆞнагрузки, ᆞаᆞстепень ᆞихᆞвозрастания ᆞразличная, ᆞто ᆞэто ᆞприводит ᆞкᆞизменению ᆞфактического ᆞкоэффициента ᆞ wmin (t )асимметрии ᆞнапряжений ᆞ w (t )  maxᆞвᆞпоперечной ᆞарматуре ᆞ(рисунок 5.66), ᆞт.е.

ᆞ w (t )фактическийᆞкоэффициент ᆞасимметрии ᆞнапряжений ᆞпоперечной ᆞарматуры ᆞне ᆞсовпадает ᆞсᆞкоэффициентом ᆞасимметрии ᆞвнешней ᆞнагрузки ᆞ . ᆞДля ᆞвсех ᆞрежимов ᆞциклической ᆞнагрузки ᆞиᆞпри ᆞразличных ᆞпролетах ᆞсреза ᆞон ᆞвозрастает ᆞпо ᆞмере ᆞувеличения ᆞколичества ᆞциклов ᆞнагружения ᆞи ᆞвсегда ᆞбольше, ᆞчем ᆞ , ᆞкоторый ᆞв ᆞпроцессе ᆞиспытаний ᆞподдерживаетсяᆞпостоянным.2955.4.ᆞ1ᆞВыявлениеᆞзонᆞконцентрацииᆞнапряженийᆞжелезобетонныхᆞэлементовᆞприᆞмногократноᆞповторяющихсяᆞнагрузкахᆞметодомᆞконтроляᆞгистерезисныхᆞэнергопотерьᆞУчитывая, ᆞчто ᆞпри ᆞпассивной ᆞтепловой ᆞстимуляции, ᆞнапример, ᆞмногократно ᆞповторяющееся ᆞнагружениеᆞсᆞбольшойᆞчастотой,ᆞдляᆞлюбойᆞi-ᆞойᆞточкиᆞконструктивногоᆞэлемента ᆞтемпература ᆞявляется ᆞфункцией ᆞот ᆞдиссипированной ᆞэнергии ᆞвᆞединицеᆞобъема ᆞтвердогоᆞтела, ᆞспециальноᆞдляᆞвыявленияᆞположений,ᆞформᆞиᆞразмеровᆞзонᆞконцентрацииᆞнапряжений ᆞвᆞзоне ᆞдействия ᆞпоперечных ᆞсил, ᆞавтором ᆞвпервые ᆞбыл ᆞразработан ᆞиᆞприменен ᆞметод ᆞопределения ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений ᆞв ᆞстроительных ᆞконструкциях, ᆞоснованный ᆞна ᆞконтроле ᆞгистерезисных ᆞэнергопотерь ᆞ(теплопотерь) ᆞсᆞпомощью ᆞтепловизора.

ᆞСуть ᆞметода ᆞсостоит ᆞвᆞрегистрации ᆞтемпературного ᆞполя ᆞна ᆞповерхности ᆞстроительных ᆞконструкций, ᆞполученного ᆞвᆞрезультате ᆞгистерезисных ᆞэнергопотерь ᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнагружения, ᆞтепловизионной ᆞаппаратурой ᆞиᆞпоследующемᆞанализеᆞтермограммᆞсᆞиспользованиемᆞПЭВМᆞдляᆞобработкиᆞрезультатовᆞиᆞрешения.ᆞпринятияᆞВ ᆞсоответствии ᆞс ᆞпредлагаемым ᆞметодом ᆞопределения ᆞзон ᆞконцентрации ᆞнапряжений, ᆞтепловидеоизображения ᆞповерхностей ᆞконструкций ᆞпосле ᆞциклического ᆞнагружения, ᆞполученные ᆞв ᆞневидимом ᆞчеловеческому ᆞглазу ᆞтепловом ᆞдиапазоне ᆞ(инфракрасном ᆞдиапазоне ᆞволн) ᆞпозволяют ᆞбез ᆞсоприкосновения ᆞсᆞопытными ᆞобразцами ᆞ(это ᆞособенно ᆞважно ᆞпри ᆞусталостных ᆞиспытаниях) ᆞполучать ᆞполную ᆞинформацию ᆞоᆞраспределении ᆞтемпературы ᆞна ᆞповерхности ᆞобразцов, ᆞвыявлять ᆞтемпературные ᆞаномалии, ᆞнесущие ᆞинформацию ᆞоᆞвнутренних ᆞпроцессах ᆞстроительной ᆞконструкции, ᆞпотому ᆞчто ᆞтемпература, ᆞкак ᆞколичественный ᆞпоказатель ᆞвнутренней ᆞэнергии ᆞконструкции, ᆞявляется ᆞеё ᆞуниверсальной ᆞхарактеристикой.

ᆞИмея ᆞинформацию ᆞо ᆞраспределении ᆞтемпературы ᆞна ᆞповерхности ᆞобразцов, ᆞучитывая ᆞфункциональные ᆞзависимости ᆞмежду ᆞтемпературой ᆞи ᆞэнергией, ᆞмежду ᆞэнергией ᆞи ᆞнапряженнодеформированным ᆞсостоянием ᆞможно ᆞполучить ᆞкачественную ᆞкартину ᆞраспределения ᆞнаибольших ᆞнапряжений, ᆞформу, ᆞразмеры ᆞиᆞположения ᆞзон, ᆞобластей ᆞэтих ᆞнаибольших ᆞнапряжений, ᆞкрайне ᆞнеобходимых ᆞпри ᆞразработке ᆞновых ᆞфизических ᆞмоделей ᆞусталостногоᆞсопротивленияᆞиᆞновыхᆞметодовᆞрасчетаᆞнаᆞихᆞоснове.Для ᆞпояснения ᆞсути ᆞиᆞосновных ᆞпринципов ᆞразработанного ᆞметода ᆞвᆞпервом ᆞприближении ᆞпокажем ᆞфункциональную ᆞзависимость ᆞтемпературы ᆞот ᆞпараметров ᆞнапряженно-деформированного ᆞсостояния ᆞконструктивных ᆞэлементов. ᆞПоскольку ᆞзависимость ᆞмежду ᆞнапряжениями ᆞиᆞдеформациями ᆞвᆞбетоне ᆞнелинейная, ᆞто ᆞпри ᆞ296однократном ᆞкратковременном ᆞзагружении ᆞполные ᆞдеформации ᆞбетона ᆞможно ᆞ b   el   pl , ᆞпредставить ᆞвᆞвиде ᆞгде  el ᆞи ᆞ pl  ᆞсоответственно ᆞупругие ᆞиᆞнеупругие ᆞ(пластические) ᆞдеформацииᆞбетона.

ᆞДеформирование ᆞсопровождается ᆞрасходомᆞэнергии.ᆞПри ᆞмногократно ᆞповторяющихся ᆞнагрузках ᆞмаксимальный ᆞуровень ᆞдействующих ᆞ b   bu ᆞиᆞвᆞпроцессе ᆞциклического ᆞнапряжений ᆞнамного ᆞменьше ᆞпредельного ᆞзначения ᆞнагружения ᆞпроисходит ᆞнеоднократное ᆞнагружение-разгружение. ᆞПри ᆞN=1, ᆞвследствие ᆞразвития ᆞмгновенных ᆞпластических ᆞдеформаций, ᆞпри ᆞпервой ᆞзагрузке ᆞиᆞразгрузке ᆞобразуетсяᆞпетляᆞгистерезиса,ᆞнапример,ᆞприᆞсжатииᆞлинияᆞОСС1ᆞ(рисунокᆞ5.67).ᆞПлощадьᆞпетли ᆞгистерезиса ᆞчисленно ᆞравна ᆞнеобратимой ᆞработе ᆞдеформирования ᆞвᆞкаждом ᆞцикле. ᆞчастьᆞэтойᆞработыᆞпереходитᆞвᆞтеплоᆞиᆞрассеиваетсяᆞпутемᆞтеплообмена.ОсновнаяᆞСнятие ᆞ(или ᆞуменьшение) ᆞнагрузки ᆞс ᆞнеразрушившейся ᆞконструкции ᆞсопровождается ᆞмгновенным ᆞи ᆞзапаздывающим ᆞвосстановлением ᆞдеформации ᆞи ᆞвосстановлением ᆞзатраченной ᆞэнергии.

ᆞМгновенное ᆞвосстановление ᆞдеформаций ᆞобеспечивается ᆞупругими, ᆞкак ᆞправило, ᆞлинейными, ᆞсвойствами ᆞсопротивления ᆞматериалов;ᆞзапаздывающееᆞ—ᆞупругимᆞпоследействием.ᆞПо ᆞмнению ᆞВ.М.Бондаренко, ᆞоба ᆞвида ᆞдеформаций ᆞвосстанавливаются ᆞне ᆞполностью ᆞ—ᆞпроявляется ᆞнеобратимость ᆞдеформации. ᆞЗначительная ᆞчасть ᆞзатраченной ᆞна ᆞпервоначальноеᆞдеформированиеᆞэнергииᆞ неᆞвосстанавливается,ᆞD bcuрассеивается.

ᆞВᆞэтом ᆞсутьᆞ явлениядиссипирования plbᆞ elᆞEСэнергии ᆞпри ᆞдеформированииᆞтвердых ᆞтел. ᆞПричем ᆞна ᆞтеплообразование ᆞ уходит ᆞдо ᆞ80% ᆞдиссипированнойᆞ btuВАO btuС1 bcuэнергии. ᆞКоличество ᆞдиссипированной ᆞв ᆞединице ᆞ объема ᆞРисунок 5.67 - Диаграмма деформирования бетона при однократномстатическом нагружении297твердого ᆞтела ᆞэнергии ᆞза ᆞодин ᆞполный ᆞцикл ᆞнагружения-разгружения ᆞопределяется ᆞплощадьюᆞпетлиᆞгистерезисаᆞдиаграммыᆞматериалаᆞ[25-28].Количество ᆞдиссипированной ᆞвᆞединице ᆞобъема ᆞтвердого ᆞтела ᆞэнергии ᆞза ᆞодин ᆞполный ᆞцикл ᆞнагружения—разгружения ᆞопределяется ᆞплощадью ᆞпетли ᆞгистерезиса ᆞдиаграммыᆞматериалаᆞ[26] max wi1  max i d  minᆞ max i d  mind i  min max d i ,ᆞ(5.4) minгде ᆞ i - ᆞ нормальное ᆞнапряжение ᆞв ᆞi- ᆞой ᆞточке; ᆞ ᆞ- ᆞреологическое ᆞуравнение ᆞᆞмеханического ᆞсостояния ᆞматериалов; ᆞ ᆞиᆞ-ᆞзначки, ᆞобозначающие ᆞсоответственно ᆞᆞᆞиᆞдляᆞбетонаᆞнеᆞнагружениеᆞиᆞразгружение.ᆞДляᆞупрощения ᆞзаписейᆞиндексᆞ«b»ᆞприᆞуказаны.ᆞПредставляяᆞзависимостьᆞмеждуᆞдеформациямиᆞиᆞнапряжениямиᆞвᆞвидеᆞ[25-28]ᆞ(t )oEврS o ,ᆞ(5.5)mᆞ S  1    b  ,ᆞ Rb ᆞ11 o oEврEot     t   C t , d ,ᆞ(5.6)(5.7)toплощадьᆞпетлиᆞгистерезисаᆞзаᆞодинᆞполныйᆞциклᆞнагружения—разгруженияᆞопределяется ᆞкакᆞ wi1  1 2  m  2  m ,ᆞоEврRb 1 (5.8) , ᆞm - ᆞгде ᆞпараметры ᆞнелинейности ᆞбетона; ᆞE o - ᆞначальный ᆞмодуль ᆞупругости ᆞбетона; ᆞ-ᆞмераᆞпростойᆞползучестиᆞбетона.C t ,  ᆞЭтаᆞэнергияᆞпереходитᆞвᆞтепло.ᆞСогласноᆞзаконаᆞсохраненияᆞэнергииᆞA   wi1  JQi1 ,ᆞᆞ(5.9)где A - ᆞработа ᆞдеформирования ᆞбетона ᆞвᆞкаждом ᆞцикле; ᆞJ - ᆞмеханический ᆞэквивалент ᆞтеплотыᆞ(джоулевᆞэквивалент).Qi1 , ᆞКоличество ᆞтеплоты ᆞнеобходимое ᆞдля ᆞнагревания ᆞединицы ᆞобъема ᆞтвердого ᆞтелаᆞвᆞпределах ᆞодногоᆞциклаᆞпропорционально ᆞизменениюᆞтемпературы ᆞ Т i1  Т i1  Т i0 , ᆞТ i0 , Т i1 - ᆞгде ᆞсоответственно ᆞтемпература ᆞi- ᆞой ᆞточки ᆞдо ᆞприложения ᆞиᆞпосле ᆞприложенияᆞодногоᆞполногоᆞциклаᆞнагрузки:ᆞᆞQi1  c Т i1 ,ᆞ(5.10)298гдеᆞс-ᆞудельнаяᆞтеплоемкость.Изᆞсовместногоᆞрешенияᆞ(5.8)ᆞ-ᆞ(5.10)ᆞимеемᆞ1 2m2  m  .ᆞ о iEвр  Rb  J  c 1  Т i1i (5.11)оEвр Rb  J  c Т i1 .ᆞ2m 1  1 2m(5.12)температура ᆞвᆞконкретной ᆞточке ᆞэлемента ᆞТаким ᆞобразом, ᆞна ᆞосновании ᆞ(5.11) ᆞповышается ᆞпропорционально ᆞуровню ᆞдействующего ᆞвᆞэтой ᆞточкеᆞнапряжения.

Характеристики

Список файлов диссертации