Диссертация (1141562), страница 23

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

Текст из файла (страница 23)

Приэтом разрушение тестовых плит перекрытий происходит по ремонтному составу;160 разработанныеслабогорючиесумереннойдымообразующейспособностью эпоксидные композиционные материалы могут быть использованыприусилениижелезобетонныхконструкций.Усилениевосстановленныхремонтными составами «FibArmRepair ST», «Структурит-100» и «MapegroutTixotropic» тестовых плит перекрытия с помощью модифицированных эпоксидныхПКМ, армированными углеродной сеткой «FibArmGrid 380/1000» или углероднойлентой «FibArmTape 230/150» повышает их несущую способность соответственнона 178,5, 218,4 и 256,8% и 170,9, 201,6 и 218,9%; углеродную сетку «FibArm Grid 380/1000» целесообразно использоватьпри усилении железобетонных конструкций с плоской поверхностью, ауглеродную ленту «FibArm Tape 230/150» − для ребристых плит перекрытия.4.4Проверочные расчеты исходной и усиленной тестовой плитыперекрытияПроверочный расчёт тестовых плит перекрытия, используемых пристроительстве подземных коммуникационных коллекторов, осуществлён впрограммеАРБАТпрограммногокомплексаSCAD.ПрограммаАРБАТпредназначена для проверки несущей способности, подбора арматуры ивычисления прогибов в железобетонных конструкциях, а также для проверкиместной прочности элементов железобетонных конструкций (включая закладныедетали) согласно требований СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонныеконструкции.Основныеположения»иСП63.13330.2012«Бетонныеижелезобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».Расчет выполнен с учетом предельного состояния первой и второй группы(прочность и трещиностойкость) для расчетных сочетаний усилий (РСУ),выбираемых автоматически в зависимости от заданных расчетных нагрузок всоответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (СП20.13330.2012).Любой набор нормативных требований может быть представлен в виденеравенств вида:161Fj(S,R) < 1,(j = 1, … , n) ,(4.1)где:Fj — функция основных переменных, реализующая j-ю проверку;S — обобщенные нагрузки (нагрузочные эффекты);R — обобщенные сопротивления.Ориентируясь на значения функций Fj, вводится понятие коэффициентаиспользования ограничения (К) и критерий проверки в виде maxj Kj < 1,включающий все необходимые проверки.

Значение Кj при этом определяет дляэлемента (узла, соединения, сечения и т.п.) как имеющийся запас прочности,устойчивости или другого нормируемого параметра качества. Если требованиенорм выполняется с запасом, то коэффициент Кj равен относительной величинеисчерпания нормативного требования (например, Кj = 0,7 соответствует 30%запасу). При невыполнении требований норм, значение Кj>1 свидетельствует онарушении того или иного требования, то есть характеризует степень перегрузки.Тестовая плита перекрытия, изготовленная из тяжелого бетона класса В 15,размером 1000(l)х500(b)х50(h) и армирована сеткой из арматурных стержней B500Ø4.

Вид бетона – тяжелый, плотностью 2500 кг/м3, коэффициент условийтвердения – 1, коэффициенты условий работы бетона: учет нагрузок длительного действия γb1= 0,9; результирующий коэффициент без γb1=1.Требования к ширине раскрытия трещин в бетоне выбирается из условиясохранности арматуры. Допустимая ширина раскрытия трещин: непродолжительное раскрытие - 0,4 мм; продолжительное раскрытие - 0,3 мм.На тестовую плиту перекрытия действуют следующие нагрузки: нагрузка от давления грунта (характеристики грунта засыпки γ=1,8 т/м3,  20 ); нагрузка от массы дорожного полотна; временнаяСП 35.13330.2011);колёснаянагрузкапосхемеН14(аналогНК80по162 нагрузка от собственной массы; нормативный модуль упругости Es – 170000 МПа.При расчете несущей способности усиленной тестовой плиты перекрытия попредельному состоянию I группы площадь композитного армирования былазаменена эквивалентной (по несущей способности) площадью:RfА t  b  1498  0,01 50  2,080 см2,S 2 Rs360(4.2)что соответствует:As2 = 0,196 × 11 = 2,160 см² (Ø 5 11 шт.

В500)(4.3)Вертикальная нагрузка от веса грунта равна:Pг     i  h  b  1,1 1,8  0,75  0,5  0,74 т / мf(4.4)Вертикальная нагрузка от веса дорожного полотна составляет:Pп     i  h  b  1,1  2,2  0,2  0,5  0,24 т / мf(4.5)Вертикальная временная нагрузка на плиту перекрытия по схеме Н14 (пятноприложения нагрузки 4,25х4,55 м):pv  2  h  tg  45  i2Q      b   2  h  tg  45  i    c 2       bп f100820    3,5   2  0,75  tg  45  20    3,8 2  0,75  tg  45  2  2   (4.6)1,1 0,5  2,93т / мгде:Q  72K - при расчёте нагрузки от тележки;Ê- класс нагрузки, кН/м. Для Н14 – 14;h- глубина засыпки;f- коэффициент запаса по нагрузке - 1.1;b – ширина плиты перекрытия;bп, c – длина и ширина приложения нагрузки (для тележки 3,5м и 3,8мсоответственно).

Нагрузка от собственной массы конструкции учитывается163автоматически. Коэффициент надежности по ответственности γn = 1. Расчетвыполнен в соответствии с СП 63.13330.2012. Результаты расчета приведены втаблице 4.9.Таблица 4.9 – Результаты расчета исходной тестовой плиты перекрытияКоэффициентПроверено поПроверкаиспользованияСП 63.13330.2012Прочность по предельному моменту5,926п.п. 6.2.25, 6.2.31сечения331,188Деформации в сжатом бетонеп.п. 6.2.21-6.2.31376,288Деформации в растянутой арматуреп.п.

6.2.21-6.2.31Прочность по бетонной полосе между0,211п. 6.2.33, п. 3.52наклонными сечениямиПрочность по наклонным сечениям без1,869п. 6.2.34, п.п. 3.52, 3.71поперечной арматурыУсиление тестовых плит перекрытия, выполненное с помощью эпоксидныхПКМ, содержащих в качестве армирующего наполнителя углеродную сетку, имеетследующие параметры: толщина слоя композита –0,1 мм; ширина слоя композита – 500 мм; расчётное сопротивление композита Rf= 1498 МПа; нормативный модуль упругости композита Ef,n– 165 ГПа.Коэффициент надежности по ответственности γn = 1.

Результаты расчетаусиленной тестовой плиты перекрытия приведены в таблице 4.10Таблица 4.10 – Результаты расчета усиленной тестовой плиты перекрытияКоэффициентПроверено поПроверкаиспользованияСП 63.13330.2012Прочность по предельному моменту1,166п.п. 6.2.25, 6.2.31сечения1,672Деформации в сжатом бетонеп.п. 6.2.21-6.2.310,404Деформации в растянутой арматуреп.п.

6.2.21-6.2.31Прочность по бетонной полосе между0,164п. 6.2.33, п. 3.52наклонными сечениямиПрочность по наклонным сечениям без1,453п. 6.2.34, п.п. 3.52, 3.71поперечной арматурыРезультаты расчета исходной тестовой плиты перекрытия и после еёусиления эпоксидными ПКМ показал, что деформации в сжатой зоне бетона и в164растянутой арматуре существенно уменьшаются, а прочность по наклоннымсечениям без поперечной арматуры возрастает на 22,3%. Прочность попредельному моменту сечения увеличивается более чем в 5 раза (коэффициентиспользования снижается с 5,926 до 1,166).

Следовательно, применение внешнегоармированияплитперекрытияэпоксиднымиПКМповышаетнесущуюспособность и трещиностойкость более, чем в 2 раза. Это приводит одновременнокповышениюдолговечностиусиленныхплитперекрытия.Момент,воспринимаемый сечением плиты перекрытия, до усиления составил:М1=Ммах/К1= 0,497 Т*м/5,926=0,084 Т*м,(4.7)а момент, воспринимаемый сечением плиты перекрытия, после усиления равен:М2 = Ммах/К2=0,499 Т*м/1,166=0,428 Т*м.(4.8)Поэтому момент, воспринимаемый сечением плиты перекрытия, после усиленияПКМ, увеличился в 0,428/ 0,084= 5,10 раза.

Увеличение несущей способности подругим расчетным факторам представлены в таблице 4.11.Таблица 4.11 – Несущая способность усиленных ПКМ тестовых плитперекрытияИзменение несущейКоэффициентКоэффициентспособности плитыРасчетный факториспользования,использования,в N раз, гдеK1K2N=K1/K2Прочность побетонной полосемежду0,2110,1641,287наклоннымисечениямиПрочность понаклоннымсечениям без1,8691,4531,286поперечнойарматурыТаким образом, результаты поверочных расчетов исходной и усиленной плитперекрытия показали высокую эффективность применения разработанныхмодифицированных эпоксидных композиционных материалов для ремонта иусиления железобетонных конструкций различного функционального назначения.1655ВНЕДРЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИРАЗРАБОТАННЫХ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭПОКСИДНЫХКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОНИЖЕННОЙ ПОЖАРНОЙОПАСНОСТИДля ремонта поврежденных бетонных и железобетонных конструкций,восстановленияихдолговечностииработоспособностиподдействиемрастягивающих, изгибающих или вибрационных нагрузках широко используютПКМ на основе эпоксидных соединений.

Характеристики

Список файлов диссертации