Диссертация (1141568), страница 3
Текст из файла (страница 3)
[98],Джонсон Р.С. [149],Коврыга С.В. [50],Бойд Ф. [129],Никахара Х. [166], Шнейдер C.П. [171], Катаев В.А. [48], Шахворостов А.И. [120],Йохансон М. [147],Тсюда К. [178],Ямамото Т. [184],Георгиос Г. [138],16Кибрия Т. [152],Леон Р.Т. [158],Афанасьев А.А. [3],Крылов С.Б. [59],Кришан А.Л. [56,155] и др.Быливыявленыинедостаткитрубобетона.Так,из-заразницыкоэффициентов поперечных деформаций бетона (νb=0,12…0,25) и стали (νs=0,3)на начальных этапах нагружения возникают растягивающие напряжения наповерхности контакта бетонного ядра и стальной трубы и возможен отрыв. Висследованиях [29, 48] отмечается, что труба начинает работать в качествеобоймы только на поздних этапах нагружения, когда в бетоне начинают активнопротекать процессы трещинообразования.
Для обеспечения совместной работыможет использоваться предварительное напряжение посредством использованиярасширяющегося бетона [120], либо прессования стальным сердечником [56](рисунок 1.3,а). Также для этих целей на внутренней поверхности трубы могутнавариваться фланцы (рисунок 1.3,б).Возможно применение трубобетонных элементов прямоугольного сечения(рисунок 1.3,в), но в этом случае эффективность трубы как обоймы значительнониже (по сравнению с трубой круглого сечения). Повысить эффективность можнопрессованием внутренним стальным сердечником [75], либо устройствомстальных тяжей [162] (рисунок 1.3,г).Трубчатая арматура в виде пучков труб, объединенных хомутами,применялась Передерием Г.П.
в арках моста через р. Неву [88] (рисунок 1.4).17б)в)г)а)Рисунок 1.3 Трубобетонные элементы:а) круглого сечения с предварительно обжатым бетонным ядром; б) круглогосечения с фланцами; в) прямоугольного сечения; г) прямоугольного сечения состальными тяжамиРисунок 1.4 Схема армирования арок моста трубчатой арматурой18Обоймы в виде спирали и трубы круглого сечения являются одними изнаиболее эффективных видов косвенного армирования. Но это справедливотолько при центральном сжатии и сжатии с малым эксцентриситетом.
К тому жеприменение данных видов косвенного армирования накладывает ограничения наформу поперечного сечения элемента. Этих недостатков лишено армирование ввиде сварных сеток (рисунок 1.5,а). Из-за относительно малого размера ячейкисетка включается в работу на том участке сечения элемента, на которомвозникают сжимающие усилия.
Поэтому сетки косвенного армированиявозможноприменятьдляповышенияпрочностныхидеформационныххарактеристик сжатого бетона практически в любых конструкцях: в сжатыхэлементах [5,21,33,40,43,82,94,112,114,121,141 и др.]; для усиления опорногостыка колонн [74,121]; при местном смятии [118]; в сжатой зоне изгибаемыхэлементов [10,11,42,93,122,186] и др.Армирование сжатых железобетонных элементов сетками и отдельнымистержнями, расположенными в поперечном направлении, было предложеноКоененом М.иВайсом И.А.в1892г.Позднееэффективностьтакогоконструктивного решения проверялась многими авторами.
Так, Консидер М.одновременно с элементами армированными спиралью испытывал образцы споперечным сетчатым армированием. Так как стержни не имели надежногосоединения в местах пересечения, а малые размеры элементов не обеспечивалинеобходимой анкеровки, то был сделан вывод об их малой эффективности.Возможно, именно ввиду данного обстоятельства, к настоящему временипрактическинетевропейскихисследований,посвященныхтакомуконструктивному решению, а для прямоугольных сечений в качестве косвенногоармирования применяются спирали и замкнутые хомуты [173 и др.].Первыми серьезными научными работами, показавшими эффективностьсетчатогоармирования,сталиопытыНекрасова В.П.[82],отметившегосущественное повышение прочности бетонных кубов и призм со сварнымисетками.19Лолейт А.Ф.
[29] изучал работу зигзагообразных сеток из проволоки,загнутойвокругстержнейпродольногоармирования(рисунок 1.5.б).Виноградова О.Ф. [13] предложила сетки, состоящие из колец и радиальныхстержней (рисунок 1.5.в). Лукша Л.К. [62] испытывал на сжатие образцы,армированные плетеными сетками из стальной проволоки. Во всех этих работахотмечалось улучшение прочностных и деформационных характеристик бетона.а)б)в)Рисунок 1.5 Варианты сеток косвенного армирования:а) сварные сетки; б) гнутые сетки; в) кольцевые сеткиОбзор исследований сжатых железобетонных элементов с косвенным1.3армированием в виде сварных сетокПослеНекрасова В.П.работацентральноивнецентренносжатыхэлементов, усиленных косвенным армированием в виде сварных сеток,исследовалась большим числом ученых.Наиболее масштабные испытания центрально сжатых образцов колонн скосвеннымсетчатымДовгалюк В.И.
[33,35].армированиемБылоиспытанопровели22серииДовгалюк А.Ф.образцовиразмерами30х30х200см, в которых варьировались: шаг сеток; размер ячейки, диаметрарматуры, класс арматуры (A-I, A-III, B-1). По результатам испытанийустановлено:−прочность бетона, усиленного сварными поперечными сетками,существенно повышается. В ряде случаев косвенная арматура оказаласьболее эффективной, чем взятая в том же объеме продольная арматура;20−с ростом процента косвенного армирования происходит снижениекоэффициента эффективности косвенного армирования K (формула (1.1) );−сростомпризменнойпрочностипроисходитповышениекоэффициента эффективности косвенного армирования K;−максимальные деформации образцов с сетками превысили в 2-2,5 разадеформации аналогичных образцов без косвенного армирования;−прикоэффициентеармированияµ s,xy=0,0116(формула (1.2) )изменение размеров ячейки сеток косвенного армирования от 6×6 см до27×27 см, диаметра проволоки от 4 мм до 12 мм, шага сеток от 5 см до 30 смне оказывают существенного влияния на прочность;−все же наблюдается небольшое повышение (≈5%) прочности образцовпри более равномерном размещении арматуры меньших диаметров приодинаковых коэффициентах армирования µ s,xy;−менее прочная арматура сеток использовалась эффективнее, чемвысокопрочная;−профиль арматуры существенно не влияет на эффективностькосвенногоармирования,таккакзасчетприваркивзаимноперпендикулярных стержней обеспечивается требуемая анкеровка.Коэффициент эффективности косвенного армирования ппределялся поформуле (1.1):K=∆N,µ s , xy Rs Ab ,ef(1.1)где ∆N – повышение несущей способности ядра сечения относительно прочностинеармированного бетона;Ab,ef – площадь бетона, ограниченного крайними стержнями сеток;µ s,xy – коэффициент косвенного армирования:µ s , xy =nx ⋅ Asx ⋅ l x + n y ⋅ Asy ⋅ l yAb ,ef ⋅ S,(1.2)где nx, Asx, lx число стержней, площадь сечения и длина стержня сетки, считая восях крайних стержней, в направлении X;21ny, Asy, ly то же в направлении Y;S – шаг сеток косвенного армирования.Схожие выводы сделал и Хензел Я.
[141]. Им было испытано 53 центральносжатые прямоугольные призмы. Кубиковая прочность бетона варьировалась вдиапазоне R=129÷396 кг/см2; шаг сетокармирования50-100 мм; диаметр косвенного5-12 мм. В одной серии изучалось влияние класса косвеннойарматуры: гладкой прочностью Rs=305 МПа и периодического профиляпрочностью до Rs=432,5÷576,5 МПа. Для шести образцов получены диаграммыдеформирования (рисунок 1.6). Очевиден существенный рост предельнойдеформативности бетона, который тем выше, чем ниже прочность бетона.Шериф М. [121] испытывал центрально и внецентренно сжатые колонны извысокомарочного бетона Rb=42,7÷58,0 МПа с продольным и косвеннымармированием класса A-III.
Сделан вывод о том, что предельные деформации привнецентренном сжатии на наиболее сжатой грани значительно превышаютдеформации центрально сжатых образцов. Также проведены испытания ипредложен вариант усиления опорных стыков колонн сетками косвенногоармирования.Филиппов Б.П. [114,115] испытывал центрально и внецентренно сжатыеколонны и призмы. По результатам анализа опытных данных были сделанывыводы:−граничные условия между 1 и 2 случаев внецентренного сжатияотличны для элементов с косвенным армированием и без;−начальный модуль упругости образцов с сетками практически неотличается от модуля упругости неармированного бетона;−поперечноеармированиемикротрещинообразования.повышаетграницу22Рисунок 1.6 Диаграммы деформирования центрально сжатых образцов скосвенным армированием [141]Карнет Ю.Н.
[43] испытывал колонны из высокомарочных бетонов споперечными сетками из арматуры A-I и продольным армированием из23высокопрочных сталей A-VI. Также проводились длительные испытания такихобразцов. Были сделаны выводы:−вместо трещин вдоль усилия сжатия, наблюдается развитие трещин понаклонным площадкам вокруг арматурных стержней, что способствуетболее позднему появлению трещин;−при обеспечении достаточного количества поперечной арматуры,благодаряповышениюпредельнойсжимаемостибетонавозможноэффективное использование продольного армирования из высокопрочныхсталей вплоть до напряжений, соответствующих условному пределутекучести;−за счет увеличения предельной сжимаемости снижается опасностьхрупкого разрушения высокомарочных бетонов;−длительные наблюдения за развитием деформаций сжатия образцов втечение 270 суток показали, что процесс развития деформаций носитзатухающий характер.Зурабян А.С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
