Диссертация (1141568), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

А для зависимости (1.18) – с тем, что удиаграммы бетона с косвенным армированием слишком большая кривизна,которую не получается для всех случаев описать многочленом третьей степени.41Расторгуев Б.С., Ванус Д.С. в работах [10,11,92] для железобетонныхизгибаемых элементов с косвенным армированием сжатой зоны в виде сварныхсеток при расчете по второй группе предельных состояний (по прогибам)применяют упрощенную параболо-прямоугольную зависимость для диаграммыσb-εb, в которой восходящий параболический участок определяется зависимостью:ε b2) = ν bs Eb ,red ε b ,σ b (ε b ) = Eb ,red (ε b −2ε b ,redгде Eb ,red =2 Rb ,redε b ,red; ν bs = 1 −(1.21)εb.2ε b,redДеформации бетона εbx и арматуры сеток определяются из выражений:11− ρσ bx + ν bp Es ( µ sy ε sy + µ sz ε sz )  =σ bx ;EbEbd1 2ν bpd 2 2ν bpε sy = −σ bx ; ε sy = −σ bx ; Eb = ν bp Eb,redd Ebd Eb22222 d = 1 + α1µ sy (1 + ν bp )  1 + α1µ sz (1 + ν bp )  − α1 µ sy µ szν bp (1 −ν bp ) ; .d1 = 1 + α1µ sz (1 + ν bp2 ) + α1µ szν bp (1 − ν bp );2d 2 = 1 + α1µ sy (1 + ν bp ) + α1µ syν bp (1 − ν bp );22α νρ = 1 bp (d1µ sy + d 2 µ sz ).dε bx =Наоснованиизависимостей(1.21)-(1.22)получаютформулы(1.22)дляопределения кривизны сечения.

Расчет выполняют итерационным процессомметодом последовательных приближений.Кришан А.Л. [58] предлагает для получения восходящей ветви диаграммыσb-εb использовать выражения:σ bz;ν b Eb2χ c = 1 − 2 pυbzx/ q; q = 1 + p (1 − υbxy ); .p = 0,375αµ xy / ν b ; α = Es / Ebε bz = χ c(1.23)42Коэффициент упругости и коэффициенты поперечных деформаций бетонавычисляются на основании зависимостей:2ν b = ν bu ± (ν 0 − ν bu ) 1 − ωη1 − ω2η ;σ bzω1 = 2 − 2,5ν bu ; ω2 = 1 − ω1; η =;Rb3υbz = υbz ,u + (υ0 − υbz ,u ) 1 − n 2 ; υbz ,u = υ0 + (1 + 3 ν bu ) χ zx ; Rb3 − σ bxy k0−1 + σ bxy − Rb3 (1 − k0−1 )χ zx =;Rb3 − σ bxyυbxy = υbxy ,u + (υ0 − υbxy ,u ) 1 − n 2 ; υbxy ,u = υ0 + (1 + 3 ν bu ) χ xy ;σ bxy − σ bxy k0−1 + σ bxy − Rb3 (1 − k0−1 )χ xy =;Rb3 − σ bxyε b 03Rb 3k0 =; ν bu =.ε b0ε b 03 Eb(1.24)При этом прочность бетона, усиленного косвенным армированием Rb3(значение σbz в вершине диаграммы), рекомендуется определять по формуле(1.12).В начале расчета задаются начальные значения коэффициента упругости икоэффициентов поперечных деформаций ν b = ν 0 ; υbxy = υbzx = υ0 .

Предварительновычисляются деформации бетона в вершине диаграммы εb03:γR Eε b 03 = ε b 0  b3  ; γ = 2 − µ xy s .Eb Rb Постепенноувеличиваяпродольныедеформации(1.25)εbz,вычисляютсоответствующие напряжения σbz и σbxy. После этого с отставанием на шагвычисляют коэффициент упругости и коэффициенты поперечных деформаций.После достижения напряжениями σb максимального значения, равного Rb3,уточняются соответствующие деформации укорочения εb03 и коэффициентупругости νb, который сравнивается с принятым в начале расчета.

При43необходимости выполняется пересчет с новыми значениями. Расчет выполняютитерационным методом до обеспечения заданной точности.Нужно отметить, что в данном параграфе были представлены толькодиаграммы для бетона с косвенным армированием в виде сварных сеток,учитывающие характерные особенности такого конструктивного решения.Диаграммы для других случаев работы бетона в условиях бокового обжатияпредлагались в работах Аттарда М.

[125,126], Кента Д.С. и Парка Р. [151],Шеикха С.А. и Узумери С.М. [174], Мандера Я.Б. [164], Енга Ю.К. [185],Цуссона Д. и Паултре П. [132], Диниза С. и Франгопола Д.М. [133], Каппоса А.Я.и Константинидиса Д. [150], Елдаша К. [134], Хонга К.Н. и Хана С.Х. [143],Кусума Б. [157]идр.Ониучитываютповышениепрочностныхидеформационных характеристик в зависимости от параметров бетона и арматурыи отдельные зависимости могут быть дополнены и использованы для случаякосвенного армирования сварными сетками.1.7Выводы по главе IПо результатам проведенного анализа существующих исследований можносделать следующие выводы:1.Имеетсябольшойобъемэкспериментальныхисследованийцентрально и внецентренно сжатых железобетонных элементов с косвеннымармированиемввидесварныхсеток,свидетельствующийоширокойприменимости такого конструктивного решения для повышения прочностных идеформационных характеристики бетона.2.Основными факторами, влияющими на прочность и предельнуюсжимаемость бетона, усиленного сварными сетками, являются коэффициентармирования, прочностные характеристики бетона и арматуры.

Кроме того, напредельную сжимаемость оказывает влияние наличие продольного армированияиз высокопрочной стали.3.Объем исследований по изгибаемым элементам весьма невелик.Отсутствуют данные по оптимальным параметрам косвенного армирования.44Эксперименты носят, скорее, характер поиска оптимальных конструктивныхрешений и, ввиду фрагментарности представленной в публикациях информации,не дают исчерпывающего описания работы конструкции на всех этапах работы.4.Отсутствует единая методика расчета изгибаемых железобетонныхэлементов с косвенным армированием, позволяющая оценивать напряженнодеформированное состояние на различных этапах работы.5.Параметры косвенного армирования, при которых обеспечиваетсясходимость экспериментальных и теоретических значений прочности бетона,усиленного сетками: S≤150 мм; S≤0,8hef; dx(y)≤8 мм.6.Существующиенелинейныеаналитическиезависимости,предлагаемые для описания диаграммы сжатия, являются достаточно сложными,не вполне корректно отображают работу на различных этапах деформирования итребуют дальнейшего уточнения.45ГЛАВА 2.

Методика расчета элементов с косвенным армированием2.1Диаграмма деформирования бетона с косвенным армированиемВ настоящее время наиболее универсальным методом, позволяющимпроизводить расчеты по первой и второй группам предельных состояний,является диаграммный метод, использующий нелинейные деформационныемодели бетона и арматуры [51,90,108]. Таким образом, для решения поставленныхзадач встает вопрос получения диаграммы деформирования для бетона,усиленного сетками косвенного армирования.Задавая диаграмму [68], состоящую из восходящего и нисходящегоучастков,наиболееважнымявляетсяопределениехарактерныхточек:напряжение и деформации в конце восходящей ветви; напряжение и предельныедеформации в конце нисходящей ветви.Методика определения прочности и предельной сжимаемости элементов скосвенным армированием, приведенная в СП 63.13330.2012 [101] основана,главным образом, на работе Бакирова К.К.

[5], в которой показана лучшаясходимость значений напряжения и деформаций в вершине диаграммы (в концевосходящей ветви) по сравнению с зависимостями, предлагавшимися ранее.Поэтому при дальнейшем анализе формул, предназначенных для определенияпараметрических точек диаграммы, сравнение будем производить с формулами(1.9) и (1.11).Напряжение в конце восходящей ветви предлагается определять наосновании зависимости (2.1), представленной в [58]:21 − ρ 1 − ρ xy xy+ + 9 ρ xy  Rb ; Rb 3 = 2  2  ,Rρ xy = ψ b µ s , xy sRb(2.1)где ψb – коэффициент неравномерности бокового обжатия бетонного ядра (дляпрямоугольного сечения ψb=0,375; для круглого сечения ψb=0,95).46Были обработаны экспериментальные данные более 300 центрально сжатыхобразцов, усиленных сетками косвенного армирования.

Из дальнейшего анализабыли исключены образцы со спаренными сетками [31], образцы с плетенымисетками [62] (ввиду меньшей эффективности таких конструктивных решений) иобразцыизбетонанаотходахгорноруднойиметаллургическойпромышленности [103]. Сравнение опытного коэффициента эффективностикосвенного армирования с теоретическим, полученным исходя из прочности,вычисленной по формуле (2.1), представлено на рисунке 2.1.Стоит отметить, что в ряде образцов по данным [31] принят слишкомбольшой шаг сеток, из-за чего коэффициент эффективности косвенногоармирования значительно ниже теоретического.

Для малых диаметров арматурысеток, обладающих большей поверхностью сцепления с бетоном, коэффициентэффективности косвенного армирования оказался выше теоретического, но, ввидумалости процента косвенного армирования, обеспечивается удовлетворительнаясходимость опытного и теоретического значений итоговой несущей способностиобразцов.Для дальнейшего рассмотрения были отобраны образцы, соответствующиекритериям,обозначеннымвглаве 1.Сравнениесреднихотклоненийтеоретических значений прочности бетона с косвенным армированием отфактических для образцов с различными прочностными характеристиками бетонаи арматуры сеток представлено в таблице 2.1.47Рисунок 2.1 – Зависимость коэффициента К от параметров испытанных образцовна основании опытных данных различных исследователей:― – по формуле (2.1); ● – Довгалюк В.И.

[33]; ■ – Хензел Я. [141];♦ – Филиппов Б.П. [115]; ► – Петрова К.В. [89];– Роговой С.И. [94];● – Шериф М. [121]; ■ – Некрасов В.П. [82]; ♦ – Гончаров А.А. [21];► – Матков Н.Г. [73];– Бакиров К.К. [5]; +–- Карнет Ю.Н. [43];– Гринева Н.В. [31];– Стороженко Л.И. [103]48Таблица 2.1 – Средние отклонения теоретических значений прочности отопытных№ п/пХарактеристики бетона (Rb),характеристики косвеннойарматуры (Rs)Числоопытныхобразцовni =1.Rbтеор− Rbоп3 . 100%3iRbоп3 .nпо формуле (2.1)СП 63.13330.2012,Арматура периодического профиля1Rb=10,1-15,4 МПаRs=590-600 МПа52,35%13,20%2Опыты [141]Rb=18,7-25,0 МПаRs=400-654 МПа377,19%11,23%3Опыты [33,141,94,21,73,31]Rb=25,5-35,0 МПаRs=400-600 МПа669,73%13,54%147,30%9,39%105,65%7,96%Опыты [33,141,115,89,94,73,31]Rb=38,9-42,9 МПаRs=400-550 МПа4Опыты [33,115,121,5,31]Rb=46,2-58,0 МПаRs=365-445 МПа5Опыты [121]Гладкая арматура6Rb=8,0-17,2 МПаRs=729-1008 МПа107,12%21,93%7Опыты [82]Rb=18,4-22,2 МПаRs=283-348 МПа710,15%9,45%8Опыты [141,89,43,103]Rb=27-34,5 МПаRs=300-302 МПа175,60%8,20%9Опыты [33,115,89]Rb=45,5-60,4 МПаRs=300 МПа2213,50%9,21%Опыты [115,43]Как видно из таблицы, в случае применения косвенного армирования изарматурыпериодическогопрофилядлявсехисследованныхдиапазоновпрочности бетона формула (2.1) обеспечивает лучшую сходимость опытных и49теоретических значений.

Характеристики

Список файлов диссертации