|
| Написано: |
2019 року |
|
| Розділ: |
Наукова |
|
| Твір додано: |
22.04.2025 |
|
| Твір змінено: |
22.04.2025 |
|
| Завантажити: |
pdf
див.
(26.7 МБ)
|
|
| Опис: |
Гримак О. Я. Міцність, деформативність і тріщиностійкість бетонних
балкових конструкцій мостів із базальтопластиковою арматурою. –
кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за
спеціальністю 05.23.01 "Будівельні конструкції, будівлі та споруди"
(019 – Архітектура та будівництво). – Національний університет "Львівська
політехніка", Львів, 2019.
Дисертаційна робота присвячена експериментальним та теоретичним
дослідженням бетонних конструкцій, армованих неметалевою арматурою, а саме
балкових згинаних базальтобетонних конструкцій.
Дисертаційну роботу виконано з метою розробки методики розрахунку
міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів балкових згинаних
базальтобетонних елементів, в тому числі з врахуванням впливу малоциклових
навантажень високого рівня. Для виконання поставленої мети було
експериментально досліджено напружено-деформований стан, характер
руйнування, міцність, ширину розкриття нормальних тріщин і прогинів балкових
згинаних бетонних елементів, армованих базальтопластиковою арматурою;
розроблено методику розрахунку міцності, ширини розкриття нормальних тріщин
і прогинів згинаних базальтобетонних конструкцій мостів; виконано
експериментальні дослідження впливу на роботу балкових згинаних
базальтобетонних елементів мікроармування бетону базальтовою фіброю;
проведено експериментальні дослідження впливу малоциклових навантажень
високого рівня на ширину розкриття нормальних тріщин та прогинів балкових
згинаних базальтобетонних елементів; розроблено рекомендації з розрахунку
ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів згинаних базальтобетонних
конструкцій мостів при дії малоциклових навантажень високого рівня;
встановлено параметри випромінювання сигналів акустичної емісії
3
базальтобетонними конструкціями при дії одноразових та малоциклових
навантажень.
У вступі подана загальна характеристика дисертації, обґрунтована
актуальність роботи, викладені мета та задачі досліджень, наукова новизна та
практична цінність роботи.
У першому розділі розглянуто виготовлення, фізико-механічні
характеристики, переваги і недоліки неметалевої композитної арматури.
Приведено дані досліджень Михайлова К. В., Вильдановського Ю. М., Brik V. B.,
Клімова Ю. А., Солдатченка О.С. та інших, в яких доведені можливості
використання неметалевої композитної арматури для армування бетонних
елементів. Розглянуто досвід використання цієї арматури для армування
конструкцій із бетону в Росії, США, Європі, Канаді та інших країнах.
Наведено дані щодо використання фібри для дисперсного армування
бетонів. Розглянуто результати досліджень фібробетонів та досвід їх
використання. Відзначено позитивний вплив на характеристики бетону
використання для його мікроармування базальтової фібри – підвищується
міцність бетону на розтяг, тріщиностійкість, спостерігається більш пластичний
характер руйнування.
Оскільки на конструкції мостів діють циклічні навантаження, висвітлено
основні відомості про малоциклові навантаження. Проаналізовано результати
досліджень різними науковцями роботи балкових залізобетонних згинаних
конструкцій при дії малоциклових навантажень.
Приведена інформація щодо норм та рекомендацій з розрахунку бетонних
конструкцій, армованих неметалевою композитною арматурою, розроблених у
Європі, Японії, Канаді, США, Росії та Україні. Визначено, що всі норми з
розрахунку конструкцій з неметалевою композитною арматурою базуються на
двох підходах: європейському і північноамериканському. В них
використовуються ті ж методики розрахунку, що і для залізобетонних
конструкцій, із врахуванням особливостей характеристик неметалевої
композитної арматури.
4
У другому розділі висвітлено методику визначення фізико-механічних
характеристик базальтопластикової арматури та приведені результати досліджень
стержнів різного діаметру. Міцнісні та деформативні характеристики бетону для
дослідних зразків балок визначались випробуванням кубів і призм. Дослідження
базальтофібробетону дослідних зразків показало, що використання базальтової
фібри підвищило міцність бетону на розтяг до 33%, стираність зменшилась
на 13%.
У третьому розділі приведена конструкція дослідних зразків – бетонних та
базальтофібробетонних балок, армованих базальтопластиковою арматурою
діаметром 4, 6, 8, 10, 12 і 13 мм. Описано програму експериментальних
досліджень: кількість балок, схему випробувань, конструкцію стенду, установку
приладів, послідовність прикладення одноразових і малоциклових навантажень,
які дані отримувались в результаті випробувань.
Представлені результати досліджень базальтобетонних та
базальтофібробетонних балок при дії одноразових і малоциклових навантажень:
моменти утворення тріщин, руйнівні моменти, характери руйнувань балок,
графіки зміни прогинів і відносних деформацій, порівняння руйнівних
навантажень при одноразових і малоциклових навантаженнях базальтобетонних
та базальтофібробетонних балок.
У четвертому розділі викладено методику розрахунку балкових згинаних
базальтобетонних конструкцій мостів за першою і другою групами граничних
станів. Приведені алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до
поздовжньої осі елемента; тріщиностійкості елементів; прогинів елементів.
В результаті аналізу даних експериментальних досліджень розроблені
пропозиції з врахування дії малоциклових навантажень при розрахунку балкових
згинаних базальтобетонних конструкцій. Ширину розкриття тріщин нормальних
тріщин і величини прогинів при розрахунку таких конструкцій пропонується
визначити із врахуванням запропонованих емпіричних коефіцієнтів, які
враховують дію циклічних навантажень. Співставлення теоретичних і
експериментальних даних показало задовільну збіжність отриманих результатів.
5
Визначено економічну ефективність використання базальтопластикової
арматури при армуванні бетонних конструкцій мостів.
В загальних висновках підведений підсумок проведеної роботи та описані
основні результати, отримані в дисертаційні роботі.
Дисертація доповнена додатками, в яких містяться додаткові відомості
результатів випробувань дослідних зразків та акти впроваджень дисертаційного
дослідження.
Ключові слова: напружено-деформований стан, балки, базальтопластикова
арматура, бетон, фібра, малоциклові навантаження, прогонова будова моста.
|
|
| Зміст: |
[натисніть, щоб розгорнути]
ВСТУП....................................................................................................................... 14
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ПРОБЛЕМИ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДОСЛІДЖЕНЬ...... 19
1.1 Неметалева композитна арматура та її використання для армування
бетонних конструкцій........................................................................................ 19
1.2 Вплив фібри на характеристики бетону..................................................... 26
1.3 Вплив малоциклових навантажень на залізобетонні конструкції........... 31
1.4 Розрахунок бетоннх конструкцій з неметалевою композитною
арматурою........................................................................................................... 36
1.5 Висновки до розділу 1.................................................................................. 46
РОЗДІЛ 2. ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЇ АРМАТУРИ, БЕТОНУ І
БАЗАЛЬТОФІБРОБЕТОНУ................................................................................... 47
2.1 Визначення фізико-механічних характеристик базальтопластикової
арматури.............................................................................................................. 47
2.1.1 Мета, методика та виконання досліджень......................................... 47
2.1.2 Результати досліджень......................................................................... 49
2.2 Визначення фізико-механічних характеристик бетону дослідних
зразків.................................................................................................................. 52
2.2.1 Мета, методика та виконання досліджень......................................... 52
2.2.2 Результати досліджень......................................................................... 54
2.3 Визначення фізико-механічних характеристик базальтофібробетону.... 58
2.3.1 Загальні відомості та мета досліджень................................................ 58
2.3.2 Визначення міцності базальтофібробетонних зразків...................... 59
2.3.3 Визначення морозостійкості базальтофібробетонних зразків......... 61
2.3.4 Визначення водонепроникності базальтофібробетонних зразків..... 62
2.3.5 Визначення стиранності базальтофібробетонних зразків................ 62
2.3.6 Визначення корозійної стійкості арматури при введенні в склад
бетонної суміші базальтової фібри.............................................................. 63
2.4 Висновки до розділу 2.................................................................................. 64
12
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ,
ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ ТА ДЕФОРМАТИВНОСТІ БАЛКОВИХ
ЗГИНАНИХ КОНСТРУКЦІЙ, АРМОВАНИХ
БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЮ АРМАТУРОЮ.................................................... 65
3.1 Мета, задачі і методика досліджень........................................................... 65
3.2 Результати досліджень базальтобетонних балок при дії одноразових
статичних навантажень...................................................................................... 71
3.3 Результати досліджень базальтобетонних балок при дії
малоциклових навантажень............................................................................... 78
3.4 Результати досліджень базальтофібробетонних балок при дії
одноразових навантажень.................................................................................. 84
3.5 Результати досліджень базальтофібробетонних балок при дії
малоциклових навантажень............................................................................... 91
3.6 Висновки до розділу 3.................................................................................. 97
РОЗДІЛ 4. РОЗРАХУНОК МІЦНОСТІ, ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ
ТА ДЕФОРМАТИВНОСТІ ЗГИНАНИХ КОНСТРУКЦІЙ МОСТІВ,
АРМОВАНИХ БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЮ АРМАТУРОЮ......................... 99
4.1 Загальні положення з розрахунку балкових згинаних
Базальтобетонних конструкцій мостів............................................................. 99
4.2 Розрахунок міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі
елемента............................................................................................................... 101
4.3 Розрахунок тріщиностійкості балкових згинаних базальтобетонних
конструкцій мостів............................................................................................. 104
4.4 Розрахунок прогинів балкових згинаних базальтобетонних
конструкцій мостів............................................................................................. 107
4.5 Пропозиції із врахування дії малоциклових навантажень при
розрахунку балкових згинаних базальтоботонних конструкцій.................... 109
4.6 Співставлення і аналіз теоретичних і експериментальних даних........... 112
4.7 Параметри акустичної емісії базальтобетонних балок, отримані
під час випробувань........................................................................................... 116
13
4.8 Перевірочні розрахунки досліджуваних балок у системі
ЛАРМ-САПР....................................................................................................... 120
4.9 Ефективність використання базальтопластикової арматури
при армуванні бетонних конструкцій мостів................................................... 123
4.10 Висновки до розділу 4................................................................................ 128
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ......................................................................................... 129
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ................................................................ 131
Додаток А. Свідоцтва про впровадження результатів дисертаційного
дослідження.............................................................................................................. 147
Додаток Б. Результати досліджень базальтобетонних балок при дії
малоциклових
навантажень.............................................................................................................. 152
Додаток В. Результати досліджень базальтофібробетонних балок при дії
малоциклових навантажень.................................................................................... 160
ДОДАТОК Г. Фотографії випробуваних дослідних зразків................................ 168
|
|
|
