За абеткою
А Б В Г Ґ Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я A B C D F G H I J K L M N O P R S U W Z

Олена Ромашко-Майструк » Опір залізобетонних елементів багаторівневому утворенню нормальних тріщин

[додати інший файл чи обкладинку цього твору] [додати цей твір до вибраного]

Опір залізобетонних елементів багаторівневому утворенню нормальних тріщин

Дисертація


Написано:	2020 року

Розділ:	Наукова

Твір додано:	22.04.2025

Твір змінено:	22.04.2025

Завантажити:	pdf ^див. (7 МБ)

Опис:	Ромашко-Майструк О.В. Опір залізобетонних елементів багаторівневому утворенню нормальних тріщин. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 «Будівельні конструкції, будівлі та споруди» (192 – Будівництво та цивільна інженерія). Київський національний університет будівництва і архітектури. – Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, 2020. Дисертація присвячена розробці узагальненої методики розрахунку тріщиностійкості конструктивних залізобетонних елементів з урахуванням багаторівневого утворення нормальних тріщин. Дисертаційна робота доповнює та розвиває узагальнену деформаційно-силову модель опору залізобетонних елементів силовим впливам в питаннях утворення та розкриття нормальних тріщин з урахуванням зчеплення арматури з бетоном. При цьому всі розрахунки залізобетонних елементів виконуються з урахуванням їх нелінійного деформування шляхом вирішення замкнутої системи загальновідомих статичних, геометричних і фізичних співвідношень при залученні визначальних гіпотез деформаційно-силової моделі. Також розроблено спрощений метод розрахунку тріщиностійкості залізобетонних елементів з урахуванням багаторівневого утворення нормальних тріщин, який пропонується використовувати у якості експрес-методу. Узагальнену модель зчеплення арматури з бетоном побудовано на основі нелінійної функції середніх напружень зазначеного зчеплення, яка дозволяє описувати зусилля механічної взаємодії арматури з бетоном на будь-якій стадії деформування залізобетонних елементів у найпростіший спосіб. Залежність середніх напружень зчеплення арматури з бетоном від нормальних напружень в самій арматурі вперше представлено нелінійною функцією, вид якої обґрунтовано не тільки результатами власних теоретичних досліджень, але й результатами численних експериментальних 3 досліджень вітчизняних та закордонних вчених. Процес утворення нормальних тріщин розглядається з позицій локального порушення зчеплення арматури з бетоном. Запропоновано загальний силовий критерій взаємодії арматури з розтягнутим бетоном Nbd  Nct,cr , за допомогою якого можна прогнозувати кількість рівнів утворення нормальних тріщин в залізобетонних елементах та відповідні їм рівні завантаження. Застосування цього критерію дозволяє визначити місце утворення (розрахувати крок) нормальних тріщин різного рівня, що, в свою чергу, дає можливість обчислити ширину їх розкриття на будь-якій стадії деформування залізобетонного елемента. Загалом комплексне використання загальновідомого екстремального критерію утворення нормальних тріщин dMct / d(1/ r)  0, що характеризує момент їх виникнення, та запропонованого силового критерію Nbd  Nct,cr , що характеризує локальне порушення зчеплення арматури з бетоном, дозволяє описувати процеси утворення та розвитку нормальних тріщин в залізобетонних елементах на будь-якій стадії їх деформування. Удосконалено загальну методику розрахунку ширини розкриття нормальних тріщин з позицій послідовного багаторівневого накопичення взаємних зміщень бетону і арматури, що в дійсності відповідає реальному характеру розвитку тріщин в залізобетонних елементах. Отримала подальший розвиток методика визначення відстаней між нормальними тріщинами будь-яких рівнів за рахунок використання змінних середніх напружень зчеплення арматури з бетоном, що, в свою чергу, дозволило відмовитись від використання низки емпіричних параметрів та коефіцієнтів. Проведено експериментальні дослідження багаторівневого утворення та розкриття нормальних тріщин в центрально розтягнутих та згинальних залізобетонних елементах. Визначено вплив напружено-деформованого стану та виду профілю арматури на кількість рівнів утворення нормальних тріщин та на відповідну їм величину рівнів завантаження. 4 Вперше запропоновано енергетичний критерій визначення залишкового ресурсу залізобетонних елементів конструкцій за конкретно встановленими параметрами їх деформування. На його основі розроблено загальну модель та методику розрахунку енергетичного ресурсу залізобетонних елементів за такими деформаційними параметрами, як прогин, крок і ширина розкриття тріщин. Методику розрахунку залишкового ресурсу залізобетонних елементів побудовано таким чином, щоб результати натурних досліджень можна було закладати безпосередньо в узагальнені діаграми стану тих конструктивних елементів, які потребують відповідного підсилення. А це є особливо актуальним для оцінювання та прогнозування реального напружено-деформованого стану конструктивних елементів в проектованих та експлуатованих будівлях і спорудах. Проведено експериментально-статистичну оцінку і виконано порівняння розроблених методів розрахунку багаторівневого утворення та розкриття нормальних тріщин з іншими методами, у тому числі і нормативними. У вступі обґрунтовано актуальність та сформульовано мету, основні завдання та методи досліджень, представлено загальну характеристику, наукову новизну та практичне значення дисертаційної роботи. У першому розділі висвітлено питання розвитку теорії тріщиностійкості залізобетону з урахуванням зчеплення арматури з бетоном. Виділено 4-и основних етапи та напрямки розвитку теорії зчеплення арматури з бетоном в залізобетонних елементах. Тут здійснено детальну класифікацію моделей зчеплення арматури з бетоном за їх масштабом і структурою, за схемами подання бетону і арматури, за схемами, характером руйнування та математичним вирішенням їхньої взаємодії. Також наведено класифікацію та виконано критичний аналіз найбільш відомих на сьогодні: діаграм і критеріїв міцності зчеплення арматури з бетоном, аналітичних залежностей з визначення граничних та середніх напружень зчеплення арматури з бетоном. Визначено та оцінено основні переваги і недоліки розглянутих моделей, діаграм, критеріїв та залежностей, що описують 5 взаємодію арматури з бетоном в залізобетонних елементах. Проаналізовано особливості розвитку загальної теорії тріщиностійкості залізобетонних елементів конструкцій з урахуванням основних положень теорії зчеплення арматури з бетоном. Наведено класифікацію та виконано аналіз пропонованих останнім часом моделей багаторівневого утворення нормальних тріщин. Основна увага приділена пропозиціям з розрахунку відстаней між тріщинами та ширини їх розкриття. Здійснено критичний аналіз результатів досліджень, в яких зазначені характеристики безпосередньо або опосередковано пов’язуються з параметрами зчеплення арматури з бетоном. Встановлено основні недоліки найбільш відомих залежностей з визначення кроку та ширини розкриття тріщин в залізобетонних елементах. Висновки, наведені в кінці першого розділу, дозволили вибрати напрям наукових досліджень та окреслити шляхи розв’язання визначених завдань дисертаційної роботи. Другий розділ присвячено розробці теоретичних основ загальної моделі та методики розрахунку багаторівневого утворення і розкриття нормальних тріщин в залізобетонних елементах з урахуванням зчеплення арматури з бетоном. Сформульовано основні положення, гіпотези та передумови, необхідні для розробки зазначених моделей. Запропоновано силовий критерій, що характеризує локальні порушення зчеплення арматури з бетоном та дозволяє визначити місце утворення нормальних тріщин будь- якого рівня. Взаємодію арматури з бетоном змодельовано у найпростіший спосіб – за допомогою середніх напружень зчеплення арматури з бетоном. Встановлено, що їх залежність від напружень в самій арматурі доцільно описувати нелінійною функцією. Отримано загальні аналітичні залежності з розрахунку кроку та ширини розкриття нормальних тріщин за їх багаторівневого утворення. Розроблено загальні рекомендації щодо розрахунку багаторівневого утворення та розкриття нормальних тріщин, в яких окреслено послідовність 6 його виконання. Запропоновано спрощену методику розрахунку утворення нормальних тріщин в конструктивних залізобетонних елементах, яку із-за відносної простоти та точності можна використовувати в якості «експрес» методики. Третій розділ присвячено експериментальній перевірці розробленої методики розрахунку багаторівневого утворення та розкриття нормальних тріщин. Детально описані програма досліджень, матеріали і конструкція зразків та методика випробувань, включно з силовим обладнанням, вимірювальними приладами та схемами їх розміщення. Наведено основні результати експериментальних досліджень механічних характеристик бетону і арматури, центрально розтягнутих та згинальних залізобетонних елементів. При ретельному аналізі отриманих результатів випробувань особлива увага приділялась питанням тріщиностійкості дослідних зразків. Виконано статистичне порівняння експериментальних значень ширини розкриття тріщин з теоретичними, розрахованими за різними методиками. У четвертому розділі наведено короткі рекомендації з розрахунку загального енергетичного ресурсу залізобетонних елементів конструкцій. Тут описана суть запропонованого енергетичного критерію з визначення залишкового ресурсу конструктивних елементів за конкретно встановленими параметрами їх деформування (прогинами, кроком та шириною розкриття тріщин). Загальну модель та методику розрахунку енергетичного (деформаційно-силового) ресурсу залізобетонних елементів побудовано таким чином, щоб результати натурних досліджень, отримані геодезичними, фотограмметричними чи будь-якими іншими методами, можна було б закладати безпосередньо в узагальнені діаграми реального стану конструктивних елементів. Надійність розроблених загального та спрощеного методів розрахунку утворення і розкриття нормальних тріщин статистично обґрунтовано та оцінено за результатами експериментальних досліджень інших, переважно закордонних авторів. Виконано також порівняння розроблених методів 7 розрахунку з методиками інших авторів та чинних нормативних документів, у тому числі і інших країн. Отримані результати експериментально-теоретичних досліджень автора апробовані окремими проектними організаціями в розрахунках основних елементів залізобетонних перекриттів об’єктів різного призначення та використані в навчальному процесі окремих закладів вищої освіти при підготовці фахівців будівельного профілю. Ключові слова: залізобетонні елементи, арматура, бетон, зчеплення, тріщини, рівні утворення тріщин, крок та ширина тріщин, енергетичний критерій, залишковий ресурс.

Зміст:	[натисніть, щоб розгорнути] З М І С Т Перелік умовних позначень, символів, визначень та термінів………...… 18 ВСТУП ……………………………………………….................................... 21 РОЗДІЛ 1. РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ ЗАЛІЗОБЕТОНУ З УРАХУВАННЯМ ЗЧЕПЛЕННЯ АРМАТУРИ З БЕТОНОМ 30 1.1. Розвиток загальної теорії зчеплення арматури з бетоном……..… 30 1.1.1. Етапи та напрями розвитку теорії зчеплення арматури з бетоном в залізобетонних елементах ………………...................... 30 1.1.2. Моделі зчеплення арматури з бетоном.…………………………... 33 1.1.3. Діаграми зчеплення арматури з бетоном………………….……… 40 1.1.4. Критерії міцності зчеплення арматури з бетоном.…......……........ 41 1.1.5. Граничні напруження зчеплення арматури з бетоном...………… 43 1.1.6. Середні напруження зчеплення арматури з бетоном..................... 44 1.2. Напрями розвитку теорії тріщиностійкості залізобетонних елементів з позицій зчеплення арматури з бетоном........................ 45 1.2.1. Загальні положення…..…………………………………………….. 45 1.2.2. Моделі утворення тріщин в залізобетонних елементах і конструкціях…………..……………………..................................... 47 1.2.3. Відстань між тріщинами за їх рівневого утворення....................... 49 1.2.4. Ширина розкриття тріщин ….……………...................................... 51 1.3. Висновки….…………….................................................................... 53 РОЗДІЛ 2. МОДЕЛЬ ТА МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ БАГАТОРІВНЕВОГО УТВОРЕННЯ НОРМАЛЬНИХ ТРІЩИН.……………………....................................................... 56 2.1. Основні положення, гіпотези та передумови..…………………… 56 2.2. Загальний критерій порушення зчеплення арматури з бетоном при утворенні нормальних тріщин……………............................... 58 2.3. Узагальнена модель зчеплення арматури з бетоном……………. 60 2.4. Модель багаторівневого утворення тріщин в залізобетонних елементах конструкцій…...…………..………………………......... 68 16 2.5. Розрахунок відстаней між тріщинами…………………………….. 73 2.5.1. Центрально розтягнуті елементи…………..…………………........ 73 2.5.2. Згинальні залізобетонні елементи…………………...……………. 74 2.6. Розрахунок ширини розкриття нормальних тріщин……………... 78 2.7. Загальні рекомендації з розрахунку багаторівневого утворення нормальних тріщин………………………………………………… 80 2.8. Спрощена методика розрахунку багаторівневого утворення нормальних тріщин в залізобетонних елементах конструкцій….. 83 2.9. Висновки………………………...….................................................. 84 РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ БАГАТОРІВНЕВОГО УТВОРЕННЯ ТРІЩИН........................ 87 3.1. Програма досліджень, матеріали та конструкція зразків..………. 87 3.2. Методика експериментальних досліджень……… ………………. 92 3.2.1. Силове обладнання, вимірювальні прилади та схеми їх розміщення ………............................................................................. 92 3.2.2. Дослідження механічних характеристик арматури і бетону..…... 94 3. 3. Випробування призмових зразків та аналіз отриманих результатів………………………………………………………….... 97 3.4. Експериментальні дослідження залізобетонних балок та аналіз отриманих результатів...…................................................................ 103 3.4.1. Загальні відомості з випробувань та аналіз роботи бетону........... 103 3.4.2. Робота арматури …………………………………………...………. 105 3.4.3. Тріщиноутворення в балках……………………………………….. 106 3.4.4. Кривина, прогини та характер руйнування балок……………….. 114 3.5. Висновки..…...…………………………………………………........ 118 РОЗДІЛ 4. ПРИКЛАДНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ТА СТАТИСТИЧНА ОЦІНКА РОЗРОБЛЕНИХ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ... 120 4.1. Розрахунок залишкового ресурсу залізобетонних елементів конструкцій…………………………………………………………. 120 17 4.1.1. Загальні положення …………………………………………..……. 120 4.1.2. Розрахунок залишкового енергетичного ресурсу залізобетонних елементів конструкцій за параметрами їх тріщиностійкості …… 122 4.1.3. Особливості розрахунку залишкового енергетичного ресурсу залізобетонних елементів конструкцій за прогинами…………..... 127 4.2. Експериментально-статистична оцінка розроблених методів розрахунку тріщиностійкості залізобетонних елементів конструкцій…………………………………………………………. 128 4.3. Приклади розрахунку залізобетонних елементів конструкцій...... 134 4.4. Висновки……………………………………………………………. 147 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ…………………………………………………..... 149 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ......................... 151 ДОДАТОК А . До розвитку загальної теорії зчеплення арматури з бетоном……………………………………………………... 187 ДОДАТОК Б. До розвитку загальної теорії тріщиностійкості залізобетонних елементів конструкцій………………….. 202 ДОДАТОК В. Алгоритми розрахунку залізобетонних елементів……... 206 ДОДАТОК Г. Впровадження результатів досліджень………………….. 211 ДОДАТОК Д. Список опублікованих праць за темою дисертації …...... 215 ДОДАТОК Е. Відомості про апробацію результатів дисертації ………. 217

Відгуки читачів:

Поки не додано жодних відгуків до цього твору.

Тільки зареєстровані читачі можуть залишати відгуки. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтесь спочатку.

Про сайт | Правовласникам | Мапа сайту

Авторів: 28964 Творів: 85875