Корнійчук Олександр Іванович. Міцність та тріщиностійкість похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів при дії малоциклових знакозмінних навантажень

brief description

Корнійчук Олександр Іванович. Міцність та тріщиностійкість похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів при дії малоциклових знакозмінних навантажень : Дис... канд. наук: 05.23.01 - 2009.

Корнійчук О.І. Міцність та тріщиностійкість похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів при дії малоциклових знакозмінних навантажень. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Полтава, 2009.
Дисертація присвячена вивченню впливу малоциклових знакозмінних навантажень різного рівня на міцність та тріщиностійкість похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів залежно від класу бетону дослідних зразків, характеру поперечного армування та прольоту зрізу. Експериментально та теоретично досліджена робота таких елементів за дії знакозмінних навантажень. Запропоновані вдосконалені методики розрахунку міцності похилих перерізів, утворення та ширини розкриття похилих тріщин за дії малоциклових знакозмінних навантажень.

В практиці будівництва під час експлуатації конструкцій та в умовах реконструкції існуючих будівель та споруд досить часто залізобетонні елементи зазнають дії малоциклових знакозмінних навантажень. Методики розрахунку міцності та тріщиностійкості похилих перерізів за діючими нормативними документами не враховують вплив зазначених навантажень на зміну фізико-механічних властивостей бетонів та напружено-деформованого стану похилих перерізів, оскільки дане питання вивчено недостатньо.
У дисертаційній роботі проведено узагальнення експериментальних та теоретичних досліджень впливу короткочасного малоциклового знакозмінного навантаження різного рівня на міцність похилих перерізів, а також на утворення, процеси розвитку і зміни ширини розкриття похилих тріщин згинальних залізобетонних елементів.
Запропоновано вдосконалення методик розрахунку міцності похилих перерізів, утворення та ширини розкриття похилих тріщин згинальних залізобетонних елементів за дії малоциклових знакозмінних навантажень. Запропоновані методики розрахунку дають задовільну збіжність результатів із експериментальними даними.
Встановлено, що малоциклове знакозмінне навантаження знижує міцність похилих перерізів від 5% до 25% в залежності від виду поперечного армування, рівня знакозмінного навантаження та класу бетону дослідних зразків.
За однакового відсотку поперечного армування більш раціональним є використання хомутів меншого діаметра, що дозволяє досягти меншого кроку поперечної арматури. Поперечна арматура об‘єднує балку в єдине ціле і запобігає від взаємного переміщення один відносно одного блоків, що утворилися внаслідок перехресних похилих тріщин, навіть коли проходить руйнування бетону в похилих перерізах. Проте зменшення кроку хомутів збільшує ширину розкриття похилих тріщин.
Довжина прольоту зрізу суттєво впливає на характер тріщиноутворення, форму руйнування та несучу здатність експериментальних зразків. Найбільше збільшення деформацій поперечної арматури та ширини розкриття похилих тріщин за дії на зразки малоциклового знакозмінного навантаження спостерігалось для прольоту зрізу с=450 мм ( 3h).
Встановлено, що стабілізація деформацій поперечної арматури та бетону похилих перерізів дослідних зразків за дії малоциклових знакозмінних навантажень рівня =0,50,65Fuвідбулась до четвертого циклу навантаження, а після довантаження їх на п’ятому циклі до рівня =0,8Fu до восьмого циклу навантаження. Залишкові деформації бетону похилих перерізів та поперечної арматури проявляються на перших циклах навантаження і поступово затухають на подальших циклах за рахунок зменшення пластичних деформацій в матеріалах.
Виявлено, що малоциклове знакозмінне навантаження, залежно від рівня навантаження та кількості циклів, зменшує поперечну силу, при якій утворюються похилі тріщини на 10-22%, а також збільшує їх кількість, довжину та ширину розкриття в 1,54 рази у порівнянні з одноразовим навантаженням. Процес утворення та розвитку тріщин в дослідних балках стабілізувався до четвертого п‘ятого циклу навантаження, а після довантаження балок на п‘ятому циклі до десятого циклу.
Прогини в дослідних зразках за дії малоциклових знакозмінних навантажень рівня =0,50,65Fuстабілізувались до п‘ятого циклу навантаження, а після довантаження їх на п’ятому циклі до рівня =0,8Fu до десятого циклу. При цьому малоциклове знакозмінне навантаження збільшує величину прогинів в 1,11,2 рази у порівнянні з одноразовим навантаженням.