Хміль Роман Євгенович. Міцність, деформативність, тріщиностійкість залізобетонних балок при дії агресивного середовища

Краткое описание

Хміль Роман Євгенович. Міцність, деформативність, тріщиностійкість залізобетонних балок при дії агресивного середовища: дисертація канд. техн. наук: 05.23.01 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2003.

Хміль Р.Є. Міцність, деформативність, тріщиностійкість залізобетонних балок при дії агресивного середовища. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 Будівельні конструкції, будівлі та споруди”. Національний університет Львівська політехніка” Міністерства освіти України, Львів, 2003.
Дисертаційна робота присвячена питанням дослідження напружено-деформованого стану залізобетонних згинальних елементів при одночасній дії агресивного середовища та навантаження. Проведено тривалі експериментальні випробовування бетонних стиснутих та залізобетонних згинальних елементів у вказаних умовах. Отримано експериментальні дані зміни в часі деформацій бетону та прогинів стиснутих і згинальних елементів в умовах одночасного впливу навантаження та агресивного середовища (10% розчину сірчаної кислоти). Встановлено, що методика норм завищує міцність таких конструкцій до 13,7%, що є небезпечним для експлуатації.
Апробовано запропоновану методику розрахунку бетонних та залізобетонних елементів, пошкоджених корозією при одночасній дії на них навантаження. Пропонується враховувати контактний шар з нижчими фізико-механічними характеристиками, приведені характеристики міцності, геометричні характеристик перерізу конструкції а також зменшення міцності бетону внаслідок одночасної дії навантаження і агресивного середовища коефіцієнтом умов роботи бетону gbс. Експериментальним шляхом визначено для даних умов агресивного середовища та геометричних параметрів конструкцій коефіцієнт gbc, який рівний 0,9. Порівняння результатів експериментальних та теоретичних величин міцності елементів пошкоджених корозією під навантаженням підтвердило достовірність пропонованого методу розрахунку.

Розроблено і застосовано методику дослідження бетонних стиснутих і залізобетонних згинальних елементів для випробування в сильно агресивному середовищі на одночасний вплив навантаження і агресивного середовища з вивченням впливу відсотка армування, міцності бетону, рівня навантаження, історії і тривалості дії навантаження на характеристики напружено-деформованого стану конструкцій.
На підставі експериментальних даних за допомогою методів рентгенофазового аналізу і електронного мікроскопу встановлено наявність контактного шару частково деградованого бетону товщиною 2,0...3,9 мм в зразках, що перебували в умовах одночасного впливу навантаження і агресивного середовища. В контактному шарі зафіксовано наявність мікротріщин, концентраторів напружень, спричинених корозією бетону.
Отримано експериментальні дані зміни в часі деформацій бетону та прогинів стиснутих бетонних і згинальних залізобетонних елементів в умовах одночасного впливу навантаження та агресивного середовища (10% розчину сірчаної кислоти).
Експериментально-теоретичним дослідженням міцності доведено, що не залежно від параметрів експериментальних зразків методика СНиП 2.03.01-84* у всіх випадках при розрахунку згинальних залізобетонних елементів з корозійними пошкодженнями при тривалій одночасній дії агресивного середовища і навантаження не дозволяє з необхідною точністю визначати несучу здатність таких елементів з максимальним розходженням до 13,7 % для згинальних елементів і до 19,6% для стиснутих елементів в сторону перевищення теоретичних величин над експериментальними.
Експериментально встановлено, що одночасний вплив навантаження і агресивного середовища на балку для їх дослідження є більш невигідним поєднанням факторів зовнішнього впливу в порівнянні з дією лише агресивного середовища і наступним короткочасним випробовуванням їх до руйнування.
Встановлено, що при дії сильноагресивного кислотного середовища на згинальні елементи ширина розкриття тріщин до 0,05 мм при експлуатаційному навантаженні не є небезпечними для корозії робочої арматури.
Запропоновано методику розрахунку стиснутих бетонних та згинальних залізобетонних елементів при одночасному впливу навантаження і агресивного середовища, яка враховує наявність частково деградованого контактного з агресивним середовищем шару бетону і пропонується враховувати наявність корозійних дефектів в бетоні, що стають концентраторами напружень, коефіцієнтом умов роботи стиснутого бетону з корозійними пошкодженнями gbc.
Визначено експериментальним шляхом коефіцієнт gbcдля даного виду агресивного середовища, який не залежно від відсотка армування, міцності бетону чи рівня навантаження конструкції усереднено можна приймати рівним 0,9.
Встановлено, що запропонована методика розрахунку конструкцій з корозійними пошкодженнями, отриманими при одночасній дії агресивного середовища і навантаження з врахуванням контактного шару і запропонованого коефіцієнта умов роботи стиснутого бетону gbc=0,9 визначає з необхідною точністю несучу здатність стиснутих бетонних елементів і згинальних залізобетонних елементів з розходженням відповідно -2,3...+3,2% і -3,4...+1,0 % в сторону перевищення теоретичних величин над експериментальними, на відміну від СНиП 2.03.01-84*, який визначає міцність таких елементів з перевищенням над експериментальними величинами відповідно на +19,6% і +13,7%.
Встановлено, що дана методика при розрахунку міцності за другою групою граничних станів згинальних залізобетонних елементів з корозійними пошкодженнями, отриманими від одночасної дії агресивного середовища і навантаження дозволяє майже з однаковою точністю (+1,3...+2,9% ), як і методика норм визначати величини прогинів і параметрів тріщиностійкості.
Виконані дослідження дозволили запропонувати методику оцінки технічного стану, несучої здатності та експлуатаційної придатності залізобетонних балкових конструкцій з корозійними пошкодженнями, що перебувають під навантаженням.