автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Бессварные стыки железобетонных конструкций морских причальных сооружений

СШТ-ШХЕРБУРГСККЙ ПШЛРСТЗЗКЗЙ ГСК'ПГъСТ-?. yaCjLI-ííüC;

На призах рукоялои

АЛАВККЯ Ыохакад Дурей

ЕЕССЗАРНЬЗ СТЫКИ SSJE3CEBT0HHiK КСНСЯ?7КЦ# Ш>ШХ П?>ГЧЛЛЬЕЫХ

Специальность 05.23.07 - ггдротеиптаское и .......... - каягорзгсвдоо

0Тр0К7йЛЬ5Т20

' _ Автореферат ~

диооертации на" ооксканив ïчекой стешп • " канвлпата технических наук

Санкт-Потербург IS92

Гайота ишоляска-зв Сгиит-Петсрйургсксм государоотмгаом

тович-зском университета :: с Российском пяутао-псследоватедь-■сксм ¡гкатвтуто пиротехники.

Научный руководитель ~ профессор, доктор технических

наук И.Б.Соколов

мжльтоят - доцент,'кедэддаг технических

наук В.А.ЛоЕУКова

&1.йцй&лыаЩ>пцокзнти - - докгор Зйзяко-иатшатвчвсхнх

каук, профессор К.Н.Шхипек,

- кагсидат тезоачвокнх наук

В.В.Кдекко.

Ведущая организация . - ¿ЕИМСРКОШРОЕКТ.

/о О

Защита состоится

»/3 " 1992 Г.в

часов на заседании спйциализгфоЕОШЮго Совета Д 063.38.19 при Сапг.т-Пстг'й'ргском государственном техническом университете в ауд.ЯоЕ '

195251, Сенкт^оторбург, Политехническая ул.,29 Гдяротехняческиа фахуяьтев, СПбПУ. . ..

С диссертацией мокло ознакомиться в фундаментальной <5ий-лиотоке университета. ' а г <С \ ' Аяторо^эрат разослан " р " 1992 г.

УчокыИ секретарь' ■

•сЕецаглззироЕанкого Совета кандидат технических наук, • доцент

Б.Ф.Ыар^Ьич

СССКЙСКАЯ

■" ?ни а я

hl>J... J slihA

СБЩАЯ ХЛР АКТЕР "СТККА РАБ ОИ

Современное ооотояшто портов л перспективы раввятпя морского транспорта требует нового подхода к принципам планирования, реконструкции, нового строительства, раочетов я проектирования железобетонных конструкций сооружений портов.

В условиях Сирии большое внимание уделяется вопросом оокрацо-ния сроков строительства а ускорения Евода в эксплуатация новых гидротехнических железобетонных причалов; это может быть достигнуто путем повышения уровня организации строительства, внедрения прогрессивных конотрукций и ивдуотрнальных мотодов их возведения.

Актуальность темы. Отдельные конструкции морских причальных сооружений возводятся в основном из жата зоб сто на. Причем, возводить лх приходитоя в условиях открытой морской акватории. Это сопряжено с трудностями производства монтажных и иных работ. Сйним из вааных вопросов технологии производства жалозоботопных работ при возведении причальных сооружений Сирии является стыкование арматурных стержней. Труднооть выполнения сварочных работ особенно в условиях открытой акватория и их высокая стоимость привела к поиску новых, более проотых и экономичных решений. Одним из таких эффективных решений было яопользовшгае босоварных отыков арматуры, т.е. отказ от трудоемких а оложннх в уоловиях. Сирии сварочных работ. При втом . основное внимание было обращено на разработку на ипроко иавеотных петлевых отыков типа Передсрия, а линейных отеков, обладающих меньшей трудо- и материалоемкостью.

Цель и задачи ко следования. Супротвуюпши нормами проектирования не разрешается использование растянутых железобетонных элементов о применением бессвариых стыков арматуры и налагаются кооткиэ требования к таким стыкам в изгибаемых и внецонтреюга загруженных элементах. Поэтому о целью упрощения производства работ при обеспечения требуемой надежности были выполнены опоцпаяьные экспериментальные иооледования прочности в деформативнооти бесов арных линейных стыков арматуры при различных видах, в том числе оложного напряженного состояния.

1!пучн,тя новизна. - Проворены окспорпюзнталькао исследования бесоваргих сайков голо зоб ото нщх конструкций с малым процентом аркирояакпл, характерней для гздротехплческпх соорукокиЗ при раалкчш'Х иалряг.сккцх состояниях;

- изучено влнягщо конструктивных особенностей аккерухдах оторкнэЯ на прочисть бессЕарного линейного с тик а;

- прогедеиныо опыты и анализ их результатов позеоляот обосновать возяокность использования бессварнах стыков в раотянуткх, изгсбаоглцх 2 Енецзнтронно-эагрздзнлух с больгаи оксцонтряслтета-ын здамзктах келозобетовянх гидротехнических сооруг.оипЗ., пря ыэнь-В8Й, чем по действующая кормш тмине иорокуска анкеру в®* сторж-

- уоталсзлоло, что езд сложного напряженного состояния (наличие бокового обкат.чя) довысаат прочность (Зоссварного стыка благодаря упелктетвз сала сопротивления вдаергизанию арматуры из бетона;

- получаю общое влрахепао. для определения длины перепуска беосваршх стеков, что погсолнат уточнить зависимость (18о) СниП 2.03.01-84, используемой при проектировании колезобетонных конструкций гидросооружений.

Практическое значонкв работы, даны конкретней рекомендации по проектированию и осуществлению бессварных стыков в келезобетон-ных причальных конструкциях гидросооружений. Наличие в руках, про-ектировЕиисов таких рексмэвдаций позволит расширить область применения указанного типа стыков не только в морских причальных, но и в других строительных сооругсенаях Сирии, сократить сроки л с навить стоимость строительства.

Реализация работы. Обоснована возможность использования бессварного стыка арматуры в центрально-растянутых элементах, что на раврошазтся применять (то указаниям СШ1 2.03.01-84). По понятным причинил нам не представилось пока ооуцествить эти предложения в портовом причальном строительстве. Ьлесте с тем вти п^еддокекая использовались в рабочих чертежах и внедряютоя при аудировании обделки туннелей Ирганайокой ГЭС, где вследствие выхода метана были вапрощены сварочные работы. Эти предложения были согласованы о головной оргшш8ацией НКИ2Б, утверждены институтом Гидропроект.

• . Апробация работы. Основные положения диссертационной работы 2 ©

докладывалась на Всесоюзном научго-тзхчнческсм созеканли "Расчетные предельные состояния бетонных я железобетонных конструкция энергзт;гческпх соорут-ониЯ", Усть-:1арва, ЭСС?, 1930 г., a также иа семинарах кафедры строительных конструкция и материалов СГИГТ/ в 199I и IS92 гг.

Публикация. По тока диссертации опубликовала работа "Исследование работы бессварют стуков в растяяутой зоне обделки туннеля КрглкаЯской ГЭС". С-Еб. - Экоргоатскпсеат. 1091 г., С.III-115.

Сбъе?.: и структура работа. Диссертационная работа соотопт из введения, 49тирех глав, заключения, списка литературы. ОбциЯ объем работа 182 страниц;!, из них 109 страниц каплкопиского текста, 54 рисунка, 28 таблиц, библиография лз 71 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоспоЕнвастся актуальность те>та и дается общая Характеристика работу.

В потеой глав о приводятся сведения о методах во сведения причальных гидротехнических сооружений из келезобетока, основными ти-па.ш которых, ягляятоя гравитационные, типа тонкой станка {больаор^ кл) и о высоким сваЗным ростверком. Рассматрнваятоя вопросы стыкования арматуры сборных элементов причальных сооружений (уголкового типа и оболочек большого диаметра), а стыкование арматурных сеток, используемых для армирования основных чаотеЯ сооружений.

Описываются основные типы стыков арматура железобетонных конструкций. Установлено прегкущзство бос сварных стыков перед 'сварными! это связано с тем, что сварные стыки трудоемки я не Bceiria достаточно надекпн из-sa трудности контроля качества сварки и , вследствие развития''сварочных напряжений. Из существую®« беосвар-ных стыкое, бессварные стихи внахлестку является наиболее экономичными и простыми по существу. При проектировании стыков арматуры используются нормы проектирования железобетонных конструкций промышленных зданий СНаП 2,03.01-84 и кор:.щ проектирования аналогична* по конструкции гидротехнических сооружений СКсП '2.06.08-87. В нормах проектирования пиротехнических сооружений приводятся толь-

ко общие конструктивные указания по стыкованию внахлеотку арматуры, тогда как в промышленных нормах дается указания болеа подробно .

В главо приведено краткое описание результатов исследований, использованных при оценке прочности беосварных стыков арматуры внахлестку,. Вопрооами анкеровки арматуры и ее беосварнами стыками вашовдиоь с самого начала использования железобетона большое число отечественных.и зарубежных ученых: Еаушангер, Я.В.Столяров, Р.Залигер, а е последние годы А.А.Гвоздев, А.Е.Манарский, Ю.А. Лаадау, И.В.Скородумов, М.М.Холмянокий, А.С.Залосов, ОД.Рубин, А.П.Кириллов, С.В.Селезнев, В.Б.Николаев л др.

Совместная работа арматуры о бетоном обеспечиваетоя наличием достаточного сцеплония меаду нши, которое может быть представлено суммой двух слагаемых: поверхностного сцепления стержня с бетоном, зависящего от клеящей способности цементного раствора и трения отержня о бетоном, возникающего при малейших деформациях стержня под нагрувкой. Это трениа возникает в результате давления, которое оказывает бетон вследствие усадки на стержень и зависит от наличия неровностей на вей.

Сцепление арматуры о бетоном определяется характеристиками арматурной стали (оостоянае ее поверхности, профиль, диаметр и механические овойотва) и бетона (прочность, деформативность, возраст , оостав, овойства цемента и валолнителей), технологией приготовления бетона, споообоы его укладки к уплотнения, условиями твердения, а также напряженным состоянием железобетонных конструкций, вызывающим передачу и распределение усилий мощу арматурой и бетоном.

Наименьшую необходимую длину ваделкл можно приближенно определять яа условия, чтобы отержень был надежно закреплен вплоть до достижения арматурой напряжений, равных расчетному сопротивлению. Из равенства растягивающих и ор взывающих усилий, имеем

Я<*2П . , . Ы

«8 * I л* , откуда- е= -¡^р. .

В общем виде, принимая под зоной заделки длину концов.арматуры без анкеров, при которых усилия ее разрыва из бетона равны между собой:

4 О

В современной записи ота ¿ормула гриобрстаот пг'л :

ГДО 4 '

Щл" V;,!.,. , С=д'\ап ;

Леи •<)( - минимазыш ляшга заделки. Значения и>ап , дАдп , Лап, а тактл Аал-о( опрадягагся го т:и5л.З? СШй! 2.03.01-84,

Ангаяз ?йбл.С7 СН;Т1 2.03.01-84 показывает, что:

1. ";:птлалт.п.'1л ц«личика заделка Сап анкера пли пероцускл арматуры баз сварте о;п:п.'и,.о:.,а к пз завис::? от пробил арматурных стер-хпоЛ.

2. Ропао адорогка и коропуска ДЛап такгл ко зависит от продля аркатур;;.

3. Длит перепуска боссварцых соединен'.!!1. возросла примерно п 1,5 раса по орта;;сгг:г» с нормируемыми значениями серодит/ 50-х годов.

В<1 этороИ г."яге приводятся характеристик'! и 'методика акспо-ркшпалызяс кослг.дслэпннй прочцоотя и р'с^орлг.тпвноети босадпркиХ стыков ислоаг'ботоглых кепо-гру .

3 югааагго епдегки* колоздботоняах сбрляюв били Припяти образцы й Е'.'ло псг:-.'ас.'.:;х бал;т:, гимнутнх гем.ммхж и ир^зм, исш-тг©пом»х на рютл-эгле (•;:.:.тгблЛ). Испнггшо опх обрагдо» были прчлнп;я;ачони длл реаошм олгяукздг:: вопросов:

1. Влияние д.';;»;;) яоракусги: йридуры на прочность боо-онфного CTLT.it (серия ояцто1' I, И, 1М).

2. Йшякзо колкчеотпа п диаметр-г поперечных анкеру»!®* отор-жнзй на характеристики тртгдоообразоэанпя к прочность сты.п (со- ■ рпя I, П, М~2, И«).

3. Нсолодовсишо влияния сяикгготх иапрякегай, действующих в плоскости стоку омых без сварки сеток, на прочность стыка (оерия ЗУ).

4. Влиянко классов бетона по прочнооти на сжатие па иооущую способность стыка (серия 13-3).

Поскольку для изготовления взгкбаемых олемептов тробовалссъ больпоо количество бетою, отработка отдельных вопросов производилось на относительно моноо маториалоемких олементах-восьморках и приамах. В срсятюй части образцов-проасэодилаеь стыковка сеток арматуры с различной длиной перепуска. Сетки .с шагом продольных стерулюй 20 см были размещены только с образцах, ивянтнваомих на

5

fct

л -I •

—Г"

'Ч * С' 1 т

M о Й • M •vi о го о о X ст> о

СЛ о о СП

M M и О о м • to о о

M со СП о СП +

ы ■ я

!ю л 13,5 20 d , со м ел ОСЛО p. O.», fa-

я.

315' и 5 22,5 í tuta trt tv> M ' W . Ol СЛ

Ш ю о ht ЕЗ pj о Ы • H и к •и О м *<¡ со 1 PI cu 1 гч x> о a fti . о MOO Ы bí UJ о to о • a

V7

to

о en

M (Л

м X

ci •l»

>s р

h-1 N

CO

О Q

О

м . о

со

о

(V)

о

M о

PÎ 13

о а I

M Oí

V о N о

о о

О. X

■а со

ы » с

О О Ч) sa» « oí . го н:

CJ.G)

ИГ)

О 1Г.

W

(ад

►J о О. га о ■«i lit! « M w- она ы м i _____ I О ...

KOÍlHSh

о н oy аз tí tsffl t«o ч p

ы I •tí I

.....

ж о-а я

О в CD О CT- Ы КОйЯЧй - 1! В CD« I

gfl'____

очз Е

WOK (!) i p

О. к

О Í4

►з (и о о К о

изгиб (серия I), а к.ц соойуо р~от.таэ.тло я яря Сог.о:;с:.: обкатки образуй армироватасг, сслск-к с »сс-и 10 ом. Рогмори образцов и, следовательно рак:ор.7 с сток, таЗирмпсь о учетом гоетоглэстей кмогао-го прессового сбор.у-,от):-!:;и1, дсм-'ф.ггок и сг.е:;::^т1 .но нсготошгшшых прлопоооблоппЛ.

Боо сбразцч с малы:.: прсдаптсм р'-пфояа-шл (0,43-0,0?) были арадроааш стврзияка А-П! дяхчтром 12, 16 п 20 м:л, ботон класса В15 и Ъ22,5, ч?о ссетгвтоп-уо? арг.татуроЕ гэдротохгстс-

кпх соорахоний '-5, 2 чпскистк, пряадлмшх мсрскях ооорукояий.

На ::згиб (сорт I) били ;;:.г?хоелози бахси рчиароп С50:с4С0х. хЗООО ;.?л. Аккврушзе яошроиги? сторкпк бнля расположены в разных плоскостях, ¡п одной пз стп:усоток С2">рху, а ка другой оняау. Сбрастк бил:', "-зготослоп; ::п бото:;а са Б22,о бео поперечно.'! арматур;;. Об~аз б.•V:!:я псштшзал'.хь на когкб двумя сосредоточенными, силами, прялокекетс; в третях яролз?а. Таккм образом. сггая р.-.эппй длаш перепуска (9,0 о' 13., гдэ о( =20 ш - днамзтр рабочий прололыюЛ пркэдрй) лл1 гс->х образцов росяол атадксь в зоно чистого изгиба.

Для иопытанм на испуу р :зтп:;сн::э был:! ягготоглады образцы вытянутых эосьгдгртк (сор:л 10 сопзияоч 200x200 г-'" и длиной 1700 т. В балках и гоог/'.-.р'-ач тало попс-роттх стопрукжах сторз-ной в рззнцх группах сбрг.зцог с';;ло принято роптл 3 п <1, что соот-вотствуот о<5г;ч:к:.*у еолзчссге? сопорочтэх отеркноЗ рмпрсдоелгагсль-ной и копотрукттапой арматурв хэлоссботогатих злаионтах. В т:ось~ корках, (сорил П) длина порспуска сетки составляла 9,0 с{ , 13(5с( и 18,0 й (с( =20 у.-''), т.о. ».-.он¿и, чем требуемая расчетом по СНкП. Часть балок и восьмерок била изготовлена со сплоальни сторшшки • без стыков "в качество кош рольки:: образцов для сопоставления о ио-пытываемыми образцами, имевшмя стыка арматуры без сварки.

Для испытания образ;к>Е-восьморок на осовоо растяжение (серия П) была сконструирована и изготовлена специальная экспериментальная установка, которая включает в себя косткув ра-лу, в которой о наружной стороны устанавливается ТОО-тогшай домкрат, онабкенный образцовым манометром на 400 атгл. При бетонировании в.образцы были вмонтированы мотаетичееккэ закладные детали с резьбой, в которые во вромя монтака ввинчивали болты $ 56 мм, с помощью которых растя-гиваяи образец. Опии конец "восьмерок" закреплялся неподвижно, а ко второму прикладывалась растягкваитая нагрузка.'Домкрат подключался

к маолоияпоркоЯ установке с эдуктропркгодом.

Крог.о обрагцоэ'-восьмзрок Сил: кзготоглели для испытания на ооееоо рпстягекке образц» прЕзаагичаскоЛ бормн вал уширениих.по горцам захватов (оория И оаченп«а 2СС>;2С0 ш я длйноЯ СОО т. 06-рагда саля армированы сетками из 2-х гхл одного арматурных старвной d «=J2 км л 16 мм с шагом продолышх стороной 100 мм, Рабочая продольная арматура била pao г. ело »¡на в одной плоскости, а поперечная в раошх плоскостях. 3 с-агисимоетп от доли геп.'теккя било наготовлено насколько сорнй образцов.

М) Сирия образцов Л-3, Б-3, 1-3; продольная к поперечная api.uiT.ypa ¡ришта класса A-G диаметром d =12 !.:•'; количество попе-рач1шх аяиорувуц!:х оторан-зй в ооео стика принято разным трем; в образцах варьировалась длина поредуска от 5 d до 20 d ,т.е, подробно изучалось влияние длина перопуска; класс бетона Б15.

К~2) Сорил образцов В-0, B-I, 3-2, В-3, В-4; продольная и по-порочная аркатура били приняты также класса А-3, диаметром d = 12 мм; во всех группах длина перепуска постоянная и равна 15 d ; количество гоппрочных анкоругжих сторжкеЗ в зоне перепуска равнялось О, I, 2, 3 п 4, т.о. подробно научалось влияние количества по порочных стороной; класс бетона BI5.

Ш-3) Серия образцов B-3-I, В-3-2, 1К?-3; продольная арматура класоа Л-lL'i д;;а-.гагрсч d =16 км; длкка перепуска Постоянная я ■ равна 15 d ; количество поперечных сторжноЯ в зоне перопуска' равно 3; попорочшо стержня арматура класса А—С1 диаметром 16 юл, 8 ш г. 5 мм, т.о. изучалось влияние диаметра попоре.чних аккерующих стержней; класс ботоиа BI5. ' * . '

Ш-4) Серия образцов Е—I; продольная и поперечная арматура класса A-1Ü, диаметром d-IG мл,'длина перопуска продольной арматуры равна Ю d ;. количество попорочицх сторккоЯ в зоне поропуо-ка - I; бетон класса BI5 и 22,5, т.о, изучалось влияние прочности бетона на mcyuj/ю способность стыка. •

Одновременно с заготовленном каждой серии образцов с бессварными отиками были изготовлены контрольные образцы (<Jq$ отыков) для сопоставления с иолатываемшл образцами со стккамл арматуры без сварки. .Раотяконпе образцов, производилось па npocco IPM-50 о помощью тяг, которое приваривались к арматурным'каркасам образца.

В условиях осевого раотякения при наличии бокового обжатия (сложное.напряженное состояние) испнтивалиоь образцы восьмерки

8 С

(серия 17) робота! сочетаем 20x20 см и длиной 170 см. В сроднеЛ do но восьмерки производилась стыковка соток с длиной поро пуска Ю d , 13,5 (i и 20 d . Для всзх сорп'^обрлспш-сссьморки,рабочая продольная арматура била расположена в одноИ плоскости, а апкорую-щиа пошрэчныо сторагл (три штуки) в паралюлышх. 3 качество продольной и поперечно!! попользовалась арматура luiacca Л-Ш, диаметром i в 16 ш (серия jy-ñ-З) и диаметром d '■'¿О ш (сорил 1У«Т) i бетон классов BI5 и Б22.5. Часть восьмерок (контрольных) была пяготовлона со опяошшмд арматурными сотками без стыков.

йопит.гчко сбразцоЕ-зосьмерок на двухооюо оагруконио производилось Ja той ко устсшоако, что и испытания образцов-восьмерок на оооЕоо растляекпо (серил П). Для создания бокового обкатил образ-дои было сконструирована и изготовлоно специальное приспособление. Боковая нагрузил передавалась на образец через моталличоокио лист« толцшюй IG км, па которые передавали давление два десятитонных домкрата. Домкраты подключались к млолоншюрной установке. Между мэтаэдичоскими листами я бетонной поверхность» образца помещались вакуумная резина, лиот но^дкня толстой 0,5 ом и пять слоов промасленной кальки для максимального снятия трения и оогдалил условий передачи нагрузки на рею бокояуя расчетную пяоаэдь образца. Ото боковое давление передавалось на среднюю часть образца длиной 50 ом, где располагались стыки арматурных оеток. впачпло к образцам прикладывалось давление бокового сжатия, которое ооставило в зависимости от группы испытываемых образцов 0, 5, 8, 10 otm¡ затем прикладывалась растягивающая нагрузка 'N , которая поднималась ступенями до разрукения образца.

Шгруконио всех образцов (балки, придай и восьмерки, со стыками и контрольные без стыков) производилось ступенями примерно в. Т/12 от рааруизгаЯ нагрузки о выдержкой на каждой отупони 3-4 минута для снятия отсчетов по приборам,

Измеронаэ деформаций арматуры производилось тензодатчиками, позволяющими иалорять деформация с точностью до 10 . Датчики били цриклоощ попарно к стержням арматур« в зоне' отыка. Деформация Je то на кжерялась о помощью индикаторов часового типа о ценой делания 0,001 ш. Индикаторы были укр'оплоны о помогая деталей, наклоон-!шх на бетонную поверхность образца (база измерения продольных до-£ортций была принята равной длипо поропус^а арматур» í„ ). В ка-

'icígtlu удлйтггелоЯ ирамлиились котазлвчоскпо сторм:;; d = 13 мм. Устанавливалось по одному ;:цшжатор7 па ¡tavjíoü стороне образца, йалоротю прогибов балок (с ори и I) производилось ирогибсмор-.га QIA0 с цог'.оЛ датсшм 0,01 mí.

Б. тротьай ivttBo иаяогсшхоя роаультаты проведения окопоридон. талышх исслодоваш!!! боссварикх стыков железобетонных элементов па воиг.З, растяконио и в условиях друхоского иагрукенкя.

На изгиб было попытано 10 балок (по Л балки при длипо перо-цуска 0,0 d и 13,5 d ), при атом количество поперечных анкорут-щга стеркней составило 3 п 4 отуки, и два контрольных.

Балки с длиной поропуска арматурных сеток IT!,5 d показали больгт/п прочность, чем балки с дишой перепуска S,0 d (па 25Й больше), и их несущая способность била близка к прочности конт-рользих. Характер образования грсщип во всех бачках со стыками одинаков.

Порвнэ видимые троаз;ш появились при N -12+14 т вне зоны стыка. Количество шкоруюшпх сторжной повлияло на момент образова гая первых трещин и но оказало нлшшия па прочность балок. К моменту разрушения-напряжения в арматуре был:', близи: к пределу току чести. Разрушение взех образцов со стыками произошло хрупко, в ре оультато сроаа бетона и соне стыка. Первые видимые трещнш в кош , рольных балках появились то»о при U --12 4 I-i т. Плоскость разрз шеняя контрольных балок совпата с одной из paira о образовавшихсяТ] паи, нормальных к осп балок. Напряжения в аркатуре к моменту рае* руветя составили 45Э и 470 Ша, т.е. несколько выш. чем для балок с перепуском арматуры; при этом бетон ояатой зона не выпел полностью из работы.

К моменту разрушения иелвчшш прогибов составили: для балок о длиной перепуска 9,0 d , - 4,2 мм, для балок с длиной перепуска 13,5 d и контрольных 5 + 5,4 мм; это Гфиморно соответствует ра кице в напряжениях в арматуре при разрушении балок. Результаты измерения прогибов указывали на отсутствие подвижки арматуры в э не стыка вплоть до иоче'рпания несущей способности.

Испытания восьмерок и призм на осевое растяжение показали, что с увеличением длины 'перепуска прочность образцов с бессварны ми стыками повышается. При длине перепуска 10,0 d ,для восьмер и 20,0 oí ,для призм, прочность образцов близка к прочности контре

ас; для восьмэрск калрлаеная л арматуре к моменту раурувшс стигант продола текучести п образцах с длиной порепуска 10,0 d , 1,5 d н в контрольных. В образцов о длиной поропуска 9,0 d дряяеппя л арматуре достигало 170 -1-200 МПа.

Разрушило контрольных образцов происходило по трощпном.пор-нпикулярпым качранлешяэ действия нагрузки, a разрушение образ-в с боссгарпими стыками происходило хрупко в результате среза тона в зона стука. ПирЕые вцпимсо трепаны появились при наг-ско, рапной 0,23 + 0,33 от разрудатаэй. Интенсивно развиваици-я с росте:-: нагрузки трощкны вне зоны стыка, к моменту близко-к разрушэкиэ, имели раскрытие 0,2 - 0,45 мм. Однако разрукм-о образцов произошга но по этил трещинам, хотя напряжения в ' матуро были близки к пределу токучости. Разрушение образцов rrpo-ошяо из-за среза бетона в зоне стыка.

Анализ результатов испытания образцов серии Ш показывает, о наличке одного попоро-шого сторадл увеличивает несущую спо-бность образцов со стыками, при?,юрко на COÎÎ (как было усталоьло-в опытах). Датыюйаео уволичешю количества поперечных анкаруп-х CTopsiiOiî (больше двух) практически но сказывается па повишо-и несуцэй способности; прослеживается дата некоторая тенденция сникэнига несущей способности образцов при число анкеруюпих еряпей больше двух. Увеличение диамотра поперечных онкёрующах эрагай от 0,25 d до 1,0 d , гда d - Диамэтр продольных керуемых стернней.по данным çuutob способствует повышению несу-й способности образцов со стыками арматуру, примерно па 285?. ичом наибольшее увеличение прочности получено при изменении диа-тра поперечных стеряюй от 0,25 до 0,5 (примерно на 18$), в ин-рЕале от 0,5 d до 1,0 d только на 1С$. С увеличением клас-бетона прочность образцов с боссварными стыками арматуры повы-этея. При этом рост несущей способности происходил примерно про-рцяонально изменению расчетного сопротивления бетона на осевое зтяжонш Rgt . Увеличешга класса бетона от BI5 до В22.5 опо-5ствовало поеыпошш несущей способности образцов со стыками, ймерно на 30^; Напряжения в арматуре ни в одном образце не доо-гли предала текучести. Разрушение образцов произошло из-за сре-бетона.в зоне стыка. Первые видимые троииш в бетоне появились а нагрузко, равной 0,25 - 0^3 от разрушдацей. Для образцов с пылой длиной порепуска и большим количеством поперечных стержней

порше bjwiîau'J троюнщ обраиошвались ранюе, но она ю приводили к шмодлишюцу разрушения образцов. Трогаш в sono стыка появились при M я (о,7 + 0,0) Npajp, . Порви а ввдкмио трошпш для об-раацои сорин (Ш-3) с поперечим сторапшн диаметром 25 ил появились ранью, чоы в обраидах с погюрочними сторашли диаметром 8 ш.

Б условиях осоеого растяьошш, при наличии бокового обжатия, било испытано D серии обравцов со стыками: 1-я серия с длиной тропуока £n 113,13 d С d «20 га); 2-я оория с длиной порога-ска (п =20 d (d « 16 ш) î 3-я серия с длиной иеронуска {„ ». ' 10 d (с/ *IG юл).

Характер трещииообракошшя в бетоне образцов тина восьмерок, испытанных при боковом обаглчш, был несколько иным, чем в образцах бео бокового обаатия. Поршю трициш образовывались sa границей вош, где осувдогалпдось боковое обкатдо, при натру вко, составдлю-щей 0,4 от раорушздой. Порвые трещины в мне отика появились при нагрузке равной N a0,G N pajp. . Натапспмга росли троадш на границе зоны бокового оСкотяя. Пород разрушением величина их раскрытия составила (0,2 - 0,<15 мм). Газрупшше ггроизоишо в результате среза беюаа в зоне стыка на длине ijj, < . Длина, сроза в йога стыка тем шныго, чоы большо была величина бокового обкатия.

Г) В образцах с длиной перепуска соток 10 d « IG'cm предел текучести в арматуре не был достигнут, а в образцах с длиной пэроцуска 13,6 d он был достигнут лишь в олучао их бокового обкатия. В образцах с длиной перепуска 20,0d предел текучести был достигнут, как без бокового обкатия, так и при боковом обкатки.

По результатам виполношшх ксследовмшй можно сделать ваюгочо-ние, что прочнооть кэловоботоиных образцов о малым процентом армирования (до 0,5$ при наличии бокового обжатия еышо, чом при только осевом растяжении:

а).для обраоцов о бессварними отикоми арматуры прочность как минимум в 1,5 раза выио при обжатии 0,5 МПа| при дальнейшем увеличении обкатия прочность' повышается незначительно;

б) для контрольных обраецов (без отыкоь) такко отмечена тенденция повышения их прочнооти в результата юс бокового обкатия»вто объясняется не дойотвием сил трения по поверхности бетона в вона контакта приспособления, а том обстоятельством, что участок, под-

шргающийся боковоьту давлению, работал как бы в "обойме",обеспечи-¡ал оовмоотную работу арматуры с бетоном вплоть до разрушения.

Результаты выполненных исследований показали, что прочнооть ¡бразцов при наличии бокового обжатия может быть оценена по приб-шжанной формуле: ■

. оУ ■

о»

?де Р - величина бокового обжатия в МПа, а = 2,5; 6 ц и 6"({ -эастягивевдие напряжения в бетоне при наличии бокового обжатия а $ва него.

В четвертой главе дана методика расчета беосварных отыков I приведено сравнение гасущэй способности элементов со стыками [опытных и расчетных данных). Анализ характера разрушения фрагментов о беооварпымя отыками показал, что их несущая способность в збшем виде определяется сцеплением арштуры о бетоном и сопротивлением поперочных стыков на длине перепуока действии растягивающих сил. При определении предельных усилий, воспринимаемых образ-дат о беооварнымп стыками, использованы рекомендации, составленные А.С.Залесовцм, ОД.Рубпнш и С.В.Селезневым. Предельное уои-ше, воспринимаемое бессварныма стыками, можно представить в вина 1 зуммы усилий:

Мр = 2 N + , (|)

где N8$ - усилие , характерааувдеа сцеплоние арматуры о бетоном; коеффициант "2" характеризует наличие двух стержней на длине перепуска; «= 0,6

Это выражение получено преобразованием формулы (186) СНиП 2.03.01-В4 заменой расчетного сопротивления арматуры па напряжения

6"$ , которые являются функцией диаметра рабочей арлатуры и длины алоиадкл (ь нарушенного сцепления о бетоном. Призленная прочность бетона Я} в формуле (186) для удобства расчетов заменена на параметр Рк-ЙМ1^ Яц/(5-й^) с том, чтобы усилия, входящие в состав формулы (I), содержали единую прочностную характеристик бетона , Коэффициент 0,6 характеризует полноту эпюры касательных напряжений ' Т . на контакте арматуры с Зетоном, изменяющей форму от треугольной к параболической по мере возрастания напряжений в арматура ; *Пра атом площадь впюрц

f - предать ко о усилие:

n«» ^ }v-yd-d-di5 ^ ret-vii (2)

адесь % - коэффициент, учитывавдай взаимное влияние арматурных стермюй на нарушение их сцеплония с бетоном согласно СН SS5-67 я определяемый в зависимости от расстояния мевду стержнями по приближенной формула fy =0,8 (I + 0,25 (¿/d ), но не более фактического числа арматурных стерзшей.

Усилие Ny , воспринимаемое поперечными анкерующими стершими, можно определять по формуле:

Nw= 0,7 t. vMw ^ "А «4 , <з)

где' пы - число приваренных поперечных стеркной диаметром dut на длине перепуска . Коэффициент fu принимает значения

200, 120, 100, 75 и 60 соответственно cf<j , равному 6, 10, 12, 16 и 20 мм.

Подотавляя в формулу (I) зависимости для Ngs и Nu> получим формулу для определения разруиакаего линейные анкерные стыки У0ИЛИЯ|

V 2 (0,6 Vjf^A) + 0,7 t-rvRjt4> • (4)

Принимая Np => '2.qs Vn-Rfa-fy-d.Cs , где в свою очередь, в левой чаоти Мр= 6"5(Х(13/4)ns (здесь п5 -число арматурных стержней принимается равным fj ), представляется возможным определять длину перепуска в ли на Иных анкерующих стыках' по формула*. . ■

tn = 0^kAi)d , (5)

где C'j - напряжения в рабочей арматуре.

Анализ результатов проведенных експераментально-теоретических иоследовалий показывает.хорошее соответотвие опытных данных расчету бессварных стыков по предлагаемой методике. Следует отметить, что для образцов (В—0) серии Ш-2 (без поперечных стержней) соотношение (I) принимает вид: Np=2Ng& и . Np"= Np • что год-тверадает правомерность принятия коэффициента "2" в формуле (I) и делает их физически обоснованным. Несущая способность элементов о 14 ■ ' 5

ссваркыми стыками при сложном напряженном состояшш определяет: по фор'.а'ло:

Np=2W8s + .V0,25ArP . (6,

Сопоставление 'опытных данных, подучешшх в реаультато пспнта-й бессварных элементов, с расчетом по предельным состоящим вто-й группы показывает достаточно хороаэе совпадение.

В этой главе даются практический предложения по мотодике рас-тов и конструирован;® железобетонных элементов с бессварнымл ыками арматуры, в том числе при сложном напрякошюм состоянии,а кже предложения по конструированию железобетонных морских соору-ний Сирии с бессварнымл стыками арматуры, При этом нами было гено установленное в опытах влияние сложного напряженного состоя-я бетона на насуют способность бесоварного стыка, а также при-пение монолитного ненапрягаемого железобетона, что характерно я строительства в условиях Сирии.

ОСНОВНЫЕ выасди

1. Экспериментальными исследованиями крупноразмерных жолезо-гонных образцов доказана возможность применения беосварных арма-эных линейных стыков в растянутой зоне железобетонных элементов

i моньпей длине перепуска, чем это требуется действующими СНиД.

2. В диссертации показано, что раочетная длина перепуска за-!ит от следующих основных факторов при использовании арматуры шодического профиля:

- прочнооть бесоварного стыка в растянутой зона прямопропор-|Налька классу бетона по прочности на сжатие;

- прочность отыка зависит от наличия поперечных анкерующих фжней, их числа и диаметра;

- вида напряженного состояния бетона в зоне бесоварного сты-

3. Наличие одного поперечного ашшрующего стержня,приваренно-к концам рабочей арматуры сеток, способствует увеличению прочти элемента с бессварными стыками, примерно, на 60%, Дальнейшее личение числа анкерующих стержней в зоне стыка сверх одного не ько Не приводит к росту прочности стыка/' но и способствует при

3-4 стерших к небольшому снижению прочности стыка, так как приводит к формированию плоскости разрушения в зоне стыка.

4. Изменение диаметра поперечных анкерувдих отержнай от 0,25 диаметра рабочей арматуры до 1,0 повышает прочнооть бесовар-ного стыка примерно на 20-25$) при втом наибольшее повышение прочности происходит при изменении диаметра анкерувдих стеркней oi 0,25 до 0,5 от диаметра рабочей аркатуры.

5. Разработана методика испытания обравцов оо стыками в условиях слокного напряженного соотояния. Вид напряженного состояния бетона оказывает большое влияние та прочность беосварного стыка. Обкатиа бетона 8о:ш стыка в плоскоотя рабочей арматуры на I Ша опособотвует рооту нооуиой способности стыка в 1,7 раза. Зависимость мокну величиной давления и прочность» отыка - линейная.

6. В диооертации приводятся расчетные формулы, полученные ив ' анализа данных експеримантальных исследований, для определения

неоущзй опоообности линейных беосварных стыков арматуры в растяну< ' той бонз элементов, для учета влияния прочности беооварннх стыков при одокном напряженном состоянии. Сравнение результатов расчетов по втим формулам с данными выполненных опытов показывает их удовлетворительное совпадение'.

7. Приводятся рекомендации по конструированию линейных бес. о парных о тыков арматурных оетох н по использованию таких стыков J в причальных морских сооружениях Сирии.

. Публикации по теме диооертации

Соколов И.Б. , Логунова Б.А., Алаедин MX "Иоолвдование рабо ты беооварных отыков в растянутой зоне обделки туннеля Ирганай-окоА ГЭС* С.-Пб.- бтргоатомиадат. 1991 г. С.III-115.