автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Длительная прочность сжатых трубобетонных элементов с внутренним стальным сердечником

На правах рукописи

Аткишкин Игорь Владимирович

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ СЖАТЫХ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВНУТРЕННИМ СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

Специальность 05.23.01 — Строительные конструкции,

здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Кришан Анатолий Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пирадов Константин Александрович

кандидат технических наук, доцент Варламов Андрей Аркадьевич

Ведущая организация: НИИЖБ, г. Москва

Защита состоится « 29 » ноября 2006 г. в часов на заседании диссертациоиного совета К 212.111.01 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, Челябинской обл., пр. Ленина, 38, Малый актовый зал.

С диссертацией молено ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. паук, доцент

А. Л. Кришан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Трубобетонные конструкции уже давно доказали свою эффективность. Установлено, что в сжатых трубобетонных элементах преимущества косвенного армирования выражены наиболее полно по сравнению с конструкциями, в которых реализованы другие известные способы армирования, обеспечивающие условия объемного сжатия для бетона.

К основным достоинствам трубобетонных конструкций можно отнести простоту их изготовления, высокую эксплуатационную надежность и сравнительно небольшую площадь поперечного сечения» с вытекающей отсюда возможностью сокращения расхода материалов и денежных средств.

Трубоб сто иные элементы используются в сооружениях и конструкциях, предназначенных для длительных сроков эксплуатации. С этих позиций их практическое применение невозможно без комплексного исследования, неотъемлемой частью которого является изучение работы трубобетона под длительно действующей нагрузкой. Именно длительная прочность, которая напрямую влияет на долговечность, должна стать основной расчетной характеристикой как самой конструкции, так и всего сооружения в целом.

Однако, несмотря на вышесказанное, количество длительных исследований сталетрубобетонных необжатых элементов классической конструкции (СТБ) весьма немногочисленно. Для трубобетонных конструкций с внутренним стальным сердечником, в том числе с предварительно обжатым ядром (СТБО), такие исследования вообще не проводились.

С этих позиций представляется актуальным экспериментально-теоретическое исследование длительной прочности, ползучести и усадки трубобетонных элементов из бетона, твердеющего под давлением.

Цель работы - разработка методики расчета длительной прочности трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов.

Автор защищает:

- усовершенствованную технологию изготовления сталетрубобетонных элементов с предварительно обжатым бетонным ядром;

- конструкцию сталетрубобетонного элемента с предварительно обжатым бетонным ядром и внутренним стальным трубчатым сердечником, защищенную свидетельством на полезную модель;

- скорректированную стандартную методику проведения экспериментальных исследований по изучению реологических свойств сжатых стале-трубобетонных элементов с учетом их конструктивных особенностей;

- результаты анализа экспериментальных данных по определению ползучести и усадки трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником при длительном приложении осевой сжимающей нагрузки;

- методику и программу расчета длительной прочности сталетрубобетон-ных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов.

Научную новизну работы составляют;

- усовершенствованная конструкция трубобетоиного элемента с предварительно обжатым бетонным ядром и внутренним стальным трубчатым сердечником;

- результаты анализа экспериментальных данных по определению усадки и ползучести сжатых трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником при длительном приложении осевой нагрузки;

- аналитические зависимости, связывающие характеристики ползучести исходного бетона, бетона твердеющего под давлением и предварительно обжатого ядра трубобетонных элементов;

- методика расчета длительной прочности трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов.

Практическую ценность работы представляют усовершенствованная конструкция и способ изготовления сталетрубобетонных элементов из предварительно обжатого бетона с внутренним стальным трубчатым сердечником» а также алгоритм и программа для ЭВМ по расчету длительной прочности этих конструкций при работе на сжатие в области случайных эксцентриситетов. Предложенная методика расчета длительной прочности используется при подготовке материалов «Рекомендаций по расчету и проектированию сталетрубобетонных колонн», которые разрабатываются ГОУ ВПО «МГТУ» совместно с ФГУП «НИЦ «Строительство».

Внедрение результатов» Усовершенствованные трубобетонные элементы с внутренним стальным сердечником и методика их расчета нашли практическое применение в качестве колонн связевого каркаса на объекте «Российский объект уничтожения химического оружия» в г. Щучье Курганской обл., а также при усилении несущего каркаса «Производственного здания вспомогательного назначения (бомбоубежища)» в г. Пласт Челябинской обл; Материалы диссертации используются при подготовке «Рекомендаций по расчету и проектированию стале-трубобетонных колонн», а также в учебном процессе на архитектурно-строительном факультете ГОУ ВПО «МГТУ».

Апробация полученных результатов.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на четырех международных научно-технических конференциях («Эффективные строительные конструкции. Теория и практика», Пенза, 2004; 64-я научно-техническая конференция, г. Магнитогорск, 2006; 63-я научно-техническая конференция НГАСУ, г. Новосибирск, 2006; «Бетон и железобетон в третьем тысячелетии», Ростов-на-Дону, 2006), на заседаниях и семинарах, проводимых кафедрой Строительных конструкций МГТУ им. Г.И. Носова. Опытный образец трубо-бетонного элемента новой конструкции выставлялся на X и XI Петербургских международных экономических форумах-выставках «Инновационные достижения», где получил диплом II степени.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, среди которых 7 статей, 2 тезисов докладов, 1 свидетельство на полезную модель.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов работы, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 154 страницах, содержит 12 таблиц, 39 рисунков, библиографический список из 140 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещена актуальность проблемы, научная новизна и практическая ценность работы, изложена сущность диссертации, поставлены цель и задачи и указаны основные пути их решения.

В первой главе выполнен аналитический обзор экспериментально-теоретических исследований бетона, работающего в условиях объемно-

го напряженного состояния, при кратковременном и длительном за-гружениях.

Кроме того, в данной главе приведены общие сведения о трубобе-тоне, а также обзор исследований, посвященных кратковременным и длительным испытаниям трубобетонных конструкций. Этими вопросами занимались A.A. Гвоздев, Г.П. ПередериЙ, В.А. Росновский, А.Ф. Маренин, А.Б, Ренский, Н,Ф. Скворцов, И.Г. Людковский, C.B. Ковры-га, А.П. Нестерович, Л.И. Стороженко, A.A. Долженко, P.C. Санжаров-ский, А.И. Кикин, В.А. Трулль, Л.К. Лукша, Н.В. Минула, В.М. Фонов, В,И. Гнедовский, Г.М. Мартиросов, А.И. Шахворостов, В.М. Сурдин, А.Л. Кришан, М.Ш. Гареев, А. Менаже, Ф, Бойд, У. Кофер, Цай Ш.-Х, и др.

Результатами вышеперечисленных исследований подтверждена высокая несущая способность и эффективность трубобетона. У бетона в условиях объемного напряженного состояния существенно повышаются прочностные и деформативные характеристики, улучшаются реологические свойства. Деформации усадки и ползучести бетонного ядра существенно меньше таковых в традиционных бетонных и железобетонных конструкциях. Стальная оболочка оказывает сдерживающее влияние на развитие деформаций и препятствует влагообмену с окружающей средой.

По результатам анализа существующих источников можно сделать вывод, что длительным испытаниям трубобетонных конструкций уделено мало внимания. На сегодняшний день нет единого подхода к оценке напряженно-деформированного состояния бетона, работающего в трехосном сжатии при длительном нагружении. Отсутствуют нормативные требования по расчету длительной прочности трубобетона.

Анализ опубликованных работ показал, что одной из наиболее перспективных разработок в этом направлении является методика диа-грамм-изохрон, разработанная Н.И, Карпенко. Предложенный им способ аналитического описания длительного деформирования бетона в условиях трехосного сжатия был принят за основу при разработке методики расчета длительной прочности сталетрубобетонных элементов с учетом ползучести бетонного ядра.

Проведенные исследования позволили выявить и недостатки трубобетонных конструкций. Одним из главных конструктивных недостатков сжатых трубобетонных элементов является отрыв внешней стальной оболочки от бетонного сердечника на определенной стадии работы по причине разности начальных коэффициентов поперечных

деформаций бетона и стали (v, м 0,3, vb « 0,2). Кроме того, существует мнение, что вследствие усадочных деформаций бетонного ядра может образоваться зазор между ядром и оболочкой. Это приводит к тому, что на начальных этапах нагружения бетонное ядро работает в условиях одноосного напряженного состояния, что негативно сказывается на несущей способности всего элемента в целом.

Известны различные способы устранения описанного недостатка. Наиболее эффективным из них является приложение длительного механического давления на бетонную смесь в процессе твердения. В результате длительного прессования улучшаются прочностные и реологические свойства бетона, а стальная оболочка получает предварительное напряжение в поперечном направлении.

Большой вклад по изучению влияния прессования на характеристики бетона внесли RH. Ахвердов, Я.М. Белкин, И.Р. Енухашвнли, Г.З, Лохвицкий, Г.В. Мурашкин, В.Г. Матвеев, АН. Попов и АЛ. Ци-онский, А.Л Кришан и АА. Варламов, И.Е, Сеськин, A.C. Кубаней-пгаили, АБ. Пир адов, AM. Юрятин и др. Среди зарубежных ученых можно отметить работы Е.В. Робертса и Л.Е. Лесе, ДМ. Роя, Е. Фрейн-синэ, Р. Лермита, И.Ф. Идеи, А Гумела, НИ. Баломея, СИ. Беллами.

Выявлено, что обработка бетона давлением в ранние сроки твердения значительно повышает его прочностные и деформативные характеристики. С технологической точки зрения этот метод отличается стабильностью получения материалов с заданными свойствами и относительной дешевизной. Установлено также, что усадка и ползучесть БТД ниже, чем обычного.

В трубобетонных конструкциях БТД впервые применили Г.В. Мурашкин с А. А Сахаровым и А.Л, Кришан с М.Ш. Гареевым. Для опрес-совки бетонной смеси и предварительного напряжения стальной оболочки этими учеными использовались пустотообразователи разных конструкций. Один из основных недостатков данной технологии заключается в эффекте распрессовки бетонного ядра сразу же после извлечения пустотообразователя. Здесь же следует отметить, что для этих конструкций испытаний в условиях длительного приложения нагрузки не проводилось.

Таким образом, можно сделать вывод о необходимости дальнейшего совершенствования трубобетонных конструкций. Проблема разработки методики расчета длительной прочности трубобетонных элементов также является актуальной.

На основании проведенного анализа экспериментально-теоретических исследований трубобетонных конструкций автором обоснована тема диссертационной работы и сформулирована цель, в рамках которой поставлены следующие задачи:

1. Усовершенствовать конструкцию и способ изготовления трубобетонных элементов.

2. Скорректировать стандартную методику проведения экспериментальных исследований по изучению длительной прочности и реологических свойств трубобетонных элементов с учетом их конструктивных особенностей.

3. Экспериментально исследовать деформации усадки и ползучести исходного и спрессованного бетона принятого состава.

4. Экспериментально исследовать усадочные деформации бетонного ядра трубобетонных элементов с внутренним сердечником.

5. Экспериментально исследовать деформации ползучести центрально сжатых трубобетонных элементов с внутренним сердечником и предел их длительной прочности.

6. Получить зависимости, связывающие реологические свойства предварительно обжатого бетонного ядра трубобетонных элементов с аналогичными свойствами исходного бетона.

7. Разработать методику расчета длительной прочности трубобетонных элементов, позволяющую наиболее полно учесть их конструктивные особенности и действительное напряженно-деформированное состояние при сжатии в области случайных эксцентриситетов.

Во второй главе описывается способ изготовления усовершенствованной конструкции трубобетоиного элемента с внутренним стальным сердечником в виде трубки, расположенной коаксиально внешней стальной оболочке. Уплотнение бетонной смеси и предварительное напряжение внешней стальной оболочки достигаются посредством последовательного введения в отформованную бетонную смесь нескольких металлических трубок. Наружный диаметр последней трубки выбирался таким образом, чтобы получить расчетную величину уплотнения бетонной смеси, соответствующей требуемой степени бокового обжатия бетона (порядка 2,5 МПа).

С целью решения поставленных в диссертационной работе задач было изготовлено несколько серий опытных образцов. Для экспериментов по определению усадки было изготовлено две серии СТБ и СТБО элементов высотой 600 мм и наружным диаметром оболочки 159 мм. Для определения деформаций линейной и нелинейной ползучести

при сжатии также было изготовлено шесть серий СТБ и СТБО элементов высотой 500 мм и наружным диаметром оболочки 115 мм. В этих испытаниях принятые уровни длительного загружения составили 0.41» 0.6, 0.81 и 0.90 от кратковременной разрушающей нагрузки. Кроме того, с целью оценки влияния объемного напряженного состояния, сдерживающего влияния оболочки, а также длительного прессования на реологические свойства бетона исходного состава было изготовлено восемь серий изолированных бетонных призм, неопрессованных и оп-рессованных при давлениях 1,2 и 3 МПа.

Для получения основных прочностных и деформативных характеристик конструкций были проведены кратковременные испытания тру-бобетонных образцов и бетонных призм на осевое сжатие.

Скорректирована стандартная методика определения деформаций усадки и ползучести с учетом конструктивных особенностей трубобе-тонных элементов. Предварительно проведенные испытания для оценки надежности и достоверности предложенного способа измерений деформаций показали хорошие результаты. Измерения деформаций бетонных призм производились согласно ГОСТ 24544-81 *.

Длительные испытания проводились в климатической лаборатории кафедры строительных конструкций МГТУ. Нагружение трубобетон-ных образцов осуществлялось в силовых установках с помощью плоских гидравлических домкратов. Бетонные изолированные призмы ис-пытывались в установках пружинного типа.

В третьей главе проведен анализ результатов длительных испытаний СТБ и СТБО образцов, а также изолированных бетонных призм.

В начальный период наблюдения при изучении усадки во всех тру-бобетонных образцах наблюдались деформации набухания. Впоследствии в продольном направлении фиксировались усадочные деформации. В СТБ элементах в поперечном направлении фиксировалось набухание, тогда как в СТБО элементах после небольшого периода набухания деформации стали указывать на несущественное уменьшение объема. Однако, это скорее связано не с усадочными процессами, а вызвано деформациями ползучести, проявившимися вследствие действия усилия предварительного обжатия стальной оболочки.

Проведенными исследованиями подтвержден тот факт, что усадочные деформации трубобетона на порядок меньше аналогичных в традиционных бетонных и железобетонных конструкциях. Доказана целесообразность применения БТД. В конечном итоге, предельные деформации усадки в продольном направлении для СТБО элементов оказа-

О 50 100 150 200 250

Длительность, сут

300 350 400

Рис. 1. График изменения продольных усадочных деформаций бетонного ядра трубобетонных элементов

50 100 150 200 250 Длительность, сут

300

350 400

Рис. 2. График изменения поперечных усадочных деформаций бетонного ядра трубобетонных элементов

лись меньше, чем для СТБ, а затухание усадочных процессов наступило быстрее. Полученные данные хорошо согласуются с результатами работ, проведенных ранее другими исследователями.

Результаты по определению усадки изолированных бетонных

призм свидетельствуют, что:

- стальная оболочка оказывает существенное сдерживающее влияние, вследствие чего зафиксированные деформации бетона нена-груженных призм оказались примерно вдвое больше, чем усадка бетонного ядра в трубобетонных конструкциях;

- благодаря длительному прессованию усадка опрессованных бетонных призм на 254-35 % меньше, чем неопрессованных.

Проведенные испытания по определению ползучести трубобетонных конструкций позволили установить, что при низких уровнях за-гружения (г|=0,4-Н),6) ползучесть трубобетонных элементов относительно невелика и существенно меньше аналогичных деформаций для обычных железобетонных конструкций. Резкое увеличение деформаций ползучести происходит при более высоких уровнях загружения (г[>0,8), вследствие того, что стальная оболочка к этому моменту уже переходит в пластическое состояние, а величина продольных напряжений в бетонном ядре близка к верхней границе микротрещинообразо-вания.

При относительном уровне загружения Г1=0,81 рост деформаций ползучести СТБО элементов прекратился примерно через 3 месяца после загружения и разрушения конструкций не произошло. При г|=0,90 проявилось интенсивное развитие ползучести, приведшее к разрушению опытных образцов в течение 5 суток. Опытные данные были сопо-

Длительность, сут

Рис. 3. Сравнительный график деформаций ползучести в продольном направлении СТБО элементов для всех уровней длительного загружения

ставлены с результатами, полученными ранее А.И. Кикиным и P.C. Санжаровским. При исследовании работы СТБ элементов они установили, что при относительном уровне длительного загружения г| = 0,83 ползучесть постепенно затухала. При г) = 0,855 рост деформаций ползучести не прекращался и через некоторое время происходило разрушение опытных образцов.

На основании анализа полученных данных можно сделать вывод, что относительный предел длительной прочности для сжатых трубобе-тонных образцов составляет величину порядка ri — 0,84-Ю,86.

Установлено, что ползучесть СТБО элементов ниже на ЗСИ-40 %, чем у СТБ. Это подтверждает целесообразность опрессовки бетонной смеси и создания предварительного обжатия на стадии их изготовления.

На основании результатов экспериментов можно утверждать, что:

- трубобетонные элементы эффективно работают под действием длительно действующей осевой сжимающей нагрузки;

- усадка и ползучесть трубобетонных конструкций значительно ниже, чем бетонных и железобетонных;

- доказано, что применение бетона, твердеющего под давлением, и создание предварительного напряжения в стальной обойме трубобетонных конструкций позволяют существенно улучшить их реологические характеристики.

В четвертой главе представлена методика расчета длительной прочности сталетрубобетонных элементов. Предлагаемый подход базируется на рассмотрении трансверсально-изотропных моделей бетона и стали для случая длительного деформирования и является продолжением разработанного ранее метода расчета напряженно-деформированного состояния СТБ и СТБО элементов при кратковременном сжатии в области случайных эксцентриситетов. Длительность загружения учитывается с помощью разработанной Н.И. Карпенко методики диаграмм-изохрон. Она позволяет аналитически описать напряжен но-деформированное состояние (НДС) бетона с учетом его физической нелинейности при различных характерах загружения.

Преимущество методики диаграмм-изохрон заключается в возможности описывать диаграммы деформирования при различных режимах кратковременного и длительного загружения на всех стадиях деформирования с помощью единообразных зависимостей. Кроме того, данный подход позволяет максимально использовать нормативные (унифицированные) характеристики ползучести для учета нелинейности бетона.

В данной расчетной модели принимаются следующие основные допущения:

1. Материалы бетонного ядра, стальной оболочки и внутреннего стального сердечника трансверсально-изотропны. Зависимости между напряжениями и деформациями записываются в форме обобщенного закона Гука, но с переменными модулями деформаций и коэффициентами Пуассона бетона и стали.

2. При рассмотрении напряженно-деформированного состояния сталетрубобетонных элементов направления их геометрических осей симметрии считаются совпадающими с направлениями нормалей главных площадок для всех этапов загружения.

3. При передаче осевого сжимающего усилия на трубобетонный элемент предполагается совместная работа бетонного ядра, внешней стальной оболочки и внутреннего стального сердечника вплоть до наступления предельного состояния.

4. В предельном состоянии бетонное ядро находится в условиях трехосного сжатия, а стальная труба — в состоянии объемного напряженного состояния «сжатие-растяжение-сжатие».

5. После наступления текучести величины интенсивности напряжений в стальной оболочке и внутреннем сердечнике считаются постоянными и равными напряжениям в момент перехода в пластическое состояние. При этом сталь оболочки и сердечника подчиняется условию начала пластичности Губера-Мизеса-Генки.

6. Деформации ползучести стали ничтожны по сравнению с ползучестью бетонного ядра и их развитие во времени в расчете не учитывается.

7. Усадочные деформации бетонного ядра СТБ и СТБО элементов в расчете не учитываются в виду их малой величины и несущественного влияния на изменение напряженно-деформированное состояние с течением времени.

С учетом вышесказанного, физические соотношения для бетона и стали для случая длительного нагружения центрально сжатых трубобе-тонных элементов, в цилиндрической системе координат, записываются следующим образом:

а) для бетонного ядра

Мл>1 _ 1

1 -2РугМ'

-мД'Л) О-А/'Л»

о)

Кел)

где £ъу(и (о), €ьг(и 1о) — относительные деформации в бетонном ядре, соответственно в продольном и радиальном направлениях; оьу(и (о)> аъг(1* {о) — напряжения в бетонном ядре, соответственно в продольном и радиальном направлениях; ЕьзО, ¡о) ~ начальный модуль упругости бетона при трехосном сжатии;

УьзО, ^о) — коэффициент изменения секущего модуля деформаций бетона при трехосном сжатии;

ИуТ(1, /о), ЦгтО, (о) — коэффициенты поперечной деформации бетона по соответствующим осям; Ц — возраст бетона к началу загружения; * — рассматриваемый момент времени после загружения.

б) для внешней стальной оболочки

ЧДМо)' 1 1

М'Л) -мЛ*>*о) 1 XI

сАЫо). - И Л* о) 1

где *аК о$у(и (о), 10), ^ - напряжения и

относительные деформации в оболочке, соответственно в продольном, радиальном и тангенциальном направлениях; Е, — начальный модуль упругости стали оболочки; V//, /о) — коэффициент изменения секущего модуля деформаций стали оболочки;

дД10) - коэффициент поперечной деформации стали оболочки; в) для внутреннего стального сердечника

1 1 -ММо) 'о-^М'

1 -ЛС.'о) V <гч„М>

Г ММо) о) 1

В системе уравнений (3) обозначения аналогичны системе (2). С целью упрощения решения поставленной задачи принято допущение, что Е$=Е\ V,

Для трубобетонных элементов сплошного сечения без внутреннего сердечника количество уравнений, связывающих напряжения с деформациями, сводится к пяти, а число неизвестных в системах уравнений равно восьми. Для трубобетонных элементов с внутренним сердечником количество уравнений сводится к восьми, а число неизвестных в системах уравнений к двенадцати. Используя уравнения совместности деформаций бетона и стали, связь между трансверсальными деформациями, а также условие равенства проекций внешних сил и внутренних усилий на продольную ось элемента, можно вычислить все составляющие напряженно-деформированного состояния.

Основная идея построения диаграммы-изохроны заключается в том, что она представляет собой диаграмму деформирования, все точки которой получены за одинаковый промежуток времени натекания деформаций (Ыв). Аналитическая запись диаграмм-изохрон для любого времени t в общем виде подобна аналогичной записи диаграмм кратковременного деформирования бетона:

е (/, , ) =-ЪША-. (4)

Так как трубобетонные элементы являются статически неопределимыми конструкциями, то процесс описания диаграмм-изохрон применительно к трубобетону несколько усложняется. Прежде всего необходимо получить диаграмму деформирования бетонного ядра для кратковременного сжатия. Затем, отталкиваясь от полученной диаграммы, определять для каждой последующей диаграммы-изохроны при времени (г- коэффициент изменения секущего модуля деформаций бетона с учетом ползучести в условиях объемного сжатия УьзО, (о) на всех этапах деформирования. Для каждой из выбранных ступеней загружения следует учитывать процесс перераспределения усилий между бетонным ядром, стальной оболочкой и внутренним стальным сердечником.

Зависимость по определению УьзО, ^ предлагается записать в таком же виде, как и известное выражение для одноосного сжатия:

г ПзСо)^('о) (5)

где УьзОо) — коэффициент изменения секущего модуля бетона в условиях трехосного кратковременного сжатия;

ссе$о) — отношение Еьз/Еьз0о) в условиях объемного напряженного состояния;

<Р$, ¡о) — характеристика линейной ползучести бетона в условиях трехосного сжатия;

/с~ функция нелинейности для связи общей и линейной ползучести.

В начале диаграммы деформирования функция нелинейности /с = 1, коэффициент изменения секущего модуля в условиях трехосного кратковременного сжатия Уьз(*о)=1. В вершине диаграммы /с определяется при г}з(1, = 1, а Уьз(^=Уьз,и(к)- Учитывая это, из формулы (5) можно получить выражения для определения УыО, Ц) в начале и в вершине диаграммы деформирования бетона в условиях трехосного длительного сжатия.

Тогда коэффициент изменения секущего модуля УьзО, на любом этапе построения диаграммы вычисляется согласно предложению Н.И. Карпенко:

где а>1ь, а>2Ь - параметры кривизны диаграммы «<тьу-€ьу» (определяются с использованием экспериментальных данных для конкретного состава бетона).

Используемую в формуле (5) характеристику линейной ползучести бетона с учетом сдерживающего влияния трубы при трехосном сжатии предлагается определять следующим образом:

где ^/ — линейная составляющая характеристики ползучести;

Ар— эмпирический коэффициент (по результатам испытаний 30 ла-

с> 'о)=^ о> 'о)+Кз с» 'о) - Пз,« с» 'о)]х

(6)

(7)

бораторных образцов трубобстонных конструкций его значение рекомендуется принять равным 0,6. По мере накопления статистических данных величина А г будет уточняться);

_ <?Ьг,и(*о)

(8)

где стьг,и((о} - напряжения в бетонном ядре в радиальном направлении в вершине диаграммы деформирования при кратковременном осевом сжатии;

В.ьз@о) - значения кратковременной прочности бетона в условиях трехосного кратковременного сжатия.

Принимая во внимание предложения И.Б. Прокоповнча по определению характеристики ползучести стареющего бетона во времени:

В формуле (9) параметр д^ обозначает предельную характеристику линейной ползучести бетона, твердеющего под давлением. Ее значение предлагается определять следующим образом:

где а - 0,5 и Ь =0,5 - эмпирические коэффициенты;

Р - осредненная величина давления обжатия бетонной смеси, МПа.

Формула (10) получена в результате статистической обработки экспериментальных данных на ЭВМ с помощью программы «БТАТК-Т1СА 5.0». В связи с относительно небольшим количеством этих данных (12 образцов) значения коэффициентов а н Ь в дальнейшем будут уточняться.

Если расчет производится для СТБ элементов, то в формулу (9) подставляется предельная характеристика линейной ползучести без учета прессования, определяемая по известной формуле:

= (9)

(Ю)

(П)

Значения я не?учитывают класс исходного бетона, влаж-

ность, модуль открытой поверхности. Все они являются табличными и назначаются в соответствии с имеющимися нормативными документами.

В предлагаемой методике за критерий длительной прочности тру-бобетонных конструкций принят момент достижения напряжениями в бетонном ядре уровня длительной прочности, при условии, что металл оболочки уже находится в пластическом состоянии.

Относительный предел длительной прочности бетона в условиях трехосного напряженного состояния определяется по аналогии с известной формулой Ю.В. Зайцева, предложенной для случая одноосного сжатия:

4jMшjZZZL_, (12)

где m(t, to) - функция, учитывающая влияние предшествующего на-гружения материала на кратковременную прочность материала (в запас прочности ее величину можно брать равной 1); Ньзф и Riefto) - значения кратковременной прочности бетона в условиях трехосного сжатия в рассматриваемый момент времени и в момент нагружеиия;

Еьзф - начальный модуль упругости бетона в условиях трехосного сжатия в данный момент времени;

Сз*(Ь - мера ползучести бетона в условиях трехосного сжатия, вычисляемая с учетом изменения во времени его модуля упругости согласно предложению C.B. Александровского для случая одноосного сжатия.

Для определения кратковременной прочности при одноосном сжатии и начального модуля упругости незагруженного бетона в любой момент времени с учетом процессов старения можно воспользоваться известными формулами, например, предложенными Г. А. Гениевым или E.H. Щербаковым.

Переход от значений прочности бетона при одноосном сжатии Rb(t() и Rb(t) к значениям прочности в условиях трехосного сжатия Rb3(t<) и ЛьзСО рекомендуется определять с использованием известной формулы:

где к — коэффициент бокового давления, значение которого зависит от величины т = crbr-u(t)/Rb}(t).

Этот подход позволяет учитывать реальные процессы, происходящие в бетоне при длительном приложении нагрузки: увеличение прочности бетона во времени - старение, и развитие деструктивных процессов, связанных с проявлением нелинейной ползучести.

При расчете прочности трубобетонных элементов важнейшей задачей является правильный учет перераспределения усилий между бетонным ядром и стальной оболочкой. Для выполнения этой задачи на каждом этапе загружения необходимо учитывать изменение секущего модуля деформаций стали vs(t, to) и коэффициента ее поперечной деформации ns(t, Iq). Для определения vs(t, (q) предлагается воспользоваться предложением Н.И. Карпенко, ТА, Мухамедиева и А.П. Петрова. Коэффициент поперечной деформации fts(t, to) при сложном напряжен* ном состоянии рекомендуется искать по формуле, предложенной H.A. Махутовым, в зависимости от уровня интенсивности напряжений в стали в данный момент времени.

140

I «■

120 -100 -

н

| 80 -

40 -

20 -

0 т 0

' эксперимент при (="40 сут ■ '■ эксперимент при (=120 сут

— — экстраполяция эксп. при ч --экстраполяция экса, при 1=40 сут

— — экстраполяция эксп, при I™ 120 сут ---расчет при 1=1 ч

---расчет при (=40 сут

---расчет при (=120 сут

эксперимент при 1=1 ч

200 400 600 800 1000 1200

Относительные продольные деформации бетонного ядра, сх|0"}

Рис. 4. Сопоставление диаграмм-изохрон деформирования бетонного ядра в продольном направлении, полученных экспериментальным и аналитическим путем

Разработанная методика реализована в программном виде. Также в данной главе произведены оценки эффективности и достоверности предложенной методики расчета Предложенные теоретические зависимости позволили построить веер диаграмм деформирования исследуемых трубобетонных элементов для различного времени приложения нагрузки (ы^. Сопоставление реальных диаграмм деформирования и диаграмм-изохрон показало хорошую сходимость (рис. 2). Полученная аналитическим путем кривая длительного сопротивления сжатию СТБО элементов показала, что при относительном уровне длительного загружения у\ = 0,90 разрушение сжатых трубобетонных элементов должно происходить на 6 сутки. А минимальный предел длительной прочности соответствует Г] = 0,85.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Усовершенствована конструкция трубобетонного элемента и способ ее изготовления. Это позволило устранить ранее выявленные недостатки сжатых трубобетонных конструкций и улучшить их прочностные и реологические характеристики.

2. Скорректирована и практически использована методика проведения экспериментальных исследований трубобетонных элементов при длительном загружении, позволяющая с помощью стандартных механических тензометров и индикаторов часового типа измерять продольные и поперечные деформации бетонного ядра и стальной оболочки.

3. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что усадочные деформации бетонного ядра предварительно обжатых и не-обжатых трубобетонных элементов на порядок меньше, чем у традиционных железобетонных конструкций и могут не учитываться при определении длительной прочности сжатых трубобетонных конструкций.

4. Экспериментально подтверждено, что ползучесть трубобетонных элементов в 2-3 раза меньше, чем у традиционных железобетонных конструкций. Проведенные испытания позволили установить, что при низких уровнях загружения (г|=0,4-Ю,6) ползучесть трубобетонных элементов имеет линейный характер. При более высоких уровнях загружения Сп>0,8), вследствие того, что стальная оболочка переходит в пластическое состояние, а величина продольных на-

пряжений в бетонном ядре близка к верхней границе микротрещи-нообразования, деформаций ползучести имеют ярко выраженный нелинейный характер.

5. Выполненные исследования показали, что предел длительной прочности трубобетонных элементов из бетона, твердеющего под давлением, исчерпывается при уровнях загружения г\ = 0,84+0,86.

6. Доказано» что применение длительного прессования бетона и создание предварительного напряжения стальной оболочки значительно улучшает реологические свойства сжатых трубобетонных элементов. Получены аналитические зависимости, связывающие характеристики ползучести исходного бетона и предварительно-обжатого бетонного ядра трубобетонных элементов.

7. Разработана методика расчета длительной прочности трубобетонных элементов, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов, которая позволяет наиболее полно учесть их конструктивные особенности. Аналитическим путем и на основе экспериментальных данных построены диаграммы-изохроны для исследованных трубобетонных элементов. Сопоставление опытных и теоретических значений деформаций бетонного ядра на диаграммах-изогонах при различных уровнях загружения показало, что расхождение между ними не превышает 15%. Экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами работ других исследователей, опубликованных ранее.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы

в следующих работах:

1. Кришан А.Л., Аткишкин И.В., Кузнецов К.С. Исследование НДС сжатых трубобетонных элементов // Строительство и образование: Межвуз. сб. науч. тр. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. - Вып. 5. -С. 105-107.

2. Кришан А.Л., Сагадатов А.И., Аткишкин И.В. Распределение прессующего давления в толще бетонной смеси // Строительство и образование: Межвуз. сб. науч. тр. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004, -Вып. 5. -С. 108-110.

3. Кришан А.Л., Гареев М.ХИ, Аткишкин И.В. Методика расчета ста-летрубобсгонных колонн // Эффективные строительные конструкции: теория и практика. Сб. статей III Между-нар. науч.-техн. конф. - Пенза, 2004. - С, 4-6.

4. Кришан А.Л., Аткишкин И.В., Кузнецов КС. Экономическая эффективность применения тру бобето иных конструкций // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 2005. - Вып. 4, - С. 152-157.

5. Кришан А. Л., Аткишкин И.В., Кузнецов КС. К расчету прочности сжатых трубобетонных элементов И Тез. докл. 63-й науч.-техн. конф. - Новосибирск: НГАСУ, 2006. - С. 76.

6. Аткишкин И.Б., Кузнецов К.С., Дроздов И.К Методика измерений деформаций при определении реологических свойств трубобетон-ных элементов // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2006. - Вып. 5. - С, 121-127,

7. Кришан АЛ„ Аткишкин И.В., Кузнецов К.С. Подбор, состава бетонной смеси для изготовления высокопрочного бетона // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 2006, - Вып. 5. - С. 127-132.

8. Кришан АЛ., Аткишкин И.В., Кузнецов КС. Сжатые сталетрубо-бетонные элементы из высокопрочного предварительно обжатого бетона // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии: Мат.-лы IV Межаунар. науч.-практич. конф. - Ростов н/Д; РГСУ, 2006. - С. 257-265.

9. Аткишкин И.В. Исследования реологических свойств сталетрубо-бетонных элементов из опрессованного бетона при длительном на-гружении // Бетон и железобетон в третьем тысячелетни: Мат.-лы IV Междунар. науч.-практич. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2006. - С. 9-15.

10. Полезная модель № RU 49861 U1, МПК 7 Е 04 С 3/36. Строительный элемент в виде стойки / АЛ. Кришан, А. И. Сагадатов, И.В. Аткишкин, КС. Кузнецов, А.В, Чернов. - 6 е.: ил.

Подписано в печать I0.t0.06. Формат60х84 1/16. Бумагатил.№ I.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 721.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. БЕТОН, РАБОТАЮЩИЙ В УСЛОВИЯХ ОБЪЕМНОГО СЖАТИЯ.

1.1.1. Краткий обзор исследований, посвященных изучению бетона,.

1.1.2. Основные сведения о трубобетонных конструкциях.

1.2. БЕТОН В УСЛОВИЯХ ОБЪЕМНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ.

1.3. РАБОТА СЖАТЫХ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ.

1.4. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕТОНА, ТВЕРДЕЮЩЕГО ПОД ДАВЛЕНИЕМ.

1.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

1.6. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.2. КОНСТРУКЦИИ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ.

2.3. МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ.

2.4. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ.

2.5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ.

2.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ УСАДКИ И ПОЛЗУЧЕСТИ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСАДОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ.

3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЛЗУЧЕСТИ.

3.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

ГЛАВА IV. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ

ДЛИТЕЛЬНОЙ СЖИМАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ.

4.1. ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ДОПУЩЕНИЯ.

4.2. СВЯЗЬ МЕЖДУ ДЕФОРМАЦИЯМИ И НАПРЯЖЕНИЯМИ ТРУБОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В УСЛОВИЯХДЛИТЕЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ.

4.3. КРИТЕРИИ НАСТУПЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ.

4.4. УЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЛЗУЧЕСТИ БЕТОНА

ПРИ ОГРЕДЕЛЕНИИДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ СЖАТОГО ТРУБОБЕТОННОГО ЭЛЕМЕНТА.

4.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЗУЧЕСТИ.

4.6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И ДОСТОВЕРНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА.

4.7. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV.

V. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Актуальность темы: Конструкции из бетона, заключенного в стальную обойму, по достоинству оценены и широко используются, в основном, в качестве сильно нагруженных колонн высотных многоэтажных зданий во многих странах мира.

Причиной эффективности трубобетона является целый ряд положительных качеств, которыми обладают данные конструкции. Их внешняя стальная оболочка, одновременно выступая в роли продольного и поперечного армирования, воспринимает возникающие в ней усилия по всем направлениям и под любым углом. Кроме того, при продольном сжатии трубобетонного элемента реактивное боковое давление, действующее со стороны стальной оболочки на бетонное ядро, создает для него благоприятные условия работы - объемное сжатие. В результате, прочность бетона при сжатии возрастает примерно на 5CN-80 %. Стальная обойма в свою очередь, благодаря совместной работе с бетоном, предохранена от потери местной устойчивости.

К существенным преимуществам трубобетонных конструкций можно отнести простоту их изготовления, высокую эксплуатационную надежность и сравнительно небольшую площадь поперечного сечения, с вытекающей отсюда возможностью сокращения расхода материалов и денежных средств.

Однако, проведенные экспериментально-теоретические исследования позволили выявить и некоторые существенные недостатки трубобетона. Одним из главных конструктивных недостатков трубобетонных конструкций является отрыв внешней стальной оболочки от бетонного сердечника на определенной стадии работы по причине разности начальных коэффициентов поперечных деформаций бетона и стали (vs « 0,3, vb « 0,2). Кроме того, существует мнение, что зазор между ядром и оболочкой может образоваться вследствие усадочных деформаций бетонного ядра. Это приводит к тому, что на начальных этапах на> гружения бетонное ядро работает в условиях одноосного напряженного состояния, что негативно сказывается на несущей способности всего элемента в делом.

Известны различные способы устранения отмеченных недостатков. Одним из наиболее эффективных является приложение длительного механического давления на бетонную смесь в процессе твердения. В результате длительного прессования улучшаются прочностные и реологические свойства бетона, а стальная оболочка получает предварительное напряжение в поперечном направлении.

Трубобетонные элементы используются в сооружениях и конструкциях, предназначенных для длительных сроков эксплуатации. С этих позиций их практическое применение невозможно без комплексного исследования, неотъемлемой частью которого является изучение работы трубобетона под длительно действующей нагрузкой. Именно длительная прочность, которая напрямую влияет на долговечность, должна стать основной расчетной характеристикой как самой конструкции, так и всего сооружения в целом.

Однако, количество длительных исследований сталетрубобетонных необ-жатых элементов классической конструкции (СТБ) весьма немногочисленно. Для предварительно обжатых трубобетонных конструкций (СТБО) такие исследования вообще не проводились.

С этих позиций представляется актуальным проведение экспериментально-теоретических исследований длительной прочности, ползучести и усадки трубобетонных элементов из бетона, твердеющего под давлением.

Цель работы - разработка методики расчета длительной прочности трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов.

Научную новизну работы составляют:

- усовершенствованная конструкция трубобетонного элемента с предварительно обжатым бетонным ядром и внутренним стальным трубчатым сердечником;

- результаты анализа экспериментальных данных по определению усадки и ползучести сжатых трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником при длительном приложении осевой нагрузки;

- аналитические зависимости, связывающие характеристики ползучести исходного бетона, бетона твердеющего под давлением и предварительно обжатого ядра трубобетонных элементов;

- методика расчета длительной прочности трубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром и внутренним стальным сердечником, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов.

Практическую ценность работы представляют усовершенствованная конструкция и способ изготовления сталетрубобетонных элементов из предварительно обжатого бетона с внутренним стальным трубчатым сердечником, а также алгоритм и программа для ЭВМ по расчету длительной прочности этих конструкций при работе на сжатие в области случайных эксцентриситетов. Предложенная методика расчета длительной прочности используется при подготовке материалов «Рекомендаций по расчету и проектированию сталетрубобетонных колонн», которые разрабатываются ГОУ ВПО «МГТУ» совместно с ФГУП «НИЦ «Строительство».

Внедрение результатов. Усовершенствованные трубобетонные элементы с внутренним стальным сердечником и методика их расчета нашли практическое применение в качестве колонн связевого каркаса на объекте «Российский объект уничтожения химического оружия» в г. Щучье Курганской обл., а также при усилении несущего каркаса «Производственного здания вспомогательного назначения (бомбоубежища)» в г. Пласт Челябинской обл. Материалы диссертации используются при подготовке «Рекомендаций по расчету и проектированию сталетрубобетонных колонн», а также в учебном процессе на архитектурно-строительном факультете ГОУ ВПО «МГТУ».

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов по работе, библиографического списка и приложений.

V. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Усовершенствована конструкция трубобетонного элемента и способ ее изготовления. Это позволило устранить ранее выявленные недостатки сжатых трубобетонных конструкций и улучшить их прочностные и реологические характеристики.

2. Скорректирована и практически использована методика проведения экспериментальных исследований трубобетонных элементов при длительном за-гружении, позволяющая с помощью стандартных механических тензометров и индикаторов часового типа измерять продольные и поперечные деформации бетонного ядра и стальной оболочки.

3. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что усадочные деформации бетонного ядра предварительно обжатых и необжатых трубобетонных элементов на порядок меньше, чем у традиционных железобетонных конструкций и могут не учитываться при определении длительной прочности сжатых трубобетонных конструкций.

4. Экспериментально подтверждено, что ползучесть трубобетонных элементов в 2-3 раза меньше, чем у традиционных железобетонных конструкций. Проведенные испытания позволили установить, что при низких уровнях загружения (г|=0,4-0,6) ползучесть трубобетонных элементов имеет линейный характер. При более высоких уровнях загружения (г|>0,8), вследствие того, что стальная оболочка переходит в пластическое состояние, а величина продольных напряжений в бетонном ядре близка к верхней границе микротре-щинообразования, деформации ползучести имеют ярко выраженный нелинейный характер.

5. Выполненные исследования показали, что предел длительной прочности трубобетонных элементов из бетона, твердеющего под давлением, исчерпывается при уровнях загружения г\ = 0,84-0,86.

6. Доказано, что применение длительного прессования бетона и создание предварительного напряжения стальной оболочки значительно улучшает реологические свойства сжатых трубобетонных элементов. Получены аналитические зависимости, связывающие характеристики ползучести исходного бетона и предварительно-обжатого бетонного ядра трубобетонных элементов.

7. Разработана методика расчета длительной прочности трубобетонных элементов, работающих на сжатие в области случайных эксцентриситетов, которая позволяет наиболее полно учесть их конструктивные особенности. Аналитическим путем и на основе экспериментальных данных построены диаграммы-изохроны для исследованных трубобетонных элементов. Сопоставление опытных и теоретических значений деформаций бетонного ядра на диаграммах-изохронах при различных уровнях загружения показало, что расхождение между ними не превышает 15 %. Экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами работ других исследователей, опубликованных ранее.

1. Абрамов Н.М. Изучение свойств бетона в обойме. Механич. лаборатория Ин-та инж. путей сообщения, СПб. 1907.

2. Ахвердов И.Н., Лукша Л.К. О характере разрушения бетона при различных напряженных состояниях // Бетон и железобетон 1964. №7. - С. 511.

3. Балан Т.А. Вариант критерия прочности бетона при кратковременном многоосном нагружении // Численные исследования в механике сплошных сред.- Кишинев: Штиинца, 1987.- С. 3-10.

4. Белкин Я.М. Прессованный бетон. Анализ факторов, определяющих его прочность: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1947. - 141 с.

5. Белов И.Д. Сталетрубобетонные стержни кольцевого сечения для несущих конструкций морских платформ: Дисс. . канд. техн. наук. Киев, 1989.- 158 с.

6. Берг. О.Я., Соломенцев Г.Г. Исследование напряженного и деформированного состояния бетона при трехосном сжатии // Сб. науч. тр. / ЦНИИС. -М.: Транспорт, 1969. Вып. 70. - С. 106-123.

7. Бикбау М.Я. Практика и перспектива применения трубобетона в строительстве высотных зданий // Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы: Сб. докладов II междунар. симпозиума. М.: МГСУ, 2005. - С. 45 - 57.

8. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков, 1968. - 324 с.

9. Васильев А.П., Матков Н.Г., Филлипов Б.П. Прочность и деформатив-ность сжатых элементов с косвенным армированием // Бетон и железобетон, 1973, №4.-С.17-19.

10. Васильев П.И. Некоторые вопросы пластических деформаций бетона // Изв. ВНИИГ, т.49,1953. С. 83-113.

11. Виноградова О.Ф. Исследование влияния косвенного армирования на прочность и трещиностойкость центрально сжатых элементов железобетонных мостов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л., 1977. - 28 с.

12. Гамбаров Г.А. Ползучесть и усадка трехосно напряженного бетона // Бетон и железобетон.- 1962.- №1.- С. 21-25.

13. Гамбаров Г.А. Центрально сжатые, спирально армированные, предварительно напряженные элементы // Бетон и железобетон.-1961.- №4.

14. Гареев М.Ш. Прочность сжатых сталетрубобетонных элементов с предварительно обжатым ядром. Дисс. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 2004.- 160 с.

15. Гвоздев А.А. Определение величины разрушающей нагрузки для статически неопределимых систем // Проект и стандарт. 1934. №8. - С. 10-16.

16. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. М.:Стройиздат, 1974. - 316с.

17. Гнедовский В.И. Косвенное армирование железобетонных конструкций. Л.: Стройиздат, Ленингр. отделение, 1981. - 128 с.

18. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1999. - 41 с.

19. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 38 с.

20. ГОСТ 10704-91. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 12 с.

21. ГОСТ 10705-80. Трубы стальные электросварные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 24 с.

22. ГОСТ 12004-81. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 27 с.

23. ГОСТ 12730.5-84. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 18 с.

24. ГОСТ 14637-89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 25 с.

25. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 34 с.

26. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 24 с.

27. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. М.: Изд-во стандартов, 1981. -35 с.

28. ГОСТ 24544-81*. Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести М.: Изд-во стандартов, 1981. - 31 с.

29. Гуща Ю.П., Лемыш Л.Л. К вопросу о совершенствовании расчета деформаций железобетонных элементов // Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1986.

30. Довгалюк В.И. Исследование работы центрально-сжатых железобетонных колонн с косвенной и продольной арматурой // Бетон и железобетон. -1971.-№11.-С. 24-26.

31. Долженко А.А. Трубчатая арматура в железобетоне: Дисс. . докт. техн. наук. М., 1963. - 413 с.

32. Долженко А.А. Усадка бетона в трубчатой обойме // Бетон и железобетон. 1960. - №8. - С. 353-358.

33. Енукашвили И.Р. Исследование технологии и свойств вибропрессованного бетона: Диссканд. техн. наук. Тбилиси, 1974. - 151 с.

34. Кришан А.Л., Заикин А.И., Гареев М.Ш. К расчету сжатых элементов из опрессованного бетона в стальной обойме // Строительство и образование: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 5. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. - С. 91-94.

35. Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей. М.: Высшая шк., 1991.-277 с.

36. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения.- М.: Стройиздат, 1982.- 196 с.

37. Карпенко Н.И. К построению условия прочности бетонов при неодноосных напряженных состояниях // Бетон и железобетон.- 1985.- №10.- С. 35-37.

38. Карпенко Н.И. Об одной характерной функции прочности бетона при трехосном сжатии // Строительная механика и расчет сооружений, 1982, № 2. -С. 33-36.

39. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996.-416 с.

40. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры // Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1986.-С. 7-25.

41. Касымов Р.Г. Прочность и деформации бетона при трехосном сжатии: Дис. канд. техн. наук.- М.: 1976.- 180 с.

42. Катаев В.А. Теоретическое исследование и расчет трубобетона // Бетон и железобетон 1993. - №2. - С. 26-28.

43. Кикин А.И., Санжаровский Р.С., Трулль В.А. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. М.: Стройиздат, 1974. - 144 с.

44. Кикин А.И., Трулль В.А., Санжаровский Р.С. К проблеме прочности стальных труб, заполненных бетоном // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1977. - №6. - С. 3-7.

45. Клепель К., Годер В. Исследование несущей способности трубобетона и определение расчетной формулы: Пер с нем. М., 1965. - 82 с.

46. Коврыга С.В. Прочность и деформативность при осевом сжатии стальных труб, заполненных высокопрочным бетоном. Дисс. . канд. техн. наук. М.: НИИЖБ. 1992. - 149 с.

47. Коган Е.А. Ползучесть бетона при многоосном сжатии // Гидротехническое строительство.- 1983.- №9.- С. 22-25.

48. Консидер М. Испытание моста из бетона со спиральной арматурой системы Консидера. С.п.б.: тип. Пентковского, 1905. - 35с.

49. Котикян Р.А. Прочность, деформативность и ползучесть бетона при простых и сложных напряженных состояниях: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1989.-С. 43.

50. Кришан A.JI. Особенности расчета сжатых железобетонных элементов пустотного сечения с внешней стальной обоймой // Градостроительство, современные строительные конструкции, технологии, инженерные системы: Сб. науч. тр. -Магнитогорск, 1999.-С. 122-124.

51. Кришан A.JI. Сжатые железобетонные брусковые элементы пустотного сечения из опрессованного бетона. Дисс. . канд. техн. наук. Челябинск, 1986.- 192 с.

52. Кришан AJL, Гареев М.Ш., Аткишкин И.В. Методика расчета стале-трубобетонных колонн // Эффективные строительные конструкции: теория и практика. Сб. статей III Междунар. науч.-техн. конф. Пенза, 2004. - С. 4-6.

53. Кришан А.Л., Заикин А.И. К расчету сжатых элементов из опрессованного бетона в стальной обойме // Строительство и образование: Межвуз. сб. науч. тр. -Выпуск 5. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002 - С. 91-94.

54. Кульманов А.К. Прочность бетона при сложном нагружении в условиях трехосного сжатия // Новые исследования по технологии расчета и конструирования железобетонных конструкций.- М.: НИИЖБ, 1980.- С. 79-83

55. Курылло А.С. Результаты новых испытаний железобетонных колонн с косвенным армированием // Строительная промышленность 1952. - №8. -С.36-40.

56. Лохвицкий Г.З. Теория вибропрессованного бетона // Бетонные и железобетонные конструкции. Тбилиси, 1948. - С. 7 - 12.

57. Лукина Л.К. Прочности трубобетона.- Минск: Выштэйшая школа, 1977.- 96 с.

58. Лукша Л.К. К расчету прочности бетона в обойме // Бетон и железобетон.- 1993.- №1.- С. 23-25.

59. Лукша Л.К. Расчет прочности железобетонных конструкций с учетом сложного напряженного состояния бетона: Автор, дис. . докт. техн. наук.-М., 1980.-С. 31.

60. Лукша. Л.К. Прочность трубобетона. Минск: Высш. шк., 1977. - 95 с.

61. Людковский И.Г., Фонов В.М., Макаричева Н.В. Исследование сжатых трубобетонных элементов, армированных высокопрочной продольной арматурой // Бетон и железобетон. 1980. - № 7. - С. 17-19.

62. Малашкин Ю.Н. Деформирование и разрушение бетона в условиях сложных напряженных состояний: Дис. докт. техн. наук.- М., 1984.- 443 с.

63. Малашкин Ю.Н., Безгодов И.М. Оценки длительной прочности бетона применительно к многоосным напряженным состояниям // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1998. -№ 9. - С. 121 - 125.

64. Малашкин Ю.Н., Тябликов Б.В. Экспериментальное исследование прочности и деформативности бетона в условиях трехосного неравномерного сжатия // Труды МИСИД978.- С. 147-194.

65. Маренин В.Ф. Исследование прочности стальных труб, заполненных бетоном, при осевом сжатии: Дисс. канд. техн. наук. М., 1959. - 158 с.

66. Маренин В.Ф., Ренский А.Б. Вопросы прочности стальных труб, заполненных бетоном // Материалы по металлическим конструкциям. 1959. -Вып.4.-С. 58-64.

67. Мартиросов Г.М. Шахворостов А.И. Трубобетонные элементы из бетона на напрягающем цементе // Бетон и железобетон 2001. - №4. - С. 12 -13.

68. Матвеев В.Г. Тонкостенные стержневые железобетонные конструкции из обжатого бетона: Дисс. д-ра техн. наук. М.: 1998. - 34 с.

69. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. - 201 с.

70. Менаже, Барт, Веврие. Мост на озере Ибис в Везине: Пер с франц. // Иностр. техн. лит. Вып. 4. - Л.: Ленгострансиздат, 1933. - С. 105-112.

71. Методические рекомендации по исследованию усадки и ползучести бетона // М.: НИИЖБ, 1975. 117 с.

72. Методические рекомендации по расчету напряженного состояния железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом ползучести и усадки бетона // М.: НИИТС, 1987. 61 с.

73. Методические рекомендации по экспериментальному определению деформаций усадки и ползучести бетонов // Киев: НИИСК, 1976. 27 с.

74. Микула Н.В. Напряженное состояние бетона, заключенного в стальную обойму: Дисс. канд. техн. наук. -М., 1986. 192 с.

75. Михайлов В.В. Предварительно напряженные железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1978. - 383 с.

76. Мурашкин Г.В. К вопросу о роли длительности приложения давления в физико-химических процессах твердеющего давления. // Железобетонные конструкции. Куйбышев: КГУ, 1984. - С. 5-20.

77. Мурашкин Г.В. Некоторые особенности формирования структуры и деформирования бетона, твердеющего под давлением // Железобетонные конструкции. Куйбышев: КГУ, 1979. - С. 4-14.

78. Мурашкин Г.В. Экономическая эффективность применения бетона, твердеющего под давлением, в колоннах // Железобетонные конструкции. -Куйбышев: КГУ, 1982. С. 7-20.

79. Некрасов В. П. Метод косвенного вооружения бетона. Новый железобетон. М.: Транспечать, 1925.-Ч. 1. — с. 58-64.

80. Немец И. Практическое применение тензорезисторов: Пер с чешского. -М.: Энергия, 1970. 144 с.

81. Нестерович А.П. Прочность трубобетонных элементов диаметром 500 мм и более при осевом сжатии: Дисс. канд. техн. наук. М., 1987. - 236 с.

82. Нурадинов Б.Н. Огнестойкость сталетрубобетонных колонн: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1994. - 169 с.

83. Передерий Г.П. Трубчатая арматура. М.: Трансжелдориздат, 1945. -105 с.

84. Полезная модель № RU 21373 U1, МКИ3 7 В 28 В 7/32. Пустотообра-зователь / Кришан A. JI. 4 е.: ил.

85. Полезная модель № RU 26575 U1, МКИ3 7 Е 04 С 3/36. Строительный элемент в виде стойки / A. JI. Кришан, М. Ш. Гареев, В. Г. Матвеев, И. В. Матвеев -4 е.: ил.

86. Полезная модель № RU 49861 U1, МПК7 7 Е 04 С 3/36. Строительный элемент в виде стойки / A. JI. Кришан, А.И. Сагадатов, И.В. Аткишкин, К.С. Кузнецов, А.В. Чернов 4 е.: ил.

87. Попов А.И., Ционский H.JL, Хрипунов В.А. Производство железобетонных напорных виброгидропрессованных труб. М.: Стройиздат, 1979. -172 с.

88. Пособие по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций.- М.: Стройиздат, 1994.

89. Прокопович И.Е. Влияние длительных процессов на напряженное и деформированное состояния сооружений. М.: Госстройиздат, 1963. - 260 с.

90. Пучкин Б.И. Приклеиваемые тензодатчики сопротивления. M.-JL: Энергия, 1986.-88 с.

91. Рекомендации по определению прочностных и деформационных характеристик бетона при неодноосных напряженных состояниях // М.: НИ-ИЖБ, 1985.

92. Росновский В.А. Трубобетон в мостостроении. М.: Трансжелдориздат, 1963.- 110 с.

93. Росновский В.А., Липатов А.Ф. Испытание труб, заполненных бетоном // Железнодорожное строительство. 1952. - № 11. - С. 27 - 30.

94. Сабиров Б. Прочность, деформации различных бетонов в условиях кратковременного и длительного трехосного сжатия: Дис. . канд. техн. наук. -М, 1989.- 170 с.

95. Ю1.Санжаровский Р.С. Несущая способность сжатых трубобетонных стержней // Бетон и железобетон. 1971. - № 11. - С. 27 - 29.

96. Ю2.Санжаровский Р.С. Теория и расчет прочности и устойчивости элементов конструкций из стальных труб, заполненных бетоном: Дисс. . докт. техн. наук. М, 1977. - 453 с.

97. Сахаров А.А. Несущая способность трубобетонных элементов с бетоном, твердеющим под давлением. Дисс. канд. техн. наук Самара, 1991.-159 с.

98. Скворцов Н.Ф. Прочность сталетрубобетона: Дисс. докт. техн. наук. -М, 1953.-453 с.

99. Ю5.СНиП 52-01-03. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М.: Стройиздат, 2003. - 83 с.

100. Соломенцев Г.Г. О закономерностях продольной деформации бетона при трехосном пропорциональном сжатии // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1975. - № 10. - С. 20 - 24.

101. Стороженко Л.И. Железобетонные конструкции с косвенным армированием. Киев, 1989. - 99 с.

102. Стороженко Л.И. Объемное напряженно-деформированное состояние железобетона с косвенным армированием: Дисс. . докт. техн. наук. Кривой Рог, 1984.-587 с.

103. Стороженко Л.И. Трубобетонные конструкции. Киев: Будивельник, 1978-81 с.

104. Стороженко Л.И. Эффективность сжатых элементов с различными способами армирования // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1981.-№6.-С. 26-29.

105. Стороженко Л.И., Плахотный П. И. Центральное сжатие облегченного трубобетонного элемента // Строительная механика и расчет сооружений. -1986.-№6.-С. 45-48.

106. Стороженко Л.И., Плахотный П. И., Черный А. Я. Расчет трубобетонных конструкций. Киев: Будивельник, 1991 - 120 с.

107. Сурдин В.М. Исследование напряженно-деформированного состояния трубобетонных элементов при осевом загружении с учетом реологических процессов. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Одесса, 1970. - 21 с.

108. Трубобетонные колонны высотных зданий из высокопрочного бетона в США // Бетон и железобетон. 1992. - №1. - С. 29 - 30.

109. Трубобетонные конструкции без сцепления бетона со стальной обоймой. Kenchiku Gijutsu. 1986 - № 413 (1). - p. 21 (яп.) // Строительство и архитектура. Сер. Строительные конструкции и материалы. Экспресс инф. - 1986. -Вып. 17.-С. 2-9.

110. Федорчук В.И. Усадка и ползучесть высокопрочных бетонов и их влияние на потери преднапряжения и трещиностойкость центрально обжатых железобетонных элементов: Автореф. дис. . канд. тенх. наук. Киев, 1978.-20 с.

111. Фонов В.М. Влияние технологических факторов на прочностные и деформационные характеристики трубобетонных элементов из гнутосварного профиля // Железобетон в конструкциях и фундаментах машин / Под ред. И. Г. Людковского. М.: 1984. - С. 24-29.

112. Фонов В.М., Людковский И.Г., Нестерович А.П. Прочность и деформативность трубобетонных элементов при осевом сжатии // Бетон и железобетон.-1989.- №1.-С. 4-6.

113. Фонов В.М., Макаричева Н.В. Исследование сжатых трубобетонных элементов // Бетон и железобетон. 1984. - №7. - С. 22-24.

114. Фудзии К. Высокопрочный опрессованный бетон // Промышленность сборного железобетона. 1977. - № 12. - С. 48 - 51.

115. Халед A.M. Прочность и деформативность конструктивных элементов из стальных труб, заполненным центрифугированным бетоном: Дисс. канд. техн. наук. Кривой Рог: 1985. - 158 с.

116. Харченко С.А. Напряженно-деформированное состояние трубобетонных элементов с упрочненными ядрами: Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Минск, 1987. 16 с.

117. Цай Шаохуай. Новейший опыт применения трубобетона в КНР // Бетон и железобетон 2001. - №3. - С. 20-24.

118. Шабров B.JI. Прочность трубобетонных элементов диаметром 500 мм и более при внецентренном сжатии: Дисс. канд. . техн. наук. М.: НИИЖБ, 1988.-253 с.

119. Шахворостов А.И. Исследование напряженно-деформированного состояния трубобетона на напрягающем цементе: Дисс. канд. техн. наук. М, 2000.- 158 с.

120. Элбакидзе М.Г. Прессование и виброгидропрессование цементного теста, раствора и бетона // Известия ТНИСГЭИ. Тбилиси, 1971, т.21. -С.79-82.

121. Яшин А.В. Критерий прочности и деформирования бетона при простом нагружении для различных видов напряженного состояния // Расчет и конструирование железобетонных конструкций / Под ред. А.А. Гвоздева.-М.: Изд. НИИЖБ Госстроя СССР, 1977.- С. 48-57.

122. Яшин А.В. Макромеханика разрушения бетона при сложных (многоосных) напряженных состояниях // Прочностные и деформированные характеристики бетонных и железобетонных конструкций / Под ред. А.А. Гвоздева, Ю.П. Гущи.- М.: НИИЖБ, 1981.- С. 3-29.

123. Cai S.-H., Jiao Z.-S. Ultimate strength of concrete-filled steel tube columns: experiment, analysis and design // Institute of structures China Academy of Building Research Beijing. 1983. - № 1. - Pp. 56 - 69.

124. Design Manual for Concrete-filled Hollow section steel Columns, Cidect Monograph По. 1, British Steel Corporation, 1970.

125. Gardner N. J., Jacobson E. R. Structural behavior of concrete filled steel tubes // Journal of ACI. 1967. - vol. 64. - № 7. - Pp. 404-413.

126. Georgios G. and Lam. D., Axial capacity of circular concrete-filled tube columns. Journal of Constructional Steel Research 60 (2004) 1049-1068

127. Johnson R.S. Concrete-filled steel-tubes. Composite Structures of steel and Concrete.Vol.1. Chapter 5, 1984.-p.l71-177.

128. Kibriya. Т., Performance of concrete filled steel tubes under uni-axial compression, IV Regional Conference on Civil Engineering Technologi, Joint ASCE/ESIE Conference. Caipo, Egypt, 2005.

129. Kloppel K. Und Goder W. Tragtastversuche mit ausbetonierten Stahl-voohrea und Aufchelling eisier Bemessungstormeil. Sfanlban. 1957. №1-2

130. Knowls. R.B., Park. R., Strength of concrete filled steel tubular columns. ASCE, J.Struct Div 1969; 95(ST12):2565-87.

131. Richart F., Brandzaeg A., Brown R. The failure of Plain and Spirally Reinforced Concrete in Compression // Engineering Experiment Station University of Illinois. Bulletin № 190. - 1929. - Pp. 224-229.

132. Tang C., Zhao В., Zhu H. and Shen X. Study on the Fundamental Structural Behavior of Concrete Filled Steel Tubular Columns. Journal of Building Structures. Vo.3.No.1.1982, pp.13-31.

133. Zhong S. Et al. Concrete-filled steel Tubes under Eccentric Loading: Experiments and Analysis, Dianti Jianshekeji Daobao. No. 1,1979.

134. Zhou C. Investigation on Load Carrying Capacity of Concrete-filled Steel Tubes under Eccentric Loading. Journal of Harbin Institute of Civil Engineering, No.4.1982, pp.29-46.