автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование физико-механических свойств старого бетона в сооружениях Уральского региона

На правах рукописи

КУРШПЕЛЬ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАРОГО БЕТОНА В СООРУЖЕНИЯХ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в Уральском государственном университете путей сообщения

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор, за-

служенный деятель науки Российской Федерации, член-корреспондент РААСН, Скоробогатов Семен Макеевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, действительный член РААСН, Соломин Виталий Иванович

Кандидат технических наук, заслуженный строитель России, Карнет Юрий Николаевич

Ведущая организация: Институт бетона и железобетона (НИИЖБ),

г. Москва.

Защита состоится 25 марта 2005г. в 13 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.285.06 Уральского государственного технического университета - УПИ по адресу: 620019, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, аудитория С-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета- УПИ.

Автореферат разослан 22 февраля 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

В.Н. Алехин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Большое число промышленных зданий и сооружений, построенных с применением бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируются в Уральском регионе уже более 60...90 лет и продолжают служить в настоящее время. С течением времени в железобетонных конструкциях накапливаются дефекты, определяющие их пригодность к дальнейшей эксплуатации. Поэтому именно срок службы бетона в конструкциях во многом определяет долговечность зданий и сооружений.

В результате старения, понимаемого как естественный временной процесс, происходит изменение структуры старого бетона, и проявляются скрытые дефекты, присущие бетонным и железобетонным конструкциям.

В связи с этим, изучение состояния бетона в конструкциях старой постройки, определение дальнейшего срока их службы имеет большой практический интерес.

Проблема расчета железобетонных конструкций с учетом заданного срока эксплуатации при проектировании и строительстве объектов, в которых в большом объеме применяют бетон и железобетон, особенно актуальна в настоящее время, в связи с интенсивным возведением уникальных зданий и сооружений различного назначения.

На базе исследований, проведенных Е. А. Гузеевым, Ю. В. Зайцевым, К. А. Пирадовым, Е. Н. Пересыпкиным, Д. Броеком и другими отечественными и зарубежными учеными, разрабатываются и совершенствуются методы расчета прочности и долговечности бетонных и железобетонных конструкций, построенные на принципах механики разрушения.

В механике разрушения развиты положения о непрерывном процессе концентрации упругой энергии в вершинах структурных дефектов и о состоянии предельного равновесия тела с трещинами на этапах, когда эти трещины получают возможность распространяться.

В концепции закона сохранения энергии долговечность бетона рассматривается как заданный ресурс упругой энергии, а продолжительность ее исчерпания как работа разрушения, необходимая для развития новых трещин от различных воздействий в стадии эксплуатации.

В настоящее время существуют методики, позволяющие для реальных конструкций на любой стадии их работы определить величину накопленных повреждений с учетом действительных условий эксплуатации, указать долю исчерпания ресурса и его остаток, т.е. рассчитать индивидуальный ресурс несущей способности конструкции.

Однако для расчета остаточного ресурса нужны достоверные сведения о состоянии и свойствах бетона, которые определяются при проведении специальных исследований. При этом главной задачей является определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона в конструкциях во времени, в том числе и других, зависящих от характера диаграмм состояния бетонных образцов при действии приложенных нагрузок, а также от физико-механических свойств бетона, таких как прочность, деформативность, пористость и других.

Цель работы:

Оценка и учет изменений физико-механических характеристик старого бетона при длительной эксплуатации в зданиях и сооружениях, получение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) старого бетона, путем равновесных испытаний образцов стандартных размеров, выпиленных их конструкций, по схеме 4-х точечного изгиба на специальном оборудовании, по методике ГОСТ 29167-91, а также расчетными методами.

В задачи исследований входит:

1.Определение величин Яъ, Якуб, Кы> Еь, Ц и других физико-механических характеристик старого бетона, извлеченного из конструкций зданий и сооружений.

2. Определение параметров Юс» Кц^ 0|, и других характеристик старого бетона для расчета остаточного ресурса конструкций, используя кривые деформаций Б-Е с нисходящей ветвью.

Научная новизна:

1. Оценка структурных характеристик и показателей пористости бетонов разного возраста на основе петрографического анализа их составов, полученных при экспериментальных исследованиях.

2. Расчет действительной прочности старого бетона в эксплуатируемых конструкциях путем использования числовых коэффициентов, разработанных автором.

3. Методика построения диаграмм Р-Е для бетонов разного возраста на экспериментальном оборудовании при малоцикловых нагрузках.

4. Расчет характеристик трещиностойкости бетонов разного возраста по диаграммам F-v с учетом нисходящей ветви.

Предмет защиты

1. Результаты исследований прочностных и деформативных характеристик старого бетона при статических нагрузках.

2. Методы оценки изменений прочности старого бетона в эксплуатируемых зданиях и сооружениях.

3. Методика построения экспериментальных диаграмм с нисходящей ветвью для исследуемых бетонов разного возраста при малоцикловом нагружении, позволившая рассчитать параметры К 1С, Кпс, при испытании натурных образцов на опытной установке.

4. Методика определения параметров и других характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетонов разного возраста по данным расчетов на ЭВМ и по результатам факторного эксперимента.

5. Анализ механических и энергетических параметров трещиностойко-сти (вязкости разрушения) бетонов разного возраста.

Практическое значение работы.

1. Определены физико-механические характеристики бетона в образцах, выпиленных из конструкций зданий и сооружений, эксплуатирующихся в условиях Уральского региона в течение 70...90 лет.

2. Предложена методика оценки изменений прочностных характеристик бетона в зданиях и сооружениях Уральского региона, произошедших за время длительной эксплуатации конструкций.

3. Определены изменения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона с течением времени на основе диаграмм F-v с учетом нисходящей ветви.

4. Разработан метод построения диаграмм Р-£ с нисходящей ветвью при малоцикловом наружении образцов для определения коэффициентов трещиностойкости бетона по методике ГОСТ 29167-91.

Реализация научных исследований

1. Составлено методическое пособие по оценке конструктивных характеристик бетона и остаточного ресурса конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений старой постройки, разработанное автором на базе проведенных исследований.

2. Методы оценки характеристик бетона в конструкциях зданий старой постройки, разработанные автором, были использованы при обследовании объектов Свердловской железной дороги и производственных зданий в г. Нижнем Тагиле.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 113 наименований, содержит 153 страницы, в том числе 30 таблиц, 59 рисунков.

Публикации

Основные результаты исследований изложены в 10 опубликованных научных статьях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе произведен краткий обзор известных исследований по изучаемому вопросу и дан их анализ.

Механика разрушения бетона получила признание в 90-е годы XX века после завершения широкомасштабных экспериментов, проведенных РИЛЕМ, выхода рекомендаций европейских кодов ФИП-ЕКБ и введения в России ГОСТ 29167-91 «Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении».

В рамках научного совета АН СССР по строительной механике (В.В.Болотин), секции механики железобетона (К.В.Михайлов) координировались теоретические и экспериментальные исследования трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона и железобетона методами механики хрупкого разрушения.

Основы механики хрупкого разрушения материалов были заложены А. Гриффитсом в 20-е годы прошлого века. По теории Гриффитса рост трещины в хрупком материале приводит к уменьшению упругой энергии, запасенной в теле при его нагружении за счет уменьшения напряжений в бетоне, окружающем трещину. Полная потенциальная энергия деформирования хрупкого тела, ослабленного трещиной длиной 21 и подвергнутого растяжению напряжением согласно Гриффитсу, равна:

0)

где - потенциальная энергия деформируемого твердого тела без трещины; - энергия упругой деформации, затраченная на раскрытие трещины;

- поверхностная энергия материала.

Высвобождающаяся энергия затрачивается на дальнейшее развитие трещины. По мере роста трещины на ее развитие требуется все меньше высвобождающейся энергии, а поскольку при постоянной нагрузке количество высвобождающейся энергии остается практически неизменным,

трещина продолжает развиваться интенсивно и безостановочно до полного разрушения образца. Такое развитие трещины называют неустойчивым или неравновесным.

Дальнейшие разработки теория А. Гриффитса получила в трудах Г.П. Черепанова, Д. Броека, Ю.В. Зайцева, ЕА Гузеева, В. И. Шевченко, Л.А. Сейланова, В.В. Панасюка, КА. Пирадова, А.Б. Пирадова, Е.Н. Пересып-кина и многих других отечественных и зарубежных ученых.

При растяжении материала наибольшее значение имеют трещины отрыва.

Элемент dxdy, расположенный на расстоянии г от вершины трещины и составляющий с плоскостью трещины угол находится под действием нормальных напряжений и действующих в направлении осей х и у, а также касательного напряжения

1111111!.

11111111'

Рисунок 1. Трещина в бесконечной пластине.

Эти напряжения согласно формулам теории упругости равны

(2)

(3)

Упругие напряжения пропорциональны внешнему напряжению

Для больших значений г величина стремится к нулю, в то время как она должна стремиться к

В связи с этим, очевидно, что уравнения (2...4) справедливы только в ограниченной области вблизи вершины трещины, где они достаточно полно описывают поля напряжений. В обобщенном виде указанные напряжения могут быть представлены следующей зависимостью:

(5)

где - коэффициент интенсивности напряжений для трещины

отрыва.

Когда известен коэффициент , поле напряжений при вершине трещины полностью определено. Уравнение (5) является решением упругой задачи. При г = 0 напряжения обращаются в бесконечность.

На практике этого не происходит, поскольку пластические деформации, возникающие при вершине трещины, ограничивают напряжения.

Существует связь между плотностью высвобождаемой (поверхностной) энергии материала и коэффициентом интенсивности напряжений. Для трещин отрыва она выражается следующей формулой

(6)

где - эффективная плотность поверхностной энергии на образование трещины (фактически она представляет собой необратимую работу или энергию разрушения 0)с на единицу площади, так как трещины в материале всегда необратимы).

При оценке трещиностойкости (вязкости разрушения) материалов с позиций механики разрушения используют как силовой критерий так и энергетический критерий - энергию разрушения.

Для определения силовых и энергетических параметров разрушения бетона в экспериментальных исследованиях используют полностью

Оу = (К, / Т2яг )*£;

равновесные диаграммы деформирования с нисходящей ветвью, которые достаточно корректно отображают реальные физические процессы его разрушения при механических испытаниях.

Площадь полностью равновесных диаграмм деформирования представляет собой полную работу разрушения:

В свою очередь полная работа может быть разделена на работу, затрачиваемую на развитие микротрещин, работу на упругое деформирование и работу на образование макротрещин:

По равновесной диаграмме деформирования можно подсчитать работу, затрачиваемую на необратимое деформирование, т.е. собственно на разрушение бетонного образца Отношение полной работы разрушения Ас к площади поверхности разрушения F является энергией разрушения:

Получаемое по диаграмме значение включает величину поверхностной энергии за счет необратимых деформаций вдоль трещины при ее продвижении. Значение силового критерия разрушения К]С, называемого критическим коэффициентом интенсивности напряжений, определяют по

формулам теории механики разрушения:

Во второй главе представлены материалы по данным обследований крупных промышленных объектов, расположенных в Уральском регионе: железобетонный шестипролетный мост-виадук на линии Казань - Екатеринбург, возведенный в 1916 году, а также конструкции промышленных цехов в городах Нижнем Тагиле и Магнитогорске, построенных в 1933, 1934 и в 1941 годах.

В результате проведенных обследований была определена прочность карбонизированного бетона на поверхности несущих конструкций действующего цеха. Глубина карбонизации защитного слоя бетона, определенная во время проведения натурных обследований составляла от 10 до 90 мм.

Для определения физико-механических характеристик и вязкости разрушения бетона длительного срока эксплуатации без карбонизированных

слоев были выпилены образцы размером 150x150x600 мм из цельного неар-мированного бетонного блока, входившего в состав парапета торцевой стены шихтового пролета мартеновского цеха в г. Нижнем Тагиле, построенного в 1933-34 годах и демонтированного при проведении капитального ремонта здания.

Распиловка бетонного блока на образцы производилась в заводском цехе камнеобработки. Работа проходила достаточно сложно из-за высокой плотности бетона в массиве. Схема распиловки массива на экспериментальные образцы представлена на рис. 2. При распиловке были удалены наружные слои бетонного блока толщиной около 100 мм, подвергнутые карбонизации.

Рисунок 2. Схема распиловки бетонного массива на экспериментальные призмы размером 150x150x600 мм.

Возраст конструкций к моменту испытаний образцов составлял 70 лет, проектная марка бетона Ml 10 (серия 1).

Для сравнительного определения характеристик бетона были изготовлены образцы размером 150x150x600 мм из бетона класса В7.5 (М100), что приблизительно соответствовало характеристикам старого бетона в стадии возведения конструкций металлургических цехов (серия П), а также из бето-

на класса В25 (серия Ш), что в среднем приближалось к прочности бетона, определяемой в конструкциях действующих цехов неразрушающим методом.

Материалы, представленные в диссертации показали, что рост прочности бетона в строительных конструкциях зданий и сооружений существенно зависит от условий их эксплуатации. Так прочность железобетонных конструкций промышленных зданий, закрытых от воздействий атмосферных осадков, за 60...70 лет возросла примерно в 1.5... 2 раза по сравнению с проектной. В железобетонном виадуке, эксплуатирующемся на открытом воздухе и испытывающем большие многократно повторные нагрузки, прочность бетона за 90 лет с момента изготовления практически не возросла. Бетон на поверхности сооружения был покрыт сеткой трещин, снижающих его прочность и долговечность.

Нарастание прочности бетона во времени было рассчитано по известной формуле Б.Г. Скрамтаева:

где - временное сопротивление сжатию бетонного куба в возрасте t суток; R - то же, в возрасте 28 суток.

Однако более близкие к действительности результаты были получены автором при некотором изменении формулы Б.Г. Скрамтаева:

Результаты определения прочности бетона в конструкциях длительного срока эксплуатации представлены в таблице 1.

Повышенную прочность бетона в конструкциях при длительной эксплуатации можно объяснить действием двух причин: а) уплотнением структуры цементного камня в результате продолжающихся процессов гидратации цемента; б) карбонизацией наружных слоев бетона при длительном действии агрессивных факторов окружающей среды.

Таблица 1

Объект исследования Возраст образца, годы Проектная прочность бетона Длительна! по фо прочность »муле Прочность при испытании

(1) (2)

Шихтовый пролет, Н. Тагил 70 110 484.8 (141.2%) 193.0 (4.0%) 201.0

Мартеновский цех, Н-Тагил 70 110 484.8 (175,4%) 191.6 (8.9 %) 176.0

Сталелитейный цех, Магнитогорск 63 110 479.8 (173,2%) 190.7 (8.6 %) 175.6

Чугунолитейный цех, Магнитогорск 71 110 485.5 (259,7%) 191.8 (9.1 %) 180.0

В третьей главе представлены результаты экспериментального определения структурных характеристик, а также описана методика испытания трещиностойкости (вязкости разрушения) бетонов разного возраста на опытных образцах. Результаты исследования структуры и прочности бетонов представлены в таблице 2.

Таблица 2

№№ п.п. Характеристики бетона Ед. ЮМ. Старый бетон, 70 лет (серия 1) Новый бетон, 1 год (серия П)

1 Объемная масса г/см* 2,32 2,24

2 Крупность заполнителя (гравий, щебень) мм 1...25 1...18

3 Содержание заполнителя % 49,4...49,8 44

4 Содержание кальцита % 22 12

5 Общая пористость % 11.2 22.6

6 Закрытая пористость % 7.5 16.3

7 Размер открытых нор мм 0,5...4 0.5...3

8 Количество пор размером более 1 мм % 2...4 2...4

9 Удельная поверхность контактов матрица-заполнитель % 0,19 0,23

10 Прочность при сжатии, Яь МПа 11,6 6,9

11 Прочность при растяжении, Яы МПа 1,15 0,84

12 Характер разрушения По матрице и вдоль зерен заполнителя

Для определения характеристик вязкости разрушения бетона при натурных испытаниях использованы образцы размером 150x150x600 мм (по ГОСТ 29167-91), с начальными надрезами в растянутой и сжатой зонах, которые наносили при помощи диска толщиной 2 мм с алмазным напылением.

Высота надрезов в сжатой зоне образцов составляла 10 мм, в растянутой зоне - 50 мм. Схема испытания опытных образцов показана на рисунке 3.

Для уменьшения влияния деформаций усадки образцы, изготовленные на заводе, выдерживали до начала испытаний в течение 1 года.

Рисунок 3. Схема испытания опытных образцов

Для определения характеристик трещиностойкости бетона использовалась разработанная автором установка, обладающая высокой жесткостью, рисунок 4.

Рисунок 4. Схема установки при четырех точечном изгибе.

1- манометр; 2- ручная насосная станция; 3- опорная балка; 4-гидравлический домкрат; 5- шарнирная опора; 6- траверса; 7-ножевая опора; 8- катковая опора; 9- упругий элемент из усиленных швеллеров 16П/ГОСТ8240-93; 10- неподвижная тяга; 11-подвижная тяга; 12-испытываемый образец; 13-шдикатор с ценой деления 0.1 мм.

Установка была оснащена быстродействующей обратной связью. Показания тензодатчиков, соединенных с тензометрической системой СИИТ-2, заносились в ЭВМ, где полученные данные посредством программы Excel обрабатывались для построения полной диаграммы Таким образом, по ходу испытаний обеспечивалось непрерывное построение диаграммы состояния бетона на дисплее, что явилось особенно важным фактором при проведении равновесных испытаний изгибаемых образцов.

В момент, когда деформации бетона в растянутой зоне образца начинали резко возрастать, нагрузка сбрасывалась на 2-3 ступени, а затем до нулевого уровня.

После 10 минутной выдержки в разгруженном состоянии испытание продолжали до построения последних витков нисходящей ветви.

Пример характерной диаграммы с нисходящей ветвью, полученной во время испытаний старого бетона, показан на рисунке 5.

1.2

0

i—I—I—I—I—г

"Г"

Рисунок 5 Характерная диаграмма р-е при малоцикловом погружении бетонной балки при изгибе (опытный образец Б-1-5 (серия I), бетон, возраст 70 лет, Яь, =1.15 МПа)

По окончании испытания использовали капиллярный способ обнаружения трещин на боковых гранях образцов, который основан на эффекте капиллярной адсорбции подкрашенных, люминесцирующих или быстроис-паряющихся жидкостей в трещины. На боковые грани наносили кистью ацетон, который испарялся с поверхности быстрее, чем в трещине, что позволяло определять наличие, длину и характер магистральных трещин.

В четвертой главе представлены результаты определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона по данным экспериментальных исследований. Основными характеристиками вязкости бетона является коэффициент интенсивности напряжений и удельные энергозатраты на разрушение материала до начала движения магистральной трещины которые определяли по площади огибающих эпюр состояния бетона при нагружении.

Для расчета характеристик вязкости разрушения, огибающие диаграммы в координатах Р—Е (нагрузка - горизонтальные деформации бетона), получаемые в экспериментах, преобразовывали в диаграммы Б-у (нагрузка -прогиб) через расчет кривизны изгибаемых элементов.

Вид огибающей линии равновесной диаграммы для старого бетона представлен на рисунке 6.

О О, 1 1, 2 2, 3 3, 4 4, 5 5, В в, 7 7, 8 КбББбЕбв Прошв ^ЛсО.ООО!, м

Рисунок 6. Огибающая линия диаграммы F-v, бетон серии I, возраст 70лет (балка Б-1-5)

Зависимость характеристик вязкости разрушения от относительной величины нагрузки для бетонов разной прочности и возраста представлена на рисунке 7 а)

Рисунок 7 Значения характеристик вязкости разрушения а) К]с б) (7<

СЕ

Величины коэффициентов К|<-и Осе для образцов из монолитного бетона построечного изготовления, эксплуатировавшегося более 70 лет в агрессивных условиях металлургического производства, оказались существенно меньше, чем для образцов заводского изготовления в возрасте 1 года, хотя прочностные показатели старого бетона в стадии эксплуатации существенно возросли.

Различие в диаграммах состояния и свойствах бетонов разного возраста состоит в следующем. С течением времени бетон в строительных конструкциях становится все более хрупким. В проведенном эксперименте критерий хрупкости старого бетона, рассчитанный по ГОСТ 29167-91, оказался вдвое меньше, чем у свежеформованного при одинаковой исходной прочности. Хрупкий вид разрушения бетона представляет серьезную опасность, как для изгибаемых железобетонных элементов, так и для внецентренно сжатых элементов типа колонн, из-за возможности непредсказуемого разрушения предельно большой сжатой зоны. Хрупкость старого бетона и его свойства в настоящее время мало изучены.

Характер трещинообразования в растянутой зоне изгибаемых образцов и данные для расчета величины коэффициента интенсивности напряжений К1С были определены по данным машинного эксперимента, таблица 3.

Таблица 3

* Пирадов КА. Методика определения критического коэффициента интенсивности напряжений железобетона. // Известия Вузов. Строительство. -1992.-№7-8.-125-127 с.

** Черепанов Г.П.Механика хрупкого разрушения. - М, Наука, 1974.-640 с.

Представленные материалы показывают, что значения характеристик вязкости разрушения, определенные автором по указанной выше методике, в целом совпадают с данными других исследователей, опубликованными в литературных источниках. Расхождение величин коэффициентов Кю рассчитанных по результатам машинного эксперимента с опытными данными составило 0.5.. .16.1%.

В пятой главе представлены предложения по расчету прочности и трещиностойкости бетонов в зданиях и сооружениях старой постройки.

Влияние различных параметров бетона на величину коэффициента исследовано с помощью факторного анализа.

Целью проведенного факторного анализа было выделение т существенных факторов или компонент из набора N исходных признаков, характеризующих изучаемое явление. Исходные признаки заменяли меньшим числом (т < N стандартизированных ортогональных факторов или компонент.

Общий вид модели факторного анализа представлял собой систему уравнений:

гд = ад+...+и'Л<л+К1/Ч ]

где - стандартизированный исходный - признак; - общий стандартизированный к - фактор; - факторная нагрузка на у - признак к - фактора;

- характерный фактор для - признака; - нагрузка при характерном факторе на_/- признак; т - число факторов (или главных компонент), т<К.

Главная задача проведенного факторного анализа - объяснить корреляцию признаков с помощью некоррелированных факторов. С этой целью выделялся набор факторов, число которых меньше числа исходных признаков (т < К), и добивались тем самым уменьшения размерности исследуемого пространства.

Рассматривая систему Z - Ж ~ имели дело с взаимным положением двух наборов векторов. Один набор - это конфигурация вектор - признаков, однозначно определяемая матрицами корреляций К или Л™'. Второй набор -это вектор-факторы, интерпретируемые как оси координат. В систему осей -факторов помещали конфигурацию вектор-признаков, рисунок 8. Нормированные вектор - признаки проектировали на оси - факторы, и эти проекции представляли собой факторные нагрузки.

h

Wll

Рисунок 8. Интерпретация заданной конфигурации вектор - признаков Z/ и Z2, найденных проекций Wjt (j, k = 1, 2) этих признаков на факторные оси F] и F2

В результате выполненных операций по определению матрицы нагрузок W = (Wjh) фактически заменяли вектор-признаки на ортогональные вектор-факторы, число которых, как правило, меньше (т < N) числа признаков, т.е. оставляли те FJt для которых величины собственных чисел Xj » 0.

Для реализации факторного анадиза на ЭВМ использовали систему STATISTIKA в среде Windows, и один из модулей этой системы Factor Analysis.

Используя факторный анализ, были выделены два существенных фактора исходных признаков (призменная прочность и закрытая пористость), характеризующих критические коэффициенты интенсивности напряжений при деформациях нормального отрыва и поперечного сдвига, соответственно, и являющиеся в дальнейшем выходными параметрами

Для построения модели поведения бетона и нахождения зависимости между входными (Х], х^ , хр) и выходными (у) параметрами в дальнейшем использовали регрессионный анализ.

По результатам обработки исходных данных было выбрано уравнение регрессии критического коэффициента интенсивности напряжений при деформациях нормального отрыва наиболее полно отвечающее исходным принципам: К,с = - 0,349117 + 0,029334* + 0,028002* ^^

Кцс = - 4,02200 + 0,33550* ^ + 0,32553* W,aкp

Связь между величиной критического коэффициента интенсивности напряжений при деформациях нормального отрыва и долговечностью конструкций для старых бетонов в годах Б, полученная путем аппроксимации аналогичной зависимости опубликованной в журнале «Бетон и железобетон», 2002 г, №2, К. А. Пирадов и др. «Физико-механические, силовые, энергетические и структуроформирующие параметры бетона», представлена на рисунке 9.

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 70 75 80 85 90 95 Долговечность, год

Рисунок 9 График для определения долговечности бетона

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

1. В промышленной зоне Уральского региона построено большое число зданий и сооружений различного назначения с применением бетонных и железобетонных конструкций, длительность эксплуатации которых составляет 60 и более лет. Состояние бетона в конструкциях таких сооружений в большинстве случаев неизвестно. В настоящей работе представлены результаты обследований конструкций старых зданий промышленных цехов в г. Нижнем Тагиле и железнодорожного моста на линии Дружинино-Свердловск, в которых автор принимал непосредственное участие, а так же результаты обследования промышленных зданий старой постройки в г. Магнитогорске.

2. В настоящей работе были исследованы прочностные и деформативные характеристики старого бетона на крупных образцах бетона, выпиленных из однородного массива, на действующем промышленном объекте в г. Нижнем Тагиле. Одновременно для сравнения были проведены аналогичные испытания близких по прочности образцов-близнецов в возрасте до одного года, изготовленных на заводской технологической линии в г. Екатеринбурге.

3. Испытания образцов проводились на специально созданной автором установке. Для определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона по ГОСТ 29167-91 использованы образцы стандартных размеров с начальными надрезами, испытанные по схеме 4-х точечного изгиба. Диаграммы деформирования бетонов с нисходящей ветвью были получены методом малоциклового повторного нагружения-разгрузки до уровня образования мезо- и макротрещин, позволяющим расшатать структуру бетона путем локального разрушения внутренних связей.

4. Величины коэффициентов и для образцов из бетона, эксплуатировавшегося более 70 лет в агрессивных условиях металлургического производства, оказались существенно меньше, чем для образцов заводского изготовления в возрасте одного года, имевших одинаковую со старым

бетоном начальную прочность (М100), хотя прочностные показатели старого бетона за время эксплуатации существенно возросли (до М250).

5. Как показали проведенные автором исследования, старый бетон в большей мере приближается к хрупким материалам, поэтому можно считать, что методы механики разрушения, использованные в ГОСТ 29167-91, более корректны для определения характеристик трещиностойкости старого бетона, чем для бетонов с небольшим сроком эксплуатации.

6. На основании факторного эксперимента автором предложена зависимость коэффициентов интенсивности напряжений при нормальном отрыве и поперечном сдвиге от действительной прочности бетона на осевое сжатие и закрытой пористости. Призменная прочность бетона Яь определена с учетом поправок на карбонизацию бетона. Закрытая пористость определена по действующим ГОСТам.

Основное содержание диссертации представлено в следующих публикациях:

1. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Обоснование расчетной схемы при обследовании высоких железобетонных виадуков старой постройки. // Строительство и образование. Сборник научных трудов. Выпуск 4. - УГТУ-УПИ-2000.-с. 40-43.

2. Макарова Е.В., Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Обоснование расчетной схемы при проектировании высоких железобетонных виадуков. // Строительство и образование. Сборник научных трудов. Выпуск 4. - УГТУ-УПИ-2000.-с. 79-80.

3. С.В.Бугаенко, А.И. Чеботков, С.М. Скоробогатов, А.В.Куршпель. Неоднородность свойств старого бетона. // Строительство и образование. Сборник научных трудов. Выпуск 4. - УГТУ-УПИ - 2000. - с. 84-85.

4. Скоробогатов С.М., Куршпель А.В., Ягофаров А.Х., Пасынков Б.П.. Кочешкова И.Е. Изучение неоднородности свойств бетона виадука старой постройки. // Строительство и образование. Сборник научных трудов. Выпуск 4. - УГТУ-УПИ - 2000. - с. 128-130.

5. Скоробогатов С.М., Куршпель А.В. О неоднородности прочностных свойств старого бетона. // РААСН, Уральское региональное отделение. Шестые Уральские академические чтения-Екатеринбург-2001.-с. 101-106.

6. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Исследование статической работы высокого виадука старой постройки на линии Дружинино-Свердловск. // РААСН, Уральское региональное отделение. Шестые Уральские академические чтения. - Екатеринбург. - 2001. - с. 112-117.

7. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Методика определения характеристик трещиностойкости для бетона с различным сроком службы. // РААСН, Уральское региональное отделение. Девятые Уральские академические чтения. - Екатеринбург. - 2004. - с. 117-126.

8. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М., Куршпель В.Х. Уточнение формулы Б.Г.Скрамтаева по расчету длительной прочности бетона в эксплуатируемых железобетонных конструкциях. - Вестник УГТУ - УПИ. -Екатеринбург. - 2004. - с. 60-61.

9. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М., Куршпель В.Х. Опыт построения кривой напряжения-деформации при равновесных испытаниях бетонных образцов. - Вестник УГТУ - УПИ. - Екатеринбург. - 2004. - с. 62-65.

10. S.M. Skorobogatov, В.Р. Pasynkov, A.V. Chernyavsriv, A.V. Kurshpel, A.K. Yagofarjv. Accelerantd examination of long-standing reinforced concrete viaduct.- Repair, Rejuvenation and Enhancement of Concrete. Proceedings of the International Seminar held at University of Dundee, Scotland, UK on 5-6 September 2002.

PS. 23

Подписано в печать 18.02.05 г. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз.

1027

Полиграфический центр «Форт Диалог-Исеть» Екатеринбург, ул. Р. Люксембург, 67-6 Тел.: (343)251-33-40, 251-64-90 E-mail: copy@fdialog.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Методы исследования силовых и энергетических параметров работы бетона на основе механики разрушения.

1.1. Физические основы деформирования бетона под нагрузкой.

1.2. Основные положения механики хрупкого разрушения бетона.

1.3. Механика упругопластического разрушения бетона.

1.4. Определение силовых и энергетических параметров разрушения бетона по диаграммам состояния с нисходящей ветвью.

1.5. Результаты экспериментально-теоретических исследований вязкости разрушения бетона по литературным данным.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. Обследование зданий и сооружений старой постройки.

2.1. Железнодорожный арочный мост на линии Дружинино-Екатеринбург.

2.2. Плавильное отделение сталелитейного цеха в Нижнем Тагиле.

2.3. Шихтовый пролет мартеновского цеха в Нижнем Тагиле.

2.4. Здание чугунолитейного отделения металлургического производства в г. Магнитогорске.

2.5. Здание сталелитейного отделения металлургического производства в г. Магнитогорске.

2.6. Определение физико-механических характеристик бетонов разного возраста по результатам испытаний стандартных образцов в лабораторных условиях.

2.6.1. Образцы из бетона длительного срока эксплуатации.

2.6.2. Образцы-близнецы заводского изготовления.

2.6.3. Результаты испытания бетонных образцов.

2.7. Анализ результатов определения прочностных характеристик бетона в зданиях и сооружениях старой постройки.

2.7.1. Оценка влияния структурных факторов бетона.

2.7.2. Оценка влияния карбонизации поверхностных слоев

2.7.3. Определение действительной прочности бетона в конструкциях зданий и сооружений.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование трещиностойкости (вязкости разрушения) бетонов разного возраста.

3.1. Расчет характеристик вязкости разрушения бетона по диаграммам состояния с нисходящей ветвью.

3.1.1. Работа бетона при малоцикловых нагрузках

3.2. Исследование структуры бетонов различного возраста.

3.2.1. Петрографические исследования.

3.2.2. Определение пористости бетонов.

3.3. Результаты исследования структурных и прочностных характеристик бетонов разного возраста.

3.4. Подготовка образцов к испытанием для определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетонов по методике ГОСТ 29167-91.

3.5. Установка для определения характеристик вязкости разрушения бетона.

3.6. Методика проведения испытаний.

3.7. Результаты испытаний бетонных призм по схеме 4-х точечного изгиба.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Определение коэффициентов вязкости разрушения бетона по данным экспериментальных исследований.

4.1. Построение диаграмм F-e с нисходящей ветвью по данным физических экспериментов.

4.2. Определение характеристик вязкости разрушения для бетонов различного возраста при статическом нагружении.

4.2.1. Определение параметров Gce и Kic по результатам равновесных испытаний образцов.

4.2.2. Обработка полученных результатов.

4.3. Исследование процесса развития трещин в бетоне на ЭВМ

4.3.1. Цель и методика машинного эксперимента.

4.3.2. Результаты машинного эксперимента.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. Предложения по расчету прочности и трещиностойкости бетонов в зданиях и сооружениях старой постройки.

5.1. Многофакторный анализ.

5.1.1. Постановка задачи и параметры модели.

5.1.2. Исходные данные.

5.1.3. Регрессионная обработка полученных данных.

5.2. Расчет остаточного ресурса конструкций зданий и сооружений.

Выводы по главе 5.

Промышленные здания и сооружения, выполненные из бетона и железобетона, эксплуатируются на Среднем Урале уже более 60.90 лет и продолжают эксплуатироваться в настоящее время. В результате старения, понимаемого как естественный временной процесс, происходит изменение структуры бетона и проявляются скрытые дефекты, присущие бетонным и железобетонным конструкциям.

При длительной эксплуатации в железобетонных конструкциях зданий и сооружений возникают дефекты, приводящие в конечном итоге к их разрушению. Обеспечение долговечности существующих железобетонных конструкций, которые в период эксплуатации подвергаются воздействиям различных нагрузок и факторов окружающей среды, вызывает большой интерес к этой проблеме.

Научные исследования, связанные с созданием методов расчета бетонных и железобетонных конструкций с учетом заданного срока эксплуатации, начали проводиться в середине 70-х годов XX века. Многие ученые выполняли эксперименты в направлении углубленного изучения структуры широко применяемого в строительстве и в то же время до настоящего времени недостаточно изученного материала - бетона.

Проблема расчета железобетонных конструкций с учетом заданного срока эксплуатации при проектировании и строительстве объектов, в которых в большом объеме применяют конструкции из бетона и железобетона, особенно актуальна в настоящее время, в связи с интенсивным возведением уникальных зданий и сооружений различного назначения [35].

В работах Е.А. Гузеева, Ю.В. Зайцева, К.А. Пирадова, Е.Н. Пересыпкина Е.А., Шевченко В.И. и многих отечественных и зарубежных ученых, опубликованы результаты опытов по определению характера свойств образования трещин, а также различных закономерностей их развития на пластинах, призмах, цилиндрах, кубах и балках.

В результате проведенных экспериментальных работ в 1992 году был издан ГОСТ 29167-91 «Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении», имеющий рекомендательный характер.

Появление рекомендательного документа, учитывающего внутреннее строение материала конструкции и предлагающего расчет характеристик трещиностойкости, является значительным шагом на пути развития методов расчета бетонных и железобетонных конструкций для определения заданного или остаточного срока эксплуатации.

Недостаточное внимание к вопросам долговечности железобетонных конструкций, особенно к проблемам ее нормирования, не позволяет учитывать непрерывного накопления дефектных конструкций в возведенных зданиях и сооружениях, на ремонт которых в обозримом будущем потребуются средства, соизмеримые с затратами на новое строительство. Между тем, эти материальные потери можно существенно снизить путем усовершенствования методов расчета, изменения существующих стандартов, ужесточения контроля качества применяемых материалов во вновь возводимых сооружениях, а также путем уточненного расчета трещиностойкости бетона и усиления существующих бетонных и железобетонных конструкций.

Проблемы расчета трещиностойкости бетонных и железобетонных конструкций в настоящее время рекомендуется решать методами механики разрушения. Основной задачей механики разрушения является исследование закономерностей зарождения и развития трещин, изучение поведения конструкционных материалов с трещинами при различных условиях нагружения. Опыт показывает, что трещины или трещиноподобные дефекты различного происхождения имеются практически в любом материале, в том числе, в бетоне.

В механике разрушения развиты положения о непрерывном процессе концентрации упругой энергии в вершинах структурных дефектов и о состоянии предельного равновесия тела с трещинами на этапах, когда эти трещины получают возможность распространяться.

В концепции закона сохранения энергии долговечность бетона рассматривается как заданный ресурс упругой энергии, а продолжительность ее исчерпания как работа разрушения, необходимая для развития новых трещин от различных воздействий в стадии эксплуатации. Например, известно, что удельные энергозатраты на разрушение бетона Gj отображают структурные особенности бетона, его физико-механические свойства и качество заполнителей [70].

В настоящее время еще не полностью решены сложные задачи, связанные с определением остаточного ресурса эксплуатируемых конструкций. Для большинства железобетонных конструкций понятие ресурса от нагрузок и различных воздействий при эксплуатации включает три стадии:

- ресурс на стадии до зарождения трещин,

- ресурс на стадии распространения этих трещин,

- ресурс на стадии понижения несущей способности элемента и интенсивного развития трещин в бетоне.

В настоящее время существуют методики, по которым можно определить величины накопленных повреждений с учетом действительных условий эксплуатации для реальных конструкций, на любой стадии их работы, а также указать долю исчерпания ресурса и его остаток, т.е. рассчитать индивидуальный ресурс несущей способности конструкции.

Однако, для расчета остаточного ресурса строительных конструкций из старого бетона нужны достоверные сведения о режиме их эксплуатации, о состоянии и свойствах бетона, которые определяются 6 путем проведения специальных исследований. Главной задачей при этом является определение закономерностей изменения характеристик трещи-ностойкости старого бетона в конструкциях, в том числе Кю Кпс, Gj, и других, зависящих от характера диаграмм состояния бетонных образцов при действии приложенных нагрузок, а также физико-механических свойств бетона, таких как прочность, деформативность, пористость и других.

Испытания бетона на трещиностойкость проводятся по методике ГОСТ 29167-91 «Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении», которые рассчитывают по диаграммам с нисходящей ветвью F - и (нагрузка — прогиб), получаемым на уникальном лабораторном оборудовании [107].

Целью настоящих исследований является разработка метода получения характеристик трещиностойкости старого бетона, извлеченного из конструкций, с помощью диаграмм состояния с нисходящей ветвью F — в или F - и, (нагрузка — деформации бетона в растянутой зоне), получаемым на специальном оборудовании. Кроме того, предполагается выявить особенности физико-механических свойств старого бетона и дать оценку его эксплуатационных свойств с помощью механики разрушения.

При выполнении настоящей диссертационной работы автор использовал фактические данные, полученные при обследованиях крупных строительных объектов старой постройки, в которых принимал непосредственное участие. Кроме того, автор разработал специальную установку и методику экспериментальных исследований для определения характеристик трещиностойкости старого бетона и получил новые научные результаты.

В задачи исследований входят:

1. Определение действительных величин Rb, R^, Rbt, Еь, ц и других характеристик физико-механических свойств старого бетона, 7 извлеченного из эксплуатирующихся зданий и сооружений, а так же уточнение прочностных характеристик бетона в конструкциях, определяемых неразрушающими методами.

2. Построение кривых деформаций F — ь с нисходящей ветвью, выяснение передвижения ее пика при Fmax на нисходящей ветви.

3. Определение величин параметров Кю, КПс, Gi, и других характеристик старого бетона с помощью методов механики разрушения.

Научную новизну работы составляют:

1. Результаты анализа экспериментальных исследований физико-механических характеристик старого бетона.

2. Методика получения диаграмм F-e (F - и) для старого бетона при проведении экспериментов.

3. Результаты анализа полученных характеристик трещиностой-кости старого бетона по диаграммам F - и с учетом нисходящей ветви.

4. Результаты оценки изменений, произошедших в бетоне при длительной эксплуатации, на основе петрографического анализа его состава и физико-механических характеристик, полученных при экспериментальных исследованиях.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа экспериментально-теоретических исследований изменения деформативных и прочностных характеристик разных составов бетона при нагружении статической нагрузкой.

2. Методика получения диаграмм F-c (F - и) с нисходящей ветвью для исследуемых бетонов.

3. Модель поведения старого бетона под нагрузкой.

4. Методика определения характеристик трещиностойкости бетонов на ЭВМ, с использованием метода конечных элементов.

5. Методы оценки изменений, произошедших в бетоне с течением времени, на основе сравнения экспериментальных диаграмм поведения бетона с расчетными диаграммами.

Практическое значение работы и реализация научных исследований:

1. Определены физико-механические характеристики бетона в образцах, выпиленных из сооружений, имеющих сроки эксплуатации в условиях Среднего Урала более 60. .90 лет.

2. Определены изменения характеристик трещиностойкости бетона с течением времени на основе построения диаграмм F-s (F - d) с учетом нисходящей ветви.

3. Уточнена методика оценки изменений физико-механических характеристик бетона в зданиях и сооружениях на Среднем Урале, произошедших за время длительной эксплуатации железобетонных конструкций.

Реализация научных исследований:

1. Разработан метод построения диаграмм F-s с нисходящей ветвью при малоцикловом наружении образцов для определения коэффициентов трещиностойкости бетона по методике ГОСТ 29167-91.

2. Разработано методическое пособие по оценке конструктивных характеристик бетона и остаточного ресурса конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений старой постройки, разработанное автором на базе проведенных исследований.

3. Уточненные методы оценки напряженно-деформированного состояния и структурно-деформативных характеристик бетона были применены при обследовании объектов Свердловской железной дороги (виадук на линии Казань-Екатеринбург) и при обследовании цехов Производственного объединения «Уралвагонзавод» в г. Нижнем Тагиле.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В промышленной зоне Уральского региона построено большое число зданий и сооружений различного назначения с применением бетонных и железобетонных конструкций, длительность эксплуатации которых составляет 60 и более лет. В настоящей работе представлены результаты обследований зданий промышленных цехов в г. Нижнем Тагиле и железнодорожного виадука на линии Дружинино-Свердловск, в которых автор принимал непосредственное участие, а так же результаты обследования промышленных зданий старой постройки в г. Магнитогорске.

2. В процессе обследований действующих зданиях и сооружениях обычно удается отобрать для исследований образцы бетона небольших размеров и в малом количестве, чтобы не снижать несущую способность обследуемых конструкций. Однако попытки изучать физико-механические характеристики старого бетона на мелких образцах, извлеченных с поверхности конструкций, не дают достоверных результатов о свойствах изучаемого материала.

3. В настоящей работе были исследованы прочностные и деформативные характеристики старого бетона на крупных образцах бетона, выпиленных из однородного массива, на действующем промышленном объекте в г. Нижнем Тагиле. Одновременно для сравнения были проведены аналогичные испытания близких по прочности образцов-близнецов в возрасте до одного года, изготовленных на заводской технологической линии в г. Екатеринбурге.

4. Характеристики трещиностойкости исследуемых бетонов определены по действующим ГОСТам. Результаты проведенных испытаний показали, что старый бетон обладает значительно большей хрупкостью по сравнению с бетонами контрольных образцов.

5. Для определения характеристик трещиностойкости были использованы образцы стандартных размеров с начальными надрезами, испытанные на 4-х точечный изгиб. Состояние структуры исследуемых бетонов, свойства цементной матрицы и другие параметры были изучены путем петрографических исследова

142 ний, а также определением общей и закрытой пористости по действующим ГОСТам.

6. Испытания бетонов для определения характеристик трещиностойкости проводились на специально созданной автором установке. Для получения диаграммы деформирования бетона с нисходящей ветвью был применен метод многократно повторного приложения циклов нагружения-разгрузки до уровня образования мезо- и макротрещин, позволяющий расшатать структуру бетона путем разрушения внутренних связей в его структуре.

7. Автором предложена упрощенная методика определения основных параметров трещиностойкости бетона в строительных конструкциях, которая проверена расчетами по данным проведенных экспериментов. Полученные результаты показали удовлетворительную сходимость с данными других авторов, опубликованными в литературных источниках.

8. Коэффициенты интенсивности напряжений у кончиков трещин в массиве бетона были определены по известным методам, с использованием предложенного автором расчета длины трещин на контуре существующих дефектов с помощью ЭВМ, что значительно упростило расчет трещиностойкости. Предложенная методика исключает необходимость проведения дорогостоящих испытаний по рекомендательному ГОСТ 29167-91, не нарушает несущую способность конструкций и доступна большинству действующих предприятий.

9. На основании факторного эксперимента автором предложена зависимость коэффициентов интенсивности напряжений при нормальном отрыве и поперечном сдвиге Kic, Кис, от прочности бетона на осевое сжатие и закрытой пористости. Эти величины (Rb и W3aKp) определяются по действующим ГОСТам и не требуют большого числа образцов и сложного оборудования.

10. Как показали проведенные автором исследования, методы механики разрушения, использованные в ГОСТ 29167-91, лучше подходят для анализа характеристик трещиностойкости старого бетона, чем для бетонов с небольшим сроком эксплуатации, поскольку старый бетон по характеру работы под нагрузкой в большей мере приближается к хрупким материалам.

1. Адищев В.В., Митасов В.М. Построение диаграмм «напряжения — деформации» для бетона в состоянии предразрушения при изгибе // Изв. Вузов. Строительство и архитектура. — 1990. № 1. — с. 28-32.

2. Бабич Е.М., Крусь ЮА, Гарницкий Ю.В. Новые аппроксимации зависимости «напряжения деформации», учитывающие нелинейность деформирования бетонов // Изв. вузов. Сер.: Стр-во и архитектура. - 1996. - №2 С. 39 44.

3. Бачинский В .Я., Бамбура А.Н. Методические рекомендации по уточненному расчету железобетонных элементов с учетом полной диаграммы сжатия бетона. Киев, 1987. 24 с.

4. Бачинский В. Я. Некоторые вопросы, связанные с построением теории железобетона.//Бетон и железобетон. 1979. - № 11. — с.35-36.

5. Беккиев М. Ю., Маилян JI. Р. Расчет изгибаемых железобетонных элементов различной формы поперечного сечения с учетом нисходящей ветви деформирования. — Нальчик: РИСИ, 1985. — 131 с.

6. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Стройиздат, 1961. - 96 с.

7. Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М.: Стройиздат, 1985. 770 с.

8. Берг О.Я. О предельном состоянии железобетонных конструкций и долговечности бетона // Бетон и железобетон. 1964. - № 11.-е. 486-488.

9. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции.: М., ВШ., 1987. 385 с.

10. Благуш П. Факторный анализ с обобщениями. М.: Финансы и статистика, 1989.-248 с.

11. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: В.Ш., 1980. - 368 с.

12. Бугаенко С.В., Чеботков А.И., Скоробогатов С.М., Куршпель А.В. Неоднородность свойств старого бетона. Строительство и образование: Сб. науч. тр. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. - Вып. 4. - С. 84 - 85.

13. Волков С.Д. Проблемы прочности и механика разрушения. — Проблемы прочности, 1978, № 7, с. 3-10.

14. Гвоздев А. А., Байков В. Н. К вопросу о поведении железобетонных конструкций в стадии, близкой к разрушению.//Бетон и железобетон. — 1977. № 9. - с. 22-24.

15. Гвоздев А.А. Некоторые механические свойства бетона, существенно важные для строительной механики железобетонных конструкций. Сб. Исследование свойств бетона и железобетонных конструкций: Труды НИИЖБ, вып. 4: Стройиздат, 1959.

16. ГОСТ 29167-91. Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.- М., Изд-во стандартов, 1992. — 18 с.

17. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод опреления прочности.

18. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

19. ГОСТ 12730.4-78. Бетоны. Методы определения показателей пористости.

20. Девятченко Л.Д. Главные компоненты информационных матриц. Ведение в факторный анализ. Магнитогорск, 2000. — 95 с.

21. Griffith, A.A., The phenomena of rupture and flow in solids, Phil. Trans Rou. Soc. of London, 1921, pp. 163-197.

22. Гузеев E. А., Леонович С. H., Пирадов К. А. Механика разрушения бетона, 1998.

23. Гузеев Е.А., .Леонович С.Н, Пирадов К.А. Механика разрушения бетона: вопросы теории и практики. Брест, 1999. - 215 с.

24. Г. П. Передерий. Курс мостов. Т. 3. Железобетонные мосты, М.: Гос-трансжелдориздат, 1951.

25. Гузеев Е. А., Леонович С. Н., Милованов А. Ф., Пирадов К. А., Сей-ланов JT. А. Разрушение бетона и его долговечность. — Минск: Тыдзень, 1997.-170 с.

26. Гузеев Е.А., Сейланов JI.A., Шевченко В.И. Анализ разрушения бетона по полностью равновесным диаграммам деформирования / Бетон и железобетон.- 1985 -№ 10.-с. 10-11.

27. Гуща Ю.П. Коэффициенты призменной прочности обычного тяжелого и мелкозернистого бетонов //Бетон и железобетон.-1984-№8-37-38.

28. Гуща Ю.П. Расчет деформаций конструкций на всех стадиях при кратковременном и длительном нагружениях // Бетон и железобетон. — 1985. -№ 11.-с 13-16.

29. Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1.1: General rules and rules for buildings//European standard. prEN 1992-1-1. - april 2003.

30. Ентов B.M., Ягуст В.И. Экспериментальное исследование закономерностей квазистатического развития микротрещин в бетоне. // Изв. АН СССР. Механика твердого тела. — 1975. № 4. - с. 93-103.

31. Зайцев Ю.В., Кондращенко., В.И.,Грекова Т.Л. Применение в технологических исследованиях структурно-имитационного моделирования процессов разрушения бетона. // Бетон и железобетон.-1985.-№ ll. — c. 26-28.

32. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушений. — М., Стройиздат, 1982. 196 с.

33. Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей. М.: В.Ш., 1991. -288 с.

34. Зайцев Ю.В., Казацкий М.Б., Цаава Г.Ф. К нормированию значений Kic Для мелкозернистых бетонов. // Бетон и железобетон. — 1984. № 6. — с. 23-24.

35. Звездов А. И., Михайлов К. В. XXI век — век бетона и железобето-на//Бетон и железобетон. № 1. — 2001.

36. Защук И. В. Электроника и акустические методы испытания строительных материалов. — М.: Высшая школа, 1968. - 246 с.

37. Irwin G.R., Fracture I, Handbuch der Physik VI, Flugge Ed., pp. 558-590, Springer, 1958.

38. Карпенко H. И., Мухамедиев Т. А. К вопросу прочности нормальных сечений изгибаемых элементов.// Бетон и железобетон. 1983. - № 4. — с. 1112.

39. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюде-ний.//Изд-во «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. Москва 1970.- 103 с.

40. Квирикадзе О. П. Определение начального модуля упругости бетона. / Бетон и железобетон. —1982.—№ 1. С 33.

41. Квирикадзе О. П. Интерполяционные формулы для определения начального модуля упругости бетона. // Бетон и железобетон. — 1990.—№ 4. С

42. Клевцов В. А., Коревицкая М. Г., Матвеев Ю. К. Применение не-разрушающих методов испытаний при обследовании монолитных конструк-ций.//Бетон и железобетон. № 7. — 1991.

43. Круциляк Ю. М. Экспериментально-теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния и упругих структурно-деформативных характеристик бетона. Дисертация канд. тех. наук. Магнитогорск, 2002.

44. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Исследование статической работы высокого виадука старой постройки на линии Дружинино-Свердловск. // РААСН, Уральское региональное отделение. Шестые Уральские академические чтения. — 2001. — с. 112-117.

45. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М. Методика определения характеристик трещиностойкости для бетона с различным сроком службы. // РААСН, Уральское региональное отделение. Девятые Уральские академические чтения.-2004.-с. 117-126.

46. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М., Куршпель В.Х. Опыт построения кривой напряжения-деформации при равновесных испытаниях бетонных образцов // Вестник УГТУ-УПИ № 11 (41). Екатеринбург. - УГТУ - УПИ. - с. 62-65.

47. Куршпель А.В., Скоробогатов С.М., Куршпель В.Х. Уточнение формулы Б.Г.Скрамтаева по расчету длительной прочности бетона в эксплуатируемых железобетонных конструкциях // Вестник УТТУ-УПИ № 11 (41). -Екатеринбург. УГТУ - У ПИ. - с. 60-61.

48. Ламкин М.С., Пащенко В.И. Определение критического значения коэффициента интенсивности напряжений для бетона. // Известия ВНИИГ. — 1972.-t.99.-C. 234-239.

49. Лавут А. П., Холмянский М. М. Растяжение бетона при одноосном напряженном состоянии.//Известия АН СССР. Механика твердого тела. — 1966. -№4.

50. Макаренко Л.П., Фенко Г.А. Практический способ определения модуля упругости и упруго-пластических характеристик бетона при сжатии // Изв. вузов. Сер.: Стр-во и архитектура,- 1970.- №10. С 141 -147.

51. Малмейстер А.К. Упругость и неупругость бетона.- Рига, Издательство Академии наук Латвийской ССР, 1957. — 202 с.

52. Митрофанов В. П., Жовнир А. С. Экспериментальное исследование характеристики сопротивления распространению трещин обычного тяжелого бетона.//Изв. Вузов. Строительство и архитектура. — 1976. № 3. — с. 19-23.

53. Пересыпкин Е. Н., Крамской В. П. Методика определения критического коэффициента интенсивности напряжений для армированного бетона. // Изв. Вузов. Строительство и архитектура.-1982.-№ 9.- с.22-24

54. Макаренко Л. П. Изменение физико-механических свойств бетонов при сжатии и растяжении при повторных нагружениях.//Бетон и железобетон. 1989 № 2. - с. 38-40.

55. Методика по определению прочностных и деформативных характеристик бетонов при одноосном кратковременном статическом сжатии: МИ II -74. М.: Изд-во стандартов, 1975. 78 с.

56. Методические указания по определению прочности бетона ультразвуковым методом по ГОСТ 17624.-М.: НТЦ ТЕСТ, 1989. 26 с.

57. Михайлов В.В. Растяжимость бетона в условиях свободной и связанной деформаций. Сб. ЦНИИПС «Исследование прочности, пластичности и ползучести строительных материалов».: Госстройиздат, 1955.

58. Михайлов В.В. Расчет прочности нормальных сечений изгибаемых элементов с учетом полной диаграммы деформирования бетона. // Бетон и железобетон. — 1985. № 11.-е. 26-27.

59. Мурашкин Г.В., Мурашкин В.Г. Моделирование диаграммы деформирования бетона и схемы НДС // Изв. вузов. Сер.: Стр-во и архитектура,- 1997,- № 10:-С 4-6.

60. Назаренко В.Г. Диаграмма деформирования бетонов с учетом ниспадающей ветви. // Бетон и железобетон. — 1999. № 2. — с. 18-22.

61. Несветаев Г. В. К вопросу определения основных констант деформирования бетона, // Изв. Вузов. Строительство, 1999.- № 5.- с. 136-139

62. Павлинов В.В. Условия стабилизации остаточных деформаций бетона при малоцикловых нагружениях. — Бетон и железобетон. — 1999. № 6. — с. 23-26.

63. Пак А. П., Трапезников JI. П., Шерстобитова Т. П., Яковлева Э. Н. Зависимость критического коэффициента интенсивности напряжений бетона от длины трещины.//Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. — 1980. — т.136. — с.111-114.

64. Пак А. П., Трапезников JI. П., Шерстобитова Т. П., Яковлева Э.Н. Экспериментально-теоретическое определение критической длины трещины для бетона.//Изв. ВНИИГ им. Веденеева. 1977. - Т. 116. - с. 50-54.

65. Панасюк В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. — Киев: Наукова думка, 1968. — 246 с.

66. Панасюк В.В., Бережницкий, Чубриков. Оценка трещиностойкости цементного бетона по вязкости разрушения // Бетон и железобетон. — 1981. -№2.-с. 19-20.

67. Несветаев Г.В. К вопросу определения основных констант деформирования бетона/У Изв. вузов. Строительство. 1999. - №5. - С. 136 -137.

68. Пересыпкин Е.Н. Расчет стержневых железобетонных элементов. М.: Стройиздат, 1988. 169 с.

69. Пирадов К. А., Гузеев Е. А. Механика разрушения железобетона. М.: Новый век, 1998.-190 с.

70. Пирадов К.А. Теоретические и экспериментальные основы механики разрушения бетона и железобетона. — Тбилиси, Энергия, 1998. 318 с.

71. Пирадов К. А., Пирадов А.Б., Иосебашвили Г.З., Кахиани Л.А. расчет бетонных и железобетонных конструкций на основе механики разрушения.-Тбилиси: «Мецниереба», 1999. 249 с.

72. Пирадов К. А., Гузеев Е. А. Модель процесса исчерпания ресурсов долговечности бетона при тепловлажностных и силовых воздействи-ях.//Бетон и железобетон, 1997. - № 6. — с. 20-23.

73. Пирадов К. А. ,Гузеев Е. А. Подход к оценке напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов через параметры механики разрушения.//Бетон и железобетон, 1994. - № 5. - с. 19-23.

74. Пирадов А. Б., Аробелидзе В. И., Хуцисшвили Т. Г. К расчету несущей способности внецентренно сжатых элементов.// Бетон и железобетон. — 1986. -№ 1. — с. 43-44.

75. Прирадов К.А., Гузеев Е.А. Физико-механические основы долговечности бетона и железобетона. // Бетон и железобетон — 1994.- № 5. — с. 25-26.

76. Пирадов К.А., Мамаев Т.Л., Кожабеков Т.А., Марченко С.М. Физико-механические, силовые, энергетические и структуроформирующие параметры бетона. // Бетон и железобетон. — 2002. №2. - с. 10-12.

77. Пирадов К.А., Мамаев Т.Л., Кожабеков Т.А., Марченко С.М. Подбор состава бетона по параметрам механики разрушения. — Бетон и железобетон. -2003.-№6.-с. 16-17.

78. Пирадов А.Б., Гвелесиани Л.О., Пирадов К.А. Развитие трещин в бетонных и железобетонных элементах при циклическом нагружении. //Бетотон и железобетон. 1992. - № 12.-е. 21-23.

79. Пирадов К.А. Методика определения критического коэффициента интенсивности напряжений железобетона. // Известия Вузов. Строительство. 1992.-№7-8.-с. 125-127.

80. Пирадов К.А. Параметры трещин в бетонных элементах при циклическом нагружении. //Известия Вузов. Строительство.-1993.-№4.-с.З-6.

81. Пирадов А.Б., Габуния Г.Ш. К методике определения критического коэффициента интенсивности напряжений бетона. // Изв. Вузов. Строительство и архитектура.- 1989.- № 2.- с. 9-11.

82. Пирадов К.А., Гузеев Е.А., Мамаев Т.Л., Абдуллаев К.У. Определение критического коэффициента интенсивности напряжений бетона и железобетона при поперечном сдвиге. // Бетон и железобетон.- 1995,- № 5.- с. 18-20.

83. Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. — 288 с.

84. Расторгуев Б. С., Цепелев С. В. Перераспределение усилий в железобетонных конструкциях при малоцикловых воздействиях.//Бетон и железобетон.- 1989 № 10.-с. 16-18.

85. Салин В.Н., Чурилова Э.Ю. Практикум по курсу «Статистика». М.: 2002.-185 с.

86. Сегалова Е.Е., Ребиндер П.А., Лукьянова О.И. Физико-химические исследования структурообразования в цементных суспензиях. Вестник Московского Университета, т. 2, 1954.

87. Cowen Н., Inelastic Deformation of Concrete, "Engineering", vol. 171. № 4518,1952.

88. Скоробогатов С.М. Принцип информационной энтропии в механике разрушения инженерных сооружений и горных пластов. — Екатеринбург.-2000. 420 с.

89. Скрамтаев Б.Г. Теория прочности бетона. Новые виды бетона. ГНТИУ, Харьков, 1934.

90. Ставров Г.Н., Руденко В.В., Федосеев А.А. Прочность и деформатив-ность бетона при повторных статических нагружениях. // Бетон и железобе-ТОН.-1985.- № 1.- с. 33-34.

91. Макаренко Л.П. Изменение физико-механических свойств бетона при сжатии и растяжении при повторных нагружениях. // Бетон и железобетон.-1989, №2.- с. 38-40.

92. С. Whitnty, Plastic Theory of Reinforced Concrete Desiqn Proceedinqs ASCE, 1940.

93. Таль К.Э. О деформативности бетона при сжатии. Сб. ЦНИИПС «Исследование прочности, пластичности и ползучести строительных материалов».: Госстройиздат, 1955.

94. Узун И.А. Расчет прочности и деформативности железобетонных элементов с учетом неравномерности распределения деформаций // Известия Вузов. Строительство. — 1998. № 4-5. - с. 9 — 14.

95. Узун И.А. Трансформирование диаграмм деформирования бетона при сжатии. //Известия Вузов. Строительство. -1991.-2 11, — с. 7-12.

96. Узун И.А. Деформирование при сжатии и растяжении при изгибе. // Известия Вузов. Строительство. — 1992. №9-10. — с. 3-6.

97. Хартман Г. Современный факторный анализ. — М. 6 Статистика, 1972,-488 с.

98. Холмянский М.М. Бетон и железобетон. Деформативность и прочность. — М.: Стройиздат, 1978. — 559 с.

99. Холмянский М. М. Бетон и железобетон. Деформативность и прочность. — М.: Стройиздат, 1978. — 559 с.

100. Холмянский М.М. Работа бетонной балки с одиночными трещинами или разрезами. Бетон и железобетон. — 2003. - № 1.-е. 20-24.

101. Харламов C.JI. Многофакторный анализ трещиностойкости легкого бетона. // Бетон и железобетон.- 1998.

102. Черепанов Г.П.Механика хрупкого разрушения. М., Наука, 1974.640 с.

103. Чистяков Е. А., О модуле упругости бетона при сжатии // Особенности деформаций бетона и железобетона и использование ЭВМ для оценки их влияния на поведение конструкций /Сб. тр. НИИЖБ под ред. А. А. Гвоздева и С. М. Крылова М.: Сгройиздат, 1969.

104. Sandor Popovics. Strength and related properties of concrete. A quantitative approach. — John Wiley & Sons, INC.

105. Шевченко В.И. Энергетический подход к оценке вязкости разрушения цементного камня и бетона. // Бетон и железобетон, 1985.- №1

106. Шейкин А.Е., Чеховской Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементного камня. М.: Стройиздат, 1979.

107. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. — М.: Стройиздат, 1974. — 192 с.

108. Ягуст В. И. О границах области применимости линейной механики разрушения к бетону .//Бетон и железобетон. — 1982. № 6.

109. Ящук В.Е. Определение напряжений в упруш-пластических материалах по результатам замеров их деформаций // Экспериментальные исследования инженерных сооружений / Сб. науч. тр. М.: Наука, 1973. - С. 55 - 57.

110. Яшин А.В. Теория прочности и деформаций бетона с учетом его структурных изменений и длительности нагружения. Сб. НИИЖБ: Новые исследования элементов железобетонных конструкций при различных предельных состояниях. — М/.1982.

111. Chan, S.K., Tuba, I.S. and Wilson, W. К., On the nfinite elemtnt method in linear fracture mechanics, Eng. Fract Mech. 2 (1970) pp. 1-17.