автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование конструктивно-технологических параметров комбинированных овалоидальных труб для подземных трубопроводов

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

I

ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННЫХ ОВАЛОИДАЛЬНЫХ ТРУБ Д ЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции,

здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 2003

Работа выполнена на кафедре «Промышленное и гражданское строительство» Курского государственного технического университета.

Научный руководитель: лауреат премии правительства РФ,

Научный консультант: кандидат технических наук,

доцент С.И. МЕРКУЛОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор C.B. СЕРГЕЕВ

кандидат технических наук, доцент С.Г. ПАРФЕНОВ

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие «ГИПРОНИИСЕЛЬПРОМ», г. Орел

Защита состоится «03» октября 2003г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.182.05 при Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, ОрелГТУ, аудитория 212. Тел. (0862) 47-50-71.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Орловского государственного технического университета.

Автореферат разослан «2» сентября 2003г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических

член-корр. РААСН, доктор технических наук, профессор Г.А. ГЕНИЕВ

наук, профессор

B.C. Шоркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В прогнозируемый период ближайших двух десятилетий будет продолжаться строительство и интенсивная реконструкций объектов жилищно-коммунальной сферы, нефтегазового комплекса, энергетических станций, новых автомобильных дорог и обустройство существующих транспортных магистралей. Распространенными конструкциями инженерной инфраструктуры этих объектов являются подземные трубопроводы, в том числе йз железобетонных труб различных размеров и разнообразных форм поперечного сечения. В общем объеме безнапорных трубопроводов конструкции диаметром 600 ... 1500 мм и длиной 2 ... 5 м занимают значительный удельный вес - более половины всех применяемых типов труб. В то же время большинство применяемых сегодня конструктивно- технологических решений железобетонных труб разработаны ещё в 60-80-е годы прошлого столетия и не всегда отвечают современным требованиям к водопропускным инженерным конструкциям по технологичности изготовления, долговечности, материалоемкости, трудоемкости монтажа и другим показателям. В частности для производства многих типов железобетонных труб требуется сравнительно сложное энерго- и материалоемкое технологическое оборудование, значительные объемы производственных площадей со значительной высотой пролетов и специализированным крановым оборудованием. '

Современные рыночные условия диктуют необходимость совершенствования конструктивно-технологических решений водопропускных железобетонных труб и постоянного поиска эффективных технологий их производства. Совершенно очевидно, что конструктивно- технологические параметры, форма и размеры конструкций труб в известной степени влияют на характер их взаимодействия с вмещающей грунтовой средой, включая изменение количественных показателей напряженно- деформированного состояния (НДС) подземных трубопроводов. Соответственно, это должно находить отражение в расчетных моделях, используемых при проектировании рассматриваемых конструкций. Такой подход позволит расширить применяемую в строительстве номенклатуру безнапорных железобетонных труб, что в конечном итоге приведет к ощутимому экономическому эффекту.

Цель работы — создание технологичных железобетонных крупноразмерных водопропускных труб пониженной материалоемкости, разработка и экспериментальное обоснование инженерной методики расчета их конструктивно-технологических параметров и нагрузок от действия грунта.

Автор защищает:

— предложенный новый тип железобетонных овалоидальных крупноразмерных водопропускных труб многоцелевого назначения повышенной водонепроницаемости с поддерживающими ребрами жесткости;

— результаты экспериментальных исследований деформирования, трещиностойкости и прочности опытных образцов натурных конструкций железобетонных овалоидальных труб с одиночным армированием стенок при варьировании соотношения вертикального и бокового давления;

— методику определения параметров виброуплотнения бетонной смеси при формовании крупноразмерных тонкостенных железобетонных труб;

— уточненную методику определения нормативных нагрузок на подземный трубопровод от грунтовой засыпки в траншеях с наклонными стенками;

— расчетные методики для определения прочности и трещиностойкости железобетонных конструкций труб предлагаемого типа;

— результаты численных исследований влияния основных конструктивно-технологических параметров железобетонных овалоидальных труб на их прочность и трещиностойкость и рекомендации по рациональному проектированию таких конструкций.

Научную новизну работы составляют:

— методика определения рациональных конструктивно- технологических параметров конструкций водопропускных железобетонных труб овалоидальной формы с горизонтальной подошвой и внутренней полимерной оболочкой;

— опытные данные об особенностях деформирования, трещиностойкости и прочности железобетонных овалоидальных труб при варьировании соотношения вертикального и бокового давления на трубы, полученные на натурных образцах;

'" — методика нелинейного расчета жесткости, трещиностойкости и прочности железобетонных тонкостенных труб при различных видах на-гружения;

— результаты численного анализа влияния соотношения вертикального и бокового давления, формы и размеров поперечного сечения, шага поперечных ребер и других конструктивно-технологических параметров овалоидальных труб на силовое сопротивление таких конструкций.

Достоверность положений и выводов в диссертации обеспечивается использованием общепринятых положений строительной механики и механики железобетона, подтверждается данными экспериментальных исследований на образцах натурных конструкций.

Практическое значение и реализация результатов работы Заключается в том, что предложен новый тип тонкостенных конструкций крупноразмерных железобетонных водопропускных труб многоцелевого назначения и научно обоснованные рекомендации по совершенствованию их конструктивно-технологических параметров. Конструкция отличается от известных аналогов повышенной технологичностью, водонепроницаемостью, долговечностью, пониженной материалоемкостью. Конструкции прошли проверку в производственных условиях и могут являться основой для разработки новой номенклатуры водопропускных труб больших диаметров массового применения в инженерных сооружениях различного назначения.

Предложенный тип конструкций водопропускных труб, методика расчета их конструктивно- технологических параметров были использованы институтом «Облпроект» г. Белгорода при проектировании инженерных автодорожных коммуникаций и в частности автомагистрали от с. Дорогобужино до микрорайона Песчаный Белгородского района Белгородской области. Выпуск конструкций труб освоен заводом ОАО «Мостовик» (г. Белгород).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Курского и Орловского государственных технических университетов.

Исследования проводились при выполнении проекта «Разработка ресурсосберегающих железобетонных и комбинированных труб многоцелевого назначения и панелей покрытий и перекрытий для зданий и сооружений» в рамках Межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования РФ и Федеральной службы специального строительства РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 гг.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научно- практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века» (г. Белгород, 2000 г.), VII Международном научно- методическом семинаре «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке кадров Республики Беларусь» (г. Брест, 2001г.), Международной научно-практической конференции-выставке по результатам реализации в 2002 г. межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 гг. (г. Москва, 2002 г.), Вторых международных академических чтениях «Новые энергосберегающие ар-

хитектурно-конструктивные решения жилых и гражданских зданий (г. Орел, 2003 г.).

В полном объеме работа доложена на расширенном заседании кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Курского государственного технического' университета (г. Курск, март 2003г.) и на заседании кафедры «Строительные конструкции и материалы» Орловского государственного технического университета (г. Орел, май 2003г.).

По диссертации опубликовано 7 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложений. Работа изложена на 166 страницах, в том числе 33 рисунка, а также включает список литературы из 122 наименований и два приложения общим объемом 24 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование темы диссертации, приведена общая характеристика работы и её основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе изложено состояние вопроса, обобщены и проанализированы конструктивные решения, экспериментальные исследования, методы расчета и проектирования сборных железобетонных конструкций водопропускных труб для инженерных сооружений автомобильных дорог, промышленных и гражданских объектов, сформулированы направления по совершенствованию их технологичности, снижению материалоемкости и стоимости на современном этапе.

Широкому внедрению железобетонных водопропускных труб в практику строительства способствовали экспериментальные и теоретические исследования, выполненные A.A. Амосовым, А.Г. Андреевым, И .Я. Бялером, C.B. Виноградовым, А.Р. Вульфом, Г.А. Гениевым, В.В. Гончаровым, С.С. Давыдовым, Н.Ф. Дацко, Г.К. Клейном, H.H. Леонтьевым, В.М. Лисовым, В.Н. Померанцем, А.Н. Поповым, Т.П. Сенкевичем, C.B. Сергеевым, С.Б. Смирновым, Ю.А. Тевелевым, С.З. Рагольским, И.И. Черкасовым, Н.И. Шепелевичем, М.В. Яковлевой, O.A. Янковским, В.А. Ярошенко и др.

Методы определения нагрузок на подземные трубопроводы рассмотрены в работах В.М. Агапкина, В.А. Баженова, В.Ш. Барбакадзе, П.П. Бородавкина, C.B. Виноградова, А.Б. Волошина, Г.Е. Габриеляна, Е.А. Гаврашенко, Б.Г. Галеркина, Г.А. Гениева, Н.Ф. Дацко, Л.М. Емельянова, В.К. Кердикошвили, Г.К. Клейна, И.Г. Купцова, А.И. Оглобли, Г.И. Покровского, И.С. Федорова, N.W. Clarke, M.G. Spangler, О.С. Young и др.

Современные расчетные положения по оценке силового сопротивления железобетонных водопропускных труб базируются на физических моделях железобетона развитых в работах отечественных и зарубежных авторов, в том числе: В.Н. Байкова, В.Я. Бачинского, О.Я. Берга, В.М. Бондаренко, C.B. Бондаренко, A.A. Гвоздева. Г.А. Гениева, А.Б. Голыше-ва, A.B. Забегаева, A.C. Залесова, Н.И. Карпенко, В.И. Колчунова, В.М. Митасова, В.И. Мурашева, Я.М. Немировского, А.Б. Пирадова, Б.С. Расторгуева, В.И. Римшина, P.C. Санжаровского, М.М. Холмянского, B.C. Федорова, В.П. Чайки, T.F. Doolen, M. Sargin, S. Valliappan и др.

Современные физические модели железобетона в принципе обеспечивают инструментарий для исследований напряженно- деформированного состояния и совершенствования методов расчета новых типов железобетонных водопропускных труб, отвечающих требованиям ресурсосбережения, технологичности и универсальности. Именно эти требования становятся определяющими в современных рыночных условиях при решении задач снижения себестоимости, повышения качества и максимальной унификации конструкций инженерных сооружений.

Важнейшим направлением реализации такой концепции при решении рассматриваемых задач является объединение рационального формо-и структурообразования и технологии изготовления при наиболее полном учете всех конструктивно-технологических особенностей производства и работы конструкций. Такие особенности возникают, например, при изменении формы, геометрии и схем армирования конструкций труб, профиля траншей и схем опирания труб на грунт, параметров виброуплотнения бетона при изготовлении конструкций, что должно найти отражение при разработке методов оценки трещиностойкости, деформативности и прочности создаваемых на этой основе новых типов конструкций.

На основании проведенного обзора были сделан вывод о том, что для создания новых типов универсальных и технологичных при изготовлении конструкций водопропускных труб пониженной материалоемкости необходимо обеспечить комплексное решение конструктивно- технологических задач формо- и структурообразования, всестороннее исследование особенностей силового сопротивления внешним воздействиям и адекватное отражение специфики работы и технологии изготовления при проектировании рассматриваемых конструкций.

Вторая глава диссертации посвящена исследованиям влияния конструктивно-технологических параметров и напряженного состояния вмещающей среды на прочность, трещиностойкость и деформатавность крупноразмерных железобетонных труб овалоидального сечений.

Предлагаемая конструкция железобетонной трубы (приоритет которой подтвержден положительным решением по заявке на патент), в которой за основу принята топология овалоидальной раструбной-конструдс-

ции, имеет следующие особенности (рис. 1): соотношение большего и меньшего диаметров принято 0,6...0,8; труба имеет переменную толщину вдоль периметра сечения с соотношением толщины боковых стенок и свода в шелыге 0,6..0,7; труба имеет плоскую подошву опирания на основание, снабжена внутренней полимерной оболочкой и наружными подкрепляющими ребрами, шаг которых принимается 1...2 большего диаметра трубы; армирование стенок трубы предусмотрено плоскими и изгибаемыми при монтаже сварными сетками, устанавливаемыми в растянутых зонах в соответствии с расчетной эпюрой изгибающих моментов в конструкции.

Узе^ ;(А»

Рис. 1. Предлагаемая конструкция овалои-дальной ребристой полимержелезобетон-ной трубы: 1 - верхняя изогнутая арматурная сетка; 2 - боковые изогнутые арматурные сетки; 3 - ступенчатая (плоская) подошва, армированная плоской сеткой; 4 -поперечные ребра переменного сечения; 5 - внутренняя полимерная оболочка

Изготовление конструкций осуществляется по стендовой технологии при горизонтальном положении изделия на всех стадиях технологических операций. Металлоформы для производства труб представляют со-

бой пространственную конструкцию с жестким, горизонтально извлекаемым пуансоном-пустотообразователем, двумя съемными торцовыми крышками и бесшарнирными бортами, открывание которых осуществляется гидродомкратами по конструктивно заданной фиксированной линии сгиба.

Полимерная оболочка, устанавливаемая до формования изделия на пуансон, при его извлечении снижает силы трения, а после извлечения пуансона из формы предотвращает обрушение свежеотформованного железобетонного свода трубы. В процессе эксплуатации труб полимерная облицовка защищает конструкцию от агрессивных воздействий транспортируемых жидкостей, обеспечивает высокую водонепроницаемость изделий и существенно увеличивает их водопропускную способность.

Принятые формы поперечного сечения конструкции, технология её производства и предложенная методика определения параметров виброуплотнения бетонной смеси позволяют управлять плотностью бетона при формовании изделия.

Расчетная схема виброуплотнения конструкции в соответствии с принятым способом её производства представлена на рис. 2. Качество уплотнения бетонной смеси при принятой схеме определяется её физико-механическими параметрами, частотой и амплитудой колебаний виброплатформы, формой и размерами поперечного сечения конструкции. Для ^.—2 определения необходимых парамет-

ров колебаний виброплатформы моделируем бетонную смесь несжимаемой вязкой средой, уравнение движения которой имеет вид:

p&w/dt2 = dox/dx, (1) где pi- плотность бетонной смеси; и>, сгх - соответственно вертикальное перемещение частиц смеси и нормальное напряжение на горизонтальной площадке в произвольной точке поперечного сечения формуемого изделия.

Действительная часть решения уравнения (1) получена в виде:

w (х, t) — 2 [(A ch (кх) cos (кх) +

+ Csh (кх) sin (кх)) cos (a>t) -

- (A sh (кх) sin (кх) -С ch (Аде) cos (кх)) sin (cat) ], (2)

железобетонной трубы: 1 - поперечное сечение; 2 - вибро-пригруз; 3 - виброплатформа

где к = -У® /(6 V) ; со - частота колебаний; у - кинематический коэффи-

циент вязкости.

Параметры А и С определяются из граничного условия: при х = А, И>(Й,|) = Д 81П(<У/).

Задавая различные значения амплитуды (Д) и частоты колебаний (со) виброплатформы, с использованием уравнения (2) определяются перемещения частиц смеси в любой точке сечения трубы. Тем самым теоретическим путем можно рассчитывать оптимальные параметры виброуплотнения бетонной смеси рассматриваемых железобетонных тонкостенных конструкций.

Немаловажной задачей совершенствования методики расчета крупноразмерных железобетонных труб является корректировка и уточнение действующих на конструкцию нагрузок. В рассматриваемой главе в развитие исследований Г.А. Гениева, В.К. Кердикошвили предложено уточненное решение по определению нормативных нагрузок на трубопроводы, уложенные открытым способом в траншеи с наклонными стенками.

Расчетная схема для определения давления грунта на трубу в траншее с наклонными стенками изображена на рис. 3.

а)

б)

ччччч

Рис. 3. Расчётная схема к определению давления грунта на трубопровод (а) и схема элементарного клина, примыкающего к наклонной стенке траншеи в предельном состоянии (б)

Условие предельного равновесия примыкающего к наклонным стенкам грунтового клина с углом наклона а имеет вид:

*«=/о<7а. (3)

1

11

где та, сга - касательное и нормальное напряжения на наклонной площадке; /о = Щ<Ро~ коэффициент трения засыпки о стенку траншеи, зависящий от соответствующего угла трения грунта

Исходя из статических условий равновесия (рис. 3, б) нормальное (сгЛ) и касательное напряжения на вертикальной площадке (тад) можно

выразить через величину вертикального напряжения аг

„2

1 - 2/о tga - tg а

£(/o + tgg)-tgg(l-/0tgg)_

l-2/0tga-tg2a

(4)

(5)

Из зависимостей (4) и (5) следуют неравенства, при выполнении которых достигается условие предельного равновесия на наклонной стенке траншеи:

ас*-^-; 4 ' 2

1 - sin (рй

(6)

1 + sin <р0

Дифференциальное уравнение равновесия элементарного свода (см. рис. 3, а) имеет вид:

да-,

2<rz[tga(l-/0tga)-£(/0 + tga)]

= Г (7)

di (1 - 2 /0 tga - tg2 a)-(B + 2Htga-2 z tg a

где £ = l/( 1 + sin - коэффициент бокового давления; ^ - объёмный

вес фунтовой засыпки; (р - угол внутреннего трения грунта.

Интегрированием уравнения (7) с учетом граничного условия: при Z- 0, аг =а0 (где сг0 - равномерно распределенная нагрузка на поверхности траншеи), получено аналитическое выражение для определения вертикального давления в грунте засыпки. Для практически важного случая, при определении вертикального давления на уровне верха трубы (z=H) и отсутствии нагрузки на поверхности траншеи (<т0=0), это выражение принимает вид:

V » V®

-1

а, =

/В

2(оХ%а

B + 2Htga

(8)

где да - tg а (2 ~ tg от - tg2 ог) - # (/0 + tg от) tga(l-2/0tga-tg2a)

Для статического расчета конструкции трубы предложена расчетная схема в виде элемента овальной формы, ограниченного двумя поперечными сечениями, отстоящими друг от друга на расстоянии равном единице. В качестве нагрузок приняты вертикальное и боковое давление на трубу. Для раскрытия статической неопределимости расчетного элемента использован метод сил. С учетом симметрии количество неизвестных при составлении системы канонических уравнений сокращено до двух. Представлены полуаналитические расчетные зависимости для определения искомых неизвестных. Для удобства численной реализации и графической интерпретации полученных решений с использованием языка программирования Ое1рЫ-5 составлена программа расчета «ОуаПтиЬа».

Третья глава диссертации посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям прочности и трещиностойкости рассматриваемых конструкций железобетонных водопропускных труб.

При построении расчетных зависимостей для определения трещиностойкости и прочности труб по нормальным сечениям принят вариант деформационной модели, предложенный в работах В.И. Колчунова, А.И. Никулина. В основу этой модели положена идея трансформирования эталонных диаграмм сжатия и растяжения бетона в диаграммы неоднородного деформирования, соответствующие напряженно-деформированному состоянию внецентренно сжатых и изгибаемых конструкций (рис. 4).

Рис. 4. Диаграммы деформирования бетона при центральном и неоднородном сжатии (кривые 1 и 2) и растяжении (кривые 3 и 4)

При этом для аналитического описания эталонных и трансформированных диаграмм деформирования бетона используется дробно-рациональная функция вида:

где Е) - начальный модуль деформации бетона, общий для диаграмм сжатия и растяжения (/=¿0 - для эталонных диаграмм, у'=йи - для неоднородного деформирования); Dj, С] - параметры нелинейности диаграмм, получаемые расчетным путем (¡=Ь0, НШ - для эталонных диаграмм соответственно сжатия и растяжения; /=Аи, \~btu - то же, для трансформированных диаграмм).

Определение этих параметров выполнено на энергетической основе в предположении, что предельное значение удельной энергии деформирования бетона при неоднородном растяжении (сжатии) равно удельной

трещинообразования представлена на рис. 5.

Уравнения деформационной модели получены по традиционной схеме совместным решением уравнений равновесия, условий линейного деформирования бетона и арматуры по высоте сечения и уравнений состояния материалов.

Я" е, , 0.5 к

энергии разрушения центрально растянутого (сжатого) бетонного образца. Принята также гипотеза о том, что для предельной стадии деформирования бетона при неоднородном растяжении (что соответствует растянутой зоне сечения элемента на этапе трещинообразования) деформация волокна, проходящего через центр тяжести эпюры растягивающих напряжений, равна предельной деформации бетона при центральном растяжении £ьт-

Рис. 5. Схема распределения деформаций, напряжений и усилий в нормальном сечении стенки железобетонной трубы на стадии трещинообразования

Диаграммы арматурных сталей приняты в виде кусочных функций, состоящих из одного линейного и двух нелинейных уравнений. При этом основу кусочной функции на двух криволинейных участках также составляют уравнения вида (9).

Расчетная схема для определения напряженно- деформированного состояния в нормальных сечениях стенки трубы на стадии

Условия равновесия в рассматриваемом сечении имеют вид

= (Ю)

AU (11)

где сос, cot, ус, у, - коэффициенты полноты эпюр напряжений в сжатой и растянутой зонах бетона и относительные расстояния от фибровых волокон до центров тяжести соответствующих эпюр.

Критерием образования трещины в нормальном сечении внецентрен-но сжатого с большими эксцентриситетами железобетонного элемента является достижение фибровым волокном растянутой зоны этого элемента предельной величины относительной деформации Situ с одновременным исчерпанием сопротивления бетона растяжению Яы-

Особенностью предлагаемой расчетной модели, отражающей начало процесса трещинообразования в поперечном сечении стенки трубы, является отсутствие эмпирических зависимостей в системе разрешающих уравнений. Решение такой системы, включающей ряд нелинейных зависимостей, осуществляется с использованием стандартных итерационных процедур и позволяет найти искомую величину усилия трещинообразования Ncrc в сечении исследуемой конструкции, а также другие параметры, характеризующие её напряженно- деформированное состояние.

Построение расчетных уравнений для решения задачи определения прочности внецентренно сжатых стенок железобетонных труб по нормальным сечениям выполнено аналогичным образом.

При этом учтены некоторые особенности трансформирования эталонных диаграмм бетона для получения соответствующих уравнений состояния. В частности, критерием начала разрушения нормального сечения стенки трубы является достижение фибровым волокном сжатой зоны бетона предельной величины относительной деформации (£&,) с одновременным исчерпанием сопротивления бетона сжатию (Rb).

Для подтверждения предложенных в работе расчетных зависимостей, а также для детального изучения напряженно- деформированного состояния конструкций железобетонных овалоидальных труб были проведены экспериментальные исследования на натурных образцах.

Проводилось испытание двух опытных конструкций длиной 5110 мм и внутренними диаметрами: горизонтальным - 800 мм, вертикальным -1200 мм. Рабочее армирование боковых стенок конструкций было выполнено сетками из проволоки диаметром 5 мм с шагом рабочих стержней 150 мм, подошвы - сеткой с поперечными стержнями диаметром 8 мм класса A-III с шагом 200 мм. Стержни продольного направления обеих сеток были выполнены из стержней арматуры класса A-I диаметром 6 мм.

Конструкция трубы была изготовлена плоской подошвой вверх - по предложенной технологии виброуплотнения с горизонтальным положением формуемого изделия в процессе всего цикла изготовления, включая термообработку. Подача бетонной смеси производилась через верхнее отверстие в металлоформе (со стороны подошвы трубы) с одновременным уплотнением на вибростоле, параметры которого предварительно рассчитаны с использованием уравнения (2).

Фактическая прочность бетона в возрасте 28 суток, определенная по контрольным образцам 100x100x100 мм в соответствии с ГОСТ 10180-90, составила 39,1 МПа.

Испытание опытного образца трубы выполнены по специально разработанной методике, учитывающей особенности действия эксплуатационных нагрузок в таких сооружениях. Программа испытаний предусматривала: на первом этапе приложение вертикальной полосовой нагрузки при условии ограничения горизонтальных перемещений трубы, что имитировало действие отпора грунта засыпки, на втором - доведение до разрушения вертикальной полосовой нагрузкой.

Испытание опытного образца конструкции трубы выполнялось в проектном положении на специально запроектированном и изготовленном стенде, позволяющем прикладывать независимо друг от друга сосредоточенные или полосовые нагрузки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось сечения трубы (рис. 6).

В процессе нагружения, индикаторами часового типа, прикрепленными анкерами к бетону с внутренней стороны трубы, контролировали взаимные перемещения характерных точек поперечного сечения. Средние деформации волокон бетона в тех же поперечных сечениях замеряли методом электротензометрии с использованием информационно- измерительной системы СИИТ-3. Тензорезисторы типа КФ-5 с базой 5 мм были наклеены на полки специально изготовленных и тарированных рамок -тензометрических устройств, ширину раскрытия трещин на поверхности бетона контролировали микроскопом МПБ-ЗМ.

В результате проведенных экспериментальных исследований были проверены: технология устройства внутренней полиэтиленовой оболочки, качество уплотнения бетона при принятой схеме и параметрах виброуплотнения, распалубка изделий, выявлены особенности деформирования и разрушения тонкостенных железобетонных конструкций труб, изготовленных предложенным способом.

Экспериментально установлено, что изготовление крупноразмерных тонкостенных железобетонных труб в индивидуальных металлоформах с применением неизвлекаемой внутренней полиэтиленовой оболочки, использованием для армирования плоских и изгибаемых на монтаже арматурных сеток, горизонтальным извлечением пуансона из свежеотформо-

ванного изделия, применением виброуплотнения с заданными параметрами является эффективным способом снижения материалоемкости, энергоемкости и повышения технологичности производства таких конструкций.

Полученные характеристики трещиностойкости и прочности опытных конструкций подтвердили близкое к равномерному распределение характеристик прочности бетона по всему объему тонкостенного изделия. Косвенным подтверждением этого явилось и то, что опытные схемы разрушения труб были адекватны характеру их напряженно- деформированного состояния.

Анализируя полученные опытные данные о характере распределения относительных деформаций бетона в поперечном сечении трубы (рис. 7) можно отметить следующее. Характер изменения деформаций свидетельствует о том, что напряженное состояние в поперечных сечениях трубы соответствует внецентренному сжатию. Причем в точках, расположенных ближе к середине высоты сечения трубы внецентренное сжатие является преобладающим, а ближе к шелыге оболочки - его влияние уменьшается.

Анализ численных значений деформаций показал, что при оценке трещиностойкости и прочности конструкций труб по нормальным сечениям необходимо учитывать влияние продольной силы, при принятых в опытах коэффициентах бокового давления учет продольной силы существенно, до 15-17%, позволяет уточнить расчетное значение момента трещиностойкости сечения и на 10-12% его несущую способность.

Опытная картина и численные значения деформаций контура поперечного сечения труб подтвердили высокую жесткость и трещиностой-кость принятой формы и заданную переменную толщину поперечного сечения стенки трубы. Так, при действии контрольной нагрузки 75 кН/м взаимные смещения точек контура поперечного сечения составили по вертикали 0,5 мм или 1/1600 пролета, по горизонтали - 0,7 мм или 1/1800 пролета. Деформации контура эквивалентного поперечного сечения с постоянной толщиной стенки трубы кругового очертания в 1,52 раза больше, чем для исследуемой конструкции.

Картина распределения деформаций бетона, полученная на втором этапе испытаний (до разрушения) и количественные значения деформаций показали, что фактическая трещиностойкость трубы на 27% (Мсгс=60 кН/м) выше теоретических значений, определенных согласно рекомендациям СНиП 2.05.03 - 84*.

Рис. б. Общий вид испытания железобетонной овалоидальной трубы

а)

б)

и»

оО

"Т" к л_ 1

А1

4

I I

#4-1

V. I

\Х/

, Б'

100|

ь0(-

±

1Ь+

ы

' А

Г

£ Л >Л Л Ч

-> Ю 15 20 ¿5 £

£ 25 20 15 10 5 С 5 Ш 15 20 25 £

Рис. 7. Деформации (е-КГ*) опытного образца в точках 1, 2, 3, 2\ 3' при на-гружении по первой (а) и второй (б) схемам: х — в точке 1, ♦ - в точке 2 (2'), • - в точке 3 (3'); — на наружной поверхности трубы, - - на внутренней поверхности

Опытные данные образования и развития трещин в конструкции трубы подтвердили расчетную картину наиболее напряженных зон растяжения по контуру её поперечного сечения: продольные трещины образовывались вначале на боковых поверхностях с наружной стороны, примерно посередине высоты сечения," затем с внутренней стороны в верхнем своде трубы и наконец с внутренней стороны в нижней части сечения, в местах начала опорного утолщения подошвы трубы. Ширина раскрытия первых трещин при контрольной нагрузке составила 0,10...0,12 мм. *

Исчерпание несущей способности тонкостенной конструкции трубы произошло при нагрузке 135 кН/м и характеризовалось раздроблением сжатого бетона над трещиной в шелыге свода и значительным (3-5 мм) раскрытием других, образовавшихся ранее продольных трещин, разделивших, по существу, трубу на отдельные жесткие диски. Коэффициент превышения разрушающей нагрузки над контрольной по прочности для опытной конструкции (коэффициент С) составил 1,62. Это опытное значение несущей сцрсобэ^Шйрубы превысила теоретически вычисленное её значение {ща-Это свидетельствует

о сравнителмшрЩ|<ри точнос-вйдШшбжешйлх аналитических зависимостей для расчета прочности жеШюбетонных труб.

В четвертой - заключительной главе диссертации приведены численные исследования конструктивно-технологических параметров железобетонных тонкостенных труб больших диаметров.

Проведено четыре этапа таких исследований:

— расчет параметров виброуплотнения бетонной смеси;

- уточненный расчет нормативных нагрузок на трубу, уложенную в траншею с наклонными стенками;

- статический расчет конструкции трубы на заданные вертикальные и горизонтальные нагрузки;

— расчет трещиностойкости и прочности железобетонных труб.

С использованием разработанных алгоритмов и соответствующих программ расчета на ПЭВМ исследовали: зависимость степени уплотнения бетона при виброформовании крупноразмерных тонкостенных труб от частоты и амплитуды вибрирования, а также геометрических размеров сечения конструкции; влияние угла наклона стенок траншеи (а), ширины (В) и глубины (//) траншеи при различных значениях коэффициента бокового давления (£) и различных коэффициентах трения засыпки о стенку траншеи (/о) на величину нормативной нагрузки на уровне верха трубы; влияние учета реального напряженно-деформированного состояния в поперечных сечениях овалоидальной трубы на её трещиностойкость и несущую способность. Результаты численных исследований позволили

существенно расширить спектр подтверждающей базы о достоверности предложенных в работе расчетных зависимостей, выявить влияние основных конструктивно- технологических параметров на трещиностой-кость, деформативность и прочность конструкций рассматриваемых труб.

При этом установлено следующее:

- при горизонтальном расположении трубы при виброформовании, принятых геометрических размерах ее сечения, частоте циклов вибрации 7... 10 ц/сек и амплитуде колебаний до 8 мм амплитудное значение вертикального перемещения на верхней поверхности вибрируемого изделия составляет около 40% от вертикального перемещения на его нижней поверхности. Применение пригруз-плиты и варьирование числом циклов и амплитудой вибрации позволяет уменьшить разницу в уплотнении бетона в тонкостенной конструкции по высоте сечения до 25-27%;

- для одной и той же ширины (В), глубины (Н) и угла наклона стенок траншеи (а) при постоянном коэффициенте трения грунта о стенку (/о) с увеличением коэффициента бокового давления % вертикальное давление на трубу уменьшается. При постоянном £ с уменьшением /о вертикальное давление увеличивается. При фиксированных параметрах

и размерах траншеи(В, Н) с увеличением угла наклона а в определенных пределах вертикальное давление увеличивается, достигая своего максимума, а затем уменьшается и при о=(я7 4 - <ро) сг2 « 0;

- учет продольной силы, вычисленной при глубине заложения трубы до 6 м, при определении трещиностойкости продольных сечений конструкций с принятым соотношением большего диаметра трубы к меньшему, равному 1,5, позволяет увеличить расчетный момент трещиностойкости до 23%;

- установка наружных армированных ребер в продольном направлен™ трубы с шагом, равным 1...2 от её большего диаметра, при фиксированной трещиностойкости и прочности конструкции и принятой схеме её одиночного армирования обеспечивает снижение приведенной толщины конструкции до 25-30%;

- варьирование переменной толщиной стенки трубы в конструктивно допустимых пределах при фиксированном расходе бетона и постоянном отношении большего и меньшего диаметров конструкции позволяет более чем вдвое увеличить ее несущую способность.

Выявленные качественные и количественные характеристики деформирования исследуемых конструкций, предложенные уточнения параметров виброуплотнения и нагрузок на них явились основой для приведенных в заключительном параграфе этой главы конкретных рекомендаций по расчету, конструированию и повышению технологичности из-

готовления рассматриваемых конструкций. Эти рекомендации касаются формы и соотношения размеров поперечного сечения конструкции, рациональных схем армирования, расчетов требуемых параметров виброу-плот'нения бетона, способов установки внутренней защитной оболочки и извлечения пуансона, рекомендаций по уточнению нормативных нагрузок на трубу от грунтовой засыпки, определения трещиностойкости и несущей способности железобетонных труб и других параметров.

Использование этих рекомендаций при проектировании конструкций овалоидальных труб позволяет, по сравнению с круглой железобетонной трубой эквивалентного диаметра 1000 мм с подошвой, снизить расход арматурной стали на одно изделие длиной 5 м до 48%, бетона - на 10... 12%, себестоимости изготовления - до 18%. Уместно заметить также, что применение предлагаемых конструкций железобетонных труб для восстановления и реконструкции канализационных сетей диаметрами 800-1200 мм будет при той же долговечности в 4-5 раз дешевле по стоимости применяемых за рубежом пластмассовых трубопроводов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой на основании экспериментальных и теоретических исследований получено новое решение актуальной задачи по совершенствованию конструкций крупноразмерных железобетонных водопропускных труб, что имеет существенное значение для строительства и реконструкции трубопроводов ливневой, промышленной и бытовой канализации. По работе сделаны следующие выводы:

1. Эффективным способом повышения технологичности заводского изготовления и снижения материалоемкости крупноразмерных железобетонных водопропускных труб для инженерных сооружений является оптимизация их формы и размеров поперечного сечения; применение одиночного армирования, устройство внутренней защитной полимерной оболочки, горизонтальной подошвы и наружных поперечных ребер жесткости, горизонтальное виброуплотнение и извлечение пуансона. Это позволяет максимально снизить материалоемкость оснастки для производства труб, изготовлять конструкции требуемой длины и снизить расход бетона и стали на их производство.

2. Предложены аналитические зависимости для уточнения нормативных нагрузок на трубы от грунтовой засыпки в траншеях с наклонными стенками, позволяющие учитывать раз1ружающий эффект сил трения по стенкам траншеи.

3. На основе математической модели движения несжимаемой вязкой среды Г.А. Гениева предложена методика расчета параметров виброуп-

лотнения бетонной смеси при формовании тонкостенных крупноразмерных железобетонных конструкций труб.

4. На основе анализа полученных и имеющихся экспериментальных и теоретических исследований и использования общих положений деформационной модели железобетона построены теоретические зависимости для расчета трещиностойкости и прочности железобетонных конструкций труб. Определение параметров нелинейности железобетона выполнено диаграммным методом на энергетической основе.

5. Экспериментальными исследованиями на натурных образцах конструкций железобетонных водопропускных труб, изготовленных по предложенной технологии, выявлены особенности деформирования, трещинообразования и исчерпания несущей способности и подтверждена разработанная методика расчета прочности и трещиностойкости рассматриваемых конструкций и методика определения параметров виброуплотнения бетонной смеси при заводском изготовлении труб.

6. С применением разработанного расчетного аппарата построены алгоритмы расчета конструкций рассматриваемого типа и выполнены их многовариантные численные исследования при варьировании формы и размеров поперечного сечения, параметров виброуплотнения, размеров траншеи, интенсивности и схем армирования. Результаты этих исследований в сопоставлении с опытными данными подтвердили высокую эффективность предложенных расчетных методик. Они позволяют назначать параметры виброуплотнения при формовании конструкций труб, вести детальный анализ процесса их деформирования и исчерпания несущей способности, уточнить эксплуатационные нагрузки на стадии проектирования, управлять их эксплуатационными качествами.

7. Разработаны рекомендации по проектированию эффективных конструктивно-технологических решений водопропускных труб многоцелевого назначения, включающие: методику расчета конструкций по предельным состояниям первой и второй групп, предложения по определению основных конструктивно-технологических параметров труб и технологического регламента для их изготовления, практические рекомендации для использования предлагаемых конструкций в инженерных сооружениях.

8. Выполненные расчеты, сопоставительный технико- экономический анализ крупноразмерных железобетонных труб предлагаемого типа применительно к трубопроводам, уложенным в траншеях с глубиной 2, 4 и 6 м, показали высокую эффективность таких конструкций. По сравнению с типовыми трубами круглого сечения эквивалентного диаметра расход стали снижается в 1,5 раза, бетона до 15%. Снижаются также транспортные расходы, трудоемкость изготовления и монтажа, объем земляных работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гениев Г.А., Степашов Н.Е. Напряженное состояние грунтовой засыпки в траншеях с наклонными стенками // Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века: Сб. докл. междунар. науч.-практич. конф. - Белгород: изд-во БелГТАСМ, 2000 - Ч. 3 - С. 55-62.

2. Степашов Н.Е. К определению параметров виброуппотнения бетонной смеси при формовании железобетонных труб большого диаметра // Известия вузов. Строительство.- 2001.-№ 6,- С. 12-15.

3. Степашов Н.Е., Гениев Г.А., Колчунов В.И., Никулин А.И. Пространственные конструкции крупноразмерных железобетонных труб многоцелевого назначения // Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке кадров Республики Беларусь: Сб. трудов VII Междунар. научно-методич. семин,-Брест: изд-во БГТУ, 2001- С. 38-43.

4. Степашов Tí.Е., Гениев Г.А., Колчунов В.Й., Осовских Е.В. Натурные исследований крупноразмерной железобетонной трубы многоцелевого назначения // Сб. науч. трудов. - М.: Центр, регион, отделен. РА-АСН,- Вып.1,- 2002,- С. 55-60.

5. Степашов Н.Е., Гениев Г.А., Колчунов В.И., Никулин А.И., Осовских Е.В. Безнапорные овалоидальные железобетонные трубы многоцелевого назначения // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2002,- № 10,- С. 16-17.

6. Никулин А.И., Степашов Н.Е. Анализ деформирования железобетонных овалоидальных труб для инженерных сооружений // Новые энергосберегающие архитектурно-конструктивные решения жилых и гражданских зданий: Материалы вторых междунар. академич. чтений,- М.: РААСН, Орел: ОрелГТУ, 2003.- С. 229-232.

7. Колчунов В.И., Гениев Г.А., Никулин А.И., Осовских Е.В., Сухарев A.A., Степашов Н.Е. Разработка ресурсосберегающих железобетоннь комбинированных труб многоцелевого назначения и панелей покрытия и перекрытия для зданий и сооружений // Тезисы докл. междунар. научно-практ. конференции-выставки по результатам реализации в 2002г. меж-отрасл. программы сотруднич. Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005г.г,- М.: МГСУ, 2002,- С. 74-76.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ОрелГГУ. Формат 60x84 1/16. Печать ризография. Бумага офсетная. Усл. иеч. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 90/030

2оо|

Р 134 2 3

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И НАГРУЗОК НА НИХ.

1.1. Применяемые конструкции для сборных железобетонных трубопроводов и их конструктивно-технологические особенности.

1.2. Методы определения нагрузок от давления грунта на подземные трубопроводы.

1.3. Физические модели сопротивления железобетона для определения прочности и трещиностойкости изгибаемых и внецентренно сжатых конструкций.

1.4. Краткие выводы. Цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВОЙ ЗАСЫПКИ НА НАПРЯЖЕННО- ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ОВ АЛОИДАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ

2.1. Общие замечания. 51"

2.2. Предложения по новым конструктивно-технологическим решениям водопропускных труб.

2.3. К определению параметров виброуплотнения бетонной смеси при формовании овалоидальных труб.

2.4. К уточнению нагрузок на трубопроводы в траншеях с наклонными стенками.

2.5. Предложения к статическому расчету овалоидальных труб на внешние нагрузки.

2.6. Выводы. 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ОВАЛОИДАЛЬНЫХ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ.

3.1. Общие положения. Диаграммы состояния бетона и арматуры

3.2. Расчетная модель для определения трещиностойкости железобетонных труб.

3.3. Расчетная модель для определения прочности железобетонных труб.

3.4. Конструкция опытных образцов, методика и оборудование для их испытаний.

3.5. Результаты испытаний и их анализ.

3.6. Выводы.

4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТИПОВ ТРУБ С РАЗЛИЧНЫМИ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ

И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЮ.

4.1. Алгоритм расчета трещиностойкости и прочности железобетонных овалоидальных труб.

4.2. Численные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных овалоидальных труб.

4.3. Рекомендации по проектированию эффективных конструктивно- технологических решений железобетонных труб для подземных трубопроводов.

4.4. Выводы

Актуальность темы. В настоящее время перед дорожно- строительными организациями многих регионов России остро встала проблема отсутствия собственного производства водопропускных железобетонных труб большого диаметра для транспортных инженерных сооружений. Так, например, для поддержания нормальной эксплуатации сети автомобильных дорог Белгородской области ежегодно требуется более 10 км таких труб. Аналогичного типа конструкции применяются для строительства и реконструкции подземных коммуникаций в виде трубопроводов ливневой, промышленной и бытовой канализации.

Одним из распространенных вариантов конструктивного решения таких трубопроводов является применение сборных бетонных и железобетонных труб различных размеров и разнообразных форм поперечного сечения. Наибольшее распространение в отечественной строительной практике получили круглые железобетонные трубы диаметрами 600 - 1500 мм и длиной 2 -5 м. Изготавливаются такие конструкции с использованием достаточно сложного технологического оборудования, особенности которого в значительной степени должны учитываться при разработке новых или совершенствовании существующих конструктивных решений труб, включая методы их монтажа при прокладке трубопроводов.

До настоящего времени не существует какой-либо универсальной технологии производства железобетонных труб, с помощью которой можно было бы получать качественные конструкции различных форм и размеров с наименьшими затратами материальных и энергетических ресурсов [34, 87, 91]. Поэтому конструктивно- технологические параметры применяемых в настоящее время железобетонных труб не всегда отвечают современным требованиям по материалоемкости, долговечности, технологичности изготовления, трудоемкости монтажа и другим показателям [18, 41, 86, 110, 111, 112].

Одной из сложных задач в проектировании трубопроводов средних и больших диаметров остается описание их поведения в грунте при различных внешних воздействиях [3, 17, 20,46, 54, 58, 60, 111, 120].

Большинство применяемых в настоящее время расчетных моделей содержат предпосылку о линейно-упругом характере деформирования грунтовой среды, окружающей трубопровод. Такие модели слишком упрощенно отражают деформационное поведение реального грунта, что ограничивает возможности их применения стадией линейного деформирования, т.е. диапазоном нагрузок, далеких от своих предельных значений. В связи с этим остаются неиспользованными значительные резервы грунтовой среды, что в итоге приводит к неоправданному завышению толщины стенок трубопроводов и перерасходу материалов.

Следует также отметить, что повышение экономичности применения железобетонных труб в практике строительства может быть связано с совершенствованием методов их расчётов. Современная нормативная база конструктивных расчетов [38, 86, 93] хотя и даёт достаточно надёжные результаты, но базируется в основном на эмпирической основе, что существенно сужает диапазон проектирования таких конструкций.

В связи с этим разработка новых конструктивно-технологических решений железобетонных водопропускных труб и совершенствование методов их расчета с учетом физической нелинейности и специфики работы в грунтовой среде является актуальным.

Целью настоящей работы является создание технологичных железобетонных крупноразмерных водопропускных труб пониженной материалоемкости, разработка и экспериментальное обоснование инженерной методики расчета их конструктивно-технологических параметров и нагрузок от действия грунта.

Автор защищает: — предложенный новый тип железобетонных овалоидальных крупноразмерных водопропускных труб многоцелевого назначения повышенной водонепроницаемости с поддерживающими ребрами жесткости; результаты экспериментальных исследований деформирования, трещи-ностойкости и прочности опытных образцов натурных конструкций железобетонных овалоидальных труб с одиночным армированием стенок при варьировании соотношения вертикального и бокового давления; методику определения параметров виброуплотнения бетонной смеси при формовании крупноразмерных тонкостенных железобетонных труб; уточненную методику определения нормативных нагрузок на подземный трубопровод от грунтовой засыпки в траншеях с наклонными стенками; расчетные методики для определения прочности и трещиностойкости железобетонных конструкций труб предлагаемого типа; результаты численных исследований влияния основных конструктивно-технологических параметров железобетонных овалоидальных труб на их прочность и трещиностойкость и рекомендации по рациональному проектированию таких конструкций.

Научную новизну диссертационной работы составляют: методика определения рациональных конструктивно- технологических параметров конструкций водопропускных железобетонных труб овалоидаль-ной формы с горизонтальной подошвой и внутренней полимерной оболочкой; опытные данные об особенностях деформирования, трещиностойкости и прочности железобетонных овалоидальных труб при варьировании соотношения вертикального и бокового давления на трубы, полученные на натурных образцах; методика нелинейного расчета жесткости, трещиностойкости и прочности железобетонных тонкостенных труб при различных видах нагружения; результаты численного анализа влияния соотношения вертикального и бокового давления, формы и размеров поперечного сечения, шага поперечных ребер и других конструктивно-технологических параметров овалоидаль-ных труб на силовое сопротивление таких конструкций.

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, полученных соискателем, базируется на фундаментальных положениях строительной механики и теории железобетона, подтверждается данными экспериментальных исследований автора, а также результатами многовариантных численных исследований и апробацией полученных научных результатов при проектировании и изготовлении конструкций труб предложенного типа в экспериментальном строительстве.

Практическое значение и реализация результатов работы заключается в том, что предложен новый тип тонкостенных конструкций крупноразмерных железобетонных водопропускных труб многоцелевого назначения и научно обоснованные рекомендации по совершенствованию их конструктивно- технологических параметров. Конструкция отличается от известных аналогов повышенной технологичностью, водонепроницаемостью, долговечностью, пониженной материалоемкостью. Конструкции прошли проверку в производственных условиях и могут являться основой для разработки новой номенклатуры водопропускных труб больших диаметров массового применения в инженерных сооружениях различного назначения.

Предложенный тип конструкций водопропускных труб, методика расчета их конструктивно- технологических параметров были использованы институтом «Облпроект» г. Белгорода при проектировании инженерных автодорожных коммуникаций и в частности автомагистрали от с. Дорогобужино до микрорайона Песчаный Белгородского района Белгородской области. Выпуск конструкций труб освоен заводом ОАО «Мостовик» (г. Белгород).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Курского и Орловского государственных технических университетов.

Исследования проводились при выполнении проекта «Разработка ресурсосберегающих железобетонных и комбинированных труб многоцелевого назначения и панелей покрытий и перекрытий для зданий и сооружений» в рамках Межотраслевой программы сотрудничества Министерства образования РФ и Федеральной службы специального строительства РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001-2005 гг.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века» (г. Белгород, 2000 г.), VII Международном научно-методическом семинаре «Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке кадров Республики Беларусь» (г. Брест, 2001 г.), Международной научно-практической конференции-выставке по результатам реализации в 2002 г. Межотраслевой программы сотрудничества Минобразования РФ и Спецстроя РФ «Наука, инновации, подготовка кадров в строительстве» на 2001 -2005 г.г. (г. Москва, 2002 г.), Вторых международных академических чтениях «Новые энергосберегающие архитектурно- конструктивные решения жилых и гражданских зданий» (г. Орел, 2003 г.).

В полном объеме работа доложена на расширенном заседании кафедры «Промышленное и гражданское строительство» Курского государственного технического университета (г. Курск, март 2003 г.) и на заседании кафедры «Строительные конструкции и материалы» Орловского государственного технического университета (г. Орел, май 2003г.).

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

152 4.4. Выводы

1. Для численной реализации разработанной методики определения трещиностойкости и прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов овалоидальных водопропускных труб составлен подробный алгоритм и соответствующие блок-схемы, позволяющие составить программу расчета для ПЭВМ с использованием любого современного языка программирования.

2. С использованием разработанных в диссертации методик и алгоритмов, а также с помощью стандартных вычислительных комплексов реализована программа численных исследований, включающая проведение статических и конструктивных расчетов железобетонных труб рассматриваемого типа для установления особенностей их НДС от различных воздействий.

3. На основании проведенных исследований железобетонных овалоидальных труб разработаны конкретные рекомендации по их эффективному использованию в практике проектирования и строительства, а также по дальнейшему совершенствованию принятых конструктивно- технологических решений для этих конструкций.

153

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Эффективным способом повышения технологичности заводского изготовления и снижения материалоемкости крупноразмерных железобетонных водопропускных труб для инженерных сооружений является оптимизация их формы и размеров поперечного сечения, применение одиночного армирования, устройство внутренней защитной полимерной оболочки, горизонтальной подошвы и наружных поперечных ребер жесткости, горизонтальное виброуплотнение и извлечение пуансона. Это позволяет максимально снизить материалоемкость оснастки для производства труб, изготовлять конструкции требуемой длины и снизить расход бетона и стали на их производство.

2. Предложены аналитические зависимости для уточнения нормативных нагрузок на трубы от грунтовой засыпки в траншеях с наклонными стенками, позволяющие учитывать разгружающий эффект сил трения по стенкам траншеи.

3. На основе математической модели движения несжимаемой вязкой среды Г.А. Гениева предложена методика расчета параметров виброуплотнения бетонной смеси при формовании тонкостенных крупноразмерных железобетонных конструкций труб.

4. На основе анализа полученных и имеющихся экспериментальных и теоретических исследований и использования общих положений деформационной модели железобетона построены теоретические зависимости для расчета трещиностойкости и прочности железобетонных конструкций труб. Определение параметров нелинейности железобетона выполнено диаграммным методом на энергетической основе.

5. Экспериментальными исследованиями на натурных образцах конструкций железобетонных водопропускных труб, изготовленных по предложенной технологии, выявлены особенности деформирования, трещинообразования и исчерпания несущей способности и подтверждена разработанная методика расчета прочности и трещиностойкости рассматриваемых конструкций и методика определения параметров виброуплотнения бетонной смеси при заводском изготовлении труб.

6. С применением разработанного расчетного аппарата построены алгоритмы расчета конструкций рассматриваемого типа и выполнены их многовариантные численные исследования при варьировании формы и размеров поперечного сечения, параметров виброуплотнения, размеров траншеи, интенсивности и схем армирования. Результаты этих исследований в сопоставлении с опытными данными подтвердили высокую эффективность предложенных расчетных методик. Они позволяют назначать параметры виброуплотнения при формовании конструкций труб, вести детальный анализ процесса их деформирования и исчерпания несущей способности, уточнить эксплуатационные нагрузки на стадии проектирования, управлять их эксплуатационными качествами.

7. Разработаны рекомендации по проектированию эффективных конструктивно-технологических решений водопропускных труб многоцелевого назначения, включающие: методику расчета конструкций по предельным состояниям первой и второй групп, предложения по определению основных конструктивно-технологических параметров труб и технологического регламента для их изготовления, практические рекомендации для использования предлагаемых конструкций в инженерных сооружениях.

8. Выполненные расчеты, сопоставительный технико- экономический анализ крупноразмерных железобетонных труб предлагаемого типа применительно к трубопроводам, уложенным в траншеях с глубиной 2, 4 и 6 м, показали высокую эффективность таких конструкций. По сравнению с типовыми трубами круглого сечения эквивалентного диаметра расход стали снижается в 1,5 раза, бетона до 15%. Снижаются также транспортные расходы, трудоемкость изготовления и монтажа, объем земляных работ.

155

1. Аванесов М.П., Бондаренко В.М., Римшин В.И. Теория силового сопротивления железобетона. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997.- 170 с.

2. Агапкин В.М., Борисов С.Н., Кривошеин Б.Л. Справочное руководство по расчетам трубопроводов. М.: Недра, 1987. -191 с.

3. Амосов А.А. Исследование напряженно-деформированного состояния подземных трубопроводов // Инженерное обеспечение зданий и сооружений.- Ташкент, 1988.- С. 68-73.

4. Андреев А.Г., Тевелев Ю.А. Новая технология изготовления безнапорных ребристых труб // Промышленное и гражданское строительство.-2001.-№7.-С. 48-49.

5. Баженов В.А., Оглобля А.И. Нелинейное деформирование приопорного участка подземного трубопровода// Вестник Львовск. политехи, ин-та.-1985.-№ 193.-С. 6-13.

6. Байков В.Н., Горбатов С.В., Димитров З.А. Построение зависимости между напряжениями и деформациями сжатого бетона по системе нормируемых показателей // Известия вузов. Строительство и архитектура.-1977.-№6.-С. 15-18.

7. Барбакадзе В.Ш. Расчет строительных конструкций некругового очертания в упругой среде методом конечных элементов // Известия вузов. Строительство и архитектура.- 1977.- № 11.- С. 40-46.

8. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука, 1987. - 600 с.

9. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -М.: Высш.шк., 1968. 512 с.

10. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона.-М.: Госстройиздат, 1962. 96 с.

11. Бернштейн М.С. Расчет конструкции с односторонними связями. М.: Госстройиздат, 1947. - 92 с.

12. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейности теории железобетолна.- Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1968,- 324 с.

13. Бондаренко В.М., Бондаренко С.В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. М.: Стройиздат, 1982. - 287 с.

14. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. -М.: Недра, 1986. 224 с.

15. Бугаева О.Е. Расчет туннельных обделок кругового очертания // Известия ВНИИГ.- М., 1951.- Т.45.- С.25-42.

16. Бялер И.Я., Гончаров В.В. Расчет конструкций трубчатых водопропускных сооружений // Сопротивление материалов и теория сооружений.-Киев, 1976.-Вып. XXIX.- С. 110-121.

17. Виноградов С.В. Расчет подземных трубопроводов на внешние нагрузки. М.: Стройиздат, 1980. - 135 с.

18. Водопропускные трубы под насыпями / Е.А. Артамонов, Г.Я. Волчен-ков, Р.С. Клейнер, Р.Е. Подвальный, А.С. Потапов, К.Б. Щербина, О.А. Янковский; Под ред. О.А. Янковского.- М.: Транспорт, 1982.- 232 с.

19. Вульф А.Р. Исследования напряженно-деформированного состояния напорных полимержелезобетонных труб // Автореф. дис. . канд. техн. наук: 480-Строит. констр.- Харьков, 1968,- 32 с.

20. Габриелян Г.Е. Расчет замкнутой цилиндрической оболочки в упругой среде с учетом односторонних связей // Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.17.-Воронеж, 1998.- 19 с.

21. Гаврашенко Е.А. Обобщенная теория Янсена и ее приложение. // Тр. Азербайджанского НИИ сооружений и стройматериалов.- Баку: Изд-во АзИС. 1939.-С. 79-111.

22. Галеркин Б.Г. Напряженное состояние цилиндрической трубы в упругой среде.-М., 1952.- 179 с.

23. Галкин Я.Г. Общий метод определения давления грунтов в тоннельных выработках // Советский метрополитен. 1939.-№ 1, - С. 21-24.

24. Гвоздев А.А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия. Сущность метода и его обоснование,- М.: Гос-стройиздат, 1949. 280 с.

25. Гениев Г.А. Аналитическое описание процессов виброуплотнения бетонных смесей, моделируемых вязкоупругой средой // Изв. вузов. Строительство. 1999. - № 6. - С. 28-32

26. Гениев Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды. М.: Госстройиздат, 1958.- 122 с.

27. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона.- М.: Стройиздат, 1974.- 314 с.

28. Голышев А.Б., Бачинский В.Я. К разработке прикладной теории расчета железобетонных конструкций // Бетон и железобетон.- 1985.- N° 6. -С. 16-18.

29. Горбунов-Посадов М.И. Современное состояние научных основ фунда-ментостроения.- М.: Наука, 1967.- 342 с.

30. Давиденков Н.Н. Струнный метод в применении к измерению давления земли // Журнал технической физики. М.: Изд-во АН СССР, 1932. - Т. 2. - Вып. 5. - С. 450-465.

31. Давыдов С.С. Расчет и проектирование подземных конструкций. М.: Стройиздат, 1950. - 376 с.

32. Дацко Н.Ф. Давление земли на трубопроводы больших сечений. Баку: Изд-во АзИС. - 1939. - 141 с.

33. Дубинина В.Г. Разработка оптимальных параметров центрифугирования железобетонных безнапорных труб Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.05.- Нижний Тагил, 2002.- 24 с.

34. Емельянов JI.M. Давление земли на подземные сооружения, возводимые открытым способом // Гидротехника и мелиорация. 1950. - № 3. - С. 823.

35. Емельянов JI.M. Напряженное состояние засыпки, ограниченной параллельными стенками // Советский метрополитен. 1940. -№ 12. - С. 26-29.

36. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения.- 2-е изд.- М.: Изд-во МГОУ, 1995.- 196 с.

37. Залесов А.С., Кодыш Э.Н., Лемыш Л.Л., Никитин И.К. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформациям.-М.: 1988.-320 с.

38. Залесов А.С., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил // Бетон и железобетон.- 1996.- № 5.- С. 16-18.

39. Иванов Ф.М., Дрозд Г.Я. О сроках службы железобетонных канализационных коллекторов // Бетон и железобетон 1992.-№ 2 - С. 25-26.

40. Ивченко Е.В. Деформация кругового кольца на одностороннем упругом основании // Контактная прочность пространственных конструкций.-Киев, 1976,-С. 101-109.

41. Каган М.Е. О давлении на подпорную стенку при нелинейном его распределении // Строительная механика и расчет сооружений. I960.- № 6. - С. 35-40.

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

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

44. Кердикошвили В.К. Определение нагрузок от давления грунта на подземные трубопроводы: Дисс. . канд. техн. наук: 05.23.17.— Москва, ЦНИИСК, 1990.- 161 с.

45. Кившенко М.Я. Расчет многоопорного кругового кольца на упругих опорах // Строительная механика и расчет сооружений. 1960. - № 6. - С. 7-12.

46. Киселев В.А. Плоская задача теории упругости.- М.: Высш. школа,1976.- 151 с.

47. Клейн Г.К. Давление грунта на подземные сооружения, симметричные относительно вертикальной оси // Сб. тр. / НИИОСП.- М., 1959. Вопросы расчета и методов возведения подземных сооружений. - С. 7-17.

48. Клейн Г.К. Расчет подземных трубопроводов М.: Стройиздат, 1969.240 с.

49. Клейн Г.К. Расчет труб, уложенных в земле. М.: Госстройиздат, 1957.194 с.

50. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. М.: Стройиздат,1977.- 256 с.

51. Клейн Г.К., Ляцкий М.И. Расчет круглых железобетонных и бетонных труб // Водоснабжение и санитарная техника. -1937. № 4-5. - С. 15-23.

52. Клейн Г.К., Смирнов С.Б. Расчет безнапорных железобетонных труб // Бетон и железобетон. 1973, № 5. - С. 40-42.

53. Клейн Г.К., Черкасов И.И. Упруго-пластическая деформация кругового кольца // Вестник инженеров и техников. 1951. -№ 11. - С. 10-14.

54. Колчунов В.И., Никулин А.И. Расчетная модель для определения трещиностойкости составных железобетонных балок с податливым швом сдвига // Известия вузов. Строительство.- 2000 № 10 — С. 8-13.

55. Косте Ж., Санглера Г. Механика грунтов. М.: Стройиздат, 1981. - 455 с.

56. Ксенофонтова Т.К. Расчет подземных железобетонных трубопроводов при переменных параметрах труб и грунта // Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.17. М., 1987. - 24 с.

57. Купцов И.Г. Методы определения нагрузок на трубу от грунта // Санитарная техника. 1932. - № 7. - С. 12-16.

58. Леонтьев Н.Н. Практический расчет тонкостенной трубы на упругом основании// Сб. науч. тр./ Моск. инж.-строит. ин-т.- 1957.- Вып. 27.- С. 40 52.

59. Лисов В.М. Водопропускные трубы под насыпями автодорог.- Воронеж, 1996.- 124 с.

60. Львин Я.Б. Расчетное обоснование поправок к теории Янсена. // Тр. Воронежского инж.-строит. ин-та. 1971. - 17, № 4. - С. 3-20.

61. Мадатян С.А. Диаграмма растяжения высокопрочной арматурной стали в состоянии поставки // Бетон и железобетон.- 1985.- № 2.- С. 12-13.

62. Мальгинов С.И. Особенности статической работы прямоугольных тоннелей в глинистых грунтах // Сб.тр. / Уральский ПромстройНИИпроект. Свердловск, 1970. - Вып.29. - С. 35-41.

63. Мамедов Р.К. Вопросы расчета подземных трубопроводов переменной толщины с учетом их нелинейной деформируемости // Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.17. Баку, 1982. - 24 с.

64. Меркулов С.И. К расчёту сборно-монолитных конструкций по предельным состояниям второй группы.- В кн.: Вопросы прочности, деформа-тивности и трещиностойкости железобетона.- Ростов н/Д: Рост, инж.-строит. инс-т, 1986. С. 103-109.

65. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений/ А.С. Городецкий, В.И. Завороцкий, А.И. Лантух-Лященко, А.О. Рассказов.- М.: Транспорт, 1981.- 143 с.

66. Митасов В.М. Применение энергетических соотношений для решения некоторых задач теории сопротивления железобетона // Автореф. дис. . докт. техн. наук: 05.23.01.- Москва, НИИЖБ, 1991. 48 с.

67. Мурашев В.И. Трещиноустойчивость, жёсткость и прочность железобетона." М.: Машстройиздат, 1950. 268 с.

68. Наседкин Н.А., Булычев В.Г. Распределение напряжений на поверхности круглой трубы, помещенной в грунт // Журнал технической физики. М.: Изд-во АН СССР. 1937. - Т. 7. -Вып. 17. - С. 1768-1775.

69. Нелепов А.Р. Анализ методик по определению максимальных деформаций бетона сжатой зоны стержневых элементов // Известия вузов. Строительство.- 1999.-№ 1. С. 126-130.

70. Несветаев Г.В. К созданию нормативной базы деформаций бетона при осевом нагружении // Известия вузов. Строительство.- 1996.- №8.-С. 122-124.

71. Новиков A.M. Таблицы для расчета труб, сводов и арок.- М.: Стройиздат, 1942. 163 с.

72. Орлов С.А. Методы статического расчета сборных железобетонных обделок тоннелей.- М.: Госстройиздат, 1961.- 190 с.

73. Оспанов С.О. Исследование силовых воздействий от грунта на стальные трубы, уложенные в траншеях. Дис. . канд. техн. наук: 05.23.17.- Челябинск, 1967. - 136 с.

74. Паньшин Л.Л., Симонов В.Л. Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений // Бетон и железобетон.- 1987.- № 7.- С. 29-30.

75. Пересыпкин Е.Н., Пузанков Ю.И., Починок В.П. Метод построения диаграмм деформирования сжато-изгибаемых элементов // Бетон и железо-бе-тон.- 1985.- № 5.- С. 31-32.

76. Пирадов А.Б., Аробелидзе В.И., Хуцишвили Т.Г. К расчету несущей способности внецентренно сжатых элементов // Бетон и железобетон,-1986.-№ 1,- С. 43-44.

77. Пирадов К.А. Теоретические и экспериментальные основы механики разрушения бетона и железобетона.- Тбилиси: Изд-во "Энергия", 1998.355 с.

78. Плевков B.C. Прочность и трещиностойкость эксплуатируемых железобетонных конструкций зданий и сооружений при статическом и кратковременном динамическом нагружении // Автореф. дис. . докт. техн. наук: 05.23.01.- Томск, 2003.- 45 с.

79. Покровский Г.И., Булычев В.Г. Исследование давления земли на трубы при помощи моделей // Гидротехническое строительство. 1934. - № 5. -С. 15-20.

80. Покровский Т.Н., Купцов И.Г. Определение давления грунта на трубы, уложенные в траншеи. Лабораторные исследования. М.: "Власть Советов", 1937.-86 с.

81. Полищук Н.А., Платонов А.С., Васильев А.И. и др. О разработке СНиП и свода правил по мостовым сооружениям и водопропускным трубам // Транспортное строительство.— 2000.— № 11.- С. 1-6.

82. Попов А.Н. Бетонные и железобетонные трубы.— М.: Стройиздат, 1973.— 269 с.

83. Прево Р. Расчет на прочность трубопроводов, заложенных в грунт. -М.: Стройиздат, 1964.- 124 с.

84. Программный комплекс ReCon V. 4.1. Киев: НИИАСС, 1993.- 110 с.

85. Римшин В.И. О некоторых вопросах расчёта несущей способности строительных конструкций, усиленных наращиванием // Вестник отделения строительных наук. Вып. 2.- М.: РААСН, 1998.- С. 329-332.

86. Сенкевич Т.П., Рагольский С.З., Померанец В.Н. Железобетонные трубы. М.: Стройиздат, 1989. - 272 с.

87. Сивко В.И. Основы механики вибрируемой бетонной смеси. Киев: Выща школа, 1987.-168 с.

88. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1996.-214 с.

89. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды.- М.: Гостехиздат, 1954.-274 с.

90. Степашов Н.Е. К определению параметров виброуплотнения бетонной смеси при формовании железобетонных труб большого диаметра // Известия вузов. Строительство — 2001 .-№ 6 С. 12-15.

91. Степашов Н.Е., Гениев Г.А., Колчунов В.И., Никулин А.И., Осов-ских Е.В. Безнапорные овалоидальные железобетонные трубы многоцелевого назначения // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2002.- № 10.- С. 16-17.

92. Степашов Н.Е., Гениев Г.А., Колчунов В.И., Осовских Е.В. Натурные исследования крупноразмерной железобетонной трубы многоцелевогоназначения // Сб. науч. трудов. М.: Центр, регион, отделен. РААСН.-Вып. 12002.-С. 55-60.

93. Столяров Я.В. Введение в теорию железобетона.- Москва, Ленинград: Госстройиздат, 1941. 448 с.

94. Тейлор Д. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1960. - 596 с.

95. Федоров И.С. Определение при помощи центрифуги тангенциальных и нормальных напряжений от грунта по поверхности модели трубы // Журнал технической физики. М.: Изд-во АН СССР, 1936. - Т. 6. - Вып. 10.-С. 1788-1794.

96. Филоненко М.М. Простейшая модель упругого основания, способная распределять нагрузку // Сб. трудов МЭМИИТ- 1945.- Вып. 53.-С. 174189.

97. Холмянский М.М. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность.-М.: Стройиздат, 1997.- 576 с.

98. Цытович Н.А. Механика грунтов.- М.: Госстройиздат, 1963.- 375 с.

99. Чайка В.П. Характеристика диаграмм неоднородного сжатия бетона// Бетон и железобетон,- 1994.- № 1.- С. 17-19.

100. Черкасов И.И. Установление разрушающей нагрузки на железобетонное кольцо методом предельного равновесия // Вестник инженеров и техников. 1951.-№ 6.-С. 9-12.

101. Шепелевич Н.И. Эффективные и долговечные конструкции для канализационных коллекторов из сборного железобетона // Бетон и железобетон в третьем тысячелетии: Сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2000.- С. 368-372.

102. Шепелевич Н.И., Купреев В.В. О способах повышения коррозионной стойкости железобетонных конструкций самотечных канализационных коллекторов // Эффективные архитектурно-строительные системы зданий и сооружений: Сб. научн. тр.- Минск, 1998.- С. 138-146.

103. Ш.Яковлева М.В. Расчет и конструирование подземных трубопроводов / Учебное пособие. Куйбышев, КГУ, 1980. 104 с.

104. Ярошенко В.А., Андреев А.В., Прокопович А.Г. Водопропускные трубы под железнодорожными насыпями // Сб. тр. /ЦНИИС.-М., 1952.-С.18-21.

105. Breitfuss. Loads and supporting strength for concrete pipe lines // Amer. concrete Pipe Ass. 1957.

106. Chen A.C.N., Chen F.T. Constitutive relations for concrete // Journal of Engineering Mechanics Division, Proc. ASCE, Vol. 101, №4, December, 1975.-Pp. 465-481.

107. Clarke N.W. Loading charts for the design of buriend rigid pipes // Her Majesty's Stationery Office. -London, 1966, Special Report 37. - 33 p.

108. Gajer G., Dux P. Simplified Nonorthogonal Crack Model for Concrete //Journal of Structural Engineering, Vol.117, No.l, 1991.- Pp. 149-164.

109. Sargin M. Stress-strain relations hips for concrete and the analysis of structural concrete sections.- SM Study, № 4, Solid Mechanics Division, University of Waterloo, Ontario, Canada, 1971.

110. Spangler M.G. Structural design of flexible pipe culverts // Jowa Eng. Exp. Stat. Bull. 1933. - № 112.

111. Spangler M.G. Supporting strength of rigid pipe culverts // Jowa Eng. Exp. Stat. Bull. 1941. - № 153.

112. Tohda Fun, Mikasa Masato. A Study of Earth Pressure on Underground Pipes Based on Theory of Elasticity // Proc. Jap. Soc. Civ. Eng.- 1986.-№ 376.- P. 181-190.

113. Valliappan S., Doolan T.F. Nonlinear Stress Analysis of Reinforced Concrete.- J. Struct. Div., ASCE, April 1972, Vol. 98, NST.- Pp. 885-898.

114. Young O.C. High-strength beddings for unreinforced concrete and clayware pipe//Her Majesty's Stationery Office.-London,1966.-Special Report.- 38-35p.