автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование прочности наклонных сечений сборно-монолитных конструкций

: "Г Б ОА \ < и

На правах рукописи

КРЫГИНА Алевтина Михайловна

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ НАКЛОННЫХ СЕЧЕНИЙ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск-1997

- г -

Работа выполнена на кафедре Промышленного и гражданского строительства- Курского государственного технического университета.

»Научный руководитель: кандидат, технических наук, доцент,

старшй научный сотрудник В. П. Полтаву к

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Р.Л.Мзилян

кандидат технических наук, доцент . Г.А.Смоляго

Ведущая организация: проектный институт "Курскгражданпроект"

Заекта состоится Л^Аехзвф -199?г. в -У?00 часов на заседании диссертационного совета К 064.66.06 Белгородской государственной технологической академии строительных материалов по адресу: 308012, г.Белгород, ул. Костюкова, 46, ЕелГТАСМ, конференцзад.'

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородской государственной технологической академии строительных материалов.

Автореферат разослан НСЯЯ^Р 1дд7 р.

Ученый секретарь дксс-ертацвоЕного Совета А.А.Ссксло

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Одним иэ направлении, способствующих эффективному внедрению предварительно напряженного железобетона в практику строительства, является использование его в составе сборно-монолитных конструкций (далее - СМК), которые сочетают в себе положительные качества как сборного, так и монолитного же-легобетона.

Вместе с тем, внедрение сСорно-монолитных конструкции в практик1/ строительства долгое время было- затруднено из-за недостаточной изученности вопросов их проектирования и рзсчетз. 3 настоящее время наименее изученным остается вопрос прочности наклонных сечений, вследствие сложности самой проблемы.

Регламентированный существующими в нашей стране нормами и официальными руководствами расчетный аппарзт в рамках расчетной модели метода предельного равновесия в силу своей фрагментарности не позволяет учесть многие факторы, существенно влияющие на прочность наклонных сечений (силы зацепления в сечении и нагельные усилия в поперечной арматуре, поперечное усилие в продольной арматур-? е месте пересечения ее наклонной трещинсй. взаимное влияние изгибающих моментов и поперечных сил). А сам;: усилия, в тем числе и усилие в бетоне над наклонной трещиной, определяются в этой методике не иэ рассмотрения напряженного состояния элемента, а при помощи эмпирических зависимостей.

Помимо вышесказанного, существующая расчетная методика не Еполне ясно отражает совместную работу*Сетонов составного сечения. -Расчет ведут либо по 'рабочей высоте сборного элементз и его прочностным и геометрическим характеристикам, либз по рабочей еысото и соот5етс?вукщ;!м характеристикам Оетонз смснсли-

чийзння.

Уместно отметить, что расчет по нормативной методике дает значительное расхождение с опытом в сторону запаса прочности, что, в свою очередь, ведет к значительному перерасходу материалов (бетона и арматуры).

Очевидно, что отмеченные недостатки существующей методики расчета прочности наклонных сечений СМК не позволят спроектировать большинство сборно-монолитньк элементов с заданной надежностью, что еще' раз подчеркивает необходимость совершенствования расчетного аппарата.

В диссертации разработана методика расчета прочности наклонных сечении изгибаемых сборно-монолитных железобетонных конструкций с учетом совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил, а также совместной работы сборного элемента и монолитного бетона. В расчёт включены также ранее не учитываемые силовые факторы: силы зацепления в наклонном сечении и поперечное усилие в продольной арматуре.

Исследования по данной работе выполнялись автором в 1994-1997 годах в.соответствии с Межвузовской научно-технической программой "Архитектура и строительство" по теме 2.0421.

Дедь и задачи диссертационной работы. Целью данной работы является :

1) изучение прочности сборно-монолитных железобетонных элементов при действии поперечных сил;

2) разработка методики расчета прочности наклонных сечении СМК.

Длл достижения этой цели были поставлены следующие задачи: , .

■ - получить физическую модель работы сборно-монолитного • - «

элемента при действии.поперечных сил;

- получить расчетную модель работы сборно-монолитных

железобетонных конструкций при поперечном изгибе;

- выполнить численные исследования прочности наклонных сечений изгибаемых сборно-монолитных элементов на основе принятой математической модели;

- разработать методику, расчета прочности наклонных сечений СМК на базе принятой физической модели. •

Автор защищает: 1

- физическую модель работы сборных железобетонных элементов при действии поперечных сил пр>!менительно к СМК;

- расчетную' модель прочности наклонных сечений сбср-но-монолитных элементов;

- методику расчета прочности наклонных сечений СМК.

Научная новизна работы:

- использована дисково-свяэевая система в качестве физической модели сборно-монолитной балки, работающей на восприятие поперечных сил;

- разработана методика расчета прочности наклонных сечений изгибаемых сборно-монолитных железобетонных конструкций с использованием физической модели работы элемента при поперечном изгибе;

- установлено заметное (до 40*) влияние ранее не учитываемых в рзсчете факторов (продольная арматура, силы зацепления и др.) нз прочность наклонных сечений СМК;

- в- рамках предложенной расчетной методики разработан метод расчета прочности наклонных сечений при совместном действии изгибающих моментов и поперечных'сил.

Практическое значение работы состоит в'тем, что получека

методика расчета прочности наклонных сечений СМК на основе физической модели работы сборно-монолитных элементов при поперечном изгибе. Как показали выполненные исследования, предложенная методика хорошо согласуется с опытными'результатами. Нз базе получении:-: данных экспериментально обоснована возможность практического применения предлагаемого -расчетного аппарата для сценки прочности наклонных сечений изгибаемых СМК. Разработана программа, позволяющая вести автоматизированное проектирование расчет таких конструкций с использованием ЭВМ.

Внедрение результатов. Результаты диссертационнви работы

сСЕЗНЫ:

- при проектировании объектов гражданского. строительства в г. Курске и Курской области институтом "Курскгражданпро-ект", что позволило в 1997 г. получить экономический эффект в размере 9 шш. 452 тыс. руб.;

- проектным институтом "Курскагро.промпроект" при проектировании объектов.сельскохозяйственного строительства в Курской области;

- в учебном процессе кафедры промышленного и гражданского строительства Белгородской государственной технологической академии строительных материалов;

- в учебном процессе кафедры ПГС Курского государственного технического университета при чтении лекций для специальности ПГС, а также при выполнении студенческих научных работ и подготовке научных кадров по линии аспирантуры..

■ Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: '

- на заседагаж секции "Сшзяение материалоемкости и эф-

фективные конструктивно-технологические решения, проектирование и рзсчет зданий и сооружении" международной конференции в г.Белгороде (1995 г.);

- нз научно-практической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" Курского государственного технического университета (199&г.);

- на заседании секции "Ресурсосберегающие конструктивно-технологические решения зданий и сооружений" Международной конференции в г. Белгороде (1997 г.);

- нз научных семинарах кафедры ПГС- Курского государственного технического университета.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в пяти статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы,- актов внедрений, содержит 157 страниц, иллюстраций 24, таблиц 15 и 100 литературных источников. ■

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введении обосновывается актуальность теш, перечисляются выносимые на защиту вопросы, отмечается новизна работы и ее практическое значение.

В первой главе приведен обзор существующих методик расчете прочности наклонных сечений СМК. Исследованием прочности СМК при поперечном изгибе занимались Н.А.Калашников, С.Н.Медведев, В.С.Кзэарновский, А. Е.Кузьмичев,' Я.Г.Сунгатудлин, .Б.Л.Го-рсдецкий, А.М.Оцелл, А.С.Залесов, В.П.Полищук и многие другие ученые. Однако методы расчета, предложенные этими авторами, не

Есегда являлись адекватными (как качественно, так и количественно) реальной работе сборно-монолитных элементов при действии

поперечных сил. Так, Н.А.Калашников предлагал производить рас»

чет прочности наклонных'сечений СМК по методу "Ферменной" аналогии и оценивать несупую способность элементов по главным растягивающим напряжениям. Впоследствии С.Н.Медведев экспериментально доказал, что подобный подход к оценке прочности наклонных сечений сборно-монолитных элементов дзет значительное.рас-хслдение с опытами, причем не Есегда в сторону запаса прочности.. С разработкой.А.А.Гвоздевым и М.С.Боришанским метода равновесия предельных усилии в наклонном сечении С.Н.Медведев,-Р.?.КггзрнгЕскпй, Б.Л.Городецкий и другие исследователи отмечали- аналогичны:! характер разрушения элементов из обычного (несоставного) железобетона и сборно-монолитных элементов при действии поперечных сил; они экспериментально доказали возможность расчета прочности наклонных сечений СМК по методике А.А.Гвоздева и М.С.Боршанского. Ими была также показана удовлетворительная сходимость опытных значений прочности наклонных сечений СМК и теоретических, определенных по формулам А.А.Гвоздева и М.С.Боришанского.

Дальнейшее развитие расчета прочности наклонных сечений СМК производилось на основе предпосылок и допущений, принятых в обычном (несоставном) железобетоне. В существующих нормах и пособиях расчет ведут с учетом наличия разных бетонов в сечении, а также двухстадийной работы элементов (до и после приобретения монолитным бетоном проектной прочности). Но в существующей методике прочность наклонных сечений СМК рассчитывают по рабочей высоте, прочностным и геометрическим характеристикам или только сборного .элемента, или, только монолитного Сетона. Вследствие 1 этого совместная работа Сетонов составного сечений не получает

в рассматриваемой методике ясного отражения. Кроме того, расчет выполняют на базе расчетной модели метода предельного равновесия, обладающей рядом существенных недостатков: в качестве предельных внутренних усилий рассмотрены только усилия в бетоне над наклонной трещиной и в поперечной арматуре; не учтены силы зацепления и нагельные усилия в продольной арматуре; не учтено взаимное влияние изгибающих моментов и поперечных сил.

Первой попыткой устранить отмеченные недостатки явились исследования, проведенные в 70-80-х гг. для сборно-монолитных конструкций а ЮШЖ5 и НШСК Госстроя СССР. В результате этих исследований предложена методикз расчета .прочности наклонных сечений СМК с учетом нагельной силы в продольной арматуре и совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил. Но предложенный расчетный аппарат отличается громоздкостью и обилием эмпирических коэффициентов. А введенное авторами понятие "приведенный бетон" представляется не вполне корректным, так как не позволяет оценить действительные прочностные характеристики бетона сжатой зоны и реальный вклад каждого из Сетсксв составного сечения в работу конструкции.

Анализ выполненных исследований показывает, что в нагто-ящее время наиболее признанной и перспективной является методика рзсчета наклонных сечений, предложенная НЗШЖБ (А.С.Зачесов, О.А.Климов и др.). Упомянутая методика основана на построении физической модели работы элементов в зоне действия поперечных сил. Эта физическая модель отражает физическую сущность процессов, происходящих в элементе при действии поперечных сил , дзет четкие представления о характера деформирования, причинах возникновения внутренних усилий и разрушения элемента, что в конечном итоге позволяет Определять внутренние усилия без привлечения к расчету различных эмпирических зависимостей. На сснсзэ

Физической модели строят расчетные модели, .включающие внутренние усилия, действующие в наклонном сечении. Расчет элементов производят при совместном решении уравнений равновесия изгибающих моментов, продольных и поперечных сил.- При этом считают, что в наклонном сечении элемента, совпадающем с критической наклонной трещиной, действуют следующие внутренние усилия (помимо ранее упомянутых усилий в бетоне над наклонной трещиной и в поперечной арматуре): нормальное и касательное усилия в продольной арматуре в месте ее пересечения наклонной трещиной; силы ■ зацепления между бетонными частями элемента, разделенными наклонной трещиной. Б качестве физической модели большинством исследователей принята дисково-связевая система, состоящая из ДЕух жестких бетонных дисков (блоков), разделенных критической наклонной трещиной и ограниченных' нормальным сечением, проходящим чсрсс ьершику наклонной трещины.

Однако методика НИИЖБ не распространяется на СМК и не отражает их специфические особенности. Е сеязи с этим автором ■поставлена цель распространить упомянутую модель на сбсрно-мо-нслитные изгибаемые элементы.

Во второй главе разработана методика расчета прочности наклонных сечений СМК на основе дисково-СЕЯзевой физической модели работы элементов е зоне действия поперечных сил (см. рис.1).

Элемент разделяют на следующую систему блоков и связей:

- бетонные блоки Вь Вг, образованные критической наклонней трещиной и плоским вертикальным сечением, .проходящим через ее верезжу до сжатой и растянутой граней;

- бетонный блок ' Вз - часть Салки, ^расположенной е гене чистого кггкбз, ограниченная плоскими вертикальными сечен];?.«!:, " проходящими по внепнз& границам площадок передачи нагрузки;

- связь 1 - бетон сжатой зоны над вершиной наклонной трещины;

- связь 2 - бетон сжатой зоны под наклонной трещиной;

- связи 3 и 4 - продольная арматура в местах ее пересечения соответственно'нормальной трещиной и наклонной трещиной, по которой впоследствии произойдет разрушение;

- связь 5 - поперечная арматура.

Правомерность применения этой физической модели для СМК псдтверждена анализом напряженно-деформированного состояния таких конструкций при разрушении элемент^- по сжатой зоне в результате раздроблеши бетона над наклонной .трещиной. В результате анализа установлено наличие зон концентраций деформаций

/

Сетона и арматуры, что и позволило рассматривать сборно-монолитные элементы, работающие на восприятие поперечных сил, как дисково-связевую систему.

Рис.1. Физическая модель: 1*5 - связи; 6' - монолитный бетон; 7 - сборный элемент

При .разработке методики'расчета приняты следующие предпосылки: • * .

- основной расчетной формой разрупения принята наиболее распространенная ферма - раздробление бетона ежзтой зоны

- 12 -

над трещиной (выключение из работы связи 1);

- в предельном состоянии нормальные напряжения в бетоне сжатой'зоны над наклонной трещиной достигают вначений, равных Нь;

- усилия в связях в предельном состоянии вычисляют по соответствующим эпюрам напряжений и деформаций (рис.2);

- эпюра нормальных напряжений е связях 1 и 2 криволинейная, описана полиномом пятой степени вида:

бь/Кь - а1(еь/ея) + аг(еь/ек)2 + аз(еь/Ей)3 + '

+ а4(еь/ея)4 + а5(еь/ек)5, (1)

гл^ ей - деформации бетона при максимальном напряженки, т.е. при бь-Кь; •

- осеЕые напряжения в поперечной арматуре (связь 5) приняты равными пределу текучести;

- эпюра касательных напряжений в бетоне сжатой воны над наклонной трещиной (связь 1) построена на основании критерия прочности бетона при плоском напряженном состоянии и приближенно принята в виде параболы с нулевым значением у верхней грани и ).:ьг'.:;м£Л1кы.м значением вверху наклонной трещины;

- деформации связей определяют исходя из кинематической схемы деформирования системы;

- наклонные трещины в сборном и монолитном бетонах образуются одновременно;

- для средних деформации бетона и арматуры справедлива гипотеза плоских сечений.

• Для расчета наклонных сечений принимаем регламентированное нормами разделение СМК на двз основных типа по принципу1 конструктивного ревенкя:

-131-й тип - сечение сборно-монолитного элемента по Еысоте состоит из бетона сборного элемента и монолитного бетонз ;

2-й тип - сечение по ширине состоит из бетсна сбсрнсго элемента и монолитного бетона.

Расчетная схема элемента представлена на рис.2, ч Г

' ^тттТТГ ТШЬ

ЭлТгч

гПТТг

м .

-Рис.2. Расчетная модель предельного равновесия в нормальном (а) и наклонйЬи (б) сечении: 1 - сборный элемент; 2 - монолитный Сетон

- 14 -

Расчет прочности сборно-монолитных элементов на действие поперечной силы производят из условия:

ОасЪ < Ои. 42)

, В общем случае расчет прочности наклонных сечений по предлагаемой методике производят при совместном репении системы еоспя! уравнений с восемью неизвестными. Е систему входят: уравнения равновесия проекций внутренних усилий блска 2\ на вертикальную и горизонтальную оси, равновесия моментов блока Еа (относительно точки пересечения наклонной трещиной продольной рг.ггян'.т;;: арматуры), уравнения равновесия системы в сечении 1-1 (причем уравнения равновесия моментов усилии системы сос-_ тееляются относительно центра тяжести бетона сжатой зоны над наклонной трещиной) и два условия деформирования, составляемые на основе кинематической схемы деформирования и списывающие поворот блоков В1, В2 относительно границы статей эсны в сечении 1-1.

Общая система уравнений тлеет вид:

Си • Оы + Оду + Оя + ГСгс51п8, (3.1)

?сгс - (Ид + + Ны)/С05в, (3.2) Ь'ыСЬо " 0.5х) - 0.5Чя*С2 + Оыс + Ои(а - ¡1 - С), (3.3)

Ои - Ом + 0Ь2| (3.4) (3)

N81 - Ны ♦ ЯЬ2, (3.5)

Ои(а - 1г) - N81 (Ьо - 0.5х) - Кь2Ц2х0 + >:)/53,. (3.6)

Дь^Хо - Ла/(Ьо - Х0), (3.7)

Ды^(ха - х) - йв!/(Ьо. - х0). (3.6)

Ои - предельная поперечная сила, воспринимаемая элементом; Ыы_ нормальное усилие в Сетоне сжатой зоны над вершиной наклонной трещины (связь 1), определяемое по формуле: х-Ь2 х ' %

Мы - $быЬ1(х)с1х + №ь2Ь2(х-)с1х, • (4)

о о

' нормальные напряжения в бетонах определяются с использованием формулы (1):

бы - Ры [а1(еы/ей1) + а2(еы/ей 1)2 + аэ(еы/е|?1)э +

+ а4(еы/гя1)4 * З5(еы/ек1)53; (5)

бь2 - ^1(еь2/ЕР2) + 32(Еь2'''ен2)2 + азСеьг/еиг)3 +

+ а4(еь2^2)4 + а5(еЬ2/еР2)5]; (6)

К'ь2~ нормальное усилие в бетоне сжатой зоны под наклонной трещиной (связь 2):

хэ-Ь2 хо-х

Нь2 - $быЬ1(х)<1х + 1бьгЬ2(х)с1х; (7)

О О

Оы- касательное усилие в бетоне сжатой зоны над вершиной

наклонной трещины, определяемое по формулам: для СМК 1-го типа': при х > Ьг (когда в сжатуп зону бетЬна над наклонной трещиной попадают оба бетона): '« (

________•______т

Оы - 1.5Ьы1(^1(х ~ Ь2) + (В)

- 16 -

при х < Иг (когда в сжатую зону попадает 'только монолитный Сетон):

Ом - 1.5Rbt2bxwi; (9) ..

для СМК 2-го типа при х > h¿ (когда в сжзтую зону Сетона над наклонной трещиной попадают оба бетона):

Ом - 1. 5u>i (Rbtibi (x-hfc) + КьггЬгЬг); (10)

при х < h2 (когда в сжатую зону попадает только мэнолит-нг:;': ;~тои'> усилие См определяют по формуле (9);

Оь£- касательное усилие в бетоне сжатой гены под наклонной трещиной;

- осевое усилие в продольной арматуре в месте ее пересечения наклонной трещиной (связь 4):

- бвАа; (11)

Qs - нагельное усилие в продольной арызтуре (связь 4):

Os - TsAc; (12)

Ne'tr касательное (нагельное) усилие в поперечной арматуре (связь 5), определяемое по формуле:

K«r - TswAs*; " (13)

* ~ *

Qsw - осевое усилие в поперечной арматуре (связь Б):

г

Оз* -

(14)

Р"сгс" силы взаимодействия между блоками В1 и Вг (силы зацепления) , определиемые из зависимости:

9 = агс^(Ьо - х)/с;

N31 - осевое усилие в связи 3 (продольная арматура в конце. пролета среза) :

Оа^ " действующая поперечная сила от внешних нагрузок;

Решая систему уравнений (3) относительно (Зи, определяем предельную поперечную силу, воспринимаемую сборно-монолитным элементом. Решение осуществляется методом последовательных приближений на ЭВМ по специально разработанной программе. , •

ГСгс - (N3 + КЯ¥ + Ны)/С05б,

(15)

Мз1 - б31А3;

(16)

Алгоритм решения задачи представлен на рис.3 в виде

блок-схемы.

Рис. 3.•

- 19 -

В третьей главе рассмотрены результаты экспериментальных исследований прочности наклонных сечений сборно-монолитных конструкций. Рассмотрены опыты шести исследователей: Б.Л.Городецкого, В.С.Казарновского, А.Е.Кузьмичева, С. Н.Медведева, Я.Г.Сунгатуллина, А.М.Оцелла.

Б.Л.Городецкий испытывал балки таврового поперечного сечения с различной поверхностью контакта (естественно-шероховатая, рифленая, шпоночная). Балки испытаны на 15-тонном 'гидравлическом прессе по схеме однопролетной шарнирно-опертой балки, нагруженной двумя сосредоточенными силами, приложенными симметрично относительно оси балки. Величина пролета среза для . различных групп образцов составляла (1+3.25)Ь.* Все образцы испытаны до разрушения. Балки нагружали ступенями по 0.05-0.1 от теоретической разрушающей нагрузки. Наклонные трещины возникали почти но всех балках. Появившись в средней части сечения, ниже нейтральней оси, они развивались вверх и вниз по сечению.'

Всего была испытанз 71 балка. По наклонным сечениям в результате раздробления бетона сжатой зоны разрушились 20 Салок. Остальные балки разрушились от сдвига по контакту (преимущественно балки без поперечной арматуры), либо от выдергивания арматуры из опорного участка вследствие резкого возрастания напряжений в продольной арматуре у опоры после образования наклонных трещин.

В.С.Казарновский проводил испытания двух типов сборно-монолитных железобетонных балок таврового сечения расчетным пролетом 2.2 м. В образцах первого типа ребра армировались вязаным каркасом без отгибов продольной арматуры. Эти образцы предназначались для определения разрушении, тресинооСрззсгания и несущей способности балок под действием поперечной силы; В образцах второго тиха, с отгибам! продольной арматуры нз участ-

ке среза, вся поперечная сила должна Выла быть воспринята отогнутыми стержнями. На этих образцах предполагалось произвести разрушение шпоночного соединения от сдвигающей силы.

Испытание производилось нй,500-тонном прессе. Нагруже-ние балок осуществлялось двумя сосредоточенными грузами, приложенными на расстоянии 65 (60) см от опоры. Балки нагружались ступенями по 30 кН. Разрушение образцов первого типз произошло от действия поперечной силы. Оба образца второго типа разрушились от действия изгибающего момента.

А.Е.Кувьмичев проводил исследование прочности шва кон-

%

такта в'сборно-монолитных балках. Всего было испытано 16 образцов. Прочность бетона сборных элементов при испытании составляла 43.5 МПа; бетона омоноличивания - 39-41 МПа.

Нагружение балок осуществлялось в середине пролета гидравлическим домкратом грузоподъемностью 250 кН.

Большинство испытанных образцов разрушились от горизонтального скалывания по поверхности сопряжения сборного и монолитного бетонов. Однако четыре Салки разрушились по наклонным сечениям в результате раздробления Сетона сжатой зоны над нак-лоннчй трещиной.

С.Н.Медведев исследовал работу сборно-монолитных эле. ментов на поперечную' силу на Салках СМБ-5 - СМБ-12. Балки СМБ-5 - СМБ-8 имели двутавровое поперечное сечение, балки СМБ-9 -СМБ-12 - прямоугольное. Поперечное армирование в испытанных балках отсутствовало (кроме балок СМБ-9 и СМБ-10). Выпуски арматуры из сборных элементов отсутствовали«во всех балках.

• Балки'испытывали по схеме однолролетной шарнирно опертой СаЛки, нагруженной двумя сосредоточенными силами в третях пролета. Нагрузка от гидравл!пеского пресса через траверсу пе-: г. нз Сзл:-г/. Рь:между грузами но всех случаях

было равно 0.7 м. Испытание выполнялось повторными нагрузками, после каждых четырех ступеней нагружения производили разгрузку до нудя.

По наклонным трещинам от опоры к грузу разрушились вследствие раздробления бетона сжатой зоны у Еершннк наклонней трещины шесть балок. У всех испытанных балок сцепление бетона сборного элемента с бетоном омоноличивания не нарушалось даже после разрушения балок. Нарушения анкеровки растянутой арматуры и сдвига конца струн не наблюдалось.

Я.Г.Сунгатултш проводил -испытания сборно-монолитных балок с различными поверхностями контактов между Сетоном сборного элемента и монолитным бетоном (рифленая, гладкая, шпоночная, с продольным выступающим ребром). Испытания проводились по схеме однопролетной шарнирно опертой балки, нагруженной двумя сосредоточенными силами.

По наклонным сечениям разрушились восемь балок.' .

А.И.Оцелп испытывал сборно-монолитные балки с различной поверхностью контакта между сборным и монолитным бетонами. В образцах серий А,С и Б поверхность контакта.тщательно заглажена с помощью деревянного мастерка. Контакт образцов серии £ -шероховатый, полученный естественным путем в результате усади; и вибрации бетонной смеси.

Все балки испытаны на испытательной машине мощностью 1.8 МН с винтовой передачей усилия и балансиром. Нагруэкз в виде сосредоточенного груза прикладывалась в середине или в ■ четвертях пролета, равного 5.94 м. Между балкой и опорами, а также под грузом укладывали стальные пластины размером 152x305x25 км.

Еалки нагружались, этапами по 9.07 кН до образования трещин, а'затем непрерывно вплоть до разрушения.

Все балки«испытаны через 27-28 дней после создания

предварительного напряжения в сборных элементах,- при этом возраст монолитного бетона составлял от 11 до 16 суток.

По наклонным сечениям в результате раздробления бетона сжатой зоны над наклонной трещиной разрушились три балки. Ос-таиные балки разрушились преимущественно от горизонтального сдвига едоль плоскости контакта и по нормальным сеч/ниям от действия изгибающего момента.

Результаты рассмотренных экспериментальных исследований использованы при оценке достоверности расчетного аппарзта, предлагаемого в настоящей работе.

В четвертей главе произведена оценка достоверности предлагаемой расчетной методики путем 'сопоставления опытных данных о прочности наклонных сечений СМК (представленных в главе 3) с теоретическими, подсчитанными по предлагаемой методике, и по методике, регламентируемой существующими нормами и пособиями.'

При сравнении опытных величин несущей способности сборно-монолитных балок по наклонным сечениям с теоретическими, рассчитанными по методике норм, среднее отношение =

0.607_ при максимальном коэффициенте вариации ^ » 21.8*..

При сопоставлении опытных данных о прочности наклонных .сечений СМК с теоретическими, определенными по'предлагаемой методике среднее отношение с^/це.хр составило 0.955 при Ущ -3.38*.

Результаты сопоставления опытных и расчетных величин представлены на рис. 4 и в таблице 1.

- Таким образом,, решения, получаемые на базе диско-во-связевои физической модели, позволяют получать удовлетворительную сходимость опытных и теоретических значений. При этом г-.^ультаты отлнчзктся большей однородностью.

Тзблнцз 1 - Спытные и теоретические гнзченил грсчнсстн наклонных сечении

14

15

16

15

19

20

21 22

•23

24

25

26

й

№

гео

ш

150

Городецкий Б.Л.

КБ-2-26 КБ-2-2В КБ-2-2е

га-2-2л

КБ-2-2Э КБ-2-2к КБ-2-За

55 50

49

50 53.8 65

67.5

29.3728.57 26.4025.98 26.40 31.10 49.10

Казарновский В.С.

МБ-1 МБ-2

135 129

88.10 83.91

Кузьмичев А.Е.

СА-8 СА-11 СА-12 СВ-1

50 70 70 17.5

28.19 44.85 ■44.85 28.19

51.87 48.52 45.33 47.58 49.15 63.23 64.79

132.34 127.85

48.32 67.92 67.92 18.74

0.534.1

0.572

0.539

0.520

0.491

0.477

0.727

0.653 0.651

0.564 0.641 0.641 1.611

1

2

5

б

7

4

а

36

37

38

39

40

41

42

43

1

•saw

it

гео

m

Сунгатуллин Я.Г.

БЗ-З Б4-1 Б4-2 Е4-3 Б5-1 Б5-2 Б5-3 БЭ-2

35.45 34.25 35.45 36.65 34.25 35.45 46.25 121.50

22.82 17.12 17.12 17.12 17.12 17.12 17.12 160.38

33.33 32.94 33.33 35.09 33.46 '33.33 45.17 119.58

0.644 0.499 0.483 0.467 0.499 0.483 0.370 1.320

0.940 0.962 0.940 0.958 0.977 0.940 0.977 0.984

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. В качестве физической модели работы сборно-монолитных железобетонных элементов при действии поперечных с;1Л принята дисково-связевая система.

2. На основе физической модели получена расчетная модель работы сборно-монолитного элемента при поперечном изгибе.

3. В рамках дисково-свяэевой физической модели получена методика расчета прочности наклонных сечений СМК. Методика учитывает влияние сил зацепления, нагелькые усилия в продольной и поперечной арматуре, взаимное влияние изгибающих моментов и поперечных сил, двухстадийную работу СМК (до и после приобретения монолитным бетоном заданной прочности), различие прочностных' и деформативных характеристик бетонов срставного сечения, а также их совместную работу.

4. Проведена оценка достоверности предлагаемого в работе расчетного аппарата путем сопоставления опытных и вычисленных величин несущей способности по наклонным сечениям.

5. Установлено, что регламентируемые нормами методики . расчета прочности наклонных сечений СМК не обеспечивают достаточную точность во всех случаях практики проектирования. Проведенная оценка достоверности расчетного аппарата норм показала, что среднее отношение теоретических и экспериментальных величин ц^/цехр составляет 0.607 при.,максимальней коэффициенте взриа-' ций Ущ- 21.87.:

• б. Статистическая -обработка результатов, полученных при расчете по предлагаемой методике, показала удовлетворительную сходимость опытных и теоретических- величин: С}1Ь/С1-хр -

0.888'1.07 при максимальном коэффициенте вариации - 3.287..

7. Расчет несущей способности по наклонным сечениям сборно-монолитных балок по новой методике позволяет сократить расход поперечной арматуры в 1.5-2 раза, что дает возможность экономии материалов и .снижения трудозатрат при изготовлении конструкций.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Крыгина A.M., Полищук В.П. О прочности наклонных сечений 'сборно-монолитных конструкций //. Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций. 4.6. Снижение материалоемкости и эффективные конструктивно-технологические решения, проектирование и расчет зданий и сооружении: тезисы докладов к международной конференции. - Белгород, 1995.- С. 44-45.

2. Полищук В.П., Крыгина A.M. К расчету прочности наклонных сечений изгибаемых сборно-монолитных конструкций: Материалы научно-практической конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" / Курский го-суд. техн. ун-т..- Курск, 1995. - С.153-156.

3. Полищук В.П., Крыгина A.M. Развитие-методов расчета сборно-монолитных конструкций // Рук. деп. в ВИНИТИ (per. !1° 83-В97). - М., 1997. - 76 О.

4. Крыгина^ A.M. Расчетная модель прочности наклонных сечений сборно-монолитных элементов//Ресурсосберегающие конструктив-

но-технологические решения зданий и сооружений: Сб. докл. Междунар. конф. "Промышленность стройматериалов и . стройин-дустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений". - Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1997.4.6-7. - С.168-172. 5. Крыгина A.M. Методика расчета прочности наклонных сечений сборно-монолитных конструкций // Рук. деп. в ВИНИТИ Хре.г. N° 2745-В97) - М., 1997. - 10 с.

- Подписано к печати 22.10.97. Формат 64x80 1/16. Печатных

листов 1.87. Тираж 100 экз. Заказ-наряд У63_.

'Курский государственный технический университет, 305040, Курск, ул. 50 лет октября, 94.