автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Особенности работы изгибаемых предварительно напряженных элементов из бетона на НЦ

I 5 МАЙ 1933

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 11АУЧНО-ИССВДОВАТЕЛЬСЮ1Й, ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТШШЩ

II ТШОЛОГИЧЬХЖШ ИНСТИТУТ БЬТОНА И 1ШЗДБМША

(ШП1ЖБ)

На иродах рукописи

СОРОКИН Алексой Борисович

УДК 665.982.2:624.012.45

ОСОБШНОСТИ РАБОТЫ ИЗГИБАЕМЫХ ПРВДВАРИТЕЛЬНО 1Ш1ПШПШХ ЭЖШ1Т0В ИЗ БЕТОНА НА НЦ

Специальность: 05.23.01 - Строительные

конструкции здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1993,

Работа выполнена в Государственном Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском, проектно-конструк-торском и технологической институте бетона и железобетона ШШ)

НАУ НЬЙ РУКОВОДИШЬ - кандидат технических наук, старил

научный сотрудник

А.И.Звездов

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук, професс«

С.А.Мадатян - кандидат технических наук, доцен* Е.З.Круглов

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ • - АО "Железобетон" ассоциации "Мин-

уралоибстрой" •

Защита-диссертации состоится /ж/гел?' 15£ 3 г. в часов на заседании специализированного Совета К 033.03.01 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата ' технических наук в Государственном Ордена Трудового Красного' Знамени научно-исследовательском, проектно-конструкторском и. технологическом институте бетона и железобетона (НИМБ) по адресу: 11X^28, Москва, 2-я»Институтская, д. 6.

Совет направляет Вам для ознакомления данный реферат и просит Ваши отзывы и замещния в 2-х экземплярах, заверенные печатью, направить по выше указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " " 1593 г..

Ученый секретарь , "специализиротнного Со нота .

кандидат технических наук Т.Л.Кузьмич

• ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛВОТИ

Актуальность работа. Предварительно напряженные изгибаемые инструкции являются одной из наиболее многочисленных разновид-юстей соеди железобетонных изделий, выпускаемых промышленностью ¡борного железобетона. Разработка для таких конструкций более свершенных методов расчета и конструирования, позволяющих повысить их надежность и долговечность, сократить расходы стали и емента при обеспечении требуемых прочностных и деформационных арактеристик бетона, является важно!! задаче!!.

Особое место среди железобетонных конструкций занимает эделия из бетонов на основе напрягающего цемента (НИ). Зти онструкции отличаются рядом ванных эксплуатационных свойств, оторие делают их весьма перспективными. Среди сборных предза-и'тельно напряденных конструкций изделия из бетонов на НЦ появи-ись сравнительно недавно. Их проектирование в основном выползли, пользуясь нормами, предназначенными дли самоиапряжениич знструкций, когда состав бетона подбирается из /словия обеспо-;ния необходимого уровня самонапряжения. 3 таком бетоне суди от-:нно завышен расход цемента, что отражается на его прочностных деформационных характеристиках.

3 данной работе рассмотрены предварительно напряженны» из-|баемые конструкции из бетона на НЦ, состав которого подбирался I условия прочности. Такой бетон отличается от традиционного трягающего бетона прочностными и детонационными хатактеристи-ми, но конструкции при этом сохраняют все свои преимущества

сравнению с конструкциями из бетона на портландцементе. Учет юйств нового бетона при расчете и конструировании конструкций

_ ц -

позволит иметь наряду с высокими качественными показателями су-дественнув экономив в расходах арматуры и цемента, что весьма актуально.

Цельп диссертационной работы является определение прочности неоткости и трещиностойкооти. предварительно напряженных изгибаемых железобетонных элементов заводского изготовления из бетонов на НЦ и разработка предложений по их расчету.

Автор защищает:

- результаты экспериментально-теоретических исследований прочности, яесткости и трещиностойкости предварительно напряженных изгибаемых элементов из бетонов на НЦ при испытании на изгиС

- результаты экспериментальных исследований характера распределения напряжений по пирине полки тавровых образцов из бетоне иа НЦ при действии внеанего изгибающего момента и сил обжатия предварительно напряженной арматурой

- результаты экспериментально-теоретических исследований прочности наклонных сечений изгибаемых предварительно иапряженнь элементов из бетонов на НЦ;

- результаты экспериментальных исследований натурных образцов предварительно напряженных панелей пустотного настила по первой и второй группам предельного состояния;

- результаты экспериментальных исследований огнестойкости натурных образцов;

- предложения по расчету предварительно напряженных изгиба« мах элементов из бетонов на НЦ.

Научную новизну работы составляют:

- результаты исследования работы изгибаемых предварительно напряженных элементов из напрягающих бетонов, состав которых подбирается из условия прочности;

- результаты экспериментальных исследований характера рао-феделения напряжений по ширине полки пирокополочных тавровых цементов из бетонов на НЦ;

- экспериментальные значения предельных деформационных ¡арактеристик бетонов на НЦ.

Практическое значение работы состоит в том, что показана юзможность эффективного использования напрягающих бетонов в ¡ассовых предварительно напряженных конструкциях заводского из-•отовления.

Разработанные рекомендации позволяют проектировать надежные юнструкции, при этом в ряде случаев удается до 30# сократить •асход конструктивной и поперечной арматуры.

Предложения по расчету использованы в рабочих чертежах тытно-промышленных образцов конструкций сборной безрулонлой ;ровли, а также при расчете и конструировании опытной партии [анелей пустотного настила.

Апробация полученных результатов. Основные положения дмс-:ертационной работы были доложены на ХХШ Международной конферен-|ии в области бетона и железобетона в мае 1551 г., на каучно-•ехническом семинаре "Опыт и перспективы применения бетонов на [апрягапщем цементе в строительстве", Москва, 1592 г., а также [а технических совещаниях лаборатории непрерывного армирования :амонапряженных конструкций и труб Н'ШБа Госстроя Р& в 1591— 592 гг.

Структура и объем диссертации. Диссертации. состоит из вве-;ения, пяти глав, основных выводов, приложений, списка литера-уры, включающего 131 наименование. Общий объем диссертации со-тавляет 175 страниц, в том числе 61 рисунок и 23 таблицы.

Исследования проводились в лаборатории непрерывного армиро-лния самонапряженных конструкций и тру,б НЯЧЯБа Госстроя ?&.

- б -

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Повсеместно применяемый в настоящее время бетон на основе портландцемента является одним из основных строительных материалов, который хорошо зарекомендовал себя как при возведении монолитных сооружений, так и в производстве сборного железобетона. Однако известно, что усадочные деформации, сопровождающие твердение портландцемента, часто не позволяют добиться в конструкция высокого уровня трещиностойкости, водонепроницаемости, морозостойкости и др.

3 результате многолетних исследований бил разработан новый вид вяжущего, получившего название напрягающий цемент.

В настоящее время промышленность серийно выпускает напрягающие цементы марок НЦ-10, НЦ-20 и НЦ-30 с энергией самонапря-кения соответственно 1,2,3 МПа. Освоен випуск НЦ на предприятиях цементной промышленности в городах СНГ: Усть-Каменогорске, Подольске, Волковысске, Пашне, Днепродзержинске, Ангарске, Новокузнецке, Горнозаводске и др.

С появлением напрягающего цемента НЦ-10, по своей стоимости приближающегося к портландцементу, появилась возможность его эффективного использования в конструкциях массового строительстве Применение бетонов на основе НЦ в сборных конструкциях массового строительства позволяет практически устранить потери предварительного напряжения от усадки, обеспечить железобетонному элемент более продолжительную работу без образования трещин, решить ряд технологических вопросов.

В первой главе в хронологической последовательности приведены основные этапы развития исследований в области напрягающего цемента и бетонов на его основе. Рассмотрены основные области применения, а также особенности расчета самонапряженних конструкц

На основании проведенного анализа состояния вопроса установлено, что применение напрягающих бетонов в основном било связано с конструкциями специального назначения, т.е. конструкциями, в которых возникает и учитывается расчетом величина самонапряжения. Самонапряжение в данном случае обеспечивается повы-аенным расходом цемента.

При расходе напрягающего цемента, исходя из требуемой прочисти бетона, сохраняется повышенное сопротивление бетона осевому растяжению, водонепроницаемость, морозостойкость и др. Од-ювременно повышается трещиноотойкость- и несущая способность сонструкций. 3 связи с этим представляет интерес проведение ис-зледований изгибаемых элементов из бетонов на НЦ при традиционно для сборного железобетона расходах цемента.

3 соответствии с вышеизложенным, основные задачи исследо-заний, выполняемых в диссертационной работе, состояли в следующем:

- изучить напряженно-деформированное состояние конструкций 1 стадии обжатия усилиями предварительного напряжения арматуры;

- исследовать прочность, жесткость и трещиностойкость конструкций при испытании на изгиб;

- установить характер распределения напряжений в полке тав-овых образцов при действии внешнего изгибающего момецта и сил бжатия предварительно напряженной арматурой.Сравнить полученные анные с результатами ранее проведенных исследований образцов

з портландцементного бетона;

-оценить влияние сжатой полки таврового цемента на несущую пособность конструкции;

- провести экспериментальные исследования работы элементов

з бетонов на НЦ по наклонным сечениям на действие поперечной

%

<лы;

л- исследовать работу натурных образцов преднапряженных кон струкций плит пустотного настила по первой и второй группам пре дельного состояния;

' - оценить огнестойкость натурных конструкций о уменьшенным армированием^ • '

- установить влияние активности напрягающего цемента по са монапряжению на прочнооть, жесткость и трещиностойкость констру ций{

- разработать предложения по расчету предварительно напряженных изгибаемых олементов из бетонов на НЦ.

В соответствии с поставленными задачами были изготовлены и испытана предварительно напряженные железобетонные балочные образцы трех характерных форм поперечного сечения: таврового как о растянутой, так и со сжатой полкой, и прямоугольного.

Всего было испытано; на изгиб - 7 образцов из бетона на оа нове НЦ-10; б образцов на НЦ-20; 8 образцов на поперечную силу ' и 3 цатурные конструкции панели пустотного настила. Состав и количество образцов, а также Характеристики применяемых бетонов приведены в таблице.

Все опытные элементы изготавливались длиной I = 3 м. Испытания проводились на пролете. 2,9 м. Высота сечения элементов принята равной « 30 см, ширина ребра |з = 15 см. В тавровых образцах ширина полки » 55 см, толщина полки ¥}] - 4 см.

В качестве материалов опытных олементов приняты: тяжелый бетон класса В25 на основе напрягающих цементов НЦ-10 и ИЦ-20, высокопрочная стержневая арматура класса АтУ диаметром 14 мм.

Натяжение арматуры опытных образцов производилось механическим способом на упоры стенда при помощи гидравлического домкрат Контроль величины предварительного напряжения осуществлялся по

СОСТАВ ОБРАЗЦОВ, Ш'АКТЕРИСТИКД ПИйЕНЯЕМЫХ ЕЗТ0Н0В

Количество образцов Характеристики бетона

Характер Тип _(а?.)_ 1.".Ша)_

поперечного цеиента --_——

сечения ваш:е зоны дозание

частого наклон- (ц изгиба ных се-челий

Ни Емо4

¿5-ю-4 Яйю"4 ¿НЮ-5

нц-ю

Щ-20

г 2

27.4 20.7

3.32 3.40 2.48 3.06

23 33

40 42

25 17

Щ-10 НЦ-20

2 2

23.0 22.6

3.4 2.71

3.47 3.03

29 29

40 42

23 22

I

со

I

нц-ю

Щ-20

пц

3 2

2 2 4

28.1 23.0 35.2

3.37 2.76 2.98

3.48 3.15 3.75

27 29

38 41

24 20

Примечание: 61 - поедельные деформации схатия бетона по результатам испытания призм на скатае

_/

¿1 - предельные деформации саатия бетона по результатам испытания балок на изгиб

Си - предельные деформация растяжения бетона

показаниям манометра насосной станции, прибором [ИН-3, силовыми динамометрами, устанавлигаемыми'под зажимы на упоры стенда, стационарными мессураии на базе 50 см.

дер опытные элементы подвергались пропыриванию■по режиму 3+4 + 6+ 2 ч. с температурой изотермической выдержки около 70°С.

Для определения прочностных и деформативных характеристик бетона изготавливали образцы: кубы с ребром 10 см, призмы I0x10x40 см, а также цилиндры 12x40 см для определения прямым методом сопротивления бетона осевому растяжению. Кроме того, изготавливались образцы - балочки 5x5x20 см для определения .самс напряжения и свободных деформаций бетона.

При отпуске арматуры измерялись: .величины деформаций бетона на уровне^центра тяжести продольной арматуры, в тавровых образцах - продольные деформации бетона по ширине полки, выгиб элементов.

Испытание на изгиб осуществлялось двумя сосредоточенными силами, приложенными в средней-трети пролета. При испытании вонт ролировались деформации .бетона по высоте сечения элемента, деформации .бетона растянутой грани и крайнего сжатого волокна в тавровых элементах - распределение деформаций по ширине полки. Во всех исследуемых элементах определялись средние деформации растянутой арматуры в зоне чистого изгиба, прогибы, смещение арматуры относительно бетона в опорных зонах.

При испытании опытных образцов на поперечную силу контролировались: деформации бетона по предполагаемой траектории наклонной трещины, деформации нижней'растяйутой грани элемента,, а также втягивание стержней ррматуры в бетон опорных участков конструкций.

Установлено, что напрягающий бетон, используемый в опытных ' лементах, в зависимости от марки цемента по самонапряженип, до-тигает уровня самонапряжения после пропаривания от 0,4 до 0,6 Па. На 15-20-е сутки, в результате проявления усадочных процессов, еличина самонапряжения бетона погашается почти до нуля. К этому ремени усадка стабилизируется и дальнейшие деформационные иэме-ения бетона в большей степени связаны с колебаниями влажности кружаяаей среды. Учитывая этот факт, испытания опытных элементов роводили не ранее, чем на 20-е сутки.

Анализ результатов, полученных при отпуске арматуры, пока-ал, что экспериментальные значения величины зоны передачи пред-арительного напряжения ( 1р ), в среднем, на 25-30£ меньше рас-читанных по СНиП. 3 ряде случаев расхождение экспериментальных расчетных значений достигает 50$. Зыяснено, что существенное лияние на длину зоны передачи напряжений оказывает величина опротиаления бетона осевому растяжению.

Предлагаемая зависимость для определения длины зоны пере-ачи напряжений в конструкциях из бетонов на НЦ по своей структуре нелогична рекомендованной нормами ЕКБ-ЯШ и имеет вид:-

стержневой арматуры принимается равным единице; с] - диаметр напрягаемой арматуры.

Особенности деформирования напрягающего бетона, а данном лучае, учитываются повышением коэффициента пропорциональности о вели^ны 0,05.

(I)

де: ¿Lip - предварительное напряжение в напрягаёмой арматуре; Rît - сопротивление бетона осевому растяжению; " ¿р - коэффициент, учитывающий вид арматуры; для

При отпуске предварительного напряжения арматуры экспериме тальные выгибы всех исследуемых балок превысили раочетные значе в среднем на 20-25%.

При определении выгиба элемента, работающего без трещин, в расчетную зависимость вводят величину жесткости поперечного сеч ния с коэффициентом 0,85. Этот коэффициент учитывает особенно® работы сечения железобетонного элемента в упругопластической , стадии. Однако различие в экспериментальных и теоретических выгибах показало, что при использовании в конструкциях напрягааще: бетона принятый коэффициент не вполне соответствует характеру работы сечения.

Дня исследования этого вопроса экспериментально определяла жесткость сечения в середине пролета. По величинам экспериментальной жесткости вычислялся коэффициент пропорциональности, уч1 тывающий упругопластическуи работу сечения. Установлено, что средняя величина коэффициента пропорциональности, независимо от формы поперечного сечения образца, равняется 0,7. При этом выяснено, что при определении выгиба элементов тавровой формы поперечного сечения в расчет целесообразно вводить полную ширину полки, поскольку с уменьшением вылета полки уменьшается эксцентриситет приложения усилия обжатия, что сводит к минимуму изменение расчетной величины кривизны. 1

Момент образования нормальных трещин при загружении внешне! нагрузкой фиксировался визуальным осмотром, а также по показани» приборов - цепочки тензодатчиков,'наклеенных на растянутой грат элемента в зоне чистого изгиба. За экспериментальный Момент образования трещин принималось среднее значение между моментом появления визуально наблюдаемых и моментом'появления трещин по показаниям приборов.

Расчетный момент трещинообрззования определялся согласно . 1ействующим норнам СНиП по методу ядровых моментов.

Сопоставление опытного и расчетного момента образования юрмальных трещин показало, что экспериментальные значения пре-зыаают расчетные величины в среднем на 15-20/1. Выя злено, что ¡аряду с повыаенним сопротивлением, бетона осевому растяжению, 'величениз трецкностойкости конструкций из бетонов на НЦ связано

с

; понижением до 25x10 предельных относительных деформаций рас-•яжения напрягающих бетонов. (Три расчете момента образования юрмальных трещин в таких конструкциях целесообразно учитывать ювишение пластического момента сопротивления сечения путем )Е2дения в расчетные зависимости фактических величин предельных 1еформаций. .

3 процессе развития нормальных трещин контролировалась шиита их раскрытия ( Поскольку наибольшую опасность представляют трещины с максимальным раскрытием, при испытании произво-,ился контроль 3-г1-х наиболее характерных из них. Учитывая, что сносным фактором,влияющим на ширину раскрытия трещин,является апряжение в растянутой арматуре, для определения теоретических ¡еличин в расчетную зависимость вводились экспериментально пределяемыз величины напряжений в растянутой арматуре.

Анализ исследования развития и ширины раскрытия нормальных рещин не вил вил существенных различий между конструкциями, из-отавливаемыми из обычного тяжелого бетона и бетона на основе !1Ц, Для изучения фактической совместной работы арматуры с бето-ом опытным путем определялись значения коэффициента нераэномер-остн распределения деформаций по длине арматуры С )• Экспе-именталыше значения величины находились как отношение

-пегих срй^нил <»з?ормзц«ш Дрмат^ы с?« к расчетном

- и -

в сечении с трещиной ^ , определяемым исходя из принятых предпосылок: не учитывалась работа растянутого бетона над трещиной, принята прямоугольная эпюра напряжений в сжатой зоне бетона.

Экспериментальные значения ^ сравнивались с величинами, рассчитанными'по СНиП. Сравнение выявило, что до нагрузки, составляющей 70-75$ от разрушающей,нормы достаточно точно оценивают значение коэффициента 4$ и величину прогиба.

Значительное, до 25%, превышение экспериментального прогиба над расчетным в элементах из бетона на НЦ наблюдалось при нагрузк близкой к разрушающей, за пределами несущей способности аналогичных конструкций из портландцементного бетона.

Разрушение опытных элементов происходило по нормальным сечениям в зоне чистого изгиба от раздробления бетона сжатой зоны. . Принятая при испытаниях методика измерения деформаций арматуры позволяла до момента разрушения контролировать значения средних напряжений. Во всех исследуемых элементах, в момент их разрушения, напряжения в растянутой арматуре превысили величину условного предела текучести.

Экспериментальные разрушающие моменты сравнивались с расчетными, определяемыми с учетом полной диаграммы растяжения арматуры Сравнение показало, что величина экспериментального разрушающего момента превышает расчетные значения на 8-20#. Установлено, что повышение несущей способности связано с увеличением предельных деформаций сжатия бетона на НЦ. При достижении максимального . момента, воспринимаемого сечением, краевые относительные-деформации сжатой грани элемента достигают величины ЗЗхЮ"'*. С увеличением предельных деформаций сжатия бетона в изгибаемых элементах высокопрочная растянутая арматура включается в работу выше условного предела текучести в большей степени, чем это предусмотрено нормами СНиП.

Одна из балок прямоугольного поперечного сечения проверена путем-расчета методом конечных элементов по программе, разработанной лабораторией механики железобетона НИИЖБ. При учете фактических характеристик бетона, арматуры и геометрии сеченйя получена абсолютная сходимость расчетного и экспериментального значений несущей, способности.

Испытании на действие поперечной силы подвергались опорные участки балок прямоугольного поперечного сечения. Наряду с образцами из бетона на НЦ были изготовлены и испытаны элементы из порт-тндцем'ентного бетона.

Анализ экспериментальных данных показал, что прочность на-слонных сечений в конструкциях из напрягающего бетона в среднем 1а 20$ выше прочности аналогичных изделий из портландцементного ¡етона ц находится в прямой зависимости от величины сопротивления ¡етона осевому растяжению.

Работа полки широкополочных тавровых элементов из бетонов а НЦ оценивалась степенью ее вовлечения в совместную работу се-ения. Степень вовлечения полки в работу характеризовалась коэф-ициентом полноты эпюры напряжений (^»41.), действующих по ширине

олки

Сс4 =

Щ ■ ¿^пкяу

де: - ординаты эпюры напряжений по ииринв похки;

I - ординаты эпю ¿/ча^г максимальное напряжение в полке над ребром; Ь} - ширина полки.

Переход от относительных деформаций к напряжениям а 1гтоне зуществлялся с использованием экспериментальной зависимости

, полученной при испытании на сжатие контрольных образцов 5изм размером 10x10x40 см.

Экспериментальные данные сравнивались с результатами, пол/-

ченнычи В.В.Бедаревым и М.Г.Коревицкой при исследовании аналогичных образцов из портландцементного бетона.

Исследования показали, что при отпуске натяжения арматуры тавровые элементы из бетонов на НЦ с полкой, сжатой от действия внешней нагрузки, характеризуются напряженным состоянием, при котором полка практически полностью вовлечена в совместную работ) сечения. При этом коэффициент полноты эпюры напряжений находится в пределах от 0,9 до 0,55. 3 пределах упругой работы сечения характер деформирования сжатой полки элементов из бетонов на НЦ практически не отличается от традиционного. Распределение напряжений по ширине полки характеризуется равномерностью и пропорциональностью. При увеличении внешней нагрузки по контакту полки с ребром в элементах из портландцементного бетона возникают' "пиков! напряжения. Нарушается совместность работы отдельных элементов сечения. В образцах из бетона на НЦ такое явление не наблюдалось, поэтому пропорциональность распределения напряжений по ширине полки сохранялась вплоть до разрушения. При этом коэффициент полноты эпюры напряжений, действующих по ширине полки в'момент,предшествующий разрушению, был не меньше 0,7.

По данным В.З.Бедарева, в портландцементных элементах тавровой формы поперечного сечения с полкой, растянутой от внешней нагрузки, при отпуске натяжения арматуры,нарушается пропорциональность распределения напряжений по ширине полки по причине концентрации напряжений в зоне контакта полки с ребром. Появленш "пиковых" напряжений по контакту ребра с полкой связано с неравномерностью проявления усадочных деформаций в зоне изменения сечения. При действии внешней нагрузки это приводит к раннему тре-щинообразованию. Исследования показали, что при использовании • бетонов на НЦ снимается поле усадочных напряжений, в результате .

его в стадии обжатия усилиями предварительного напряжения и при ействии внесшего изгибающего момента до образования нормальных рецин,сохраняется пропорциональность распределения напряжений по ирине полки. При этом коэффициент полноты эпюры напряжений, дей-гвуюцих по ширине полки, колеблется от 0,85 до 0,9.

С целью проверки результатов, полученных на лабораторных об-азцах, в заводских условиях по конвейерной технологии изготовили сытные панели пустотного настила.

Зсего было изготовлено и испытано 3 панели. Одну из них, ви-элненную из бетона на НЦ, испытывали равномерно распределенной агрузкой на изгиб и на поперечную силу. Панель армировалась только зодольной предварительно напряженной арматурой.

Результаты испытаний показали, 'гсо экспериментальный момент Зразования нормальных трещин на Q% превышает расчетный, опреде-земый в соответствии с действующими нормами СНиП, что согласуется результатами исследований на лабораторных образцах. Фактическая зочность нормальных сечений соотБегство зала расчетной. Разрушение энструкции произошло в результате разрыва арматуры; таким обра-эм, прочностной ресурс бетона не был использован в полной мере, зочность наклонных сечений более чем в ?. раза превысила расчетные тчения.

Две панели были испытаны на огнестойкость. Одна из конструк-1Й изготавливалась из бетона на НЦ, другая - из портландцемент-эго бетона. Панзль из портландцементного бетона армировалась в эответствии с рабочими чертежами типовой серии, т.е. имела опор-je корытообразные сетки, сетку а сжатой зоне по осой длине плиты опорные каркасы. Конструкция из бетона на Н'( армировалась только родольной предварительно напряженной арматурол.

Испытания на огнестойкость проводили по методике, разработанной ВНИИПО*. Применяемая методика, а также испытательное обо рутшвание давали возможность произвести экспериментальную оценк; огнестойкооти панелей пустотного настила в натуральную величину Действительный режим пожара выдерживался в соответствии с приня' в отечественной и международной практике зависимостью изменения температуры во времени. Предел огнестойкости исследуемых конструкций принимался по времени нагрева до образования пластическо! шарнира в середине пролета.

Разрушение обоих испытанных панелей произошло в середине пролета. При этом панель из бетона на НЦ выдержала 50 мин. огневой нагрузки, а рядовая панель из Портландцементного бетона -'й мин.

Исследования показали, что в предварительно напряженных изгибаемых конструкциях применение бетонов на НЦ позволяет экономить до 20$ цемента, в> пересчете на клинкер, и до 30% арматурно{ стали в основном за счет конструктивной и поперечной арматуры. При условии массового использования таких конструкций годовая экономия цемента может достигать 5,2 млн. т, а экономия арматурной стали - 0,507 млн. т.

ОСНОШЧЕ ЗЧЗОДУ

I. 3 сборных предварительно напряженных изгибаемых элементах независимо от формы поперечного сечения целесообразно применять напрягающие бетоны, состав которых подбирается из условия прочности.

Испытания проводились на полигоне' КТБ НИ'Ш при участии лаборатории "Жаростойкие и огнестойкие бетоны и конструкции

НП'ЛЖБ.

2. Определяющим в характере работы конструкций из напряган-(его бетона является степень компенсации усадочных деформаций. 1ри этом марка по самонапряжению применяемых цементов НЦ-Ш 'л 1Ц-20 не оказытет существенного влияния на характер работы конструкции.

3. Применение напрягающего цемента гарантирует в бетонах юлную компенсацию усадочных деформаций, поэтому при расчете ютерь предварительного напряжения а арматуре можно не учитывать штерк, связанные с усадкой бетона.

4. Величина зоны передачи напряжений при расчете предвари-'ёльно напряженных конструкций может быть уменьшена на 20-25$

¡о сравнению с рекомендованной СНиП.

5. 3 стадии обжатия усилиями предварительного напряжения :елезобетошшй элемент из бетона на НЦ отличается большей декоративностью. При определении выгиба в расчет целесообразно вводить :есткость с коэффициентом 0,7. После погашения выгиба до норматив-ой нагрузки характер деформирования элемента достаточно корректно писывается зависимостями СНиП.

6. Применение в конструкциях напрягающего бетона повышает х трещиностойкость на 20-301. В расчете изгибаемых элементов по бразованию нормальных трещин целесообразно учитывать 20^-ное величение сопротивления бетона осевому растяжению, а также повы-енную до 2,5х10~'' величину предельной растяжимости бетона при пределении пластического момента сопротивления сечения.

7. Установлено, что напрягающий бетон имеет повышенную до 8x10"^ предельную сжимаемость. По этой причине в изгибаемых леиентах на его основе высокопрочная растянутая арматура эклю-(ается в работу выше условного предела текучести з большей сте-ени, чем это предусмотрено нормами СНиП. При этом несущая спо-обность конструкций повышается на 10-15*.

8. Пропорциональность распределения напряжений по ширине полки тавровых элементов из напрягающего бетона сохраняется до разрушения. При этом коэффициент полноты эпюры напряжений в момент, предшествующий разрушению, для сжатой полки не ниже 0,7. Для растянутой полки, перед образованием трещин, полнота эпюры напряжений определяется коэффициентом 0,85-0,9.

9. Специфические прочностные и деформативные характерно™ напрягающего бетона позволяют до 30% сократить расход конструктивной и поперечной арматуры в изделии.

10. Сокращение расхода конструктивной арматуры, в том числ в опорных участках конструкций из напрягающего бетона, не снижа их огнестойкости.

Основные положения диосертации изложены в следующих работа

1. Звездов А.И., Сорокин А.Б. Конструкции из бетонов с ко пенсированной усадкой. //Материалы ХХШ международной конференци в области бетона и железобетона. - М.: Стройиздат, 1991. -

С. 278-280. .

2. Сорокин А.Б., Матюнина И.А. Исследование вопроса сопро тивления растяжению бетона с компенсированной усадкой. //Опиг и перспективы применения бетонов на напрягающем цементе в строительстве. - И.: ЦРДЗ, 1992. - С. 85-90.

3. Гитман &.Е., Сорокин А.Б., Матюнина И.А. Исследование предварительно напряженных многопустотных плит перекрытий с при мененисм напрягающего цемента НЦ на статические нагрузки и огне стойкость. // Опыт и перспективы применения бетонов на напрягаш щеп цементе в строительстве. - М.: ЦРДЗ, 1992. - С. 63-71.

4. Звездов А.'Д., Сорокин А.Б., Матюнина 'Л.А. Бетоны с кок пенсированной усадкой и конструкции на их основе. // Материалы

Х1У международной конференции по бетону и железобетону. - М.:. тройиздат, 1992. - С. 53-70.

5. Звездов Л.!!., Сорокин А.Б., Матюнина И.А. Зысокоэффек-ивные бетоны на основе НЦ для предварительно напряженных конст-укций нового поколения. // Современная ресурсосберегающая тех-ология на предприятиях сборного железобетона. - П.: ЦРДЗ, 1К2. . 75-80.