автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Особенности работы предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона в районах с сухим жарким климатом

Одесский инженврно-отроитвльный институт На правах рукописи

ШАДШИЛОВ Шокомил

УДК 624.072:666.973.2

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПРЩЩАШТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ИЗГИБАМИ ЭЛИШГОВ ИЗ КЕРШЗИТ0ББТ0НА В РАЙОНАХ С СУХИМ ЖШОДМ КЛИМАТОМ

05.23.01 - Строительные конструкции

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических яаук

Одесса - 19В8

. Работа выполнена в Ташкентском зональной ваучно-иоследова- ' тельском и проектной институте тилового и экспериментального проектирования и общественных зданий (ТашЗНИИЭП) Госком-архитектуры при. Госстрое СССР

Научный руководитель - доктор технических наук,

старший научный сотрудник Щербаков E.H.

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

профессор

Милованов А.Ф.

- кандидат технических наук, доцент

Застава М.М.

Ведущее предприятие - Ташкентский государственный проектный

институт реконструкции и застройки города.

• Защита состоится " 1988 года в /V 'часов

на заседании специализированного совета К 068.41.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Одесском инженерно-строительном институте по адресу?

270029, Одесса-29, ул.Дидрихсона,4. ОИСИ, ауд. 210. С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 6 " ' 1988 года.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент ¿?/ Малахова H.A.

^^ССс-хМ-Л-гес)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность работы. В соответствии о решениями ХХУП съезда КПСС дальнейшее развитие капитального строительства тесно связано с повышением уровня индустриализации строительного производства, расширением объема применения новых эффективных строительных конструкций и материалов.

Одним из путей решения указанных задач является всемерное сгошениэ собственной массы железобетонных конструкций за счет использования легких бетонов, позволяющих существенно повысить эффективность их применения в сейсмических районах. Несмотря на несомненные выгоды от использования легких бетонов в указанпых районах^в настоящее время они находят ограниченное применение, в особенности в несущих элементах. Это обусловлено, в частности, недостаточной изученностью прочностных и деформационных свойств . , легких бетонов, в том числе длительных деформаций, существенно влияющих на работу предварительно налрякешшх элементов при их эксплуатация в специфических природных условиях районов сухого паркого климата, которые характерны для бс.гышнства сейсмических районов Средней Азии.

В связи с этим актуальной задачей является углубленное исследование указанных свойстз бетона и совершенствование па этой основе расчета предварительно напряг.ешшх изгибаемых элементов из керамзитобетона с учетом влияния условий сухого жаркого климата.

Целью диссертационной работы является изучение особенностей прочностных и деформационгох свойотз конструкционного керамзитобетона и пх слияния на работу предварительно напрягешшх. изгибаемых элементов в районах с сухш яаркпм климатом с разработкой практических рэкомэндаций по нормировании характеристик материала и совершенствованию расчета гюлезобетошшх конструкций.

Автор защищает:

- результаты экспериментальных исследований основных прочностных и деформационных характеристик керамзитобетона при кратковременном сжатии и растяжении в лабораторных и реальных климатических условиях;

- методику прогнозирования указанных характеристик конструкционного керамзитобетона с учетом особенностей его структуры и климатических воздействий;

- опытные данные о влиянии условий сухого жаркого климата на величину длительных деформаций усадки и ползучести керамзитобетона и методику прогнозирования числовых параметров этих деформаций в инженерных расчетах;

- результаты экспериментальных исследований напряженно-деформационного состояния предварительно напряженных изгибаемых . элементов из керамзитобетона;

- предложения по учету влияния условий сухого жаркого климата на прочность, жесткость и.трещиностойкооть таких элементов.

Научная новизна 'работы состоит в следующем:

- выявлены особенности изменения прочностных и деформационных характеристик керамзитобетона при кратковременном сжатии и растяжении с учетом влияния условий сухого жаркого климата и дана их количественная оценка;

- установлены количественные зависимом;! изменения числовых параметров длительных деформаций усадки и ползучести керамзитобетона в природных условиях сухого жаркого климата;

- разработаны рекомендации по прогнозированию прочностных и деформационных характеристик керамзитобетона на стадии проектирования конструкций с учетом влияния его структуры и природных условий сухого жаркого климата;

- б -

~ усовершенствована методика расчетной оценки напряженно-деформационного состояния предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона, предназначенных для эксплуатации в природных условиях сухого жаркого климата.

Практическое значение работы состоит в следующем:

- получены данные об основных механических характеристиках конструкционного керамзитобетона о учетом влияния условий эксплуатации, позволяющие расширить область применения легкобетонных конструкций в районах о сухим жарким климатом;

- разработаны практические рекомендации по прогнозированию деформационных свойств керамзитобетона, которые дают возможность более обоснованно назначать их на стадии проектирований железобетонных конструкций по сравнению о действующими нормами;

- апробирована усовершенствованная методика расчета предварительно напряженных изгибаемых элементов иэ керамзитобетона с учетом влияния длительных процессов а условиях сухого жаркого климата,' позволяющая более рационально проектировать железобетонный конструкции, предназначенное для эксплуатации в указанных условиях.

Реализации работы. На основании результатов исследований конструкционный керамзитобетон на базе местных материалов Калмыцкой АССР и Узбекской ССР рекомендован дая широкого применения в предварительно напряженных кэ з обетснных конструкциях. Экономический эффект oí внедрения результатов исследований составил 6,6 руб. на I мЗ издаяиЗ или около 100 i.ыс.рублей в год в условиях завода 2EIÍ-I2 объединения "Железобетон" в г.Элисте.

По результата« настоящей райоты разработаны "Рекомендации по подбору состава я прогнозировании физико-мвханических свойств конструкционного керамзитобетона", которые были включены в

"Инструкцию по проектированию и изготовлению бетонных и железо- ' бетонных конструкций из керамзитобетона для строительства в условиях Калмыцкой АССР".

Разработанные предложения по учету влияния условий сухого жаркого климата в расчетах предварительно напряженных элементов-из керамзитобетона нашли отражение в "Рекомендациях по проекти-" рованш бетонных и железобетонных конструкций, возводимых в жарком климате". (М., НИИЖБ Госстроя СССР,1988 г.).

Полученные данные использованы также при разработке "Инструкции по проектированию и устройству сборных железобетонных яердачннх щшш с безрулонной кровлей яшшх зданий, возводимых в 1У климатическом районе" (РСН 20-86).

Апробация работы. Ыагерааш диссертационной работы доложены:

• - на 1,П,Ш Всесоюзных координационных совещаниях "Расчет, проектирование и испытание железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях сухого жаркого климата" (Фергана, 1982г.; Ташкент,1984г., Наманган, 1986г.);

- на республиканском научно-технической совещании "Интенои-фккацая производства и повышение качества сборных железобетонных изделий'(Бухара, 1984 г.);

- на международном совещании специалистов стран-членов СЭВ по теме 5.7 "Физико-механические характеристики бетонов" плана координации ПКстрой СЭВ (Ташкент,1985 г.);

- на научно-методической и вчучно-исследовательской конференции МАДИ (Москва, 1985 г.);

- на Ш Всесоюзной конференции "Развитие производства и применения легких бетонов к конструкции из них, в том числе с ис-гюльзоваютем иромыпиенных отходов*(Ереван, 1985 г.);

- на Всесоюзном координационном совещании "Влияние климати-• ческих условий и режимов нагрукещя на деформации и прочность

tf

конструкционных бетонов и элементов железобетонных конструкция (Тбилиои-Гори, 1985 г.).

По. теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 127 наименований. Работа содержит 103 страниц машинописного текста, 4S таблиц, 54 рисунка и приложения на 10 о.

Научная консультация по отдельным вопросам диссертации выполнялась канд.техн.наук Юзуповнм P.P.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В последнее время все большее внимание уделяется исследованиям физико-ыеханических свойств бетонов я работы яелезобе-тонннх конструкций в условиях погашенной температуры я низкой влагнсюти среда, характерных для районов строительства с сухим ■ парким климатом. В развитие теоретических представлений о свойствах бетона и работы аелезобетонных конструкций в этих условиях значительный вклад внесла работы советских ученых С.В.Алек-саядровокого, А.Б.Ащрабова, Б.А.Аскарова, Ю.М.Бакеяова, М.М.Застали, А.Р.Ипрачова, Б.А.Крылова, Л.А.Кудрявцева, З.Н.Малинского, Л.А.Малтппюйу Р.К.Маиаваяова, А.Ф.Мялованова, С.А.Миронова, Ш.Р.Низамова, В.Я.Пунагш1а, Й.Е.Прокоповича, Н.А.Соколовой, Г.И. Ступакова, О.Г. Тарасова, Л.И.Гбшова, А.В.Федорова, Е.Н.Щербакова, Р.Р.Юаугова я многих других.

Кен показывают результаты этих исследований, свойства бетонов, в том числе я легких, в условиях сухого варкого климата обладают рядом особенностей, без учета которых могут быть допущена существенные погрсэности при расчете и проектирования гелэзбе-

тонных конструкций, предназначенных; для эксплуатации в рассматриваемом климатическом районе.

В настоящее время в действующих нормативных документах отсутствуют' конкретные рекомендации по назначению величин деформаций усадки и ползучести легкого бетона применительно к районам с сухим жарким климатом. Рекомендации норм относятся, как правило, не к исходным числовым параметрам длительных деформаций бетона, а к оценке результатов их воздействия в некоторых частных случаях. Так например, потери предварительного напряжения в арматуре от усадки бетона принимают в виде конкретных числовых значений, что естественно не позволяет учитывать особенности свойств различных беконов. Потери предварительного напряжения арматуры от ползучес-

о

ти керамзитобетона вычисляется как для тяжелого бетона путем использования одной и той же эмпирической зависимости.

Согласно СНиП 2.03.01-84 для районов с сухим жарким климатом расчетные -значения потерь от ползучести и усадки бетона увеличиваются на 25$ по сравнению с вычисленными для умеренной влажности внешней среда. При этом не делается никаких различий между тяжелым к 'легким бетоном и не учитывается влияние сезона изготовления (загружения) на величину длительных деформаций усадки и ползучести керамзитобетона (и следовательно, на потери предварительного напряжения в арматуре). В связи о этим расчет железобетонных конструкций из керамзитобетона в соответствии с указаниями СНиП .2.03.01-84 может приводить к ощутимым погрешностям в оценке их действительного напряженно-деформационного состояния в реальных условиях эксплуатации.

Деформации (прогибы) изгибаемых келезобетопных конструкций в условиях сухого варкого климата при отсутствии или наличии трест в растянутой зоне определяются по форь^глам СНиП 2.03.01-84 с

введением коэффициентов Ф. и ^ , которые назначаются в за-

'ьг

висимости от относительной влажности окружающей среды. Значения этих коэффициентов нормы рекомендуют принимать для тяжелого и легкого бетонов одинаковыми. Указанный вопрос также требует про-

V

верки и уточнения путем постановки новых экспериментальных исследований в условиях сухого жаркого климата.

Решение перечисленных вопросов приобретает важное значение в связи с введением в главу СНиЛ 2.03.01-84 требований расчета железобетонных конструкций с учетом совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

Для решения поставленных задач были проведены экспериментальные исследования как в "нормальных" условиях лаборатории (относительная влажность воздуха температура 20± 2°С),

так и природных условиях сухого жаркого климата (при защите от солнечной радиации).

Для приготовления бетонной смеси применялся портлавдце-ыент Ахангарнского цементного комбината о активности 41,5 Ша. В качестве крупного заполнителя попользовали керамзитовый гра-' вий Ташкентского и Элистинского керамзитовых заводов максимальной крупностью 20 ш. В качестве 'мелкого заполнителя использовали кварцевый песок Куйлюкского (Ташкентская область) карьера с модулем крупности 2,2 и Вязовского (Калмыцкая АССР) карьера с модулем крупности 1,5. \

Составы бетонных смесей соответствовали бетонам классов ло прочности на сжатие В .12,5; В 15 и В 25, в которых расход вязу-щего Составил 275; 350 и 475 кг/мЗ. При этой расход крупного заполнителя составлял 0,85-0,95 мЗ/кЗ бетона.

Для изучения прочностных я деформационных характеристик бетона были изготовлены обрапцц-кубы с разшзрами ребер 10, Г5 и

20 см и образцы-призмы размерами 10x10x40, 15x15x60 и 20х20х80см, которые после распалубки помещались в рассматриваемые условия и допытывались в возрастах 7, 14, 28, 90, 180 и 360 суток. Кроме того для оценки влияния тепловлаяностной обработки (ТВО) на изучаемые характеристики кераызитобетона часть образцов была подвергнута цропариванию по режиму 3+3+8+3 при температуре изотер-_ ыического прогрева 80°С. Образцы, подвергнутые ТВО, ислытыва- -яась в возрастах I, 7, 14, 28 и 90 суток.

Исследование деформаций усадки и ползучести осуществлялось на образцах-призмах размерами 10x10x40, 15x15x60 и 20x20x80 см, которые твердели в тех ке условиях, что и образцы для кратковременных испытаний. Загружение образцов осуществлялось в возрасте 14, 28 и 90 суток в лабораторных и природных условиях.

Дш изучения влияния расхода воды, а также количества крупного заполнителя в бетонной смеси на деформации усадки и ползучести, в лабораторных условиях изготовлялась и загружалась в возрасте 28 суток часть образцов призм размерами 10x10x40 см.

Для оценки влияния резона изготовления (загружения) на деформации усадки и ползучести керамзитобетона часть образцов-призм размерами 10x10x40 см изготавливали и загрузили как в летнее, так и в зимнее время года.

Уровень постоянно действующих напряжений при испытаниях на ползучесть во всех случаях принимался постоянным и составлял' примерно 30$ от призменной прочности керамзитобетона в момент загружешя (область условно-линейной ползучести).

Длительность наблюдения к моменту окончания испытаний составила 601] суток для лабораторных и 810 суток для природных уо-.доши.

СЗраоо-тка получении! экспериментальных данных осуществля-

лась на ЭВМ СП-4 и ЕС 10-33 с применением комплекса программ, '. разработанныху&ля этих целей в ЦНИИС Минтрансстроя СССР.

Для изучения работы предварительно-напряженных керамзито-бетонных изгибаемых элементов были изготовлены опытные балки прямоугольного сечения о разгяерами 12x24 см с расчетным пролетом 300 см, а также балки сечением 15x22 см с расчетным пролетом 240 см из бетона класса по прочности на сжатие В25. Изготовление опытных образцов осуществлялось на силовом стенде с натя-жешэм арматуры на упоры. Твердение одной части балок происходило в лабораторных условиях, а другой - в природных условиях на открытом воздухе (под навесом). После отпуска натяжения велись наблюдения за изменениями предварительного напряжения от усадки и ползучести керамзитобэтона в течение 340 суток.

• После кратковременных испытаний частя указанных балок образцы-близнецы были загружены длительно действующей нагрузкой, составляющей 0,3;.0,6 и 0", 75 от разрушающей. Продолжительность длительных испытаний в этом случав составила 1,5-2 года. После завершения длительных испытаний опытные балки разгружались и иопы-тывашзь кратковременной статической нагрузкой вплоть до разрушения.

Как показали результаты экспериментальных исследований, с увеличением содержания крупного заполнителя параметрические уровни микроразруи. лшя керамзитобетона ( и ) повышаются, что является следствием структурных особенностей этих бетонов. Цутем анализа опытных данных для оценки величин Ксп/П и

керамзитобетона при твердении его в лабораторных условиях в работе предложены оледующие выражения:

где Rg - призменная прочность бетона в момент загружения, МПа.

При анализе полученных экспериментальных данных по величинам начального модуля упругости керамзитобетона было обнаружено, что они зависят не только от прочности бетона, но н других факторов. В результате корреляционного и регрессионного анализа экспериментальных данных для оценки начального модуля упругости керамзитобетона Е^(t0) , МПа, была получена многофакторная„ математическая модель в виде:

ife'"'-«fe <2)

где р£ - удельное (по массе) содержание цементного теста;

RUo)- прочность бетона в момент загружения, ЫПа.

Известно, что такой подход к нормированию величины начального модуля упругости бетона является более обоснованным, т.к. значение изучаемой характеристики зависит не только от яубиковой прочности бетона R(t,), но также от конкретных характеристик использованного пористого заполнителя (свободный член модели) и удельного по массе содержания цементного теста ч сывси рг .

Анализ результатов полученных по предельной сжимаемости керамзитобетона при сжатии показал, что наилучшее совпадение . опытных и расчетных ггпичин <5¡>c обеспечивается, если наряду о прочностью учитывать влияние других характеристик бетона. В результате обработки опытных данных для прогнозирования предельной сжимаемости керамзитобетона предложена модель вида:

бБс= -MhL + 205<10-8 рДlilis!] (3)

Модель (3) справедлива дом элементов с размерами поперечного сечения 15x15 см. для элементов с размерами сечения 10x10 см и 20x20 сы расчетные значения по модели (3) должны быть умножены соответственно на коэффициенты 1,1 и 0,9.

- 13 -

В результате экспериментальных исследований установлено, что прочность керамзитобетона при растяжении превышает аналогия ные характеристики бетонов на плотных заполнителях. Согласно опытным данным керамзитобетон, твердеющий в лабораторных условиях тлеет предельную растяжимость в пределах 19,5+28,0x10"®, что примерно в два раза превышает ту же характеристику тяжелых бетонов.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что закономерности изменения основных характеристик керамзитобетона, обнаруженные для стабильных температурно-влажностных условий, остаются приемлемыми и для условий сухого жаркого климата. В таблице приведены величины коэффициентов условий работы бетона, полученные в результате статистической обработки опытных данных.

Таблица

» : Характеристика керамзитобетона : Величина коэффи-. циента условий • работы бетона'

I. Сжатие осевое (призменная прочность) К* 0,9?

2. Осевое растяжение (прочность при 0,95

осевом растяжении) к и

3. Предельные деформации:

при сжатии при растяжении \ ¿1С 0,95

0,95

4. Начальный модуль упругости \ Е* 0,9

5. Параметры трещднообразования: Ясг 0,9 0,9

Дяя получения количественных оценок числовых параметров длитёльных деформаций керамзитобетона в основу анализа результатов била положена зависимость гиперболического вида, все-

- 14 -

сторонне проверенная в исследованиях ЦНИИСа применительно к обычным бетонам.

На ооновании анализа опытных данных было получено следующее уравнение для прогнозирования предельных величин деформаций усадки керамзитобетона:

•б

где: К5 - безразмерный коэффициент, равный 0,155*10";

Г - приведенный радиус сечения, см"*; 9 - влажность окружающей среды,- возраст бетона в момент начала высыхания, оут. Проведенный анализ результатов измерений ползучести показал, что на ее предельную величину оказывают влияние прочность бетона в момент загружения, относительная влажность среды, открытая удельная поверхность элемента и возраст бетона к моменту загружения. При этом получены две альтернативные модели для прогнозирования предельной величины меры ползучести:

где: Кс - безразмерный коэффициент, равный 14,ЗЛО-6 ;

- возраст загружения; К - хдгбиковая прочность бетона в возрасте 28 сут.; К (I.)- то же, в момент загружения. Результаты проведенных исследований показывают, что принципиальные закономерности длительных деформаций керамзи-тобетона в природных условиях не отличаются от наблюдаемых для тяжелых бетонов. Разница заключается лишь в том, что вли-

яние природных условий на предельные величины длительных деформаций керамзитобетона проявляется в меньшей степени.

Деформации ползучести и усадки керамзитобетона, изготовленного (загруженного) зимой, во все сроки наблюдения меньше (на 15$ и 10% соответственно), чем у керамзитобетона изготовленного (загруженного) летом.

Влияние тепловлажностной обработки на предельные величины усадки и ползучести керамзитобетона оценивается по аналогии о тя-аелыы бетоном понижающим коэффициентом равным 0,9 (по сравнению с бетоном естественного твердения).

Проведенные эксперименты показали, что расход воды затворе-ния бетонной смеси являемся основным фактором, определяющим предельные величины деформаций усадки керамзитобетона и важным дополнительным фактором, (наряду с прочностью бетона), влияющим на деформации ползучести.

В силу увеличения расхода крупного пористого заполнителя от 0,7 мЗ/мЗ до 0,86 мЗ/мЗ приводит к снижению предельной величины усадки до 20$ и логт/чести до 30$.

Установлены значительные отличия в относительных скоростях нарастания деформаций ползучести керамзитобетона в природных условиях по сравнению о лабораторными.

При изучении напряженно-деформационного состояния предварт-тельно-напряяенных изгибаемых элементов из керамзитобетона были оценены потери предварительного напряжения от усадки и ползучести керамзитобетона в обоих рассматриваемых условиях. Было установлено', что суммарные потеря предварительного напряжения от усадки и ползучести керамзитобетона, вычисленные по СНиП 2.03,01-84, недооценивают опытные значения этих потерь как в лабораторных, так и в природных условиях сухого жаркого климата

- 16 -

соответственно на 25 и 20$ s

Более точной для определения потерь предварительного напряжения в арматуре от ползучести и усадки керамзитобетона является методика, разработанная в ЦЦИИС, которая частично базируется на соответствующей методике ОИСИ.

Анализ результатов исследований указывает, на необходимость внесения некоторых уточнений в СНиП 2.03.01-84 в части определения потерь предварительного напряжения в арматуре от усадки и ползучести керамзитобетона, которые сводятся к следующему:

- потери напряжения от усадки керамзитобетона при.относительной влажности 40*75$ следует принимать:

а) для бетона класса В12,5 и ниже 40 МПа

б) для бетона класса BI5 50 Ша в) для бетона класса В25 60 Ша;

. - при относительной влажности воздуха ниже 40$ для конструкций, защищенных от солнечной радиации, потери от усадки увеличиваются на 15%',

- потери от ползучести кера"зитобетона:

а) при относительной влажности воздуха 40f75;i должны бш'ь увеличены на 20% по сравнению о расчетными, вычисленными по CIMI 2.03.01-84;

б) при относительной влажности воздуха ниже-40$ для конструкций, защищенных от солнечной радиации, должны быть увеличены • на 4052 по сравнении с расчетными, вычисленными по СНиП 2.03.0184.

Результатами исследований установлено, что предельные де-форчацм! бетона сжатой грани при изгибе в предварительно напря-:-м>!мх Аапках находились в пределах СI,8s-3,5).ТО"3, а в нена-

о

пряженных балках - (2,8+4,8).10 .

Фактическая относительная высота скатой зоны балок при разрушении изменялась в пределах =0,14-0,3 и зависела от процента армирования и наличия предварительного напряжения.

Установлено, что для обычных изгибаемых элементов результаты расчета по прочности согласно СНиП 2.03.01-84 в среднем на 6,5$ недооценивают результаты экспериментов. Для предварительно напряженных элементов эта цифра составляет 16$,

Сопоставлением опытных и расчетных разрушающих нагрузок установлено, что при расчете предварительно напряженных элементов из керамзитобетона по несущей способности в расчётные формулы СНиП 2.03.01-84 необходимо ввести коэффициент, учитывающий влияние условий работы; при отсутствии трещин - 1,0; - при <3^=0,15 мм-0,95; при 0с^г • =0,3 мм - 0,85.

Проведенные исследования показали, что моменты трещинооб-разованля' для предварительно напряженных кграмзтобетонных яле- , ментов следует определять по методике СНиП 2.03.01-8,4 с уютом предложенных уточнений по определению потерь предварительного напряжения, от усадки и ползучести керамзитобетона.

На основании обработки результатов экспериментов установлено, что предельную величину коэффициента ^ ( оо ), учитывающего влияние длительной ползучести бетона сжатой зоны следует прангалть равным 2,5. Цря этом расхождения теоретических прогибов с опытными не превышают 10$. Величина коэффициента в любой промежуточный момент времени а ^ определяется выражением:

- 18 -

Обработка подученных результатов показала, что для расчета' предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона при длительном действии нагрузки величину коэффициента, характеризующего упругопластическое состояние бетона сжатой зоны ^ , целесообразно принимать дифференцированно в зависимости от ширины раскрытия трещн и условий эксплуатации На участках с трещинами в растянутой зоне с шириной раскрытия от 0,15 до 0,3 мм, значение ^ следует принимать 0,15-0,075 о линейной интерполяцией в промежуточных случаях.

' Результаты расчетов по предлагаемой методике позволяют оценить с высокой достоверностью напряженно-деформационное состояние предварительно-напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона с учетом фактора времени.

На основе полученных данных в работе разработаны практи- ■ чеокие рекомендации по назначению прочностных и деформационных характеристик керамзитобетона, по прогнозщкжашго длительных деформаций усадки и ползучести, а также по оценке напряженно-.' деформированного состояния предварительно напряженных изгибаемых элементов, предназначенных для работы в условиях, сухого жаркого климата.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Экспериментально установлено, что повышенный расход крупного заполнителя ( Ущ» = 0,86+0,96 мЗ/мЗ) улучшает структурные характерптики конструкционного керамзитобетона, приводит к повышению прочности на растяжение и предельной растяжимости таких бетонов, а также параметрических уровней трещино-образования • ¡чг^ и ^с^ .

2. Получены математические модели для прогнозирования начального модуля упругости (2) и предельной сжимаемости (3)

керамзитобетона, позволяющие оценить характеристики таких бетонов в зависимости от их структурных особенностей. Модели пригодны также для прогнозирования аналогичных характеристик керамзи-тобетона, твердеющего в районах о сухим жарким климатом. ,

3. Зкспериментально установлены особенности деформаций усадки и ползучести керамзитобетона в природных условиях сухого жаркого климата, а именно:

а) кривые развития усадочных деформаций во времени, имеют ярко выраженный периодический характер с затухающей амплитудой колебаний и частотой, соответствующей изменению климатических факторов внешней среды;

б) кривые развития деформаций ползучести во времени имеют выраженный ступенчатый характер, в основном, за счет воздействия низкой влажности среды, которая наблюдается в летний период;

в) предельные значения длительных деформаций в природных условиях в среднем в 1,5 раза (для усадки) и 1,6 раза (для ползучести) превышают анаж лише величины деформаций, полученные в лабораторных условиях;

г) предельные значения деформаций усадки и ползучести бетона зависят от сезона изготовления и загружения;

д) скорости нарастания деформаций усадки и ползучести не-рамзитобетона тлеют повышенные по сравнению с тяжелил бетоном значения, что связано со структурными особенностями этого материала.

4. Получены математические (4) и (5) модели для прогнозирования предельных величин деформаций усадки и ползучести керашн-тобвтона с учетом влияния основных технологических и конструкционных факторов, а также климатических условий районов сухого наркого климата.

- 20 -

5. Потери напряжения от ползучести керамзитобетона при относительной влажности 40+75$ необходимо увеличивать на 20$ по сравнению с аналогичными потерями, вычисленными согласно СНиП 2.03.01-84. При относительной влажности среды ниже 40$ для конструкций, защищенных от солнечной радиации, потери, от ползучести керамзитобетона рекомендуется увеличить на 40$ по сравнению. с нормальными условиями.

6. Величину коэффициента ifbt для предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона,эксплуатируемых при влажности среды 40+75$,следует принимать согласно СНиП 2.03.Oír 84, равным 0,85, а при влажности менее 40$ - 0,8.

Прирост прогибов изгибаемых элементов при действии длительной натр, зки зависит от наличия и ширины раскрытия нормашшх трещин. Цри этом величину коэффициента для элементов, у которы" в растянутой эоне отсутствуют трещины, нужно принимать равным - 2,5 в отличие от СНиП 2.03.01-84, где это значение регламентировано 3. Для элементов, которые работают о трещинами в растянутой эоне, ь^личину коэффициента ") следует принимать дифферент, .рованно в завис.шости от ширины раехдэытия нормальных трещин.

7. Установлено, что прочность предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона находящихся в природных условиях сухого жаркого климата снижается на' 10-15$ по сравнению с нормальными условиями, фи расчете несущей способности таких конструкций в расчетные формулы СНиП 2.03.01-84 рекомендуется вводить коэффициенты условия работы =0,9 и 0,85 в зависимости от ширины раскрытия трещин 0ctt,=0,I5 и

0,3 ш соответственно.

8. Использование основных выводов работы, сформулирован- ,

ных в виде отдельных рекомендаций и предложений, позволит учи; тывать влияние основных факторов на напряженно-деформационное состояние предварительно напряженных изгибаемых элементов из керамзитобетона, предназначенных для применения в условиях сухого жаркого климата, что обеспечит в свсш очередь их эксплуатационную надежность и долговечность.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шадаатшлов Ш. Влияние масштабного фактора на изменения модуля упругости и прочности высокопрочных керашитобетонов в условиях сухого жаркого климата. - Б кн.: Конструкции жилых и общественных зданий в Средней Азии. Тбилиси, 1975г.,с.65-70.

2. Юсупов P.P., Шаджалилов Ш. Конструктивные свойства керамзитобетона о использованием, мелкого песка. - Бетон и железобетон, Л 7, 1983г.,с.24-25.

3. Юсупов P.P., Шаджалилов Ш. Црочность и деформации конструкционного керамзитобетона в условиях сухого жаркого климата. - Архитектура я строительство Узбекистана, й 10,1984г.,

с.35-37.

4. Рекоквндации по подбору состава и прогнозированию фп-зико-механическюс свойств конструкционного керамзитобетона. Фазылов У.Ф., Юсупов P.P., Шаджалилов Ш., Мухамедбавв Т.А. -Ташкент, ТашЕЖЭП, 1984г.,с.30.

5. Фазылов У.Ф., Ходааев O.A., Юсупов P.P., Шаджалилов Ш., Ыухамэдбаев Т.А. Оптимизация составов конструкционного керамзитобетона. - В кн.: Развитие производства и применения легких бетонов и конструкций из вше, в том июле о использованием прошяшеннше отходов. М.: Стройлздат, 1985 г., с.85.

- 22 -

6. Щербаков E.H., Юсупов P.P., Шадаалилов Ш. Особенности длительных деформаций керамзитобетона в климатических условиях Средней Азии. - В кн.: Развитие производства и примзнение легких бетонов и конструкций из них, в том числе с использованием промышленных отходов. М.: Стройиздат, IS85r.,0.171.

7. Щербаков E.H., Хубова Н.Г., Шадаалилов Ш. Влияние сухого жаркого климата на прочностные и деформационные характеристики конструкционного керамзитобетона. - В кн.: Влияние климатических условий и режимов нагрутания на деформации и прочность конструкционных бетонов и элементов келезобетонных конструкций. Тбилиси. ГрузШИстром, 1985г., с.86.

8. Фазылов У.Ф., Юсупов P.P., Шадаалилов Ш. Улучшение структурных характеристик конструкционного керамзитобетона. - Архитектура и строительство Узбекистана. JS 10, 1985г., с.3-5.

9. Щербаков E.H., Юсупов P.P., Шадаалилов Ш. Потери предварительного напряжения арматуры от усадки п ползучести керамзитобетона в условиях; сухого варкого климата. В сб.: Расчет, проектирование и испытание келезобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях сухого паркого климата. Ташкент: ТашПИ, 1985г., с.14-17.

10. Шадаалилов Ш. Нацрддошюе состояние изгибаемых элементов из ьзрамзитоботона при дейотвии длительной нагрузки в условиях сухого жаркого клшлаТа. - Архитектура к строительство Узбекистана, & 2, 1987г., с.4-8.