автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность, деформативность и трещиностойкость внецентренно-сжатых железобетонных элементов в условиях сухого жаркого климата

ЯЗНЙСТЗРСГЗО 2НСЗЗШ. и среднего сйзщтдяьного ОШгОЗДНЗЯ республика Узбекистан

ТА2КШШЙ .ШИТЗлТУРЯО-СТОЛШНУЗ ЙНСТ2Т7Т

РГ6 ОД

1 3 И ЮН 1995

На правах руксплсд

РйЗАЕВ Еоходпр аамсваданозкч

ПРОЧНОСТЬ, ДЕ40?ИАТИЕКОСГЬ И ГРЕПЙНОСТОНКОСТЬ ВНВДЯЗРШО-СШЫХ 2ЕЛ230ЕБТСННЫХ БЛ22НТ03 3 УСЛОВИЙ! СОТОГО ЕАРНОГО КЛИМАТА

05.23.01 - Строительные конструкции, здззая а сооружения

Автореферат

диссертация аа соискание учезой Степана кандидата технических наук

Ташкент - 1995

Работа выполнена з Наизнггнскса-.кнйустриальяо-технологиче-сг.ац институте.

НАУЧНЫЙ РУКСВОДГЕЯЬ: кандидат технически наук,,доцент ,

■ ' ШШАРОБ 2. У. • •

Qti'lII!AZЬНЫЕ СППОЕЕНТИ: доктор технических наук, профессор

АСКАРОВ Б.А.

кандидат технических наук, с.к.с. ЮСУПОВ P.P.

ВЕЗдЦАЯ ОРГШЗШЗ: Ташкентский институт какенеров- нелеэ-

нодорогного транспорта (ТашКИТ)

Еаадга состоится "/£ п 2995 r< в часов

на заседании специализированного Совета К 057.03.21 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических паук при Ташкентском архитектурно-строктелъноц институте по адресу: 70С011, Ташкент, ул.Навои, 13 (актовый зад).

С диссертацией исто ознакомиться б фуидзиеиалькоЗ библиотеке ТА СИ.

Отоыгн просик направлять по адресу: 700GII, г.Гаикепт," ул.Навои,13, ТАСИ.

. Автореферат разослан " & " JWji. 19Э5 г. '

Ученый секретарь Специализированного Зозета,

кандидат технических наук, ^_. „

доцент /Л П.Х.ХАМРАЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Дальнейшее развитие капитального стргл-:елъстза в Республике Узбекистан предусматривает увеличение сбъе-юв производства и применения сборного ¡1 частично аополитного г.з-гезсбетона. Климатические условия Республики Узбекистан отлнчзат-¡я резкой асятинентзльаостьв. В летний период температура воздуха юзет превышать при этса относительная гласность падает

;о 10-15$ я няне. В таких климатических условиях от прямого пола-;ания солнечной рэадиациа поверхность ззлеэсбегои.чьгх л анструкций нагревается до 70-80°С. При зтои появляется знзчдтз-ьные деформации усадки бетона, призодяппз я обрззоззнля л рас-рытяю хреюи на поверхности бетсяянх.а гелезо^егояяах козстсу;;-ай.

Колебания температуры и вдакяоста воздуха з течения суток з ода (лето я зима) неблагоприятно влияет ка фориирозаяаз струп-уры бетона. Интенсивное обезвоживание бетона при позыленнсй ературе .и низкой относительной злзгяости среды приводит к синения его прочности и модуля упругости. Больеой сутсчкыП пере-ад температур'' зазывает неравномерное распределение температурах напряжений аа сечениям бетона. Проектирование к стрсктелъст-э железобетонных конструкций для сухого харкого климата без уч?-а дефориаций, усилий, вызванных измененная ловыпенясЯ теапера-/ры л пониженной влагаоста праводят к раяаеаз образовании трога в бетоне, чрезмерному яг раскрытие, а таказ к болыиа дегсс-ициям конструкции.

Одним из саных вахных факторов повышения надежности и долго-¡чности конструкций зданий л сооружений, особенно для Республн-I Узбекистан, является дальнейшее совершенствование истодов их ючета с учетоц реальных условий эксплуатации.

В связи с этим актуальной задачей является проведение зяспе-шентально теоретических исследований прочности и трецжностой-!сти знецентренн.о сзатых железобетонных элементов из тягзлого ■тсна под воздействием силовых факторов я неблагоприятных злня-условий сухого яаркого климата.

Целью диссертационной работы является изучение прочности на атие и растяжение, теаперэтуряо-злагностяых деформаций, модуля ругости (5етона я установление их влияния на прочность, образо-лия ¡1 раскрытия трещвн внецеитренно-СЕатах зелезсбетонянх эле-ктоз, работавшие в условиях сухого жаркого клпаата, а тазге

_ и -

разработка рекомендаций по расчету таких конструкций с учетом климатических особенностей Республик:! Узбекистан.

Яатгчиую г.обивку работы составляют:

- установление особенностей изменения прочностных к дефорка-тивккх характеристик тккелого бетона и внецентренно-скатых геле-зебетонкнх элементов при кратковременном и длительном скатив в условиях сухого Езркого климата;

- установлены закономерности температурно-усадочных и упру-гопласткчесхах деформаций бетона и изучены распределения теипера туры г.о сечена» келезобзгонных элементов в натурных условиях сухого жаркого климата;

- получены данные о прочности, об образовании и раскрытии трещин во внедентренно скатых келезобетоняых элементах при различных эксцентриситетах воздействия кратковременной и длительной продольной силы в условиях сухого варкого климата;

- предложения по назначению коэффициентов условий работ бе тона с учетом воздействия сухого жаркого климата;

- разработка лредлокений по учету сухого жаркого климата при расчете впецентреляо-скаткх железобетонных элементов.

Автор защищает: '

- результаты экспериментальных исследований по изучению про костных л деформационных характеристик тяаелого бетона при кратковременном и длительной сжатии к растякении,- полученные в условиях твердения в цеху и натурных условиях сухого жаркого климата

- даанке о влиянии сухого жаркого климате на упруго-пластические и тэ:.:пературно-усадочные деформации бетсна к предложения г.о их оценке при проектировании гнецеитрекяо-сзаткх у.елезебетон-ных конструкций для условий сухого каркого климата;

- результаты экспериментально-теоретических исследований по - изучения влияния сухого жаркого климата на прочность к тредико-стс!:ксстъ Енецэи?ре;:50-СЕаткх келезобетонных элеиентоз из тяжело го бето:-:а при заданна: эксцентриситетах кратковременной и длительной продольной силе;

- предложения по учету сухого жаркого климата г расчетах дзецектргнво-сгаткх Еелезобетоняых элементов.

Практическое значение рз?ст& заключается

- предло-лгниях по учету изменения прочностных, деформатив-кьз: сьсйств бею:-:г, находящегося з условиях сухого кзрксго клп-

- разработке предложений по назначению коэ5$жяеа?ов условий работы тяжелого бетопа, ¿«лтывающих совместное влияние температуры и влажности воздуха сухого язрксго климата;

- разработке практических рекомендаций по расчету прочности, деформация,-образования раскрытия трещин внецентренно-СЕатых железобетонных элементов, с учетом влияния условий сухого жаркого климата,-позволяющих более обоснованно их проектировать с обеспечением необходимой эксплуатационной надежности ¡1 долговечности.

Реализация работы. Результаты эксперпаентальннх и теоретических исследований были использованы при разработке "Рекомендаций по проектированию бетонных и железобетонных конструкция для жаркого климата" (гШИЗЗ Госстроя СССР, 1983 г.) и "Рекомендация по расчету бетонных и железобетонных конструкций на изменения климатических температуры и влаЕНОсти" (ОЕБ 1991 г.), а такке при чтении лекции по курсу "Яелезсбетонные конструкции" в Заманганскоа кндустриачьно-технологическоа институте.

Апробздия работы. По тепе диссертации опубликовано 4 стать;:.

Материалы диссертации долоаены и обсуждены па:

- Всесо:- :оа координационном созеаании по проблеме "Расчет и проектирование железобетонных конструкций з условиях сухого жаркого климата" (Ташкент, 1934 г., Наманган - 19Е6 г.);

- Научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Наыазганексго индустриально-технологического института (Наманган - 1931, 1992, 1993 гг.); .

- на подсекции № 3 Научно-техначескбго Совета НЕЕБ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,

четырех глав, основных выводов, списка литературы и рекомендаций по учету сухого жаркого климата при расчете внецентренно-схаткх железобетонных элементов.

Работа изложена на 153 страницах машинописного текста,имеет 36 рисунков и 26 таблиц.

Экспериментальная часть работы выполнялась з Намангансном индустриально-технологическом институте под руководством д.т.н., проф.Милованова А..Ф. и к.т.н.,доц.,Таыбарсва Х.7.

СОЖРНАКПЕ РАБОТУ

В последнее время все 'большее внимание уделяется исследованиям физико-механических свойств бетонов и работы железобетонных конструкций з условиях повьгаенноЗ температуры и низкой влажности среды, характерных для районов с сухим жарким клпнатсм. В развитии теоретических представлений о.свойстве бетопа и рабстп

- б -

гелезобетонных конструкций в зхих условиях значительный вклад внесли работы С.Е.Александровского, А.Б.Ашрабова, Б.А.Аскарова, и.й.Васильева, Х.У.Камбарова, Л.А.МалининоЙ, Р.К.Камаджанова, Е.Н.¡Зеленского, А.Ф.Ыкловакова, С.А.Миронова, Т.Мукумова, A.M.Мухитдинова, Ш.Р.Низамова, В.Н.Пунагина, С.Р.Раззакова, У.Ф.Фазыло-ва, Е.Н.Щербакова, Р.?.Юсупова, О.Г.Тарасова и др. йз зарубежных данных пззестны районы А.АбОаси, И.Алама, М.Абрамса, Э.Базанта, Х.Кассера, Д.Равкяой, С.Сафарина, Р.Шалона, Д.Ханната а ряда др.

лак показывают результаты этих исследований, свойства бетонов б условиях сухого каркого климата обладают рядом особенностей, без учета которых могут быть допущены существенные погрешности при расчете и проектировании келезобетонных конструкций.

Согласно основный расчетным требованиям действующих СНиП 2,03.01-34 в части расчета по предельным состояниям первой и второй групп долкна обеспечиваться надекность конструкции под совместным воздействием склозьас факторов и неблагоприятных условий внесшей среда. Такой учет вытекает в основной в связи с изменениями йиэкко-мехакичЕсних свойств бетона, а такие поведением кон-, струкшй в условиях сухого жаркого климата, которые в дальнейшей закладываются в их расчет. '

Имевшиеся опытные данные касаются в основном расчета изгибаемых железобетонных элементов, а влияние сухого каркого климата на напркаеано деформированное состояние внецентренно-сжатых железобетонных элементов изучены недостаточно и не имеются рекомендации по их методике расчета.

Кроме того, следовало бы уточнить значения коэффициентов условий работы бетона fa и f;t для сухого каркого климата, применяемого для изготовления таких конструкций.

Для реаания указанных задач были сформулированы основные 'направления данной работы и программа предстоящих экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования были проведены в условиях цеха (относительная влажность воздуха W = 60...70% при температуре t = 25...?5°С), а также в природных условиях сухого жаркого климата (под прямой солнечной радиацией).

Для приготовления бетонной смеси применялся портландцемент Hasoniicicoro, завода с активностью 40,5 МПа. Б качестве крупного заполнителя использовали гранитный щебень из карьера поймы реки Нарын Фракции 5-20 мм. Б качестве мелкого заполнителя применял-

ск кварцзвый лесок того ке карьера о модуле« круги ост я 2.1. Состав бетонной снесл соответствовал бетону по прочности кз сгатие 16-13 Ш1а, з котором расход вязуцего составил 250 хг/и3.

Для изучения прочностных и деформационных хараитгристп:; бетона были изготовлены образцы куба с размерам;! ребер 10 си. и образцы приэаы размерами 10x10x40 ем. Все образин з течение 7 суток хранились под вдзгнкня ошсгсаш. Затем одна часть образцов твердела з услогиях цеха, а другая - з условиях сухого жаркого климата на открытой воздухе под солнечной раднгцн?й. Образцы одной серии испиливалась з возрастах бетона 23,63,180 в 560 суток. Исследование деформации у с ад:: а и ползучести осуществлялись на образцах призмах размерами 10x10x^0 см, которое твердели в тех хсе условиях.

Загружение образцов осуществлялось з возрасте бетона £3 суток з ?беих рассматриваемых усяозиях. Уровень постоянно дгй-стзузщих напряжений при испытаниях на ползучесть бетона во зссх случаях лриянгздся постоянный а составлял примерно от его ярнзмеяксЗ прочности. Наряду с нзгруке.чньши образцами ио-л:«тывались таете незагруженные призм* для определения теилс-ра-гурно-усадочпкх деформаций бетона. Деформации ползучести бетона определяли как среднее арифметическое значение, полученное азмераникаа на двух призаах-блазнецзх. Длительность наблюдения составляла 340...360 суток. По результатам длительных испытаний вычисляли средние значения дефсраациЗ ползучести для каждого загруженного образца и усадочно-темп'ературные деформации для каждого незагруженного образца.

Для определения деформаций усадал из общих темпзратурно-усадочных деформаций бетона следует вычитать деформации температурного расширения бетона в зависимости от изменения текпе-ратуры. Для определения деформации температурного распареаия бетона были испытаны призмы 10x10x40 са' по следующей методлхе: бетонные призмы высушивали до постоянного веса з течение трех часов в климатической камере "фейтрон". Температура в камере поднималась на Ю°С и проводилось измерение температурных деформаций бетона. Температура доводилась до 80°С, что дало воз-аоаность получить температурные деформации распадения бетона от изменения температуры, которые вычислялись от замеренных суммарных температурно-усадочных деформаций бетона призм, находящихся в цеху и на открытом воздухе.

Для изучения работы Езедентрекзо-сг-атах железобетонных элементов были изготовлены опытные колонны прямоугольного Ч£Ека размерами 16x30 см и высотой 100 си, которые имели консоли. Все еслокеы имели симметричное армирование из 4 стерг-неК диаметром 14 нк класса А-Ш. Для замера деформаций бетона на базе 250 ми по Еысоте злемектов устанавливались сткрс диаметром б на и длгной 50 мм. С целью изучения распределения тец-пературы_в бетоне по сечению колонны в условию: сухого жаркого климата з 6 колоннах закладывались хроиель-капелезые гермопарк. Образцы бетонировались в горизонтальном положении в металлически. корках. Все колонны после бетонирования в течение 7 дней находились в опалубке под влажными спилками, а затем распалуб-лпьались. Образцы изготовлялись з трех сериях.

Образцы первой серии находились под воздействием прямой солнечной радиации для определения изменения температуры по се-чеккз элемента. Образцы первой серии находились на полигоне в ненагрухенноы состоянии для определения температурно-усадочннх деформаций колонн. Для определения влияния прямой солнечной радиации одна часть опытных колонн устанавливалась на полигоне. Часть образцов второй серии были заиищены' от прямой солнечной радиации. Эти образцы находились в условиях цеха. Другая часть образцов находилась под воздействием прямой солнечной радиации на открытом воздухе. Колонеы второй серии были испытаны кратковременной нагрузкой с разным эксцентриситетом ее срклонекия з возрасте 40-50 дней. Колонны В серии были загру-некк длительно-действующей нагрузкой 0,8 К/сг.с и 0,5Ыр , которые находились на открытом зоздухе в течение I года, а затем были разрушены кратковременной нагрузкой для того, чтобы определить как влияет прямая солнечная радиация на прочность и треднноетойкость колонн.

В ходе экспериментов было установлено, что изменения температуры бетона следует за изменениями температуры воздуха и косит синусоидальный характер. В летний период максимальная температура бетона на поверхности колонны достигает+48°С при перепадах температуры щ. высоте сечен. • 18-20сС. Б зимний период температура бетона колеблется в пределах от +4°С до -4°С при температуре воздуха -7°С, а перепад температуры по сеченкв достигает 2-Ю°С. За сезон зима-лето температура бетона в сечениях колонны колеблется от -4 до+48°С при перепадах по высо-

те сеченая 8-13°С. Злаааость тязелого бетона з'летний период после длительного нахождения з условиях сухого жаркого климата была ниже начальной.

Анализ результатов исследований показывает, что рост ну-биковой прочности тяжелого бетона при хранении в естественных условиях, з течение 180 а 360 суток составил 6 я 3;"5 и S-II $ соответственно от прочности бетона з 28 суточном зозрасте. Рост признанной прочности тяеэлого бетона з течение I8Q и ЗсО суток по сравнения с 28 сутками такхз нз одинаков для образцоз, находящихся в естественных условиях (4- и 6%) и при постоянной режиме в цеху (7 и 8%). . .

Таким образом, наблюдается снннеяие роста прочности бетона на сжатие, вызванного неблагоприятными условиями сухого жаркого климата. Это необходимо учитывать при расчете келезобетонных конструкций коэффициентом условия работы бет^яа на сжатие. Зтот коэффициент учитывает влияние солнечной радиации, длительности нагревания, пониженную влажность воздуха я массивность конструкций на прочность бетона при сжатии.

Обработка данных исследований показала, что для расчета аелезобетонных элементов из тяжелого бетона, работающих з условиях сухого ааркого климата, необходимо принимать коэффициент условия работы бетона на сжатие = 0,75 м коэффициент работы бетона на растяжение = 0,70 при расчете на первое воздействие^температуры и соответственно = 0,70 н ^ = 0,65 при расчете на длительное попеременное нагревание и сх-лзкдение.

Изменение температуры и влажности воздуха оказывает здя-яние. также на начальный модуль упругости бетона.

Согласно данным эксперементоз значение коэффициента fy , учитывающего снижение модуля упругости бетона от воздействия температуры и влажности сухого жаркого климата, мояно принимать равным 0,70 при расчете на первое воздействие температуры и 0,65 при расчете на длительное попеременное нагревание и охлаждение.

Коэффициент упругости тяжелого бетона , характеризующий упруго-пластическое состояние статого бетона, находящегося на солнце меньше, чем для аналогичного бетона при постоянном режиме на всех ступенях кратковременного загруяенкя. При уровне нзщгаензя 0,5 К/э значение коэффициента для бетона, пахе-

дящегооя в естественных условиях разно С,75 при кратковременной нагрузке и 0,25 при длительном загружении. Как показали исследования, Еаш/еньиее значение наблюдается у бетона, находящегося в есть ".¿еннкх условиях.

Статистическая обработка показала, что фактические предельнее дероркадип бетона г условиях сухого жарйого климата бсльсе к по сравнению с данными, полученными в условиях цеха п зависят от возраста бетона к мокзнту приложения нагрузки к для бетока нахогяаегося г.од ввкяниеи солнечной радиации увеличение предельной сжимаемости разно 1,05, 1,03, 1,12 и 1,15 для бетона находящегося в иеху 1,05, 1,04, 1,0В и 1,1 соответственно для 23,60, 180 к 360 суток. Анализ опктнкх данных позволили установить характер взаимосвязи предельной СЕйиаемостп бетона в условиях сухого жаркого климата от его прочности,ко-тось.-14 списывается выражением:

64цМ0'= 24.1^ ■ ГО

Результаты проведенных расчетов (I) локаззли, что теоретические значения близки к опытны!;. При этом среднее значение отношения оектных данных к расчетным составило 1,05 при коэффициенте вариации К,4/5, что дает основание рекомендовать выражение (I) для практического применения.

Усадочно-текяературные деформации бытона находящегося под воздействием повышенной теипературы, низкой влажности в сочетании с солнечной радиацией косят достаточно сложный характер. Действие повышенной температуры и низкой влажности ускоряет развитие деформаций усадки бетона к при зтон удаляется относительно больаое количество влаги. Экспериментально О^ти пслучены средние значения козуфициекта температурного расширения бетона. Твердение бетона в природных условиях приводит к более интенсивному накоплению делегаций усадки в начальный период за счет влияния низкой вдааюстк, высокой климатической температуры и солнечной радиации. К 100 суткам деформации усадки бетона составляют 65-75)5 ст наблюдаемых к ЗсО суткак. Усадка бетона такне зависит от начальной влакяос-п: и интенсивности влагспотерь бетона. Чем интенсивнее происходит удаление влаги ст бетона в первые 4- кеекца, тем больше дебаркации усадки, Затек наступает период некоторой стабилизации роста деЗор^адий усадки в их уаеньгезае в епкнкй более холодный период. С наступление!: весны наблюдается дальнейшее

исодление деформации усадки. Максимальная деформация усадки ¡тока^находящегося под влиянием солнечной радиации, была равна МО-3. В услозиях сухого кзркего климата деформации усадки :я бетонов незащищенных от солнечной радиации в 1,4 раза преви-.ет аналогичные деформации усадки, наблюдаемые з постоянно-¡мдературно влакностных условиях цеха.

Анализ экспериментальных данных показывает, что ползучесть тона в природных услозиях сухого жаркого климата под влиянием лнечной радиации отличается от деформаций ползучести для бе-'На, твердевшего з нормальных условиях и носит ступенчатый ха-' ктер. При этом существенное нарастание деформаций ползучести тона в природных условиях сухого жаркого климата происходит в плое время года и замедляется в холодный период. Предельные ачения деформаций ползучести бетона под воздействием солнеч-■й радиации летнего' изготовления (загруиения) в среднем в 1,45 раза превосходит деформации ползучести бетона в цеху.

По результатам кратковременных испытаний с е = 0,5 У = = 7,5 см и & = У = 15 см было установлено, что с об-зованием трещин в растянутой зоне, интенсивность увеличения формаций растянутой арматуры, а такке скатого бетона возрас-ет. Условия сухого каркого климата также влияют на относитель-е деформации арматуры. В колоннах, находившихся под нагрузкой 8N/czc и 0,5 NP и под влиянием солнечной радиации в течение ного года деформации арматуры были больше на 13-40%, чем в лознах находившихся в цеху. Температура и влажность воздуха кже влияют на изменение деформаций крайнего волокна сжатой ны бетона.

Относительные деформации крайнего сжатого волокна бетона в ловнах находившихся под влиянием солнечной радиации (при наг-зке 0,5Np ) увеличились на 35-60$ по сравнению с деформация-бетона при кратковременной нагрузке в возрасте 40 суток. В яовяях сухого каркого климата с увеличением эксцентриситета' формативносгь бетона и арматуры повышается.

В незагруженных колоннах, находящихся под воздействием сол-чной радиации в течение 12 месяцев, трещины не появлялись.При атковрененнсм нзгрукении этих колонн трещины образовались при грузке 52,9-55,6 кн. Зтот момент образования трещин был мень-, чем для колонн, находящихся при постоянном рекиме в среднем 19%.

В колоннах, подвергнутых длительному нагружению под нагруз< койЫ = 0,8 Мсгс в течение 12 месяцев под солнечной радиацией и при постоянном режиме, трещины не появились. Бри их кратковреме; ном нагрунении усилие в моиент трещинообразования составил 55,6 кН, что на 6% меньше, чем для ненагруженных колонн в возрасте 12 месяцев. Сопоставляя моменты образования трещин цояао констатировать, что для колонн, находящихся под воздействием солнечной радиации этот показатель на 22% меньше, чем в колоннах, находящихся при постоянном режиме.

Под воздействием длительной нагрузки 0,8 первые трещины появились на нагреваемой поверхности через"56 суток от начала наблюдения (с наступлением максимальной температуры в икзле) в колонне, находящейся под воздействием солнечной радиации и через 71 суток трещины появились в колонне, подвергнутой к действию солнечной радиации саатой гранью.

Как следует из проведенного анализа, что влияние сухого алр кого климата существенно сказывается на моменте образования трещин. Это связано с появлением собственных напряжений в бетоне, вызванных как деформациями усадки, так и неравномерным нагревом бетона по высоте сечения элемента, а также снижением прочности бетона на растяжение.

При определении усадочных напряжений в колонне учитывается . масштабный фактор, кроме того в колоннах, помимо усадочных дефор' маций возникают напряжения растяжения в бетоне за счет разницы коэффициента температурного расширения зрматуры и температурной деформации бетона. Это вызывает добавочные деформации растяжения бетона, которые способствуй? раннему появлению трещин.

Теоретически момент образования трещин с учетом климатического воздействия сухого жаркого климата мояно определить по формуле:

/V(еа- г) = Мае- и/Рг(Тн ~ б"«) (2)

где: расчетное сопротивление бетона на растяжение при

расчете по 2-й группе предельных состояний; - момент сопротивления приведенного сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругях деформаций растянутого бетона; % - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой

- и -

зоны, трецинсобргзовакиа которой проверяется; p.j.-KosJiJiauieHT условия работы бетона на растяжение.

Значения % и t¿ для бетона принимались по опытный данный с учетом ксеф^ициентоз и fy з зависимости от условия хранения к твердения бетона. J

0CS - напряжения от усадки бетона на уровне растянутой аркатуры определяемое по формуле

e«=[6cs+ sesr'(i)c¿(a-y)}£<-№ í3)

где: £ укорочение оси элемента от усадки бетона олределяе-мое по формуле

о _ (М)

- деформации усадки бетона; у1 - расстояние от центра тяжести приведенного сечения . до растянутой грани элемента; для прямоугольного сечения определяется по формуле:

(5,

1 +

v1

(Л ~~

1"7/С5~ кР11ЕИЗна оси элемента в результате развития усадочных деформаций бетона;

определяется по формуле:

(_>_\_ _(0,5/)-У) Сс*<__

,де • м-Л- и кг = А

с 7 <к ^ и. (8)

й - высота сечения элемента; _ ,

!_ и О- - защитный слой бетона соответственно арматуры, 8 и 3 • В ходе наблюдений за развитием трецин в колоннах, находящкх-!Я под нагрузкой О.ВЬ/сгс и 0,5Ы? , установлено, что при на-■рузке .0,8 А/сю о 6 =0,5 У и £ = У идет с течением времени наметание иирины раскрытия трещин и через год ширина раскрытия

зл -

соответственно составили 0,15 и 0,1? мм для колонн при воздействии солнечной радиации на растянутую зону и 0,14- и 0,15 мм на скату» зону. Для колонн, находящихся при постоянном рекиме, ширина раскрытия трещин составляет 0,13 и 0,14 ма, что на вазе. Это объясняется, видимо, более интенсивный развитием и повышенных величин деформаций усадки бетона в колоннах, находящихся под воздействием солнечной радиации.

При нагрузке 0,5Ыр характер раскрытия трещин аналогичен с характером раскрытия трещин при нагрузке 0,8 А^с Максимальная сирина раскрытия трецин при е =0,5 у и £ = У составила 0,22 и 0,22 им соответственно для колонн, находящихся под воздействием солнечной радиации на растянутую зону и 0,20 а 0,21 ам на статуй зону. По сравнению с теоретическими значениями ширина раскрытия трещин будет больше, что подтверядает влияние усадки на трещкно-стсЯхость внецентренно-саатого железобетонного элемента и необходимость учета воздействия сухого каркого климата при их расчете

Б связи с этап расчет ширины раскрытия трецин нелезобетсн-нкх элементов, находящихся в условиях сухого жаркого климата,рекомендуется производить по формуле:

где: - предельная деформация усадки; •

^ - вдажностные деформации набухания бетона определяемой по формулам

где дк/с - изменение средней влажности бетона;

» - коэффициент линейного набухания бетона; - ксффициент надекности по влажности;

Ср£ - коэффициент принимаемый равным: для первой расчетной стадии работы при нагревании и высушивании к при охлаждении и увлажнении бетона от наружного воздуха и воды - 1,25; для второй расчетной стадии работы; при попеременном нагревании и высыхании, охлаждении и увлажнении бетона от наружного воздуха -1,50; при попеременном водонасыщении водой и высушивании бетона -1,75.

Для установления влияния сухого жаркого климата на прочность колонн, они были испытаны кратковременной нагрузкой в возрасте 40 дней после нахождения в тени и в цеху и под воздействием сол-

зчной радиации и после годового нахождения в условиях сухого зркого климата. Теоретические разрушающие усилия согласно СНиП .03.01-84 определялись по формуле:

¿V (И)

Теоретические разрушающие усилия, вычисленные по формуле [I), при опытных значения с учетом коэффициента условий работы 0,85 согласно СНиП 2.03.01-84 были выше опытных. При этом гачении были завышены, так как опытами было установлено, :о коэффициент условий рзботы бетона на сжатие ^ =0,?. При !ете этого значения в формуле (II) теоретические значения рзз-гшающего усилия имели наилучшее совпадение с опытными.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Основные закономерности изменения температуры и влакнос-1 воздуха в условиях, сухого жаркого .клииата за период наблюде-[й совпадают с закономерностью изменения среднемесячной темпе-яуры и относительной влажности воздуха, заложенных в СНиП 01.07-85. Для практических расчетов можно принимать расчетное ;ачение температуры и относительной влажности воздуха по СНиП 01.07-85.

2. В условиях сухого жаркого климата железобетонные элемен-! нагреваются неравномерно. Под влиянием колебаний температуры здуха и интенсивности солнечной радиации температурное поле нструкций непрерывно изменяется по сечению элемента в любой мо-нт времени нелинейно.

Изменения температуры бетона следуют за изменениями темпера-ры среды и носит синусоидальный характер.

3. С увеличением относительной влажности воздуха и снике-ем его температуры средняя влажность бетона по сечению элемен-

в наблюдаемый период менялась и составляла в зимне-весенний риод - 5%, а в летне-осенний период - 2,5^.

4. В условиях сухого жаркого климата от действия температу-и влажности воздуха изменяются физико-механические и деформа-

вные свойства бетона, которые должны учитываться в расчетах, и расчете .внецентренно-скатых элементов, предназначенных для 5оты в условиях сухого жаркого климата Средней Азии, рексмен-зтся использовать коэффициента условия работы бетона и

5. Деформации усадки бетона в условиях сухого жаркого кли-

мата шеют ярко выраженный периодический характер в зависимости от сезонного колебания температуры и влакности воздуха. Кривые деформации ползучести бетона имеют ступенчатый характер к интен сивно развиваются в основном в летний период года за счет воздействия повышенной температуры и низкой влажности и -солнечной радиации среды.

6. При определении момента образования трещин в вкецентрен-но-скатых железобетонных элементах,- работающих в условиях сухог-жаркого климата необходимо учитывать влияние температуры и низкой влажности среды на прочность бетона при растякении, модуль упругости а деформации усадки бетона, которые способствуют раннему появлению трещин. При расчетах эту особенность учитывают используя соответствующие коэффициенты условий работы бетона.

7. Ширина раскрытия трецин в келезобетонных элементах в условиях сухого жаркого климата зависит от температуры сезона года. Наибольшее раскрытие трещин наблюдается в летний период. Рас чет ширины раскрытия трещин кзлезобетонных элементов в условиях сухого жаркого климата рекомендуется определять с учетом дополнительного раскрытия трещин, вызванных усадкой бетона.

8. Расчет прочности железобетонных внецентрекно-снатых элементов на действие продольной силы рекомендуется проводить с учетом влияния сухого жаркого климата принимая во внимание снижение прочности бетона путем введения коэффициента условий работы бетона

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- -I. Камбаров Х.У., Сайдуллаев К., Ризаев Б.Ш. Влияние сухогс жаркого климата на прочность бетона. Расчет, проектирование и испытание железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях сухого жаркого климата. Сб.научных трудов ТашШ и НИЙЖБ.- Ташкент, 1985.

2. Ризаев Б.Ш. Прочность и трещиностойкость внецентренно-сжатых железобетонных колонн в условиях сухого жаркого климата. Сб.научных трудов Наманганского филиала ТМИ.- Ташкент, 1989.

3. Ризаев Б.Ш. Изменение температуры и влажности по толщине внецентренно-сжатых железобетонных колонн из теологе бетона при воздействии солнечной радиации. Сб.научных трудов Наманганского филиала ТМИ.- Наманган, 1990.

Ризаев Б.Ш. Прочность и деформативность внецентренно-

сгатых железобетонных колонн з условиях сухого жаркого климата. Сб.научных трудов профессорско-преподавательского состава На:~зк-ганского индустриально-технологического института.- Наканган, 1992.

*

ïvypyK-исспк, вклал парогтада, яоаврказзЗ оккплгаз ■гешо бо'гон "л.э:'зн';ларн:шг иусткзжяяг»! дв^орка-пяясз sa орз.чбардоглпгл

АННОТАЦИЯ

/sdj ддгдз:! да пуруя-зсозд идол исгеэггздз пгзкигаязёггоз но-.7.ар::аз::Г: езуялтан тз:ллз-бэ?он к,урзхчала»>акзяг яп ходатазя, аглпЛ rcr:p;:ío;:::i: га вагарпй "здапгпдар асосгдз Ургазгитз йапгллззга.л. "

ллллдг асэолГг r-знсадл вуЗядагдлзрдал зйорзт: К-ГРг.-лсс:;:-; лклгл: серогтядз пплаётгал, о rap оотодда:; '¿алёдзнгзл ;:лл™::лз':л сзг^ягея батон одзпсзтлот&гдт uroiszxBzuarsan,

:;ое-;л бул:::"л га -дарязяд ургал::л ла ударил

Уо-да Со:: J. :л;л:л: плпо:;?1:да л,:;соилг;п ул;;:; тадсзяэомаяэр яллой лл-"íoлал..

'¿адрпба sû нэзарпй ззлангслаз асоспда:

- огпр белоннппг яуруи-зссзк, пул:::: парэ::тлдз :.:охглл:-; га дэ-

лоесаларл, гал^рат.-': га тс5:::::: той талдал лолдарлп:] /■jzz?рга:;:злдп;

- cfä'W пзчозггдо 2d куёа таъа:;р::д,а будгап :.:.;р-бгтон элс;.:е::тларнз:-;: поел:.: naco;: б?2лаб бзтоа ^аропатвзпнг ¿ггорял:! ургаягддп ;

- «лека ¡луддагдл га далоллл бупдша щчжв® тг.ъспрпда бул-гас нолгарказпй сякялгаз та*.зр-бстоа эдэкозглзрпдегз ёпяклзя- ^о-слл булсдп га Еонгапплл тахдлл ^пл^ддп;

- FjSa таъспрг.да булгга номаркгз:;:- сгкздтак тскпр-ботоз элементлзрнллг .vyсте:-:камлнгя урганлддл.

- . _ Екот>?да курсатпдган та"ллллар асоспда курук псслк, вадзу-Ш'.нг бетонялнг йязпк га :;еханпк гусусиятларпга лэ яомарказпй С'.:~ кдлган тзгллр-бетон эл_е:.:антларзга таьсирпяп хпсобга ода б, б::по Еа ПН1ЛООТ те;.:пр-0отон щрютлалзршп ипончлплзгш'.п ва узок, гуд-дагга тадамдягпнп таъипяландпгая а:лалйй тадсяядзр галлаб чкдпд-дл.

11г.!д2 язлааашяар натлиаларп яуоук-зсслк якддм иарозтпда, • пошляк, хароратнл хпсобга олгал додда ботоя ва те:лпр-бето:т р::л'.глар:л;п лолпхалза талспяларда уз ансзиз топтан.

RELIAEILITY. DEFORMABILITY AND CRACK RESISTANCE OF ECCENTRIC COMPRESSED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS UNDER CONDITIONS OF HOT DRY CLIMATE

ANNOTATION

On "the basis. of wide-sealed iinvestiaatiens of reinfcrced cc-ncrpt e s-t r uctures f or i ndustri al . civil. resi dent i a I and other buildiros and censtr ucti ens under conditions- of hot drv climate it been establ 1 shed that under eyeIic mf 1uence of

solar redi at i on. hi ah t eiTioerstures and 1 ow hufni di tv comoressi ve tensi 1 e strength o-f concrete i s Iesseni ng, 1 o&d elasti c, clastic «rsd shrinking deforrastiens are developing.

The aim o-f this thesz s wori; is to oer'f orm e* peri mental and theoretical investacatiens for studying reliability and cracking of eccentric cowpresserf rei nforced concrete ele»ents from n&avv concrete in hot dry climate and, taking into ccnsitierstion climatic particulariti©s of Central Asia, to work cut reccnendaticns for rational design o-f such structures.

Investigations of physical erd mechanical characteristics o-f heavv concrete, its thermal-shrinking deformation, change of t?.T,Df?r£tu-e a beat sect i on of reinf orced concrete el eirent s under the conditions of hot dry climate and solar radiation have been fulfilled.

The work reveal s resul ts of i nvesti gati ens o-f cracking ar<d the orocess o-f crack coenino in eccentric coloressed reinforced concrete elements under various eccentricities of short— and 1cno-term a«ial f ores. The author proposes nracti cal reccmendaticns for structural de&i cn, c«Iculati on of defcrisstion. cracking and coeni ng of cracks in eccentric corr.oressed reinforced concrete elements. being under service in hot drv cl i fr.ate. whi ch al low ' to desi gn them more rati onal 1 y , orovidir.o neceEssry reliability and durability.

The re*sul t£ of the the&i s work are used in Recomenoati ons for Designing Concrete and Reinfreed Concrete Structures for 1 Lii I di ng i n Hot Dry CI i rtsate and i n Recc»T«endati ens for Desi gni ng Reinforced Concrete Structures with Consideration to Climatic T = ;r.oeratures 2nd Humidity.

HAMAHrAH yC BOH T. BO 3.-123-95r.