автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность предварительно напряженных железобетонных элементов в условиях сложного нагружения и агрессивной среды

|и;5 и %

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГРУЗИНСКОЙ ССР

ГРУЗИНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им.В.И.ЛЕНИНА

На правах рукописи

КОСАШВИЖ Зураб Отарович

УДК 539.37/4:624.012.46

ПРОЧНОСТЬ И ДЕЗОРМАТИВНОСТЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В УСЛОВИЯХ СЛОШОГО НАГРУКЕНИЯ И АГРЕССИВНОЙ СРВД

05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тбилиси - 1989

Работа выполнена в лаборатории механики железобетона Института строительной механики и сейсмостойкости им.К.С.Завриева (ИСМиС АН Грузинской ССР.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

Д.В.ЭСАИАШВИЛИ

Официальные оппонента: доктор технических наук, профессор

Е.А.ГУЗЕЕВ кандидат технических наук, доцент Л.О.ГВЕЛЕШНИ

Ведущая организация: Грузинский НИИ энергетики и гидротехнических сооружений (ГруэНИИЭГС) Министерства энергетики и электрификации СССР

час. на заседании специализированного совета К 057.01.13 ь Груо::1 окон политехническом институте кы.Б.И.Ленина (I корп.,вуд. I

С диссертацией коото ознакомиться и бк&шотеке ГПИ к«.ЕЛ!, > иниа по адресу: 360075, Тбвлиск-75, ул.Лапша, 77, едааигеу.,.-..::!-Л1з(! корпус.

АктореГрерг.? разослан "/-г*1 ЙР9!///>${ 1989г.

7

Ученый секретарь спец1тизиро'"-">""",п совета, канд.техн.наук, доцен

МТЩ^) _ 3 _

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

' -л

~ Актуальность темы. Все более широкое строительство ва-гмейших народнохозяйственных объектов в регионах наяей страны, примыкающих г морям и океанам, приводит к необходимости исследования напряженно-деформированного состояния различных инженерных сооружений при сложном сочетании как воздействий со стороны окружащей среды, тая и эксплуатационных нагрузок.

Сложное напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов еще полностью не исследовано ввиду сложности его физической сущности. Вопрос еще более усложняется, когда элемент преднап-ряженный, а агрессивная среда вносит свои коррективы в этот сложный процесс.

Этим вопросам и посвящена данная работа, которая выполнена по комплексно целевой программе для решения научно-технической проблемы Р.077.01 "Защита от коррозии металлоконструкций подземных коммуникаций и сооружений в ГССР".

Цель диссертационной работы: Экспериментально-теоретическое исследование работы внецентренно предварительно напряженных железобетонных элементов в условиях сложного нагружения с учетом характера воздействия "морской" среды, совершенствование нормативной методики расчета подобных конструкций.

Автор защищает:

- результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния внецентренно предварительна напряженных железобетонных балок при кратковременном совместном действии изгиба и' кручения;

- результаты сопоставительных экспериментальных исследований длительных деформаций железобетонных элементов при различном-харая-

- 4 -

тере воздействия нагрузки и внешней среда;

- результаты кратковременных испытаний внецентренно предварител но напряженных железобетонных балок при чистом изгибе, кручении, и изгибе с кручением после их длительного нахождения в нагруженном состоянии в условиях различных режимов воздействия "морской" среда

- предложения по расчету прочности и деформативности внецентре* но предварительно напряженных железобетонных элементов при изгибе с кручением;

- предложения по учету влияния различных режимов воздействия морской среды на прочность внецентренно предварительно напряженны: железобетонных элементов, работающих на изгиб с кручением.

Научная новизна работы:

- разработана методика испытания железобетонных балок при слои ном напряженном состоянии в условиях "морской" среды;

- выявлены некоторые особенности влияния внецентренного предва рнтельного напряжения на прочность и деформативность железобетонных элемгнтов, работающих на изгиб с кручением;

- даны рекомендации для оценки несущей способности и дефориати ности железобетонных элементов на основе кривых взаимодействия предельных усилий;

- получены экспериментальные данные о длительных дефориациях железобетонных балок при различном характере силочого воэдействи; и внешней агрессивной среды;

- получены экспериментальные данные о кратковременной прочное железобетонных элементов после их длительного нахождения под нагрузкой в агрессивной среде.

Практическое значение работы. Проведенные экспериментально-теоретические исследования позволили разработать приемлемый мето, для практики расчета железобетонных балок, подверженных совмести действию изгибающих и крутящих моментов, а также количественно о

- 5 -

нить влияние длительного воздействия нагрузки и агрессивной срсды на кратковременную прочность этих элементов.

Реализация работы. Результаты диссертационной работа приняты НИИЗКБ Госстроя СССР для использования при составлении дополнений и изменений СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" п.3.38 в части расчета несущей способности при действии изгиба с кручением для предварительно напряженных элементов.

.Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на: Всесоюзном координационном совещании "Влияние климатических условий и режимов нагружения на деформации и прочность конструкционных бетонов и элементов железобетонных конструкций (Тбилиси-Гори,1985г.); Республиканской научно-технической конференции "Молодые ученые и специалисты в деле повышения качества строительства" (Тбилиси,1987г.1, Международной конференции "Конструкции частично преднапряженного бетона" (ЧССР, Братислава, 1988г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 57 наименований. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц и 54 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулировано общее направление диссертационной работы и поставлены основные задачи.

Вопросам расчета железобетонных элементов на кручение в сочетании с другими силовыми воздействиями посвящено большое число исследований советских и зарубежных ученых.

Советскими учеными во главе с А,.А.Гвоздевым была разработана методика определения прочности железобетонных элементов, основанная на методе предельного равновесия усилий в пространственном се-

- б -

чении, которая была включена в СНиП 1Ю 1-62 и используется до настоящего времени (СНиП 2.03.С1-84).

Помимо нормативной методики, разрабатыпались и другие методы расчета. Здесь особо следует отметить работы В.И.Байкова и его шко лы, Н.И.Карпенко и его учеников, работы полтавской школы ученых во главе с'М.С.Торяником, работы армянских ученых под руководством В.В.Пинаджяна и др.

Интересны также исследования, в которых несущая способность железобетонных элементов при изгибе с кручением определяется графо аналитическими методами, построением кривых взаимодействия. Среди них в первую очередь следует отметить работы А.С.Залесова и его учеников.

Из исследований, прозеденных зарубежнымч учеными, вызывают большой интерес работы Хемфиса, Фишера и Купера, Бисара, Коуэна, Колинза, Калаба и др.

В рассмотренных работах, касающихся прочности и д »формативное! преднапряясенных железобетонных элементов при действии кручения с изгибом, изменение прочности и развитие длительных процессов с уч( том влияния внешней среды, не изучалось. Однако, имеющиеся данные натурных наблюдений и исследований советских ученых (С.В.Александровского, С.Н.Алексеева, Н.К.Роэенталь, Е.А.Гузеева, О.И.Квица-ридзо, Л.О.Гвелесиани, Б.М.Москвина, С.В.Мурашкина, А.В.Сакваре-ледэе, З.Н.Цклосани, К.А.Нальцова, Л.А.Ширяева, Ю.М.Баженова и др. указывая? на то, что в отдельных железобетонных конструкциях морских сооружений имеют место значительное нарастание деформаций во временя и частичная или полная потеря несущей способности, случаи интенсивного трещинообразования при наличии необратимых пластических деформаций.

Наряду с перечисленными, известны и такие работы, в которых установлено, что в нормальных температурно-влажностных условиях

атковременная прочность элементов бетонных и железобетонных к">н-рукций после длительного действия нагрузок увеличивается (работы Е.Прокоповича и В.Ф.Мазура, В.Л.Зедгенидзе и В.И.Половец, И.Н.Ах-рдова, С.З.Медведко и др.).

Работы по исследованию прочности и деформативности преднапряжен-го железобетона при сложном нагружении с учетом влияния морской еды, насколько нам известно, практически отсутствуют, что делает учение этих вопросов весьма актуальным.

С целью изучения влияния морской среда на прочностные и деформа-1вные свойства бетона и железобетона было проведено четыре группы :пытаний:

- испытание бетонных призм при кратковременном нагружении до и юле их длительного нахождения в различных средах под сжимающей 1Грузкой;

- кратковременные испытания железобетонных балок при чистом иэ-Iбе, чистом кручении и их совместном действии при различных знаниях отношения Зв =М/Т =1; 2,72; 5;

- длительные испытания железобетонных балок в обычной темпера-фно-влаясностной и морской средах при чистом изгибе, чистом кру-:нии и кручении с изг..бом, когда =2,72;

- кратковременные испытания железобетонных балок после их длинного нахождения под нагрузкой в виде крутящих и изгибающих мо-гнтов в условиях как нормальной температурно-влажностной среды,

1К й "морской" среды (3^-го раствора Ь!аС£ > иммитиругацего морс-ло воду). Характер воздействия "морской" среды был двоякий: пос-зянный и переменный (с равными периодами увлажнения н высушивания).

В качестве испытуемых образцов были использованы бетонные приз-г с размерами 10x10x40 см в количестве 24 штук и 56 мелезобетон- • к балок, изготовленных из одной бетонной смеси, состав которой

1 С,

обеспечивал класс ВЗО. Внецентренно предварительно напряженные железобетонные балки имели поперечное сечение 7x10 см и длину К Армирование балок осуществлялось расположенными по нижним углам мя продольными стержнями высокопрочной проволоки диаметром 5 мм са Вр-П, в верхних углах сечения двумя стержнями проволоки диаме 4 мы из стали класса В-1. Поперечная арматура в виде замкнутых > мутов изготавливалась из проволоки диаметром 3 мм стали класса Е и располагалась на всю длину образца с постоянным шагом 3,5 см. личина предварительного напряжения с учетом потерь была равна 9С МПа.

Кратковременные испытания всех призм проводились на универс« ном прессе "ЦД-40", а длительные - с помощью специальных пружиня установок, снабженных ёмкостями для создания в них "морской" сре Для кратковременных и длительных испытаний железобетонных балок условиях различных сред были специально сконструированы и изгото лены установки в количестве 24 штук, дающие возможность испытипа балки как на чистый изгиб, чистое кручение, так и их совместноо с-твие при любом соотношении изгибающего и крутящего моментов. Чн тый изгиб осуществлялся двумя сосредоточенными силами, прилояенн б третях пролета балки; чистое кручение - двумя противоположно д ствующими крутящими моментами, приложенными в обоих торцах балки кручение ке с изгибом с помощью двух противоположно направленных поперечных консолей, закрепленных на пределенных участках балки и дающих возможность передавать на испытуемый элемент одновремзн как изгибающие, так и крутящие моменты при любом отношении » от 0 до оо .

По условиям испытания призмы были разделены на 8 групп (табл а балки - на 14 групп (табл.2).

Нагружение образцов производилось поэтапно равными ступгчями порядка 10-15(2 от предполагаемой разрушающей нагрузки.

Условия испытания призм

№ группы Вид окружающей среды | Возраст при испы-| тании, сутки Интенсивность длительного нагруже-| ния Возраст к моменту нагруяения длительной нагрузкой, сутки 1 « ж о ко»« г: & гэ х >> той, 7« ОЧ1 X о <Я НП ж к <и к •ч егк « сС£> я >>>. ш сгл о йоь «пи И - (о «; сС о о X Г (1 К X г к м о н 5 ° ^ >: о> о О' о. (£ТЙ

I обычная 28 - - - -

п обычная 240 - - - -

Ш обычная 600 - - - -

1У постоянная. агрессивная 600 - - - 360

У переменная агрессивная 600 - - - 360

У1 обычная 600 0,6 240 360 360

УП постоянная агрессивная 600 0,6 240 360 360

УШ переменная агрессивная 600 0,6 240 360 360

Кая при кратковременных, так и длительных испытаниях эамеря-ись следующие деформации образцов: при чистом кручении - углы вкручивания торцевых сечений, при чистом изгибе - прогибы в сере-ине пролета элемента и вызванные изгибом деформации растянутой родольной арматуры и сжатого бетона; при кручении с изгибом -рогибы в середине пролета балки, углы закручивания, а также де-ормации растянутых арматурных стержней и сжатого бетона.

Испытания бетонных призм показали, что прчзменная прочность сех образцов, испытанных после их нахождения в морской среде в ■ечение 360 суток, как в нагруженном, тая и непогруженном состоя-

Таблица 2

Условия испытания железобетонных балок

о и ....... Интенсивность длительного нагружения Возраст к моменту нагружения длительной нагрузкой, сутки еСа> 1 а>

£ группы О — ■я \ >0 02 . X II (-. «Л, ь О) » Я 0.(0 ГС и о ф ь В 55 X О Ш Е— й £ Количество образцо! штук Вид окружающей среды Возраст при испытании, сутки Время нахождения пс длительно действуют: нагрузкой, сутки Длительность наховд | ния в агрессивной

I 0 2 обычная 240 - - - -

п I 2 обычная 240 - - - -

Ш 2.72 обычная 240 - - - -

1У 5 I обычная 240 - - - -

У 00 I обычная 240 - - - -

У1 0 2 обычная 360 600 0,5 240 360 360

УП 0 Л постоянная агрессивная 360 600 0,5 0,7 240 360 360

УШ 0 2 переменная агрессивная 360 600 0,5 0|7 240 360 360

IX 2,^2 2 обычная 360 600 0,5 ' о:? 240 360 350

X 2,72 2 постоянная агрессивная 360 600 0,5 о;? 240 360 360

XI 2,72 2 переменная агрессивная 360 600 0,5 о;? 240 360 360

хп СЮ 2 обычная 360 600 0,5 0)7 240 360 360

м 00 2 постоянная агрессивная 360 600 0,5 о:? 240 360 360

Х1У 00 2 переменная агрессивная 360 600 0,5 о;? 240 360 360

иях, увеличилась на 1-23%. В обычной же температурно-вла-таостаой реде прочность ненагруженных образцов увеличилась незначительно, нагруженных - понизилась на в сравнении с прочностью на 240-е /тки, т.е. к моменту нагружения аналогичных образцов длительно дей-гэующими нагрузками или их помещения в "морскую" среду.

Ка основе полученных данных определены коэффициенты влияния эрской среды на кратковременную прочность предварительно ненагру-эннЫх и находящихся под длительно действующей нагрузкой образцов э формуле:

«€(600) (1) о)

це №2((со)~ призменная прочность бетонных призм в возрасте • 600 суток;

^4(240)- призменная прочность в возрасте 240 суток.

Таблица 3

Коэффициенты влияния морской среды ка прочность бетона

Интенсивность предварительно й длительно действующей нагрузки Время нагружения длительно действующей нагрузкой, сутки I Время нахождения в морской среде, сутки Возраст образца при испытании сутки Коэффициенты

обычная среда постоянна морская среда переменная морская среда

0 - 240 600 1,01 1,23 1,07

0,6 240 240 '600 0,92 ' 1,18 1,14 '

I

Кратковременные испытания железобетонных балок на изгиб с :сру-' ением показали, что на общий характер появления и развития трещин сновное влияние оказывало соотношение между дейстьуотиыи крутящими

- 1Л. -

и изгибающими моментами, а также наличие внецентреннего предварительного напряжения.

Таблица 4

Результат» кратковременных испытаний балок 1-У групп на прочность

№ группы эе~м/т м, кНм Т, кНм м, кНм т, кНм

I 0 0 0,825 0 0,8

п I 0,9 0,9 0,86 0,86

Ш 2.72 2,25 0,825 1,65 0,605

1У 5 3,5 0,7 2,4 0,49

У 00 5,1 0 3,6 0

Анализируя эти данные, особое внимание следует обратить на т факт, что величина предельного крутящего момента при дв =1 оказ лась больше, чем величина предельного крутящего момента при 56 =» Ьа графиках несущей способности и трещиностойкости внецентре предварительно напряженны* балок, работающих на изгиб с кручение кривые зависимостей изгибающих и крутящих моментов можно условно разделить на два участка (рис.1, 2):

I - участок при монотонном возрас ании значений изгибающих I ментов соответственно повышаются значения крутящих моментов; ° П - участок при монотонном возрастании значений изгибающих I ментов соответственно понижаются значения крутящих моментов.

Графики несущей способности внецентренно предварительно нап{ кенных балок предлагается аппроксимировать выражениями: Для участка ГС1б когда М^Мпр

М 1

м/ 1.0

0,8 0,6

0,4) 02

0,2 04 цб о,э " г,о _т_

Ттах

Рис.1. График несущей способности пнецентренно

предварительно напряженных железобетонных балок, работающих на изгиб с кручением

Мпг1

0,2 0,4 0,6 0,8 л / ТУ тс

Гтах.СТ?

Рис.2. График трещиностойкости внеце»тренно

предварительно напряженных железобетонных балок, работающих на изгиб с кручением

fef ("ft/-' «

Для участка цс , когда M^Mtp

где а - постоянная величина, определяемая выражением:•

Т, М _ величины разрушающих изгибающих и крутящих моментов npj различных значениях д€ ; Мо - величина разрушающего момента пр; чистом изгибе; ТТпах - максимальное значение разрушающего крутят момента при такой величине Э6 , когда М -Игр', Му>- внутрею момент, вызванный внецентренным предварительным напряжением.

Т/пах — предлагается определить по следующей эмпирической форму.

Г^=0,07 (R^i2^ (5)

где - сжимающие напряжения от совместного действия внешнего изгибающего момента и момента, вызванного внецентренным предвари тельным напряжением.

В практике проектирования часто бывают случаи, когда предвар тельно напряженные делезобетонные элементы необходимо эапроектир вать так, чтобы они в процессе эксплуатация работали без трещин. 3 таких условиях важное значение приобретает расчет по трещино-стойкост" элементов, работающих на изгиб с кручением.

График трещикостойкости (рис.4) аналогично графику несущей сп собности внецентренно предварительно напряженных железобетонных балок, работающих на изгиб с кручением, можно условно разделить

два участка, границей которыми является точка, с координатами •Мстс,?/> и * 8 нашем сл^чае Тстс,тах=Ттах "Мпс,~!р=М-гр)

так как при значении Эв "Иър^'р имеет место хрупкое разрушение.

Для участка /пС , когда Mcur? , значения крутящих моментов, при которых появляются первые трещины, мо-пю вычислить по формуле:

Тсгс-, глох (М о,etc ~ Mdic)

/стс=-i-1— , (б)

Мо,оге-Мч/,

а для участка пс? , когда Мен? ^ М

гр МС7С-(Тсге,тсгх-То,С7СП т

1 сгс ---:-l+1o,c7c, кп

Мчр

где - величина крутящего момента, соответствующая появле-

нию первой трещины в случае воздействия на элемент только внешнего крутящего момента.

На дефсрмативность внецентреино предварительно напряженных балок 1-У групп, испытанных на изгиб с кручением, существенное влияние оказала величина отношения изгибающих и крутящих моментов. Следует текже иметь в виду и влияние внецентренного предварительного напряжения, вносящего значительные коррективы и своеобразие в развитие деформации прогибов и закручивания.

Для наглядного представления вышесказанного на рисунках 3, 4 построены графики зависимости прогибов и углов закручивания от значений л1 = М/Т.

Из рисунка 3 следует, что при изгибе с кручением по всем диапазоне увеличение доли изгибающего момента сопровожда-

г

5,0 4,0

А о 2,0 1.0

/

/

/э?»о

0.2 0А 0,6 08 1.0 !«<■/{

'а»Г1Г

Рис.3. Кривая зависимости относительных прогибов от значений ^=М/Т

Рис.4. Кривая зависимости относительннхуглов закручивания от значений Э£'=Н/Т

- 17 -

ется увеличением прогибов, соответствующих появления пврвих трещин. Рассматриваемый график можно условно разделить на три участка, ограничиваемых условиями, приведенными в таблице 5. Также на три участка, располагаемых в тех же границах, можно разделить и кривую зависимости относительных углов закручивания от значений 33 .

Аппроксимация функциональных зависимостей иеззду относительными величинами прогибов и углов закручивания и значениями Ж на каждом из вмнеуказанных участков приведена в таблице 5.

Обращает на себя внимание (приблизительное) подобие этой кривой, соответствующей несущей способности внецентренно предварительно напряженных балок, работающих на изгиб с кручением. Максимальное значение деформаций закручивания имеет место при такоы значении Эб , когда предельный крутящий момент достигает своего максимального значения.

Таблица 5

Приближенные функциональные зависимости между относительными величинами прогибов и углов закручивания и значениями

Границы участков Функциональные зависимости

Относительные прогибы Относительные утлы закручивания

о£де*г,?г - o,i?<je J~OtCXC

2,7г&эе45 о =0,z{zt-i) JO, czc Iе'11' =о)с^зэе2~о,59эе+24 то

5 йХ^оо feie _ i So, cid ~ ЭС Ус г? _ 1

- 18 -

Результаты длительных испытаний железобетонных балок на чис- • тый изгиб, кручение и кручение с изгибом (образцы У1-Х1У групп) приводятся в виде графиков на рис.5-10.

При построении этих графиков были применены следующие условные обозначения:

Л

-ъ-С!

п

- деформации балок в нормальной температурно-влажностной среде;

- то же в постоянно действующей "морской" среде;

- то же в переменно действующей "морской" среде.

Следует отметить, что вид напряженного состояния и режим воздействия агрессивной среды качественно не изменили характер развития прогибов и углов закручивания железобетонных балок. Однако, циклическое воздействие "морской" среды интенсифицирует развитие длительных деформаций. Кроме того, в количественном отношении, наличие сложного напряженного состояния проявилось в уменьшении прогибов (по сравнению с чистым изгибом) и увеличении относительных углов закручивания (по сравнению с чистым кручением).

Объяснение этому явлению можно найти в особенности работы вне-центренно предварительно напряженных железобетонных элементов.

2

—— - •X

.о

50

100

150

200 250 300 350 вгсмяЛтх*

Рис.5. Развитие прогибов балок при различных режимах длительных испытаний в условиях чистого изгиба

101

1 1

1 1 1 ; _ Г11 -*

м

юо

150

200

250 300 350 время,1,сутки

Рис.6. Развитие деформаций закручивания в условиях различных режимов длительного испытания при кручении

зго вптх сутки

.7. Развитие прогибов балок в условиях различных репимоп .длительных испытаний при кручении с изгибом С &=МУТ -2,72)

250 ¡00 550 ¿'¿Ня?

5

Рис.О. Р.и.т-итип дс^ормлпий угл^п .чякручигпния Г\ уело

р^ти'нгых г^гичт длитрл^НЧЧ и'-п'лтииЯ при круч** ежа о тгиЯом ( ?? -Ц/Т ••-2.72'

Результаты кратковременных испытаний балок на изгиб с круче- • нием после их длительного нахождения в нагруженном состоянии в нормальной температурно-влажностной, постоянной и переменной "морской" средах (балки У1-Х1У групп) в виде графиков приведены на рисунках 9 и 10.

Установлено, что на общий характер появления и развития трещин наряду с видом напряженного состояния и внецентренностьго предварительного напряжения, оказали влияние длительное нахождэние балок в нагруженном состоянии в различных средах.

Несущая способность всех балок в сравнении с несущей способностью, имевшей место до воздействия на них длительного нагружения, увеличилась, за исключением аналогичных образцов, работавших на чис тый изгиб и находившихся в обычной теипературно-влажностной . среде, для которых при этом резко понизилась их трещиностойкость. Для образцов же, находившихся в условиях как постоянно, так и переменно действующей "морской" среды и, подвергавшихся чистому изгибу, она не изменилась. Понизилась трещиностойкость балок, работавших на кр$ чение с изгибом и хранившихся в нормальной температурно-влалсностно( среде. В остальных случаях как при чистом кручении, так и кручении с изгибом, независимо от среды содержания образцов, величины моментов, при которых появлялись первые трещины, были значительно выше, чем для балок 1-У групп.

Отмеченное выше увеличение несущей способности имеет место на изучаемой нами временной базе ( I «360 суток) в силу сочетаний разных благоприятных обстоятельств: высокая плотность бетона в пре; варительно напряженных элементах, отсутствие трещин на всем протя-конии эксперимента и тем самым исключение возможности пронияновенш агрессивной среда с бетон и насыщения его морской средой, обеспеченно сохранности пассианссти стали.

На временной баао £ »360 сут. аналогично призмам, определены

1,4

"Тв,^.

Рис.9. Графини трециностойкости железобетонных балок:

I -образцы 1-У групп; 2,3,4 - образцы, испытанные посла их 360-суточного нахождения соответственно в нормальной темлэрлтурно-влйжностной, постоянно н переменно действующи* "морских" средах

1 Об 08 7,0 и {,4 г/^

Рис.10. Графики несущей способности железобетонных балок:

I - образцы 1-У групп; 2,3,4 - образцы, испытанные после их ЗоО-суточного нахождения с<">ответс?г;'гшо п нормальной ■'■емпррптурио-рлажностной, посюг.чио и п^реи^нно действующих "морских" средах

- 22 -

коэффициенты изменения несущей способности железобетонных балок и приведены в табл.6.

Таблица 6

Коэффициенты изменения несущей способности железобетонных балок после их 360-суточного нахождения в нагруженном состоянии в различных средах

Вид напряженного состояния и Коэффициенты К и » К м/т, К т в различных условиях среды

Нормальная температур-но-плажно-стная среда Постоянная "морская" среда Переменная "морская" среда

Чистый изгиб 00 0,95 1,04 1,06

Кручение с изгибом 2,72 1,02 1,22 1,15

Кручение 0 1,07 1,24 1,17

Качественно одинаковый характер кривых взаимодействия в условиях нормальной температурно-влажностной и "морской" среды, дает основание использовать для их описания аналогичные вышеприведенным формулам (2-4) выражения, с применением установленных нами коэффициентов (табл.6), учитывающих влияние среды на несущую способность железобетонных балок.

Ш^Ш-1-' г«'-'*, »

" г

ГДЭ Ну Км Мо , Км = Мо(6О0)/Мо(24О), То ~КТ' То ) Кт~ То(600у То(2А0) .

- 23 -

Временное начальное увеличение несущей способности можно 'эффек-ивно использовать при расчете железобетонных конструкций, эксплуа-ируемых в агрессивны* средах, превращаемых в статически неопреде-:енные в процессе строительства, на монтажные нагрузки. Далее, по стечении указанного времени, для прогнозирования срока службы сооружений следует применение известных методик, учитывающих снижение фочности ж/бетонных конструкций, работ&тецнх в условиях одновремен-[ого воздействия нагрузок и агрессивной среды в силу развития адсорбционных -у^ктов и проявления химических процессов, приводящих материал к деструктивным явлениям.

основное вывода .

I. Впервые исследовано влияние агрессивной среды и совместного зоздеПствия изгибающих и крутящих моментов на прочность и деформатив-чость предварительно напряженных железобетонных элементов. Результаты опытов были получены при испытании железобетонных элементов с использованием специально разработашгах для этих целей силовых устано-ПОК !! РС"1!?.ГНЬ'Х камер.

2. Построены графики несущей способности предварительно напряжении* железобетонных элементов пря совместном действии изгибающего п крутящего моментов. Выведены аналитические выражения для соответст-вутсдих кривых.

3. Установлено, что безопасная область работы элемента при раз-г;тогнх соотношениях изгибающего 05) и крутящего (Т) моментов сС -Н/Т состой? из двух участков. То^ко, разделяющей эти участки, соответствует клксим^шьный пруттднЯ мопент при равенство моментов от внеп-кзП нагрузки и сил предварительного напряжения. Уменьшение ¡8? по-Д2т к хрупкому разрушению железобетонных элементов.

4. Получены функциональные зависимости мелду отноептолыпги ае-л:;ч 15!прогибов, углами зякручиванил и значгнштми 32 експолъ-

зопашем графоаналитического "етодя.

5. Исследована зависимость несущей способности и тр«циностойк( предварительно напряженных железобетонных балок от времени длите; ного нагружения в различных режимах агрессивной среды. Определен! коэффициенты влияния длительной нагрузки и среды, рекомендуемые ; использования при расчете таких элементов на ограниченной времеш базе.

6. Получен новый обширный и разнообразный экспериментальный ш риал по длительным деформациям предварительно напряженных железо( тонных элементов, испытывающих кручение и изгиб с кручением при > стационарных условиях внешней среды. Этот материал может быть использован при уточнении методики расчета железобетонных элементо! испытывающих сложное напряженное состояние с учетом деформации пс еучести.

7. Разработанные рекомендации по определению прочности продва; только напряженных железобетонных элементов, подверженных изгибу кручением, приняты для использования при составлении дополнений t Изменений к СНиП 2.03.01-84.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах?

«

1. Эсаиашвили Д.В., Григолашвили Б.М., Косашвили 3.0. О дефо^ мациокных свойствах предварительно напряженных балок в условиях воздействия нагрузки и агрессивной среды //ГрузКИИНТИ, серия "Ст{ тельство. Архитектура". *34. -1986. -С.1-7.

2. Габашвили P.E., Косашвили 3.0. Исследование высокопрочных арматурных сталей в растворе хлоридов//ГруэНИИНТИ, серия "Строительство. Архитектура", »25. -1986. -С,1-3.

3. Григолашвили E.U., Эсаиашвили Д.В., Косашвили 3.0. Исследс жание ползучести предварительно напряженных железобетонных элемеь при кручении в условиях агрессивной среды.//Исследование горных г род Грузии для производства легких пористых заполнителей и изделу иа их основе. -Тбилиси. -1967. -С.80-66.