автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Расчёт и конструирование стальных спиральных канатов, используемых в качестве предварительно напряжённой арматуры железобетонных конструкций

МУСИХИН ВЛАДИМИР АРКАДЬЕВИЧ

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ СПИРАЛЬНЫХ КАНАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОЙ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и сооружения"

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

I

Челябинск -2003

Работа выполнена на кафеле "Строительные конструкции и инженерные сооружения" Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель - кандидат/технических наук, профессор Максимов Ю.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Матвеев В .Г.; кандидат технических наук, доцент Шматков С.Б.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт бетона и железобетона (НИИЖБ), г. Москва.

Защита состоится 27 ноября 2003 г., в 15 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.08 в Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, главный корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью, по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, главный корпус, ауд. 224, Учёный совет.

Автореферат разослан"_" октября 2003 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук

профессор

Трофимов Б-Я.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными направлениями развития железобетона являются использование высокоэффективных видов арматуры и применение высокопрочных бетонов. Наиболее высокоэффективным видом арматуры для большепролётных предварительно напряжённых железобетонных конструкций являются арматурные кайаты. Использование арматурных канатов даёт возможность при армировании конструкции исключить операцию сварки напрягаемой арматуры, так как длина арматурных канатов, поставляемых на заводы строительных конструкций в бухтах, не ограничена. Максимальная длина стержневой арматуры составляет, 12 метров, следовательно, при армировании большепролётной железобетонной конструкции стержневой арматурой необходимо многократно производить сложную операцию сварки напрягаемой арматуры, что приводит к дополнительным трудозатратам при производстве. Также наличие сварных соединений предварительно напрягаемой арматуры приводит к увеличению размеров поперечного сечения конструкции и, таким образом, к увеличению собственного веса железобетонной конструкции.

Существующие нормативные документы, как в нашей стране, так и за рубежом дают различные границы максимально допустимых напряжений в проволоках стального каната. Всестороннее исследование свойств стальных канатов, используемых в качестве предварительно напряжённой арматуры железобетонных конструкций, и, в частности, уточнение методики назначения максимально допустимой величины предварительного напряжения в проволоках стального каната с учётом его составной конструкции позволит вычислить реально необходимое количество канатной арматуры и, таким образом, снизить расход дорогостоящей высокопрочной арматурной стали.

Цель диссертации: теоретическое исследование напряжённо-деформированного состояния (далее НДС) стальных спиральных канатов с линейным касанием проволок, используемых в качестве предварительно напряжённой арматуры железобетонных конструкций, и оценка конструктивных параметров стальных спиральных канатов с линейным касанием проволок, влияющих на их совместную работу с бетоном и коррозионную стойкость.

Объект исследования: стальные спиральные канаты с линейным касанием проволок, используемые в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций.

Предмет исследования: НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок в процессе его предварительного растяжения при изготовлении предварительно напряжённой железобетонной конструкции и взаимодействие стального спирального каната с линейным касанием проволок с бетоном после операции отпуска преднапрягающей силы.

Научная новизна работы:

- на основании дифференциальных уравнений Кирхгофа для. тонкого криволинейного стержня разработана обобщённая математическая модель стального спирального каната с линейным касанием проволок, которая позволяет определять сложное НДС элементов каната с уч^-рми ут« ту«чи»грш»»чг«у

характеристик и механических свойств стали; { РОС НАЦИОНАЛЫ!**

мы МОТ СМ

- на основе теории пластического течения Прандтля-Рейсса получены обобщённые математические зависимости, учитывающие изменения НДС элементов стального каната в упругопластической стадии работы стали;

- теоретически обоснована оптимальная конструкция стального спираль* ного каната с линейным касанием проволок по критерию максимального использования прочностных свойств стали;

- произведено статистическое исследование влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на характеристики предкапряжённой железобетонной конструкции.

Практическое значение и реализация результатов работы:

- получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 990501 "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-7 в упругой стадии работы стали";

- исследовано влияние силовых и конструкционных факторов на работоспособность гибких многослойных композиционных изделий с винтовой анизотропией свойств (Отчёты о НИР - № Гос. Регистр. 01.980006115, Инв. № 02.99.0003669 и Инв. № 02.20.0002754), данные научно-исследовательские работы финансировались из средств федерального бюджета по единому заказ-наряду (ЕЗН) на 1998-99 гг.;

- новый арматурный канат класса К-6 (1+5), имеющий теоретически обоснованную оптимальную конструкцию, может быть использован вместо арматурного каната класса К-7 (1+6) при изготовлении большепролётных предварительно напряжённых железобетонных конструкций.

На защиту выносятся:

- обобщённая математическая модель стального спирального каната с линейным касанием проволок, разработанная на основании дифференциальных уравнений Кирхгофа для тонкого криволинейного стержня, которая позволяет определять сложное НДС элементов каната с учётом его геометрических характеристик (диаметр проволок, угол свивки повивочных проволок) и механических свойств стали (модули упругости и сдвига);

- программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного НДС элементов стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругой стадии работы стали;

- программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного НДС элементов стального арматурного каната класса К-19 (1+9+9) в упругой стадии работы стали;

- обобщённые математические зависимости, полученные на основе теории пластического течения Прандтля-Рейсса, которые позволяют учитывать влияние физико-механических свойств стали в упругопластической стадии работы на ЦДС элементов стального каната;

- программа для ЭВМ на языке Си для определения уточнённого, НДС элементов стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругопластической стадии работы стали;

г ..-.разработанный дедуктивным методом научного анализа новый стальной сп*#Ьй>ный канаг- класса К-6 (1+5) с линейным касанием проволок, имеющий ; '«<><,-.. , -а * Н ,. I

теоретически обоснованную оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали;

- программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного НДС элементов нового стального арматурного каната класса К-6 (1+5) в упругой стадии работы стали;

- результаты статистического исследования влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на характеристики преднапряжённой железобетонной конструкции;

- сравнительный анализ коррозионной стойкости стальных спиральных канатов класса К-7 (1+6), класса К-19 (1+9+9) и класса К-6 (1+5);

- сравнительный анализ параметров сцепления с бетоном стальных спиральных канатов класса К-7 (1+6), класса К-19 (1+9+9) и класса К-6 (1+5).

Апробация работы. Основные результаты выполненной работы докладывались и получили одобрение:

- на 6-й, 7-й и 8-й Сибирских (международных) конференциях по железобетону, состоявшихся в г. Новосибирске в 1996,1998 и 2000 гг.;

- на XV...XX Российских школах по проблемам проектирования неоднородных конструкций, состоявшихся в г. Миассе в 1996...2000 гг.;

- на 7-й конференции Межрегиональной Ассоциации "Железобетон" "Состояние и перспективы развития преднапряжённых железобетонных конструкций", состоявшейся в г. Москве, 21-23 июня 2000 г.;

- на 48...54 научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Челябинского государственного технического университета) в 1996. ..2002 гг.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 17 научных статьях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаь, общих выводов по результатам работы, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 206 страницах текста и содержит 24 таблицы и 22 рисунка. Список литературы включает 152 библиографических источника, из них 4 на английском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние вопроса н задачи исследования.

Исследования свойств стальных спиральных канатов с линейным касанием проволок, используемых либо в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций, либо в качестве подъёмных канатов, произведённые ранее различными исследователями, имеют свои характерные особенности.

1 особенность. Все исследования в области арматурных канатов носили экспериментальный характер.

Основная цель исследований заключалась в получении механических прочностных характеристик стальных канатов. Механические свойства стальных проволок и канатов в агрегатном состоянии исследовали в своих работах В. К. Алёхин, Н. Я. Брискин, М. А. БукштеГш, Ю. А. Гурьянов, С. А. Мадатян,

с

Ю. В. Максимов, В. М. Митасов, В. В. Михайлов, К. В. Михайлов, Г. И. Пирожков, Я. Ф. Погребной, Ю. М. Редько, А. И. Семёнов, И. А. Юхвец и другие.

Все исследователи стальных канатов, используемых в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций, проводили эмпирические исследования и получали эмпирические формулы. Исследователи испытывали стальные канаты, состоящие из различного числа элементов (семипроволочные, девяти адцатипроволочные и т.д.), имеющие различные конструкции (двухпрядные, трёхлрядвые и т.д.), геометрические характеристики (диаметр проволок, угол свивки повивочных проволок в прядь и прядей в канат) и механические свойства стали (модули упругости и сдвига).

Не было никаких исследований по построению теоретически обоснованной методики определения сложного НДС элементов стального каната при его растяжении, основывающейся на обобщённых математических зависимо* стях теории прочности стержневых конструкций.

Комплексные экспериментальные и теоретические исследования сцепления канатной арматуры с бетоном проводили В. В. Габрусенко, И. С. Гахлин, В. Г. Диаковский, Ю. В. Максимов, К. В. Михайлов, А.-А. Оатул, Л. В. Руф, А. И. Семёнов, Ю. А. Тевелев, И. А. Федорков, М. М. Холмянский и другие.

2 особенность. Все исследования в области подъёмных канатов были направлены на изучение их долговечности и имели своей целью увеличение длительной работоспособности (выносливости) этих канатов.

Фундаментальные теоретические и комплексные эмпирические исследования подъёмных канатов проводили М. А. Букштейн, М. Ф. Глушко, Ю. А. Гурьянов, Г. И. Иозеф, В. Д. Королёв, Г. Н. Савин, С. Т. Сергеев и другие.

Производство стальных канатов развивалось параллельно с теоретическими и экспериментальными исследованиями, направленными на совершенствование их конструкций и методик расчёта. Стальные канаты, используемые либо в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций, либо в качестве самостоятельных несущих элементов строительных металлических конструкций (висячих покрытий зданий и сооружений, вантовых мостов, оттяжек антенно-мачтовых конструкций), изучались во многих проектных и научно-исследовательских организациях.

Основные проектные и научно-исследовательские организации, в которых были проведены исследования стальных канатов, используемых в качестве несущих элементов строительных конструкций: НИИЖБ, ВНИИЖелезобе-тон, НИИСК, ЦНИИПроектстальконструкция, ЦНИИЧМ, СГУПС, ЮУрГУ, Ростовский Промстройниипроект, УралНИИстромпроект, НГАСУ.

Основные предприятия чёрной металлургии, на которых были проведены исследования технологии изготовления стальных канатов: Белорецкий металлургический комбинат (БМК); Орловский, Череповецкий и Ленинградский сталепрокатные заводы (ОСПЗ, ЧСПЗ и ЛСПЗ); Волгоградский, Одесский и Харцызский сталепроволочно-канатные заводы (ВСПКЗ, ОСПКЗ и ХСПКЗ); Магнитогорский калибровочный завод (МКЗ).

Общая координация работ по постоянному совершенствованию технологии изготовления высокопрочной канатной проволоки и стальных канатов на

всех металлургических и метизных заводах стран бывшего СССР проводилась Всесоюзным научно-исследовательским институтом метизной промышленности (ВНИИметиз), г. Магнитогорск, Челябинская область, Россия.

В настоящее время имеются обширные экспериментальные исследования по проблемам изготовления и практического использования стальных канатов, но при этом многие вопросы расчёта и конструирования стальных канатов нуждаются в дальнейших комплексных теоретических исследованиях.

Стальной канат представляет собой гибкую композитную конструкцию с продольной винтовой анизотропией свойств. Но в настоящее время практически все строительные нормы проектирования, по которым определяют величину напряжения в стальном канате, рассматривают его как целый монолитный стержень, не учитывая его неоднородную составную конструкцию.

В таблице 1 приведены результаты сопоставимых подсчётов предварительного напряжения на основе рекомендаций и формул различных законодательных нормативных документов. Рекомендации и формулы этих документов установлены гипотетически на основе большого объёма эмпирических данных о работе стальных канатов в различных условиях и экспериментальных исследований прочности стальных канатов. Согласно этим рекомендациям максимальный уровень предварительного напряжения Оц, в стальном канате изменяется в широких пределах (от 0.42 до 0.86 временного сопротивления каната о„).

Таблица 1

Величина предварительного напряжения в стальном канате

Наименование нормативного документа Уровень ате к величине

СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. 05Р < 0.762 <г„

СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. о,р < 0.598 е.

Нормы ФРГ. -»Ф. Леонгард с» <0.7«,

Рекомендации по расчёту прочности стальных канатов, применяемых в строительных металлических конструкциях. с„< (0.42* 0.70) о.

Руководство по применению стальных канатов и анкерных устройств в конструкциях зданий и сооружений. «ч> 5 (0.43 + 0.86)

Рекомендации по применению 19-проволочных арматурных канатов в преднапряжённых железобетонных конструкциях. 0.248 о, < в,р < 0.76 в.

ВСН 71-70. Технические указания по применению стальных канатов в предварительно напряжённых железобетонных конструкциях мостов. ст.р < 0.64 о.

Очевидно, что все вышеупомянутые нормативные документы определяют приближённое значение величины эффективного предварительного напряжения. Основная задача данного исследования состоит в том, чтобы разработать научно обоснованную методику определения величины эффективного предварительного напряжения стального каната.

Глава 2. Построение обобщенной математической модели стального спирального каната с линейным касанием проволок.

При построении обобщённой математической модели стального спирального каната с линейным касанием проволок автор диссертации использовал различные научные работы многих исследователей. Основой обобщённой математической модели послужили работы по механике деформируемого тела и дифференциальной геометрии Густава Роберта Кирхгофа (ЮгсЬЬоГГа). Также автором были использованы работы по теории аналитического конструирования, т.е. геометрического построения, и прочностного расчёта стальных подъёмных канатов М. Ф. Глушко и С. Т. Сергеева, работы по теории винтовых пружин С. Д. Пономарёва. Кроме того, были применены различные общеизвестные аксиомы и теоремы из евклидовой геометрии, тригонометрии, алгебры, дифференциальной геометрии, теоретической механики и других наук.

Обобщённая математическая модель стального спирального каната с линейным касаиисм проволок состоит из двух частей: геометрической (описание пространственной конструкции спирапыюго каната с линейным касанием проволок) и стат нчсской (определение НДС элементов стального каната).

При построении математической модели были приняты допущения:

1. рассматриваем идеальный канат, в котором нет неоднородности прочностных свойств проволоки по длине самой проволоки и в каждом поперечном сечснии каната проволоки с одинаковыми геометрическими характеристиками имеют одинаковые прочностные характеристики;

2. упругие деформации и перемещения стального каната подчиняются гипотезе плоских поперечных сечений и неискривления радиусов;

3. силы трения не учитываем, так как при растяжении и кручении стального каната относительные смещения элементов каната незначительны, и работа внутренних сил трения очень мала по сравнению с работой упругих сил;

4. проволоки стального каната полагаются абсолютно недеформирующи-мися в поперечном направлении (при наличии продольных деформаций проволок каната их диаметр остаётся постоянным).

Геометрическая часть обобщённой математической модели.

С целью нахождения аналитического выражения для условия линейного касания проволок спирального каната была решена пространственная геометрическая задача описания взаиморасположения двух круглых проволок, свитых в канат и непрерывно соприкасающихся друг с другом по линии контакта.

В результате решения этой задачи автором диссертации получены теоретически обоснованные общие принципы построения линейного касания проволок. Разработан комплекс обобщённых синтезирующих уравнений линейного касания проволок, который предназначен для построения (синтеза) конструкций спиральных канатов с линейным касанием проволок.

Геометрическое описание пространственной конструкции стального спирального каната с линейным касанием проволок является первым и необходимым этапом в построении его обобщённой математической модели.

Статическая часть обобщённой математической модели.

Для исследования силового взаимодействия элементов стального каната

разработаны обобщённые уравнения статики, которые представляются в виде двух систем статических уравнений. Первая система уравнений отражает условия равновесия каждого отдельного элементе, каната с учётом их взаимодействия. Это внутренние уравнения статики элемента каната. Вторая система уравнений, отвлекаясь от сложной композитной конструкции стального каната, отражает условия равновесия каната в целом под действием внешней нагрузки. Это внешние, или агрегатные, уравнения статики всего каната.

Каждый элемент стального спирального каната представляет собой тонкий естественно изогнутый стержень, поперечные размеры которого пренебрежимо малы как по сравнению с его длиной, так и по сравнению с его радиусом, естественной кривизны. Для математического моделирования НДС винтового элемента стального спирального каната применены известные дифференциальные уравнения Кирхгофа для тонкого изогнутого стержня. VpaBHenw Кирхгофа описывают взаимодействие внутренних сил в элементе каната.

Для определения коэффициентов исходных уравнений статики были использованы некоторые положения дифференциальной геометрии, в частности, принцип кинематической аналогии. Получены уравнения кинематической аналогии. скоррелированные применительно к винтовому элементу каната.

Автором диссертации разработаны геометрические уравнения деформаций. которые связывают деформации упругой линии винтового элемента каната с его линейными и угловыми смещениями в канате.

Для определения равномерно распределённой нормальной контактной нагрузки, действующей на винтовой элемент каната, использован энергетический метод. основанный на теореме Кастилиано, и найдено решение этой зала-чи в упруго-линейной постановке. В результате работы получены канонические уравнения для отдельной проволоки в стальном спиральном канате с линейным касанием проволок.

Для внутренних усилий в проволоке каната получены формулы: N, = N* cosa+г fn; Nb=Nx sina - г fn ctga;

M, - N, r sina + Mx cosa -2r2fD ctga; Mb - - N* r cosa + M, sina + r f„ (ctg a -1); где: N„ Nb, M, и M& - соответственно осевая растягивающая сила, поперечная сила, крутящий момент и изгибающий момент в отдельной проволоке каната; N» и М* - осевая растягивающая сила и крутящий момент в канате; f„ - нормальная контактная нагрузка на отдельную проволоку каната; а иг- угол свивки проволоки в канат и полярный радиус оси проволоки.

Статическая часть обобщённой математической модели представляет собой обобщённые уравнения статики стального спирального каната с линейным касанием проволок, которые дают полную картину его агрегатных механических свойств при совместном растяжении и кручении.

Автором построена обобщенная математическая модель стального спирального каната с линейным касанием проволок, разработанная на основании дифференциальных уравнений Кирхгофа для тонкого криволинейного стержня, которая позволяет определять сложное НДС элементов каната с учётом его геометрических характеристик (диаметр проволок, угол свивки повивочных проволок) и механических свойств стали (модули упругости и сдвига).

Глава 3. Исследование напряжённо-деформированного состояния арматурных канатов класса К-7 и класса К-19.

Стальной арматурный канат класса К-7 (1+6), изготовляемый по ГОСТ 13840-68, является частным случаем стального спирального каната с линейным контактом проволок. Семипроволочный канат К-7 (1+6) состоит из сердечника, т.е. центральной прямолинейной проволоки, и шести повивочных проволок, спирально уложенных вокруг сердечника.

Канат класса К-7 (1+6) выбран для исследования, так как этот арматурный канат является наиболее распространённым типом высокопрочной витой проволочной арматуры, применяемой при изготовлении предналряжённых железобетонных конструкций, как в нашей стране, так и за рубежом.

Автором на основе имеющейся математической модели написана программа для ЭВМ на языке Си "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-7 в упругой стадии работы стали". Программа определяет сложное НДС в проволоках каната К-7 (1+6) при заданном внешнем растягивающем усилии для случая чистого растяжения каната (канат растягивается осевой силой Ых, и при этом его концы закреплены от вращения, т.е. угол поворота каната на опорах 0 = 0).

Стальной арматурный канат класса К-19 (1+9+9), изготовляемый по техническим условиям ТУ 14-4-22-71, является частным случаем стального спирального каната с линейным контактом проволок. Девятнадцатипроволочный канат К-19 (1+9+9) с линейным касанием проволок (ЛК-0) состоит из сердечника, т.е. центральной проволоки, девяти повивочных проволок первого слоя, спирально уложенных вокруг сердечника, и девяти повивочных проволок второго слоя, спирально уложенных на повивочные проволоки первого слоя.

Канат класса К-19 (1+9+9) выбран для исследования, так как этот арматурный канат указан в СНиП 2.03.01-84 наряду с канатом класса К-7 (1+6).

а) б)

Рис. 1. Поперечные сечения стальных арматурных канатов: а) К-7, б) К-19, 1 - центральная прямолинейная проволока (сердечник),

2 - повивочная проволока первого слоя,

3 - ловнвочная проволока второго слоя.

Автором на основе имеющейся математической модели написана программа для ЭВМ на языке Си "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-19 в упругой стадии работы стали". Программа определяет сложное НДС в проволоках каната К-19 (1+9+9) при заданном внешнем растягивающем усилии для случая чистого растяжения каната.

Рис. 2. Блок-схема программы для ЭВМ "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-7 в упругой стадии работы стали"

В таблице 2 представлены результаты расчёта НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок класса К-7 (1+6) [ГОСТ 13840-68] в упругой стадии работы стали при различной кратности свивки по-вивочных проволок. Условный диаметр каната равен 15.0 мм, номинальный диаметр каната равен 15.2 мм, диаметр сердечника (центральной проволоки каната) равен 5.2 мм и диаметр повивочной (наружной) проволоки каната равен 5.0 мм. Согласно ГОСТ 13840-68 кратность свивки повивочных проволок этого каната может варьироваться в пределах от 12 до 16.

Таблица 2

Расчёт НДС каната К-7 при различной кратности свивки

Тип Напряжения, МПа

каната к, Я* ттс!о, 103 Посчитанные по программе СНиП Дс,

Усилие М <51 мм н о„ От Т| о. в» Ая, %

их, ю'н § м % о,-о,

0 5.144 1420.0 1420.0

К-7 12 1 158.5 1377.5 20.2 1.2 1397.7 1397.7 1.60 1366.5 3.9

15.2мм 0 5.133 1412.1 1412.1

(5.2 + + 6*5.0) 13 1 135.5 1375.9 17.3 0.9 1393.2 1393.2 1.36 1366.5 3 3

0 5.124 1405.8 1405.8

14 1 117.2 1374.6 14.9 0.8 1389.6 1389.6 1.16 1366.5 2.9

N,=1.9 0 5.116 1400.7 1400.7

15 1 102.3 1373.6 13.0 0.6 1386.6 1386.6 1.02 1366.5 2.5

0 5.110 1396.6 1396.6

16 1 90.1 1372.8 11.5 0.5 1384.2 1384.2 0.90 1366.5 2.2

Таблица3.

Расчёт НДС каната К-19 при различной кратности свивки

Тип каната к,, [ед] к* [ед] Слои пгмгашж тдп<1о, мм тахё2, 1 мм и, 103 Я м Напряжения, МПа А« %

Посчитанные по прог рамме д» % СНиП

Усилие N.. Ю'Н о» о. * * о»

в, «о.

К-19 14.2мм (4.2 + + 9*2.0 + + 9*3.5) 14.0 7.98 0 4.059 16213 1621.3 1476.1 9.8

1 44.7 1576.0 14.2 0.8 1590.2 1590.2 2.0

2 3.649 214.1 1489.2 39.0 3.9 1528.2 1528.2 6.1

ш 8.55 0 4.053 1602.7 1602.7 1476.1 8.6

1 38.7 1563.5 12.3 0.7 1575.9 1575.9 1.7

N,=1.9 2 3.674 188.4 1487.7 34.3 3.2 1522.0 1522.1 53

16.0 9.12 0 4.050 1587.5 1587.5 1476.1 7.5

1 33.9 1553.3 10.8 0.5 1564.1 1564.1 1.5

2 3.695 166.9 1486.5 30.4 2.6 1516.9 1516.9 4.7

В таблице 3 представлены результаты расчёта НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок класса К-19 (1+9+9) [ТУ 14-4-22-71] в упругой стадии работы стали при различной кратности свивки по-

вивочных проволок. Условный диаметр каната равен 14.0 мм, номинальный диаметр каната равен 14.2 мм, диаметр сердечника (центральной проволоки каната) равен 42 мм, диаметр повивочной проюлоки первого (внутреннего) слоя повива равен 2.0 мм и диаметр повивочной проволоки второго (наружного) слоя повива равен 3.5 мм. Согласно ТУ 14-4-22-71 в этом канате кратность свивки ловивочных проволок первого (внутреннего) слоя повива и второго (наружного) слоя повива может варьироваться в пределах от 8 до 16.

В расчетах принимали модуль упругости стали Е, = 1.8-105 МПа согласно таблице 29 [СНиП 2.03.01-84]. Модуль сдвига стали Gj принимали равным Е/З (как для несжимаемого материала). Эти значения используются также во всех нижеприведённых расчётах.

В таблицах введены следующие обозначения: Nx - внешняя осевая растягивающая сила; к - кратность свивки повивочных проволок (у каната К-7); кь к2 - кратность свивки повивочных проволок первого (внутреннего) и второго (наружного) слоя повива (у каната К-19); слои проволок: 0 — центральная проволока (сердечник); 1 - повнвочная проволока первого слоя повива; 2 - повивочная проволока второго слоя повива; f„ - нормальная контактная нагрузка на отдельную проволоку каната, т.е. равнодействующая всей контактной нагрузки на отдельную проволоку каната; о„ - нормальные напряжения от осевого растяжения; от - нормальные напряжения от изгиба; т( — касательные напряжения от кручения; о, - максимальные нормальные напряжения; ам - эквивалентные напряжения в проволоке; Д, — расхождение вычисленных по программе напряжений в повивочной проволоке и сердечнике; Дс - расхождение напряжений в сердечнике, вычисленных по Программе, и напряжений в канате, посчитанных по СНиП 2.03.01-84; min d« - минимально допустимый диаметр сердечника каната; шах d2 - максимально допустимый диаметр повивочной проволоки второго слоя повива.

Величина min do определяется из условия плотного прилегания повивоч-яых проволок к сердечнику и друг к другу, т.е. из условия нормального контакта повивочных проволок с центральной проволокой и из условия собственного тангенциального контакта между повивочными проволоками. Программа для каната К-7 (1+6) определяет min do по внешнему диаметру каната и кратности свивки повивочных проволок. Программа для каната К-19 (1+9+9) определяет min d« по внешнему диаметру первого слоя повивочных проволок и кратности свивки повивочных проволок первого слоя.

Величины k| и кг взаимозависимы. В программе для каната К-19 (1+9+9) проектировщик сначала задаёт kj, а затем из условия смежного линейного контакта между слоями повивочных проволок программа определяет kj.

Величина max dj определяется из условия плотного прилегания повивочных проволок второго слоя к повивочным проволокам первого слоя и друг к Другу, т.е. из условия смежного линейного контакта между проволоками первого я второго слоев повива и из условия собственного тангенциального контакта мезвду повивочными проволоками второго слоя повива. Программа для каната К-19 (1+9+9) определяет max d2 по диаметру повивочных проволок первого слоя повива и кратности свивки повивочных проволок первого слоя.

Из таблицы 2 видно, что в зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-7 (1+6), посчитанные по авторской программе, т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, на 1.3+2.3 % в повивочных проволоках и на 2.2-^3.9% в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках на 0.9+1.6 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

Из таблицы 3 видно, что в зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-19 (1+9+9), посчитанные по авторской программе, т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, на 2.8-3.5 % в повивочных проволоках второго (наружного) слоя повива, на 6.0+7.7 % в повивочных проволоках первого (внутреннего) слоя по-вива и на 7.5+9.8 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках первого слоя на 1.5^-2.0 % и в повивочных проволоках второго слоя на 4.7+6.1 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

Существует два пути увеличения эффективности использования прочностных свойств стали в проволоках арматурного каната.

Первый путь: дальнейшее развитие теории расчёта НДС элементов стальных спиральных канатов с учётом упругопластических свойств стали.

Второй путь: определить оптимальную конструкцию стального спирального каната с линейным касанием проволок (подробно об этом в главе 4).

В главе 2 разработана методика расчёта сложного НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок в упругой стадии работы стали. В данной главе эта методика усовершенствована с учётом упруго-пластических свойств стали. Новая методика определяет сложное НДС элементов стального каната и в том случае, если часть сечения каната находится в уп-ругопластической стадии работы стали, т.е. напряжения в отдельных точках сечения элемента стального каната превышают условный предел текучести.

Новая обобщённая математическая модель учитывает изменение физико-механических свойств стали в упруго пластической стадии нагружения и определяет приращения деформаций элемента каната, обусловленные пластическими свойствами стали (дополнительные приращения к упругим деформациям).

При математическом моделировании была использована теория пластического течения Прандтля-Рейсса. При сложном нагружении материала момент достижения результирующими напряжениями в отдельных точках сечения элемента стального каната величины условного предела текучести, т.е. момент возникновения в сечении элемента стального каната зоны пластических деформаций, определяется выполнением условия текучести Мизеса.

Автором на основе описанной выше математической модели написана программа для ЭВМ на языке Си, которая определяет сложное НДС в проволоках стального каната К-7 (1+6) нри заданном внешнем осевом растягивающем усилии для случая чистого растяжения каната. Программа определяет сложное НДС элементов каната К-7 (1+6) в упругопластической стадии работы стали.

IS

В таблице 4 представлены результаты расчета НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок класса К-7 (1+6) [ГОСТ 13840-68] в упругопластической стадии рабе гы стали при различных усилиях натяжения. В таблице 4 все обозначения те же, что и в таблице 2.

Таблица 4

Тип Слои fm Напряжения, посчитанные

каната Усилие Nx, Ю'Н прово- mindo, 10'£ по программе, МПа Дп.

Мед] лок мм м о» От Т| о, 0« %

0 5.144 1382.6 1382.6

К-7 1.85 1 154.3 1341.2 19.7 1.15 1360.9 1360.9 1.59

15.2мм 0 5.144 1419.6 1419.6

(5.2 + + 6*5.0) 1.90 1 158.5 1377.6 20.2 1.18 1397.8 1397.8 1.56

0 5.144 1456.7 1456.7

к= 12 1.95 1 162.7 1414.3 20.7 1.22 1435.0 1435.0 1.51

0 5.144 1493.7 1493.7

2.00 1 166.8 1451.3 21.2 1.25 1472.5 1472.5 1.44

0 5.144 1530.7 1530.7

2.05 1 171.0 1488.6 21.7 1.28 1510.3 1510.3 1.35

Как видно из таблицы 23 [СНиП 2.03.01-84] при изменении диаметра высокопрочной арматурной проволоки на 10 %, прочность проволоки изменяется примерно на 3 %. В канате К-7 (1+6) сердечник имеет диаметр 5.2 мм, а пови-вочные проволоки 5.0 мм. В расчетах, представленных в таблице 4, принимали для сердечника каната величину временного сопротивления стали (а„) равную 1750 МПа (условный предел текучести о0 2 = 0.8 <ти = 1400 МПа), а для повивоч-ных проволок каната величину временного сопротивления стали (<ти) принимали равной 1780 МПа (условный предел текучести o0j = 0.8 а„ = 1424 МПа).

Из таблицы 4 видно, что при увеличенных напряжениях в сердечнике, превышающих условный предел текучести на 4.05 % (N*= 1.95 10SH), расхождение напряжений в сердечнике и в повивочной проволоке стального каната, т.е. Дп, уменьшается на 0.08 % по сравнению с упругой стадией работы стали (Nx = l.eS'lO5^. При увеличенных напряжениях в сердечнике, превышающих условный предел текучести на 9.34 % (Nx = 2.05-10*Н), расхождение напряжений в сердечнике и в повивочной проволоке стального каната, т.е. Д„, уменьшается на 0.24 % по сравнению с упругой стадией работы стали (Nx - 1.85' 105Н).

Незначительное уменьшение величины Д„ объясняется тем, что в канате К-7 (1+6) сердечник один, а повивочных проволок шесть. Усилия, переходящие с сердечника на повивочные проволоки, становятся меньше в шесть раз н не оказывают значительного влияния на НДС повивочной проволоки.

Исследование показало, что использование упругопластических свойств стали в проволоках стального арматурного каната класса К-7 (1+6) практически не увеличивает эффективность использования прочностных свойств стали.

Глава 4. Теоретическое обоснование оптимальной конструкции стального спирального каната по критерию максимального использования прочностных свойств стали.

Основным нормативным документом, регламентирующим геометрические характеристики проволок стального спирального каната класса К-7 (1+6) является ГОСТ 13840-68 Канаты стальные арматурные 1x7.

В таблице 5 представлены геометрические характеристики стальных спиральных канатов с линейным касанием проволок класса К-7 (1+6), взятые из ГОСТов 13840-68 различных редакций. ГОСТ 13840-68 имеет четыре редакции: 1968 г. (исходная редакция), 1979 г., 1988 г. и 1995 т. Четвёртая (последняя) редакция не имеет ограничения срока действия.

При расчётах величины минимально допустимого диаметра сердечника взята минимально допустимая кратность свивки повивочных проволок, так как при уменьшении кратности свивки повивочных проволок величина минимально возможного диаметра сердечника увеличивается. Согласно ГОСТ 13840-68 1968-79 гг. минимальная величина кратности свивки повивочных проволок может быть равна 10, а согласно ГОСТ 13840-68 1988-95 гг. минимальная величина кратности свивки повивочных проволок может быть равна 12. Таким образом, в таблице 5 величина min d0 является максимальной величиной минимально допустимого диаметра сердечника каната К-7 (1+6) при разрешённых в ГОСТ 13840-68 1968-79 гг. и ГОСТ 13840-68 1988-95 гг. границах изменения кратности свивки повивочных проволох.

Таблица 5

Математический анализ диаметров сердечников канатов К-7

Dye ГОСТ1 1968 г., 3840-68.1979 г. Программа, к —10 ГОСТ 13840-68. -1988 г., 1995 г. Программа, к= 12

D* dm 4 min do D„ dm d. min do

4.5 4.65 1.5 1.65 1.5841 Нет

6.0 6.20 10 2.20 2.1121 6.20 2.05 2.10 2.0982

7.5 7.75 2.5 2.75 2.6401 Нет

9.0 9.30 3.0 3.30 3.1682 9.35 3.10 3.15 3.1642

12.0 12.40 4.0 4.40 4.2243 12.40 4.10 4.20 4.1964

15.0 15.50 5.0 5.50 5.2803 15.20 5.00 5.20 5.1440

В таблице 5 введены следующие обозначения: Dye - условный диаметр каната, мм; D„ ~ номинальный диаметр каната, мм; dm, - номинальный диаметр наружной (повивочной) проволоки каната, мм; de - номинальный диаметр центральной проволоки (сердечника) каната, мм; min do - величина минимально возможного (допустимого) диаметра сердечника семипроволочного каната, посчитанная по программе для заданного номинального диаметра каната D„ при кратности свивки к, мм; к - кратность свивки повивочных проволок, [ед]. v

Как показала обработка многочисленных эмпирических данных, произведённая Ю. А. Гурьяновым, в стальных канатах разница между длинами структурных элементов, составляющих канат, является основной причиной того, что

фактическая (агрегатная) прочность стальных канатов всегда ниже теоретической прочности на 5.0-^22.5 % в зависимости от конструкции каната. Это явление получило Название межструктурного сдвига.

Таблица 6

А„ канатз К-7

В таблице б представлены некоторые данные из таблицы 2, дополненные данными по разнице между длинами структурных элементов, составляющих канат К-7 (1+6).

В таблице 6 введены обозначения: N„ к, Д„ - то же, что в таблице 2; ALnc - разница длин сердечника и повивоч-ной проволоки на участке длины каната равном одному шагу свивки повивочных проволок; ДЬЮ = k d„, (seca - 1), где: d„ - внешний диаметр каната, dM « D„, мм; a - угол свивки повивочных проволок.

На рис. 3 представлен график зависимости расхождения напряжений в повивочной проволоке и сердечнике канатз К-7, т.е. Д„, от разницы длин сердечника и повивочной проволоки на участке длины каната равном одному шагу свивки повивочных проволок, т.е. AL«.

Канат к, Дщ АЬпст

N„10=11 ы % мм

К-7 12 1.6 2.79

(1+6) 13 1А 2.58

15.2 мм 14 1.2 2.40

N,= 1.9 15 1.0 2,24

16 0.9 2.10

•К-7 •К-6

1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 24 2,6 2,7 2,8 2,9 разница длин структурных элементов, мм

Рис. 3. График зависимости расхождения напряжений в структурных элементах стальных канатов К-7 и К-6 от разницы длин этих элементов

Из графика на рис. 3 видно, что по мере увеличения разницы длин сердечника и повивочной проволоки на участке длины каната равном одному шагу свивки повивочных проволок расхождение напряжений в сердечнике и повивочной проволоке каната К-7 также увеличивается.

В канате класса К-7 (1+6) максимальные напряжения возникают в центральной проволоке (сердечнике), которая имеет наибольший диаметр и, следовательно. наименьшую прочностную характеристику. Таким образом, щюч-

ность всего каната класса К-7 (1+6) определяется прочностью составляющей проволоки, имеющей наименьшую прочностную характеристику.

Для уменьшения неравномерности распределения напряжений между различными проволоками стального каната и для устранения явления наличия максимальных напряжений в проволоке каната, имеющей наименьшую прочностную характеристику, необходимо принципиально изменить саму конструкцию стального спирального каната с линейным касанием проволок. То есть необходимо разработать оптимальную конструкцию стального спирального каната, предназначенного для использования в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций.

Детерминирующим критерием оптимизации для конструкции стального арматурного каната является максимальное использование прочностных свойств стальных проволок, составляющих канат. Необходимо разработать такую конструкцию стального спирального каната с линейным касанием проволок, в которой выполнялись бы два условия оптимизация.

1 условие оптимизация. Расхождение напряжений в сердечнике и пови-вочной проволоке стального каната, т.е. А„, должно быть минимальным.

2 условие оптимизации. Максимально нагруженная проволока стального каната должна иметь наибольшую прочностную характеристику.

Автором данного исследования на основе дедуктивного метода научного анализа разработан новый стальной спиральный канат класса К-6 (1+5) с линейным касанием проволок, имеющий теоретически обоснованную оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали в проволоках каната.

Стальной арматурный канат класса К-6 (1+5), разработанный автором, является частным случаем стального спирального каната с линейным контактом проволок. Шестипроволочный канат К-6 (1+5) состоит из центральной прямолинейной проволоки (сердечника) и пяти повивочных проволок, спирально уложенных вокруг сердечника.

Рис. 4. Поперечное сечение стального арматурного каната К-6, 1 - центральная прямолинейная проволока, 2 - повивочная проволока.

Автором на основе имеющейся математической модели написана программа для ЭВМ на языке Си "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-6 в упругой стадии работы стали ". Программа определяет сложное НДС в проволоках каната К-6 (1+5) при заданном внешнем растягивающем усилии для случая чистого растяжения каната.

»

В таблице 7 представлены результаты расчёта НДС элементов стального спирального каната с линейным касанием проволок класса К-6 (1+5) в упругой стадии работы стали при различной 1фатнос.и свивки повивочных проволок. Условный диаметр каната равен 15.0 мм, номинальный диаметр каната равен 15.4 мм, диаметр сердечника (центральной проволоки каната) равен 4.2 мм я диаметр повивочной (наружной) проволоки каната равен 5.6 мм. Кратность свивки повивочных проволок этого каната принимаем в пределах от 12 до 16 по аналогии с канатом класса К-7 (1+6) {ГОСТ 13840-68].

Таблица 7

Расчёт НДС каната К-6 при различной кратности свивки

Тип каната к, [ед] * Я § о о гаш (1о, мм 103 Я м Напряжения, МПа Д» %

Посчитанные по программе К, % СНиП

Усилие 10*Н Оя От Тс «1 Фцсв

К-6 15.4мм (4.2 + + 5*5.6) 12 0 4.062 1438.8 1438.8 1.22 1386.8 3.7

1 189.6 1399.9 21.6 1.2 1421.5 1421.5

13 0 4.053 1431.1 1431.1 1.01 1386.8 3.2

1 162.0 1398.0 18.5 0.9 1416.5 1416.5

14 0 4.045 1425.0 1425.0 0.89 1386.8 2.8

N»=1.9 1 140.! 1396.5 15.9 0.8 1412.4 1412.4

15 0 4.039 1420.1 1420.1 0.77 1386.8 2.4

1 122.2 1395.3 13.9 0.6 1409.2 1409.2

16 0 4.034 1416.0 И16.0 0.68 1386.8 2.1

1 107.6 1394.3 12.2 0.5 1406.5 1406.5

В таблице 7 все обозначения аналогичны обозначениям в таблице 2.

Из таблицы 7 видно, что в зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-6 (1+5), посчитанные по авторской программе, т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, иа 1.4^-2.5 % в повивочных проволоках и на 2.1+3.7 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках на Л.68+1.22 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

В таблице 8 представлены некоторые данные из таблицы 7, дополненные данными по разнице между длинами структурных элементов, составляющих канат К-6 (1+5).

В таблице 8 все обозначения аналогичны обозначениям в таблице 6.

На рис. 3 представлен график зависимости расхождения напряжений в повивочной проволоке и сердечнике каната К-6, т.е. Д,,, от разницы длин сердечника и повивочной проволоки, т.е.

Таблица 8

Д„ каната К-6

Канат к, д» Д^вс»

м % мм

N.. 105Н

К-« 12 1.2 2.55

(1+5) 13 1.0 2-15

15.4 мм 14 0-9. 2.19

N,= 1.9 15 0.8 2.04

16 0.7 1.92

Из таблицы 6 и таблицы 8 видно, что в канате класса К-6 (1+5) расхождение напряжений в сердечнике и повивочной проволоке, т.е. Д„, меньше, чем в канате класса К-7 (1+6), так как разница деформативных характеристик (длин) сердечника и повивочной проволоки в стальном канате К-6 (1+5) меньше, чем в стальном канате К-7 (1+6). Таким образом, "1 условие оптимизации" для разработанного автором стального каната класса К-6 (1+5) выполняется.

В канате класса К-6 (1+5) центральная проволока (сердечник), в которой возникают максимальные напряжения, имеет наименьший диаметр и, следовательно, наибольшую прочностную характеристику. Таким образом, прочность всего каната класса К-6 (1+5) определяется прочностью составляющей проволоки, имеющей наибольшую прочностную характеристику. Значит, "2 условие оптимизации" для стального каната класса К-6 (1+5) тоже выполняется.

Покажем выполнение "2 условия оптимизации" наглядно с помощью сравнения эпюр максимальных нормальных напряжений (о,) в структурных элементах стальных канатов К-7 (1+6) и К-6 (1+5) при их осевом растяжении и эпюр прочностных характеристик (Л5) этих элементов стальных канатов (лп - повивочная проволока, серд - сердечник). Масштаб произвольный.

(К-7 Эо,

_<хрл

эй,

я к»

¡ю*

б) К-6

эо, Е

„ г,

юг

С«рд

V

Зд^сср»

П

V а«

Рис. 5. Соотношение напряжений в элементах стальных канатов К-7 и К-6 и соотношение прочностных характеристик этих элементов канатов

Из рис. 5 видно, что эпюра нормальных напряжений в структурных элементах стального каната К-7 (1+6) абсолютно не конгруэнтна эпюре прочностных характеристик этих элементов, а эпюра нормальных напряжений в структурных элементах стального каната К-6 (1+5) практически конгруэнтна эпюре прочностных характеристик этих элементов. В канате К-6 (1+5) достигается практически полное использование прочностных свойств стальных проволок, т.е. фактическая (агрегатная) прочность каната К-6 (1+5) приближается к теоретической прочности (суммарному разрывному усилию всех проволок в канате).

Вывод: стальной спиральный канат с линейным касанием проволок класса К-6 (1+5) имеет теоретически обоснованную оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали.

Глава 5. Исследование свойств стальных спиральных канатов при использовании в качестве предварительно напряженной арматуры железобетонных конструкций.

В США минимальный шаг расстановки арматурных канатов, разрешённый правительственными нормами проектирования "Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-89)", равен 4 диаметрам каната между осями канатов. В эмпирическом исследовании, описанном в статье "Reduced Strand Spacing in Pretensioned, Prestressed Members," ACI Structural Journal, V. 91, No. 3, May-June 1994, предпринята попытка доказать, что этот шаг может быть равен 3.5 диаметра каната между осями канатов.

Автором данной диссертации произведён полный статистический анализ экспериментальных данных, взятых из исследования. Сами исследователи сделали только общие качественные выводы без какой-либо теоретической обработки полученных эмпирических данных. В исследовании изучается влияние шага расстановки арматурных канатов и прочности бетона на зону передачи преднапряжений и предельный изгибающий момент.

Поставленная задача была реализована посредством изготовления и испытания 12 преднапряжённых железобетонных балок таврового сечения, армированных канатами диаметром 0.5" (12.7 мм). Девять арматурных канатов К-7 были установлены в три ряда. Высота балок 22" (55.88 см), ширина ребра 7.0" (17.78 см) и 7.5" (19.05 см) в зависимости от шага расстановки арматурных канатов, ширина полки 20" (50.8 см) и толщина полки 5" (12.7 см). В балках варьировались шаг расстановки арматурных канатов и прочность бетона.

Исследуемые зависимости описаны с помощью двухфакторных уравнений регрессий в виде полиномов второй степени (модель 1 и модель 2):

Y, - - 0.104372 X, - 0,799488 Х2 - 0.088044 X, Х2 - 0.00001 — модель 1,

Y2 = 0.211489 X, + 0.692925 Х2 + 0.225228 X, Х2 - 0.038786 — модель 2, Y| - зона передачи преднапряжений; У2 - предельный изгибающий момент; Х| - шаг расстановки арматурных канатов; Х2 - прочность бетона.

Постоянные параметры регрессионных моделей определялись методом наименьших квадратов с использованием статистического пакета Statgraphics.

Основные выводы: уменьшение шага расстановки арматурных канатов с 4 диаметров каната до 3.5 диаметров каната между осями канатов практически не влияет на величину зоны передачи преднапряжений и на предельный изгибающий момент; увеличение прочности бетона значительно сокращает величину зоны передачи преднапряжений и незначительно увеличивает предельный изгибающий момент.

Автором диссертации произведено сравнительное исследование технологических качеств стальных арматурных канатов классов К-7 (1+6), К-19 (1+9+9) и К-6 (1+5) по критерию коррозионной стойкости этих канатов.

Основной характеристикой коррозионной стойкости стального каната является коррозионная активность КА. Это отношение суммарного периметра проволок каната к суммарной площади поперечного сечения проволок каната. В таблице 9 представлены результаты расчёта КА стальных канатов.

Таблица 9

Консгруктивные параметры стальных арматурных канатов

Класс каната Нормы Бур, мм Он, мм Ак, ммг Кд, мм"' Р0> мм"1

К-7 (1+6) ГОСТ 13840-68 15.0 15.2 138.98 0.795 0.4519

К-19 (Н9И>) ТУ 14-4-22-71 14.0 14.2 128.65 1.310 0.4698

К-6 (1+5) Автор работы 15.0 15.4 136.94 0.738 0.4494

В таблице 9 обозначения аналогичны обозначениям в таблице 5.

Чем выше коррозионная активность стального арматурного каната, тем сильнее он подвержен опасности возникновения коррозионного процесса.

Новый стальной канат класса К-б (1+5), разработанный автором исследования, является более технологичным, чем рекомендованный СНиП 2.03.01-84 стальной канаг класса К-7 (1+6) по критерию коррозионной стойкости.

В данной работе произведён сравнительный анализ параметров сцепления с бетоном стальных арматурных канатов классов К-7 (1+6), К-19 (1+9+9) и К-6 (1+5) по критерию трения поверхности этих канатов о бетонную матрицу.

Основной характеристикой трения поверхности стального каната о бетонную матрицу является относительный периметр сгалыюго каната по линии соприкосновения с бетоном Р„. Этот параметр сцепления стального каната с бетоном представляет собой отношение периметра линии соприкосновения каната и бетона в поперечном сечении каната к площади поперечного сечения каната. В таблице 9 представлены результаты расчёта Р„ стальных канатов.

Чем выше относительный периметр стального каната по линии соприкосновения с бетоном, тем больше силы трения поверхности стального каната о бетонную матрицу, т.е. тем лучше сцепление арматурного каната с бетоном.

Новый канат класса К-6 (1+5), разработанный автором исследования, является практически таким же технологичным, как и рекомендованный СНиП 2.03.01-84 канат класса К-7 (1+6) по критерию сцепления с бетоном.

Из таблицы 9 видно, что расхождение площадей поперечных сечений А, канатов К-6 (1+5) и К-7 (1+6) составляет 2.04 мм2 или 1.47 % от площади каната К-7 (1+6). Значит, канат класса К-6 (1+5) номинальным диаметром 15.4 мм и канат класса К-7 (1+6) номинальным диаметром 15.2 мм взаимозаменяемы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Пб РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

1. В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках стального каната класса К-7 (1+6), посчитанные с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, на 1.3+2.3 % в повивочных проволоках и на 2.2+3.9 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике йревышают напряжения в повивочных проволоках на 0.9+1.6 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

2. В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках стального каната класса К-19 (1+9+9), посчитанные с учетом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, на 2.8+3.5 % в повивочных проволоках второго (наружного) слоя аовива, на 6.0+7.7 % в повивочных проволо-

как первого (внутреннего) слоя повива я на 7.5+9.% % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках первого слоя на 1.5+2.0 % и в повивочных проволоках второго слоя на 4.7*6.1 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

3. Исследованы пути повышения эффективности использования прочностных свойств стали в проволоках стального арматурного каната.

4. Произведено всестороннее исследование уточнённого НДС в элементах стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругопластической стадии работы стали. Исследование показало, что использование упруго пластических свойств стали в проволоках стального каната класса К-7 (1+6) практически не увеличивает эффективность использования прочностных свойств стали.

3. Разработан дедуктивным методом научного анализа новый стальной спиральный канат класса К-6 (1+5) с линейным касанием проволок, имеющий теоретически обоснованную оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали.

6. В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках стального каната класса К-6 (1+5), посчитанные с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП 2.03.01-84, на 1.4+2.5 % в повивочных проволоках и на 2.1+3.7 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках на 0.68+1.22 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

7. Применение стального каната класса К-6 (1+5) вместо стального каната класса К-7 (1+6) {ГОСТ 13840-68] в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций повышает эффективность использования прочностных свойств арматурной стали.

8. Уменьшение шага расстановки арматурных канатов с 4 диаметров каната до 3.5 диаметров каната между осями канатов практически не влияет на величину зоны передачи преднапряжений и на предельный изгибающий момент. Увеличение прочности бетона значительно сокращает величину зоны передачи преднапряжений и незначительно увеличивает предельный изгибающий момент.

9. Стальной канат класса К-6 (1+5) является более технологичным, чем рекомендованный СНиП 2.03.01-84 стальной канат класса К-7 (1+6) по критерию коррозионной стойкости.

10. Спиральный канат класса К-6 (1+5) является практически таким же технологичным, как и рекомендованный СНиП 2.03.01-84 спиральный канат класса К-7 (1+6) по критерию сцепления с бетоном.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

I. Мусихин В .А., Максимов Ю.В. Учёт технологических и конструктивных факторов, влияющих на величину предварительного напряжения в арматурных канатах. // XV Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов.— Миасс: МНУЦ.- 1996.-С. 18-19.

2. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Пута назначения величины предварительного напряжения в арматурных канатах. // В книге: Проблемы проектирования неоднородных конструкций. Труды XV Российской школы. — Миасс: МНУЦ-1996.-С. 88-92.

3. Максимов Ю.В., Мусихин В.А. Статистический анализ влияния шага канатов на зону передачи усилий преднапряжённых конструкций. // В книге: Проблемы проектирования неоднородных конструкций. Труды XVI Российской школы. —Миасс: МНУЦ. - 1997.-С. 121-128.

4. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Методы защиты арматурных канатов от коррозии. // XVII Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов. — Миасс: МНУЦ. - 1998. - С. 62.

5. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Учёт конструктивных параметров арматурных канатов при определении величины предварительного напряжения. // В книге: Проблемы проектирования неоднородных конструкций. Труды XVII Российской школы. — Миасс: МНУЦ. - 1998. - С. 81-86.

6. Максимов Ю.В., Мусихин В.А. Определение напряжённо-деформированного состояния проволок арматурного каната К-7. // Научные труды Общества железобетошциков Сибири и Урала. Выпуск 5. — Новосибирск: НГАСУ. -1999.-С. 46-48.

7. Мусихин В.А. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 990501 "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-7 в упругой стадии работы стали" — Москва -РОСПАТЕНТ-1999.

8. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Исследование сортамента арматурных канатов по критерию эффективности использования стали. // В книге: Проблемы проектирования неоднородных конструкций. Труды XVIII Российской школы. — Миасс: МНУЦ. - 1999. - С. 317-322.

9. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Исследование влияния упругопласти-ческих свойств стали на напряжённо-деформированное состояние элементов арматурного каната. // В книге: Неоднородные конструкции. Труды XIX Российской школы и XXIX Уральского семинара. — Екатеринбург Уральское отделение PAR - 1999. - С. 219-224.

10. Максимов Ю.В., Мусихин В.А. Шестипроволочный арматурный канат К-6 (1+5) с линейным касанием проволок. И Научные труды Общества железо-бетонщиков Сибири и Урала. Выпуск 6. — Новосибирск: НГАСУ. - 2000. - С. 24-27.

Л. Мусихин В.А. Оптимальная конструкция арматурного каната по критерию использования прочностных свойств стали. // Состояние и перспективы развития преднапряжённых железобетонных конструкций. Тезисы докладов 7-й конференции межрегиональной ассоциации "Железобетон4, (г. Москва, 21-23 июня 2000 года) — Москва: Ассоциация "Железобетон". - 2000. - С. 24-25.

12. Мусихин В.А., Максимов Ю.В. Особенности совместной работы преднапряжённой канатной арматуры с бетоном. // XX Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. Тезисы докладов. — Миасс: МНУЦ. - 2000. - С. 47.

МУСИХИН ВЛАДИМИР АРКАДЬЕВИЧ

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ СПИРАЛЬНЫХ КАНАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОЙ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и сооружения"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 17.10.2003. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,12. Тираж 100 экз. Заказ 380/439.

УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

1

л

«

I

*

4

J

léé&é «16686

ВВЕДЕНИЕ.

1. Актуальность работы.

2. Цель и задачи диссертации.

3. Координация.

4. Научная новизна работы.

5. Практическое значение результатов работы.

6. На защиту выносятся.

7. Апробация работы и публикации.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Особенности ранее проведённых исследований стальных канатов.

1.2 Технологические и конструктивные факторы, влияющие на величину напряжений в элементах стального каната при его растяжении.

1.3 Методы определения величины предварительного напряжения в стальных канатах различными нормативными документами.

1.4 Определение задач исследования.

Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ ОБОБЩЁННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТАЛЬНОГО СПИРАЛЬНОГО КАНАТА С ЛИНЕЙНЫМ КАСАНИЕМ ПРОВОЛОК.

2.1 Системы координат.

2.2 Линейный контакт проволок.

2.3 Общие принципы построения линейного контакта проволок.

2.4 Уравнения статики.

2.5 Агрегатное состояние каната.

2.6 Уравнения кинематической аналогии.

2.7 Геометрические уравнения деформаций.

2.8 Выражения для напряжений.

2.9 Решение уравнений Кирхгофа.

2.10 Канонические уравнения для отдельной проволоки в стальном спиральном канате с линейным касанием проволок.

2.11 Обобщённые уравнения статики каната в агрегатном состоянии.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АРМАТУРНЫХ КАНАТОВ КЛАССА К-7 И КЛАССА К-19.

3.1 Составление программы для ЭВМ на языке Си для определения напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната класса К-7 в упругой стадии работы стали.

3.2 Составление программы для ЭВМ на языке Си для определения напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната класса К-19 в упругой стадии работы стали.

3.3 Сравнение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурных канатов класса К-7 и класса К-19 в упругой стадии работы стали.

3.4 Пути увеличения эффективности использования прочностных свойств стали в проволоках арматурного каната.

3.5 Исследование обобщённых математических закономерностей изменения напряжённо-деформированного состояния элементов стального каната в упругопластической стадии работы стали.

3.6 Составление программы для ЭВМ на языке Си для определения напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната класса К-7 в упругопластической стадии работы стали.

3.7 Исследование напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната класса К-7 в упругопластической стадии работы стали.

Глава 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ

КОНСТРУКЦИИ СТАЛЬНОГО СПИРАЛЬНОГО КАНАТА ПО КРИТЕРИЮ МАКСИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ СТАЛИ.

4.1 Требования, предъявляемые к диаметру центральной проволоки стального спирального каната класса К-7 в различных нормативных документах.

4.2 Исследование влияния кратности свивки повивочных проволок стального спирального каната класса К-7 на расхождение напряжений в повивочной и центральной проволоках.

4.3 Теоретическое обоснование оптимальной конструкции стального спирального каната с линейным касанием проволок по критерию максимального использования прочностных свойств стали.

4.4 Составление программы для ЭВМ на языке Си для определения напряжённо-деформированного состояния элементов стального спирального каната класса К-6 в упругой стадии работы стали.

4.5 Исследование напряжённо-деформированного состояния элементов стального спирального каната класса К-6 в упругой стадии работы стали.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СТАЛЬНЫХ СПИРАЛЬНЫХ КАНАТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЁННОЙ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

5.1 Статистическое исследование влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на характеристики преднапряжённой железобетонной конструкции.

5.1.1 Определение шага расстановки арматурных канатов и величины зоны передачи преднапряжений строительными нормами проектирования различных стран.

5.1.2 Анализ влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на величину зоны передачи преднапряжений.

5.1.3 Анализ влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на предельный изгибающий момент.

5.1.4 Рекомендации по назначению шага расстановки канатов К-7 и Ф определению величины зоны передачи преднапряжений.

5.2 Исследование коррозионной стойкости стальных канатов при использовании в качестве предварительно напряжённой арматуры большепролётных железобетонных конструкций.

5.2.1 Способы защиты от коррозии предварительно напрягаемой канатной арматуры, применяемые в различных странах.

5.2.2 Сравнение коррозионной активности стальных канатов класса К-7, класса К-19 и класса К-6.

5.3 Исследование сцепления с бетоном стальных спиральных канатов при использовании в качестве предварительно напряжённой арматуры железобетонных конструкций.

5.3.1 Особенности совместной работы преднапряжённой канатной арматуры с бетоном.

5.3.2 Сравнение параметров сцепления с бетоном арматурных канатов класса К-7, класса К-19 и класса К-6.

1. Актуальность работы.

Основными направлениями развития железобетона являются использование высокоэффективных видов арматуры и применение высокопрочных бетонов. Наиболее высокоэффективным видом арматуры для большепролётных предварительно напряжённых железобетонных конструкций являются арматурные канаты.

Использование арматурных канатов в большепролётных предварительно напряжённых железобетонных конструкциях даёт возможность при армировании конструкции исключить операцию сварки предварительно напрягаемой арматуры, так как длина арматурных канатов, поставляемых на заводы строительных конструкций в бухтах, не ограничена. Максимальная длина стержневой арматуры составляет 12 метров, следовательно, при армировании большепролётной железобетонной конструкции стержневой арматурой необходимо многократно производить сложную операцию сварки предварительно напрягаемой арматуры, что приводит к дополнительным трудозатратам при производстве железобетонной конструкции. Также наличие сварных соединений предварительно напрягаемой арматуры приводит к увеличению размеров поперечного сечения конструкции и, таким образом, к увеличению собственного веса железобетонной конструкции.

Стоимость строительного объекта состоит из трёх составляющих: стоимости строительных материалов, стоимости трудозатрат и амортизационных отчислений на машины и механизмы. В России (унитарном государстве) исторически стоимость трудозатрат была минимальной, и стоимость всего строительного объекта всегда определялась стоимостью строительных материалов. В промышленно развитых странах стоимость трудозатрат составляет до 90 % стоимости всего строительного объекта. В настоящее время в России с ростом демократических преобразований также происходит увеличение стоимости трудозатрат. Операция сварки предварительно напрягаемой арматуры является очень сложной и ответственной работой, которая требует больших трудозатрат высококвалифицированной рабочей силы. Использование канатной арматуры, позволяя исключить операцию сварки предварительно напрягаемой арматуры в процессе изготовления железобетонной конструкции, значительно снижает стоимость железобетонной конструкции.

В большепролётных железобетонных конструкциях, особенно в мостовых балках работающих на временные нагрузки от транспорта, максимально возможный пролёт конструкции определяется, главным образом, собственным весом конструкции. Для размещения сварных соединений предварительно напрягаемой арматуры требуется значительное увеличение размеров поперечного сечения конструкции, что приводит к увеличению собственного веса железобетонной конструкции и, следовательно, к уменьшению максимально возможного пролёта конструкции. Уменьшение максимально возможного пролёта железобетонной конструкции приводит к увеличению количества промежуточных опор, что значительно увеличивает стоимость строительного объекта. При использовании канатной арматуры сварные соединения предварительно напрягаемой арматуры в железобетонной конструкции отсутствуют, и, следовательно, стоимость строительного объекта снижается.

Существующие нормативные документы, как в нашей стране, так и за рубежом дают различные границы максимально допустимых напряжений в проволоках стального каната. Кроме того, в настоящее время при расчёте строительных конструкций напряжения в сечении каната определяют как в целом монолитном стержне, не учитывая его составную конструкцию.

Всестороннее исследование свойств стальных канатов, используемых в качестве предварительно напряжённой арматуры железобетонных конструкций, и, в частности, уточнение методики назначения максимально допустимой величины предварительного напряжения в проволоках стального каната с учётом его составной конструкции позволит вычислить реально необходимое количество канатной арматуры и, таким образом, снизить расход дорогостоящей стали в предварительно напряжённой железобетонной конструкции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

1. На основании дифференциальных уравнений Кирхгофа для тонкого криволинейного стержня разработана обобщённая математическая модель стального спирального каната с линейным касанием проволок, которая позволяет определять сложное напряжённо-деформированное состояние элементов каната с учётом его геометрических характеристик (диаметр проволок, угол свивки повивочных проволок) и механических свойств стали (модули упругости и сдвига).

2. Написана программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного напряжённо-деформированного состояния элементов стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругой стадии работы стали.

3. Написана программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного напряжённо-деформированного состояния элементов стального арматурного каната класса К-19 (1+9+9) в упругой стадии работы стали.

4. Произведено всестороннее исследование и сделан полный сравнительный анализ действительного напряжённо-деформированного состояния в элементах стальных арматурных канатов класса К-7 (1+6) и класса К-19 (1+9+9) в упругой стадии работы стали.

В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-7 (1+6), посчитанные по авторской программе [84], т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП [131], на 1.3-2.3 % в повивочных проволоках и на 2.2-3.9 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках на 0.9-1.6 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-19 (1+9+9), посчитанные по авторской программе, т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП [131], на 2.8-^-3.5 % в повивочных проволоках второго (наружного) слоя повива, на 6.0-^7.7 % в пови-вочных проволоках первого (внутреннего) слоя повива и на 7.5^9.8 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках первого слоя на 1.5-^-2.0 % и в повивочных проволоках второго слоя на 4.7^-6.1 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

Из вышеприведённых данных видно, что в канате класса К-7 (1+6) расхождение напряжений в сердечнике и напряжений в повивочных проволоках значительно меньше, чем в канате класса К-19 (1+9+9), т.е. в канате К-19 напряжения между различными проволоками каната распределены более неравномерно. Следовательно, прочностные свойства стальных проволок в канате К-19 используются в меньшей степени, чем в канате К-7.

5. Произведено исследование путей увеличения эффективности использования прочностных свойств стали в проволоках арматурного каната.

6. На основе теории пластического течения Прандтля-Рейсса получены обобщённые математические зависимости, учитывающие изменения напряжённо-деформированного состояния элементов стального каната в упругопла-стической стадии работы стали.

7. Написана программа для ЭВМ на языке Си для определения уточнённого напряжённо-деформированного состояния элементов стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругопластической стадии работы стали.

8. Произведено всестороннее исследование уточнённого напряжённо-деформированного состояния элементов стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругопластической стадии работы стали.

Из этого исследования следует следующий вывод: использование упру-гопластических свойств стали в проволоках стального арматурного каната класса К-7 (1+6) в упругопластической стадии нагружения практически не увеличивает эффективность использования прочностных свойств стали.

9. Произведено исследование влияния кратности свивки повивочных проволок стального спирального каната класса К-7 (1+6) на расхождение напряжений в повивочной и центральной проволоках.

По мере увеличения кратности свивки повивочных проволок в стальном спиральном канате с линейным касанием проволок класса К-7 (1+6) расхождение напряжений в повивочной проволоке и сердечнике (центральной проволоке) каната уменьшается, так как при этом уменьшается разница длин повивочной проволоки и сердечника на участке длины каната равном одному шагу свивки повивочных проволок.

10. Разработан дедуктивным методом научного анализа новый стальной спиральный канат класса К-6 (1+5) с линейным касанием проволок, имеющий теоретически обоснованную оптимальную конструкцию по критерию максимального использования прочностных свойств стали.

11. Написана программа для ЭВМ на языке Си для определения действительного напряжённо-деформированного состояния элементов нового стального спирального каната класса К-6 (1+5) в упругой стадии работы стали.

12. Произведено всестороннее исследование и сделан полный сравнительный анализ действительного напряжённо-деформированного состояния в элементах стального арматурного каната класса К-6 (1+5) в упругой стадии работы стали.

В зависимости от кратности свивки повивочных проволок напряжения в проволоках каната класса К-6 (1+5), посчитанные по авторской программе, т.е. с учётом геометрических характеристик каната и механических свойств стали, превышают напряжения, посчитанные по СНиП [131], на 1.4+2.5 % в повивочных проволоках и на 2.1+3.7 % в сердечнике. Напряжения в сердечнике превышают напряжения в повивочных проволоках на 0.68+1.22 % в зависимости от кратности свивки повивочных проволок.

В канате класса К-6 (1+5) напряжения между различными проволоками распределены более равномерно, чем в канате класса К-7 (1+6). Следовательно, прочностные свойства стальных проволок в канате класса К-6 (1+5) используются в большей степени, чем в канате класса К-7 (1+6).

В канате класса К-6 (1+5) центральная проволока (сердечник), в которой возникают максимальные напряжения, имеет наименьший диаметр и, следовательно, наибольшую прочностную характеристику. Таким образом, прочность всего каната класса К-6 (1+5) определяется прочностью составляющей проволоки, имеющей наибольшую прочностную характеристику.

Таким образом, применение стального каната класса К-6 (1+5) вместо стального каната класса К-7 (1+6) [24] в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых железобетонных конструкций повышает эффективность использования прочностных свойств дорогостоящей высокопрочной арматурной стали.

13. Произведено статистическое исследование влияния шага расстановки канатов К-7 и прочности бетона на характеристики преднапряжённой железобетонной конструкции.

Уменьшение шага расстановки арматурных канатов с 4 диаметров каната до 3.5 диаметров каната между осями канатов практически не влияет на величину зоны передачи преднапряжений, увеличение прочности бетона значительно сокращает величину зоны передачи преднапряжений.

Уменьшение шага расстановки арматурных канатов с 4 диаметров каната до 3.5 диаметров каната между осями канатов практически не влияет на предельный изгибающий момент, увеличение прочности бетона незначительно увеличивает предельный изгибающий момент.

14. Произведён сравнительный анализ коррозионной стойкости стальных спиральных канатов класса К-7 (1+6), класса К-19 (1+9+9) и класса К-6 (1+5) при использовании в качестве предварительно напряжённой арматуры большепролётных железобетонных конструкций.

Из двух основных классов стальных арматурных канатов, рекомендованных СНиП [131], канат класса К-7 (1+6) является более технологичным, чем канат класса К-19 (1+9+9) по критерию коррозионной стойкости. Использование каната К-19 вместо каната К-7 увеличивает опасность коррозии канатной арматуры, так как коррозионная активность каната К-19 в 1.65 раза выше коррозионной активности каната К-7.

Новый канат класса К-6 (1+5), разработанный автором исследования, является более технологичным, чем рекомендованный СНиП [131] канат класса К-7 (1+6) по критерию коррозионной стойкости. Использование каната К-6 вместо каната К-7 уменьшает опасность коррозии канатной арматуры, так как коррозионная активность каната К-7 в 1.08 раза выше коррозионной активности каната К-6.

15. Произведён сравнительный анализ параметров сцепления с бетоном стальных спиральных канатов класса К-7 (1+6), класса К-19 (1+9+9) и класса К-6 (1+5) при использовании в качестве предварительно напряжённой арматуры большепролётных железобетонных конструкций.

Из двух основных классов стальных арматурных канатов, рекомендованных СНиП [131], канат класса К-7 (1+6) является менее технологичным, чем канат класса К-19 (1+9+9) по критерию сцепления с бетоном. Использование каната К-19 вместо каната К-7 увеличивает сцепление канатной арматуры с бетоном, так как относительный периметр по линии соприкосновения с бетоном каната К-19 в 1.0396 раза больше, чем относительный периметр по линии соприкосновения с бетоном каната К-7.

Новый канат класса К-6 (1+5), разработанный автором исследования, является практически таким же технологичным, как и рекомендованный СНиП [131] канат класса К-7 (1+6) по критерию сцепления с бетоном.

1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.: Наука, 1976. 280 с.

2. Александров А. В., Потапов В. Д. Основы теории упругости и пластичности. — М.: Высшая школа, 1990. 400 с.

3. Алёхин В. К. Канатная арматура предварительно напряжённых железобетонных конструкций (исследования и производство). — Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1971. 112 с.

4. Аркулис Г. Э., Дорогобид В. Г. Теория пластичности. — М.: Металлургия, 1987.-352 с.

5. Безухов Н. И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести.

6. М.: Высшая школа, 1968. 512 с.

7. Бессонов Б. Ф. Узел крепления мощных арматурных канатов в предварительно напряжённой большепролётной железобетонной оболочке. Дис. . .канд. техн. наук. — Челябинск, 1987. - 205 с.

8. Браунли К. А. Статистическая теория и методология в науке и технике.

9. Перевод с английского М. С. Никулина, под редакцией Л. Н. Болынева. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1977. 408 с.

10. Брискин Н. Я. Анкеровка спиральных арматурных канатов в бетоне. // В книге: Применение витой проволочной арматуры в предварительно-напряжённых железобетонных конструкциях. — НИИЖБ — М.: Стройиздат. -1976. С. 113-121.

11. Брискин Н. Я. Арматурные канаты класса К-19. // Бетон и железобетон.1980.-N2.-С. 28-29.

12. Брискин Н. Я. Механические свойства девятнадцатипроволочных арматурных канатов конструкции 1x19. // В сборнике: Высокопрочная витая проволочная арматура. (Материалы координационного совещания, Москва, 1971 г.) — М.: НИИЖБ. 1972. - С. 13-29.

13. Букштейн M. А. Производство и использование стальных канатов. — М.: Металлургия, 1973. 360 с.

14. Вентцель Е. С., Овчаров JI. А. Теория вероятностей и её инженерные приложения. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 480 с.

15. Ветров А. П., Гончаренко Н. К., Хромов В. Г. Совершенствование процесса обтяжки канатов двойной свивки путём расчётов на ЭВМ. // Сталь. — 1974.-N12.-С. 1139-1140.

16. Ветров А. П., Хромов В. Г. Напряжённо-деформированное состояние в упруго-пластической стадии нагружения. // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 1977. N 4. - С. 14-18.

17. ВСН 71-70. Технические указания по применению стальных канатов в предварительно напряжённых железобетонных конструкциях мостов. — М.: Оргтрансстрой, 1970. 24 с.

18. Гаклин И. С. О влиянии конструкции арматурного каната на его сцепление с бетоном. // В книге: Новые виды арматуры. — НИИЖБ — М.: Строй-издат. 1964. - С. 78-97.

19. Глушко М. Ф. Стальные подъёмные канаты. — Киев: Техшка, 1966.328 с.

20. ГОСТ 13840-68. Канаты стальные арматурные 1x7 (семипроволочные арматурные пряди). — М.: Стандартиздат, 1968. 6 с.

21. ГОСТ 13840-68. Канаты стальные арматурные 1x7. — М.: Стандартиздат, 1979. 6 с.

22. ГОСТ 13840-68. Канаты стальные арматурные 1x7. Технические условия. — М.: Стандартиздат, 1988. 7 с.

23. ГОСТ 13840-68. Канаты стальные арматурные 1x7. Технические условия. — М.: Стандартиздат, 1995. — 8 с.

24. ГОСТ 16874-71. Канаты стальные арматурные 1x7 (семипроволочные арматурные пряди). Методы испытаний на растяжение. — М.: Стандартиздат, 1971.-7 с.

25. Грачёв В. П. Сложное нагружение канатной проволоки из упрочняющегося материала при двухзвенном деформировании. // В книге: Прочность и долговечность стальных канатов. — Киев: Техника. 1975. - С. 49-55.

26. Грачёв В. П. Сопоставление некоторых теорий пластичности для случая сложного нагружения канатной проволоки. // В книге: Прочность и долговечность стальных канатов. — Киев: Техника. 1975. - С. 56-59.

27. Гринев В. Д. К вопросу о расчёте сцепления прядевой арматуры с бетоном. // В книге: Предварительно напряжённые железобетонные конструкции с эффективными видами арматуры. — Ростов-на-Дону: издательство Ростовского университета. 1974. - С. 38-44.

28. Гурьянов Ю. А. Влияние межструктурного сдвига на прочность стальных канатов. // Сталь. — 1990. N 10. - С. 76-79.

29. Диаковский В. Г., Астахов Ю. В., Сорокин А. В. Экспериментальные исследования сцепления арматуры с бетоном. // В сборнике: Реконструкция и совершенствование несущих элементов зданий и сооружений транспорта. — Новосибирск: НИИЖТ. 1993. - С. 21-27.

30. Диаковский В. Г., Габрусенко В. В. Экспериментальное определение параметров сцепления витой арматуры с бетоном в концевых участках изгибаемых элементов. // В сборнике: Строительные конструкции. Выпуск 116. — Новосибирск: НИИЖТ. 1970. - С. 36-49.

31. Дмитриев С. А. Сопротивление скольжению в бетоне предварительно напряжённой холоднотянутой арматуры. // В книге: Исследования обычных и предварительно напряжённых железобетонных конструкций. — М.: Стройиз-дат. 1949. - С. 206-252.

32. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. В 2-х книгах. Книга 1. — Перевод с английского Ю. П. Адлера и В. Г. Горского. — М.: Финансы и статистика, 1986. 366 с.

33. Евсеев Б. А. Исследование совместной работы конструктивного шла-копемзобетона с канатной арматурой типа К3х7(3). Дис. .канд. техн. наук. — Челябинск, 1973.-160 с.

34. Золотарёв И. О. Прочность и деформативность арматурных канатов для высоких предварительно-напряжённых железобетонных дымовых труб-оболочек. Дис. . .канд. техн. наук. — Челябинск, 1987. — 308 с.

35. Изотов Ю. Л. Работа сеток в приопорной части предварительно напряжённых балок и ферм. // Бетон и железобетон. — 1970 N11.-0. 16-18.

36. Инструктивное письмо о применении семипроволочных стальных прядей для армирования предварительно напряжённых железобетонных конструкций. — АСиА СССР, НИИЖБ — М.: Бюро технической информации НИИ организации, механизации и техпомощи, 1959. 12 с.

37. Иозеф Г. И. Рациональное геометрическое построение прядей с линейным касанием проволок. // В книге: Стальные канаты. Выпуск 4. — Киев: Техшка. 1967. - С. 216-222.

38. Качанов Л. М. Основы теории пластичности. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1969. 420 с.

39. Козлов В. Т. Определение напряжений в проволоках спиральных канатов при упруго-пластическом изгибе. // В книге: Стальные канаты. Выпуск 4. — Киев: Техшка. 1967. - С. 88-93.

40. Козлов В. Т., Киршанков А. Т. Изменение напряжённого состояния в проволоках спиральных канатов при обтяжке. // В книге: Стальные канаты. Выпуск 4. — Киев: Техшка. 1967. - С. 93-101.

41. Козлов В. Т., Синицкая М. В. Определение усилий в элементах спирального каната при упруго-пластическом растяжении. // В книге: Стальные канаты. Выпуск 10. — Киев: Техшка. 1973. - С. 24-28.

42. Кольнер В. М., Серова Л. П. Влияние усадочных деформаций на сцепление проволочной арматуры с бетоном. // В книге: Сцепление арматуры с бетоном (по материалам Всесоюзного научно-технического совещания в Челябинске). — М.: НИИЖБ. 1971. -С. 162-165.

43. Королёв В. Д. Канатное производство. — М.: Металлургия, 1980.256 с.

44. Краснов Ф. Ф., Пирожков Г. И., Диаковский В. Г., Редько Ю. М. Арматурные канаты и их применение в железобетоне. — НИИЖТ — М.: Строй-издат, 1967. 124 с.

45. Кутин Ю. Ф. Исследование вида дифференцированного закона сцепления и его применение в расчётах сцепления арматуры периодического профиля с бетоном. Дис. .канд. техн. наук. —Челябинск, 1974. — 212 с.

46. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990.-528 с.

47. Леонгард Ф. Предварительно напряжённый железобетон. — Перевод с немецкого В. Н. Гаранина. — М.: Стройиздат, 1983. 246 с.

48. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. — М.: Физматгиз, 1962. — 352 с.

49. Лопатто А. Э., Феофанов А. Н. Исследование самозаанкеривания се-мипроволочных прядей в керамзитобетоне. // В книге: Сцепление арматуры с бетоном (по материалам Всесоюзного научно-технического совещания в Челябинске). — М.: НИИЖБ. 1971. -С. 119-124.

50. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. — М.: Высшая школа, 1982. 224 с.

51. Мадатян С. А. Арматура железобетонных конструкций. — М.: Воен-техлит, 2000. 256 с.

52. Максимов Ю. В. Исследование механических свойств трёхпрядных арматурных канатов конструкции К3х7 (2.0). // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник трудов 34. — Челябинск: ЧПИ. 1965. - С. 205218.

53. Максимов Ю. В. Разработка, исследование и внедрение в производство арматурных трёхпрядных канатов конструкции К3х7. Дис. .канд. техн. наук. — Челябинск, 1969. - 193 с.

54. Максимов Ю. В. Теория и практика применения арматурных канатов в железобетонных конструкциях: Учебное пособие. — Челябинск: ЧГТУ, 1992.- Часть I.- 102 с.

55. Максимов Ю. В., Ермакова А. В., Мусихин В. А. К вопросу об учёте поперечного давления проволок при расчёте арматурных канатов. // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала. Выпуск 4. — Новосибирск: СГАПС. 1996. - С. 59-62.

56. Максимов Ю. В., Золотарёв И. О., Рыжая Е. Б. Методика расчёта напряжений в проволоках арматурных канатов К-7 и К-19 при обжатии железобетонных конструкций. // В сборнике: Исследования по бетону и железобетону.

57. Челябинск: ЧПИ. 1989. - С. 23-27.

58. Максимов Ю. В., Марков В. А., Старченко В. С. и др. Арматурный канат из высокопрочной проволоки с цинковым покрытием. // Бетон и железобетон. — 1980. К 2. - С. 29-30.

59. Максимов Ю. В., Миловидов В. И., Соловьёв Б. В., Оатул А. А. Сцепление трёхпрядных канатов К3х7 с бетоном. // В книге: Сцепление арматуры с бетоном (по материалам Всесоюзного научно-технического совещания в Челябинске). — М.: НИИЖБ. 1971. - С. 125-130.

60. Максимов Ю. В., Мусихин В. А. Определение напряжённо-деформированного состояния проволок арматурного каната К-7. // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала. Выпуск 5. — Новосибирск: НГА-СУ.- 1999.-С. 46-48.

61. Максимов Ю. В., Мусихин В. А. Шестипроволочный арматурный канат К-6 (1+5) с линейным касанием проволок. // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала. Выпуск 6. — Новосибирск: НГАСУ. 2000. -С. 24-27.

62. Максимов Ю. В., Пасешник В. В. Испытание железобетонных предварительно напряжённых балок, армированных семипроволочными прядями. // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник трудов 34. — Челябинск: ЧПИ. 1965. - С. 219-230.

63. Максимов Ю. В., Соловьёв Б. В. Механические свойства арматурных канатов конструкции 3x7. // В сборнике: Высокопрочная витая проволочная арматура. (Материалы координационного совещания, Москва, 1971 г.) — М.: НИИЖБ. 1972. - С. 30-42.

64. Металловедение. // Самохоцкий А. И., Кунявский М. Н., Кунявская Т. М. и др. — М.: Металлургия, 1990. 416 с.

65. Миловидов В. И. Гильзовые зажимы семипроволочных прядей. // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник трудов 34. — Челябинск: ЧПИ. 1965. - С. 238-242.

66. Миловидов В. И. Исследование анкеровки арматурных канатов 02OK3x7(3) в опорных узлах железобетонных ферм. — Дис. .канд. техн. наук. — Челябинск, 1975. 308 с.

67. Миловидов В. И., Мухин Ю. М. Спиральная арматура напорных железобетонных труб из семипроволочных прядей. // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник трудов 34. — Челябинск: ЧПИ. 1965. - С. 231-237.

68. Митасов В. М., Гридневский М. И., Редько Ю. М. О повышении коэффициента использования прочности составляющих проволок в арматурных канатах. // В сборнике: Строительные конструкции. Выпуск 116. — Новосибирск: НИИЖТ. 1970. - С. 27-35.

69. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. — М.: Физматгиз, 1961.-480 с.

70. Михайлов В. В., Фоломеев А. А. Предварительно напряжённые железобетонные конструкции с проволочной и прядевой арматурой. — М.: Строй-издат, 1971.-272 с.

71. Михайлов К. В. Проволочная арматура для предварительно напряжённого железобетона. —М.: Стройиздат, 1964. 190 с.

72. Михайлов К. В., Городницкий Ф. М., Юхвец И. А., Романов К. С. Выбор оптимального шага свивки проволок в семипроволочных арматурных прядях. // Бетон и железобетон. — 1964. N 3. - С. 122-125.

73. Мусихин В. А. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ N 990501 "Определение напряжённо-деформированного состояния элементов арматурного каната К-7 в упругой стадии работы стали" — Москва РОСПАТЕНТ - 1999.

74. Мусихин В. А., Максимов Ю. В. Методы защиты арматурных канатов от коррозии. // XVII Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций, (г. Миасс, 23-25 июня 1998 года) Тезисы докладов. —

75. Миасс: Миасский научно-учебный центр. 1998. - С. 62.

76. Мусихин В. А., Максимов Ю. В. Пути назначения величины предварительного напряжения в арматурных канатах. // В книге: Проблемы проектирования неоднородных конструкций. Труды XV Российской школы. — Миасс: Миасский научно-учебный центр. 1996. - С. 88-92.

77. Миасс: Миасский научно-учебный центр. 1996. - С. 18-19.

78. Назаренко П. П. Контактное взаимодействие арматуры и бетона в элементах железобетонных конструкций. Автореф. дис. .докт. техн. наук. — М., 1998.-34 с.

79. Назаренко П. П. О законе трения в теории сцепления и обосновании критерия проскальзывания стальной арматуры относительно бетона. // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 1997. N 10. - С. 15-19.

80. Назаренко П. П. О подходе к построению единого закона трения бетона и арматуры, независимого от. её профиля. // В сборнике: Реконструкция и совершенствование несущих элементов зданий и сооружений транспорта. — Новосибирск: СГАПС. 1997. - С. 151-157.

81. Оатул А. А. Основы теории сцепления арматуры с бетоном. // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник научных трудов N 46. — Челябинск: ЧПИ. 1967. - С. 6-26.

82. Оатул А. А. Теоретические и экспериментальные исследования сцепления с бетоном стержневой и канатной арматуры. Автореф. дис. . .докт. техн. наук. — М., 1969.-36 с.

83. Оатул А. А., Максимов Ю. В., Марков В. А. и др. Опыт применения канатной арматуры на строительстве торгового центра в Челябинске. // Бетон и железобетон. — 1976. N 4. - С. 18-20.

84. Оатул А. А., Максимов Ю. В., Соловьёв Б. В. Сцепление арматурных канатов К3х7 с бетоном. // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник научных трудов N 46. — Челябинск: ЧПИ. 1967. - С. 117-135.

85. Оатул А. А., Соловьёв Б. В. Косвенное армирование участка анке-ровки канатов К3х7(3). // В книге: Исследования по бетону и железобетону. Сборник научных трудов N 73. — Челябинск: ЧПИ. 1969. - С. 163-179.

86. Пирожков Г. И., Редько Ю. М. Предложения по номенклатуре витой арматуры для предварительно напряжённых железобетонных конструкций. // В книге: Исследование работы строительных конструкций. Выпуск 103. — Новосибирск: НИИЖТ. 1970. - С. 56-76.

87. Пирожков Г. И., Редько Ю. М., Митасов В. М. и др. К вопросу построения арматурных канатов из прядей с линейным касанием проволок. // В книге: Исследование работы строительных конструкций. Выпуск 103. — Новосибирск: НИИЖТ. 1970. - С. 93-99.

88. Писаренко Г. С., Лебедев А. А. Сопротивление материалов деформированию и разрушению при сложном напряжённом состоянии. — Киев: Наукова думка, 1969. 212 с.

89. Предварительно-напряжённый железобетон (по материалам VII Международного конгресса Федерации по предварительно-напряжённым железобетонным конструкциям ФИП, Нью-Йорк, 1974 г.). — М.: Стройиздат, 1978. - 205 с.

90. Рекомендации по применению 19-проволочных арматурных канатов в преднапряжённых железобетонных конструкциях. — М.: НИИЖБ, 1984. 9 с.

91. Рекомендации по расчету прочности стальных канатов, применяемых в строительных металлических конструкциях. — М.: ЦНИИПроектсталь-конструкция, 1982. 25 с.

92. Руководство по применению арматурных прядей и канатов в предварительно напряжённых железобетонных конструкциях. — НИИЖБ — М.: Стройиздат, 1966. 88 с.

93. Руководство по применению стальных канатов и анкерных устройств в конструкциях зданий и сооружений. — НИИ Строительных Конструкций Госстроя СССР. — М.: Стройиздат, 1978. 94 с.

94. Румшиский JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1971. 192 с.

95. Румшиский JI. 3. Элементы теории вероятностей. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1970. 256 с.

96. Руф JI. В. Исследование анкеровки семипроволочных прядей. // Бетон и железобетон. — 1963. -N 9. С. 410-413.

97. Савин Г. Н., Глушко М. Ф. О строительной механике стальных подъёмных канатов. // В книге: Стальные канаты. Выпуск 1. — Киев: Техшка. -1964.-С. 7-27.

98. Семёнов А. И. Железобетонные конструкции с прядевой арматурой (семипроволочные стальные пряди). — М.: Стройиздат, 1968. 176 с.

99. Семёнов А. И. Предварительно напряжённый железобетон с витой проволочной арматурой. — М.: Стройиздат, 1976. 208 с.

100. Семёнов А. И., Зацаринный В. П. Влияние низкотемпературного отпуска на физико-механические свойства и релаксацию напряжений семипрово-лочных стальных прядей. // В книге: Строительные конструкции. Выпуск X. — Киев: Буд1вельник. 1968. - С. 37-44.

101. Семёнов А. И., Зацаринный В. П. Влияние шага свивки и низкотемпературного отпуска на свойства семипроволочных прядей (рекомендации по учёту свойств прядей). — Ростов-на-Дону: Ростовский Промстройниипроект, 1965.-36 с.

102. Сергеев С. Т. Стальные канаты. — Киев: Техшка, 1974. 328 с.

103. Синицкая М. В. Исследование напряжённо-деформированного состояния стальных канатов при их упруго-пластическом растяжении и кручении. Автореф. дис. .канд. техн. наук. — Одесса, 1974. -23 с.

104. Синицкая М. В. Прямая задача определения усилий в элементах каната при упруго-пластическом растяжении. // В книге: Прочность и долговечность стальных канатов. —Киев: Техника. 1975. - С. 148-155.

105. Скопич В. М. Применение канатной арматуры в железобетонных конструкциях мостов. // В сборнике: Высокопрочная витая проволочная арматура. (Материалы координационного совещания, Москва, 1971 г.) — М.: НИИЖБ. 1972.-С. 86-97.

106. Скопич В. М. Требования к свойствам высокопрочной арматурной проволоки для железобетонных конструкций мостов. // В сборнике: Исследование свойств и условий применения арматурной проволоки в железобетонных конструкциях. — М.: НИИЖБ. 1977. - С. 38-44.

107. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. — Ленинград: Машиностроение, 1978. 368 с.

108. Смирнов Н. В., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. — М.: Наука, Гл.ред. физ.-мат. лит., 1969. 512 с.

109. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции./ Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. 79 с.

110. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии./ Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 48 с.

111. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы./ Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. 200 с.

112. Соловьёв Б. В. Исследование работы косвенной арматуры в бетоне на участке анкеровки каната К3х7(3). Дис. .канд. техн. наук. — Челябинск, 1973.-258 с.

113. Тевелев Ю. А. О применимости технической теории расчёта на сцепление для арматуры из семипроволочных прядей. // В сборнике: Анкеровка арматуры в бетоне. — ВНИИЖелезобетон — М.: Стройиздат. 1969. - С. 97102.

114. Тевелев Ю. А., Юхвец И. А. Влияние конструктивных параметров семипроволочных прядей на их сцепление с бетоном. // В сборнике: Анкеровка арматуры в бетоне. — ВНИИЖелезобетон — М.: Стройиздат. 1969. - С. 9296.

115. Технические условия на семипроволочные стальные пряди для армирования предварительно напряжённых железобетонных конструкций. 42661. — АСиА СССР, НИИЖБ ЦНИИЧМ, ИКС — М.: Госстройиздат, 1961. -11 с.

116. Технические условия ТУ 14-4-22-71. Канаты стальные арматурные 1x19 (девятнадцатипроволочные арматурные пряди). — М.: МЧМ СССР, 1971. -17 с.

117. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Статистический анализ данных на компьютере. // Под редакцией Фигурнова В.Э.— М.: ИНФРА-М, 1998. 528 с.

118. Федорков И. А. Сцепление напряжённой арматуры с бетоном. — М.: Госпланиздат, 1959. 48 с.

119. Холмянский M. M. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность. — М.: Стройиздат, 1997. 576 с.

120. Холмянский M. М. Контакт арматуры с бетоном. — М.: Стройиздат, 1981.-184 с.

121. Холмянский M. М., Тевелев Ю. А. Расчёт анкеровки прядевой арматуры в бетоне. // В книге: Сцепление арматуры с бетоном (по материалам Всесоюзного научно-технического совещания в Челябинске). — М.: НИИЖБ. -1971.-С. 131-136.

122. Чурюкин В. А. Разработка и обоснование метода повышения прочности и долговечности канатов на основе исследования механизма их разрушения. Дис. . .канд. техн. наук. — Челябинск, 1984. — 268 с.

123. Чурюкин В. А., Максимов Ю. В. Надёжность канатов большой длины. // В сборнике: Повышение надёжности тяжелонагруженных деталей машин. — Челябинск: ЧПИ. 1986. - С. 30-33.

124. Юхвец И. А. Механические свойства арматурных канатов конструкции 1x7. // В сборнике: Высокопрочная витая проволочная арматура. (Материалы координационного совещания, Москва, 1971 г.) — М.: НИИЖБ. 1972. -С. 109-115.

125. Юхвец И. А. Производство высокопрочной проволочной арматуры. — М.: Металлургия, 1973. 264 с.

126. ACI Committee 318, "Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-89)", American Concrete Institute, Detroit, 1989, 111 pp.

127. European Standard "Prestressing steels — Part 3: Strand", Ref. No. prEN 10138-3:1999 E, European Committee for Standardization, Brussels, 1999, 15 pp.

128. Cousins, Thomas E.; Johnston, David W.; and Zia, Paul, "Transfer1.ngth of Epoxy-Coated Prestressing Strand," ACI Materials Journal, V. 87, No. 3, May-June 1990, pp. 193-203.

129. Cousins, Thomas E.; Stallings, J. Michael; and Simmons, Michael B., "Reduced Strand Spacing in Pretensioned, Prestressed Members," ACI Structural Journal, V. 91, No. 3, May-June 1994, pp. 277-286.