автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Регулирование раскрытия трещин в плитах с частичным сцеплением арматуры с бетоном

СЛНСТ-ТтеТрг-Г-ЛТСГО!" ГОСУДАРСТВ?,ПШ" ТКХ1Л1 'КСШГ УШЖРСИТЕТ

На прппах рукописи ТУТАЮТ.В Глтнрйий зульешч РЕГШРСОАШК РАСКРЫТИЯ 'ГРЕНИН В П.ТОТАХ С ЧЛСПГШЧ

спвпгиквя лрмшгч с ттаюм

Специальность Ch.23.0I - строительные конструкции,.

здпния и сооружения

Авторе р е р а I

дкоопотяит из опискнние ученой степени кпндицэто технических тук

пм1:;

Работа выполнена в Краснодарском политехническом института ил кофоцрс строительных конструкций.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор ТТЕ^РР.ОМШ-ЯШ Е.Р.

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор ВАСИЛИЙ П.И.

кандидат технических наук, ст.н.с. КАУМАН А.Д.

Ведущая организация: институт Ю>АО!ФмЛ,Ч1Т1ГДА1тт,(ЕКТ г.Краснодар

,Г

Зп шит а состоится " '¿^¿¿¿¿¿Ы 1993 г. в часов

на заседании Специоливированноп/совета К СГК.ЗЯ. СП при Санкт-Петербургском государственном техническим университете по адресу: 19521»Г, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, 41.Г ауд. пристройки глдрогорнуса,

С цисссртпциек кот.но ознакомиться в Оиблиг.тека СПбГТУ.

Автореферат разослан ¡И^" уг.

* /

УчениГ: секретарь Снет'иалиаи.ровлшюго Сонета, доцент

В.Д.Т'укавшлш'ои

-< и '

« ХАРАКТЯПЮТКА РАГОШ

Актуальность теми: Вечно!* задачей, стояшеР перед строительно!! няуког, является совершенствование проектируемых кснст-рукций и «.¡годов их расчета, л таку.е применение новых конструкций и материалов, позволяющих снизить расход ста. и и цег.г.нта.

Существенного уменьшения расход г) материальных ресурсов в капитальном строительство в ряде случаев кочно добиться, используя предварительное напряжение т.елезобегшшых конструкции без сцепления арматуры с бетоном, что поцггшртднот имеюимПся опыт строительства у нас .в стране и за рубежом.

Необходимо такие отметить, что действующие нормы для предварительно напряженных конструкши4, в которых предусматривается регулирование напряжений обчатия бетона в процессе их эксплуатации, рекомендуют применение напрягаемой арматуры без сцепления с бетонок. Однако, недостаток экспериментальных данных и, гак следствие, отсутствие достаточно четко'1 теории расчета таких конструкций сдер'лппет ия более широкое применение.

Настоящая работа посвящена исследованию регулирования рпстрития трети в плитах со смешанным сцеплением арматуры с бетоном при строительстве монолитнкх и объемно-блочных домов.

Работа выполнена по плану научно-исследовательских работ кафедры строительных конструкций Краснодарского политехнического института в 13Ю-1Я92 гг.

Целью диссертационно?* работы является исследование напрлчеи-но-де^ормированного состояния кезамзитобетонних монолитных плит перекрытий, опезтых по кг-нтуру, разработка способа ».{^екти иного устранении тредин в объемных' блок-комнатах и в монолитных плитах перекрнтп.".

Автор защищает:

Т. гезу/ьтятк згспернмснтально-тсоретическгго изучения на-пря^пнио-дпрормлропанпого состояния и характера треаииоооразова-ния ионолитннх плит перекрытия, опертых по контуру.

2. результат!: экспериментального исслядовтшя »лилии? предварительного натяжения арматуры на хз] актер и иприну раскрытия тршпин.

Р. Результаты 1г:о лг.",он"П!Г1 ]'апря'»;гш'о-до5о рмиронаннгго состояния обт,сч:ног rtyoK-i'ovífur'í -"'.'¡i'H ПТ с донолеггелм!'-':.: ярмирр-

I

ионием без сцепления апматуры с бетоном.

4. Способ регулирования раскрытия трещин в объемных блок--кокнатах и практические рекомендации по конструированию монолитных плит и объемных блоков с аркатурой без сцепления с бетоном,

5. Способ определения'взаимного влияния усилий в арматурных стертой потолочной плиты объемного блока.

Научная новизна:

1. Получены новые экспериментальные данные о работе керам-зитобетонных плит перекрытия, опертых по четырем сторонам, при разном соотношении сторон с полным и со смешанным сцеплением арматуры с бетоном.

2. Предложен способ регулирования ширины раскрытия трещин в монолитных плитах перекрытия, опертых по контуру, и в объемных блок-комнатах.

3. Т'азработани рекомендации по юнструированию монолитных плит и объемных блок-комнат с арматурой без сцепления с бетоном.

4. Предложена методика определения взаимного влияния усилий в арматурных стерхнях потолочной плиты объемного блока.

Практическое значение и внедрение результатов работы. Проведенные экспериментально-теоретические исследования няпряженно--деформированного состояния монолитных плит перекрытий, в которых арматура полностью или частично но имеет оцепления с бетоном, показали, что такие плиты имеют достаточную работоспособность при разных режимах загрукения, а такчее возможность регулирования раскрытия трещин в этих плитах при строительстве монолитных и объемных домов. Полученные автором результаты были использованы Краснодарским "заводом объемно-блочного домостроения, о также приняты Краснодарским филиалом ИНИИОТРКШИА при расчетах и проектировании объемных блок-комнат серии Ш'-Т и БКР-2.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты исследования цоломнц и получили одобрение на научно-методическом семинаре кафедры строительных конструкций Краснодарского политехнического института и на научно-техническом совете проектно-строителыюго объединения "Крпонодарпроект-строй".

По теме диссертационной работы издано 6 публикаций.

Объем работп. Диссертационная работа состоит из введения,

пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и прилоэдни?'. Работа содержит 171 страницу, в том числе РО страниц машинописного текста, 10 таблиц, 70 рисунков, список литератур« из 75 наименований и приложений на 3 страницах.

OOT.nvWr/K РАШГи

Во введении отмечается актуальность выбранной теми, ©формулированы основные цели исследования и Дана краткая аннотация выполненной работы.

В первой глазе рассматривается вопроси конструирования и расчета плоских керамзитобетошшх плит, опертых по контуру. Прочность и де.Ьормативность опертых по контуру •келозобстопных плит экспериментально исследовались п работах А.В.Гильченко, А.И.Карпенко, B.C.Зырянова, М."1.Кярчемского, А.Н. №ролсва, В. А. Сапунова, Л.Я.Сапунова, А «Я. Г>ппа, ВЛ'.Лишака и других. В этих работах рассматривались в основном предельные состояния плит. Автором в существующей литературе не найдено эксперитенгалышх работ, посвященных исследованию плит, в которых арматура не имя-ет сцепления с Сетоном.

"ало исследований конструкций с применением легких бетонов. Использование этих бетонов в перекрытии позволяет уменьшить собственный вес, улучшить звуко- и теплоизоляционные своГства перекрытия. Для монолитных плит перекрытия из керамзитобетона,опертых по контуру, чат.е всего используется арг.мрование в двух направлениях без предварительного натяжения.

Следует обратить вни донке на проблемы, связанные с характером и уровнем развития третан. Практически во всех работах достаточно точно оценивается i.t/mcht образования трстан, предельная несушрп споспбюсть. Однако в литературе мало работ по определению ширины раскрытия трс:мин, по определению перемещений (главным образом-ото эклпрвчеекке зависимости, приведенные в работах С.М.Кгы-'ова и A.l'.'-'ortwmpa).

Наиболее часто при расчетах плит применяется гинематичес-киП способ r/ето.чл предельного равновесия. г>тот метод наиболее подпоено разработан в рас:отех Д.Г.гчлкшшия и Н.И. Карпенко.

В этоН глав0 обосновывается гел^ссоСрпапооть ыроредспия до-

полип толышх псслсдт....... плит перекрытий из керагуитпбогрна, в

которых арматура не.имеет епппленим с бетонос.

\ • (

Анализ экспериментальных и теоретических работ по увеличению трощиноотойкости объемных блок-комнат, производимых заводами Краснодарского технического направления, показывает, что в пастояцее время устранить трешинн в блоках традиционными методами не удается.

В результате 'натурных наблюдений по всей технологической линии изготовления, монтажа и эксплуатации блок-комнат были выявлены основные причины образования трепшн. Особенностью исслен;0-■ ваний было то, что в результате их были отработаны только технологические пути повышения долговечности и трепшностойкости конструкций. При этом совершенствовалась технология изготовления пространственного каркаса, оптимизировался состав конструктивного керамзитобетона, регулировалась интенсивность вибрирования при уплотнении бетона, оптимизировался рским тепловой обработки блоков, применялись преднапря'.енное армирование блоков и напрягайшй цемент.

Гольшая часть трещин появляется в стации изготовления (до Эти трещины появляются от усадки, на стадии извлечения сердечника (распалубки), На стадии транспортировки. Часть треиин появляется на монтаже. НМрина раскрытия трещин достигает I мм.

Устранить тренда ни в объемных блок-комнатах моэдо путам предварительного обжатия бетона. Одним из способов предварительного обжатия блоков является натяжение на бетон арматуры, не имеющей сцепления с бетоном. Причем с учетом особенностей картины тре-¡минообразования натяжение арматуры и регу.'иронание уровня натя-аеняя может осуществляться как на стадии доводки блока, так и на стадии монтвча. В отличии от ранее применявшихся мзтодов увеличения трениностойкости блоков данный метод позволяет устранить трещины (или уменьшить их до допустимых размеров) без жесткого соблюдения многих технологических этапов.

Вопросом работы железобетонных элементов;С арматурой без сцепления с бетоном в нашей стране до последнего времени уделялось недостаточно вникания. Самые заметные работы выполнены П.И.Васильевым, О.А.Гочняком, -г.я.Образцовым, Г.М.Опрыишш,

A.А.Вайсфельдом. А.Няузером, Е.Н.Нересыпкиннм, ф.иеонгардтом,

B.Н.Деркачем.

Все вти работы посвящены преимущественно исследованию балок и плит, опертых по двум сторонам. В/есте с тем, в современной 4

итечеегвенног и адруОекной литературе практически отсутствует упоминание Исследований плит, работающих в двух направлениях ,в которых арматура не имеет сцепления с бетоном. В дошюГ рабсто сделана попытка восполпить этот пробел, что позволит решить ряд практических проблем, возникашмх в строительно;' практике.

Вторая глава посвящена результатам экспериментальных исследований напряченпо-дефогмироланногО состояний плоских нрам-эитобетонннх плит, опертых по контуру с частичным сцеплением арматуры с бетоном, плиты армировались арматурой класса Пр-1 диаметром 3 мм. Гетон класса BI5.

Исследрвашя проводились на 13 плитах разных размеров, раз-ннх конструктивных решениЛ. Экспериментальные .плиты имепг следующие характеристики:

-4 плиты размером ICOQcICOOc40 мм с полным сцеплением арматуры с бетоном, стерший расположены в двух направлениях, шаг стержней о обоих направлениях ЮО мм (эталонные- плиты для сравнения);

- Г плита размером Г000х1000с-10 мм со смешанным сцеплением арматуры с бетоном,, стер-кни расположены с шагом в обоих направлениях 100 мм;

- I плита размером IOCOxICOOci0 км с частичным сцеплением арматуры с бетоном, стерпни в средней части расположены с шшгом в Ьбоих направлениях 2^0 мм;

- I плита размером ЮОГХГССОс 10 мм с полным отсутствием сцепления'бетона с арматуро;', н'аг стерчне'' в обоих направлениях

100 мм;

- 2 плиты разметом ЮОСХТЬООс 10 мм со сметшим армированием, стерчни расположены с ш'агом 100хГ:Ю мм и 200x300 мм;

- Г плита размером ТОООх Го 00x10 мм с полным отсутствием сцепленил бетона с арматурой, стержни расположены с шагом IOOcIiO и,:;

- 2 плиты размером 1000:2000x10 мм со смешанным ai г-ировяш-ем, стержни Cieo пепленпя с бетоном расположены с иогок 100x200 мм и 200X100 мм; ■

- I п/ыта размером "ГО0Ох2000х-I 0 мм с полным отсутствием счеплення сет она о'арматуро;'-, с терпни расположены о шагом ТОСх 200 v.M. . .

..Во всех плитах рабочая арматура расположена в двух направ-j' ei:Иях• В направ.'енни сои X тол rann защитного слоя о мм, в направлении оси У9-Т1 им. г

По контуру плит расположены окаймляющие металлические племепты (пластины) толщиной, I №. Для исключения сцепления бетона с арматурой на стержень напевались пластмассовые трубки ^ 4 мм. I

Натяжение арматуры осуществляется на бетон, набравший достаточную прочность (0,7 Кв).

В качестве натяжного устройства использовано резвбовое соединение.

Уровень предварительного натяжения и усилия в арматуре контролировались двумя дублирующими друг друга способами :тен-аодатчиками, наклеенными на .аркатуру, и тарировочными, трубками, надетыми на напрягаемую арматуру и соответствукщи^бра-яом протарированными.

Для решения основных задач исследования проведены испы- -тонн я плит в трех [щчимах ■ :

1. Испытания усилиями от натяжения арматуры с целью .выявления величины потерь и определения взаимного влияния усилий в стержнях;

2. Ксштания поперечной равномерно распределенной нагрузкой с одновременным регулированием уровня предварительного натяжения арматуры;

р. Определение наиболее эффективного способа зажатия третий, контроль за уровнем зажатия и определение целесообразных уровней преднапряжения для зажатия трещин.

По первому режиму исгштывались плиты, в которых имелись стержни без сцепления с бетоном. Всего в этом режиме иснытыва-лись 9 плит.

Для испытаний использовались следующие приспособления; та-рировочшй ключ, позволяющий определять натяжение стержня, тен-зометрический комплекс, позволяющий контролировать уровень натяжения стержня. Распределительная пластина и специальные подкладочные шайбы позволяют включить в работу, сразу примерно 4 см^ бетона. Максимальные обжимающие напряжения в контактных зонах для разрывных усилий стержней составляют 10 Ша. То есть, даже при разрыве стержня напряжение обжатия не превышает приз-менной прочности бетона.

В ходе пежимных испытаний стержцей для разных уровней натяжения в каждой плите натягивалось 4 стержня по очереди. Вре-6

мя испытаний 7-14 дне]'',, достаточное для определения потерь преднапряженкл.

Величины уровня натяхенил выбирали следующее: о,/;N расчета. 0,5 Л рпечптн., О.бМрэсчата., 0,7 N расчета,, где N расчета. - 0,й5х0,Вх А4* = 4,20 кН - рлзрывноо усилии в стержнях.

0,85 - коэффициент, учитывают^ ослабление сечения резьбой, 0,8 - коэффициент, учитывают;! концентрацию напрячегий.

Относи тслыа;п уговегь потегь ппедварительного натпмег.ия во всех стерянях очень незначительно зависит от уровня нат.-гке-ния, Так как величина обхатня бетона во всех случаях очень невысока. Из содержания второй и-ови вытекают следующие выводы: - обний уровень потерь в течении 14 дней во доох случаях -составил (0,20- 0,2)) N рясчотн.

Причиной потогь в данном случае являются деформации ползучести бетона и обмяткс бетона в контактной зона. Об:цне потоги за первые трое сулок составили примерно от величины зафиксированных потерь (0,17-0,22) Ир ; за перг.ые 7 дней сумма потерь составила (0,20-0,2-1) №р , то есть, с достаточной цостоверпостыг можно си тать, что суммарные потери не превктпапт 25'' от первоначального уровня натячения;

- отличие величины потерь предварительного натя'-генил для различных уровней натяжения арматуры незначительно, то есть практически не зависит от уровня натпчепия, при условии, что уровень обжатия бетона не превышает (С, 2-л.ГОКв.

Экспериментально л работе выявились стереги, предварительное натячепие которых дрот наибольший, э^[)ект.

режимные испытания, связанные с кратковременным нптлтегяем последовательно всех стсргкей в плитах, показали:

Г. для плит с'размерами ТООСХГООО етг наибольший о^скт достигается при наттлегги стерчней в обоих направлениях, расположенных на участке от 0,25 дп 0,75 п ширине плит», то есть, два стержня в приппорной зоне натягивать .нецелесообразно. .Таким образом, стержни, расположенные на ирг опорных учяот«« нициной 0,25 Ь (;;:нрнны плиты), целесообразно но натягивать и их :.этно укладывать с полным с не плени сл.: с бетоном. Гф^ективностъ па'пк-'лшя определялась построением лвки" ..влипни я цля разим/, точек ггнгура плиты. . .-,..-.-. ,

Й. Для плит с размерами 1500x1000 мм целесообразно натяжении стер-шей в поперечном направлении в средней части на участ-. ке от 0,25 до 0,75 по ширине плиты и в продольном направлении длл средней части на участке от 0,35 до 0,в5 по ширине плита.Для нашего случая на тречиностойкость плит практически не влияет натяжение двух сторжней с каждого край в поперечном направлении и трех стержней с каждой грани в продольном направлении.

3. Для плит с размерами 200СХ1000 мм наибольший эффект да- • ет натя.ксшие стержней в поперечном направлении в средней части но участке от 0,20 до 0,8 длины плиты. Натяжение стержней в продольном направлении цвет незначительный эффект по уменьшению перемещений, но монет увеличить трсэдюстойкость в продольном направлении. Целесообразно натягивать стержни в средней части плиты на участке от 0,3 до 0,7 ширины плит».

В ходе испытаний определялось взаимное влияние напрягаемых стержней друг на друга. Ото влияние определялось в соответствии с излеченной выше методикой испытаний, которые проводились для всех типоразмеров плит.

При натякении стержня I усилия'в других стержнях изменялись следующим образом:

- в ближайших параллелыих стержнях усилия уменьшились на (В-12)# в зависимости от размера шшты;

- в следующих стержнях усилия уменьшились на (0,1-0,05)%, . то есть, практически не изменились;

- в поперечных стержнях усилия от натяжения в продольном направлении тоже но изменились.

Таким образом, при натяжении стержней в одном направлении целесообразно их натягивать одновременно, не допуская большой разницы в напряжениях (не более 11>% от общего уровня натякения).

Гили испытаны плиты на поперечную равномерно распределенную нагрузку. В ходе экспериментальных испытаний исследованы плиты семи типоразмеров. Плиты размером ЮООхЮОО мм, в которых вся арматура имеет оцепление с бетоном испытывались только на поперечную нагрузку.

В результате испытаний определено напряженно-деформированное состояние этик'плит на всех этапах испытаний (вплоть до разрушения).

Прогибы плит и внутренние силовые факторы в плите менялись линейно до образования трешин и скачкообразно после образования Б

трещин. Момент трещинообразования в плите определяется двумя способам:

- визуально;

- по скачку в графиках внутренних" силовых факторов.

Величина наибольшего раскрытия трещин в плите зафиксирована 1,2 мм. Все тречяны в этих плитах образуют так называемы!1; "конверт". Максимальный прогиб, соответствующий условно несущей способности равен 1,95км (1/50 от пролета).

Плиты с размером сторон ЮООхГООО мы испитывались двух видов. После режимных испытаний проводились испытания плит от поперечной равномерно распределенной нагрузки. По этим испытаниям определяется характер напряженно-деформированного состояния плит с различным<армированием и различным уровнем предварительного натяжения. Одна плита испытнвалась без преднапряженяя. Во второй плите уровень натяжения составил 0,3 третьей плите уровень натяжения составил 0,4

В плитах второго типа (без сцепления арматуры с бетоном) трещины образовались при нагрузке 10,2 кн/м". Для плиты с предварительным натяжением в 0,5 нагрузка трещинообразования выросла на 25%; третья плита с преднапряжением (обжатием), соответствующим другому проценту армирования, имеет трещиностой-кость на 15? выше по сравнению с непреднапряженным образцов.

Прогибы плит изменялись одинаково в обоих случаях армирования до стадии трещинообразования, после образования трещин в плитах без сцепления образуется "конверт" практически из одной трешиш. Прогибы при этом больше, чем в первом случае на 15%. Ширина раскрытия трещин в момент исчерпания несущей способности плиты - 2,6 мм. Максимальные прогибы - г,8 мм. В плитах со • смешанным армированием трещины в углах (где арматура имеет сцепление с бетоном) рассредоточены по нескольким линиям. В средней части имеется только одно трещина. В процессе испытаний при нагрузке, превышающей момент трешинопобразования на 40? (в это время все трещин» имеют раскрытие >0,3 мм), было увеличено предварительное натяжение арматурных стержней (в обоих вариантах). Подтягивались всего 5 стержней (центральных), в результате этого удалось поднять уровень напряжения в стержнях с О.ЬК^ до 0,6ЧМ. При этом все трещины во всех плитах были зажаты, а прогибы уменьшились (на 5%).

Аналогичные мероприятия проводились и при уровне нагрузок, .

преяыадших уровень грспинообразованяя на 60». Результаты этих мероприятий аналогичны-первым: трещины удалось практически закрыть.

Одна из.плит была испытана в длительном речиме. Нагрузка била приложена в течении 2-х недель. В результате прогибы увеличились на 2СЙ, ширине раскрытия трещин - на 1(55. После этого_ снова удалось зачать трещины и в дальнейшем они не раскрывались.

.На основания вышеизложенного можно сделать выводы: с помощью стерннзй не имеющих сцепления, мо'кно достаточно надежно регулировать ширину раскрытия трещин (вплоть до их полного закрытия).

Плиты с размерЬм сторон 150№ 1000 мм испытывались двух типов.

В этих плитах выявлен характер напряженно-деформированного состояния при различном армировании и различном уровне предварительного натяжения.

Ойиа плита вспытывалась без предкапрякения, во второй плите натяжение составило 0,5 Ир Я в третьей плите натяжение составило 0,4 Нр .

Момент трояшнообразования практически не зависит от процента армирования, но в значительной степени - от уровня предварительного натяжения. В плите без преднзпряжения трещины образовались при нагрузке 9,6 кн/м2, в плите с уровнем преднапря-чения 0,4 Мр нагрузка трехикооброзования выросла на 20%, а в плитах с уровнем натяжения 0,5 - на 25й. Для всех трех плит определялись величины прогибов, характер трешинообразовяния, напряженно-деформированное состояние в нескольких наиболее характерных точках плиты и усилия в арматуре.

-Прогибы плит изменялись практически одинаково в обоих случаях армирования до стации трещшообразования. После образования тревшн -прогибы в плитах без сцепления росли значительно быстрее, чем в плитах со аселанным сцеплением. В плитах образуется классический "конверт". В случаях плит без сцепления линия сгиба "конверта" практически единственна, в плитах со смешанным армированном имеет место группа трещин на участках со спопле--?иек бетона с арматурой и одна трешина на участках без сцепления. Пйрини раскрытия трошин в момент исчерпания несущей способности р.лкты 2,-1 мм. максимальные прошби плит-- 2 см."

В ходе иолцтпнкй плит ЮСОсЮОО мм били проверены возмож-

ности по закрытию или регулированию трещин. Наиболее- аффективно удается зажать трещины и уменьшить прогабы стержнями в поперечном направлении. Дополнительное натяяекяа степеней в продольном направлении заметного эффекта по закрытию трещин на дает. Однако более надежное закрытие или ограничение Ширины раскрытия трещин удается при "подтягивании" стержней- в обоих направлениях. Трещины удается зажать.при незначительном увеличении уровня усилий в стержнях (до 10-20?).

№на плита из этой серия испытана в длительном.режима. При этом уровень нагрузок составлял 1,6 нагрузки трешнообразо-' вания при длительности испытания 2 недели. В результате прогибы выросли на 1Ъ%, ширина'раскрытия увеличилась на 1%. После этого практически без существенного увеличения уровня усилий в стержнях (на 1С$ в поперечных стержнях и на в продольных) удалось достаточно плотно закрыть трешины. Это показывает, что ширину раскрытия трездн можно регулировать в процессе эксплуатация конструкции.

Плиты о размерами сторон 2000x1003 мм испытнвались двух типов.

После режимных испытаний, проводились испытания плит от поперечной равномерно распределенной нагрузки. По этим испытаниям определяется характер напряженно-деформированного состояния плит с различным армированием и различным урошем предварительного натяжения, фна плита испытывалась без преднапряже-ния, во второй плите уровень натяжения составил 0,5 , в третьей - 0,4 .

В плите без предварительного натяжения трещины образовались при нагрузке 9,4 кН/м2, в плите с уровнем преднапряяения 0,5 Мр нагрузка треяинообразования выросла на 27?, в третьей плите трещины образовались при нагрузке выше на 1Ь%, чем в первой плите.,

Качественно параметры напряженно-деформированного состояния аналогичны описанным выше. №рина раскрытия трещин в момент исчерпания несущей способности плиты - 2,2 мм. Максимальные прогибы плиз - 1,Я см.

В ходе испытаний плит 1000x2000 мм были проверены возможности по закрытию или регулированию трещин. Наиболее эффективно

II

удается зажать трсчшы и уменьшить прогиоы поперечными арматурными стержнями.

Трещит удается зажать при незначительном росте уровня усилий в стержнях (до 10-2ПЙ).

' Одна плита из этой серии испытана в длительном режиме.При этом уровень нагрузок составлял 1,5 нагрузки тре.иинообразова-ния и длительность две недели. Б результате прогибы выросли на 1С?, ширина раскрытия 6-9$. После этого практически без существенного увеличения уровня усилий в стержнях (на в поперечных стержнях и на 5% в продольных стержнях) удалось зажать трещины,

Третья глава содержит результаты экспериментальных ис-. следований характера трешинообразования ббъемных блок-комнат серии ЯКР, выпускаемых Краснодарским заводом объемно-блочного домостроения.

Исследования проводились на натурном серийном образце. Типовая конструкция потолка объемного блока в хсде подготовки эксперимента била несколько изменено. Конструкция потолка экспериментального образца дополнена семью стержнями, которые не и не ют сцепления с бетоном. Степчгни из аркатуры класса ВрП диаметром 8 мм, изолированы от бетона специальными трубками диаметром 10 мм. Анкеровка концов стержней выполнено с помошыо стальных пластин 100x100 мм и резьбового соединения. Объемный блок был за^ормолан в соответствии с принятой на заводе технологической схемой, Натяление дополнительных стержней осуществлялось на стенде доводки блоков.

Для формирования монолитной части блоков применяется ке-рамзитобетон класса В15, объемной массой 1600 кг/м3. При испытаниях фиксировалось появление и развитие трещин нп всех стадиях, иирина их раскрытия, перемещение элементов объемного блока. Трешины в объемном блоке появлялись уже на стадии тепловой обработки на верхней грани потолка. На следующих этапах трешины развивались главным образом в продольных стенах (вертикальные Трешины с шагом примерно 1000 мм) и в потолке трещины в продольном направлении, ''¡ирина раскрытия трещин в объемном блоке после доводки и прппарЙЕяшя достигла 0,6-0,8 км.'Наибольшие трешины в потолке появлялись после того, как была приложена дополнительная нагрузка, имитирующая пес бадьи с раствором. Нагрузка созда-

валзсь фундаментным блоком ФС-4, общим весом И00 кг. Патя^.е-ние арматуры осуществлялось с помощью тарированных, ключей. При уровне натяжения арматурй, равном (0,Г)-0,6) ßjn треаднн в потолке были практически закрыты. Остаточная ширина раскрытия трещин в середине плиты не превышала 0,05 мм.

После удаления дополнительного хруза. (Фундаментного блока) трещины в потолке вообще исчезли и получили зачатие, позволяющие считать их полностью закрытым», (по требованиям норм уровень напряжении на наручной грани трещины на менее 0,5 МПа).

Во время испытаний установлено, что при закрытии -трещин увеличение усилий в стержнях составило от уровня предварительного натяжения, усилие в стержнях начало расти только после того, как трешинн практически закрылись. Усилие натяжения для всех стержней равно 17,34 кН. Таким образом, установка дополнительных арматурных стертаей, не имеющих сцепление с бетоном, позволяет уменьшить ширину раскрытия трещин вплоть' до полного зажаипя. учитывая дополнительную арматуру, после специальных исследований можно уменьшить расход основной арматуры.

Трещины в объемных блоках, вызванные технологическими недоработками, появляются на разных стадиях изготовления и транспортировки. Предварительное натяжение арматуры можно осуществлять на стадии окончательной доводки блока или перед монтажом, после транспортировки.

В четвертой главе теоретически определяется взаимное влияние усилий в арматурных стержнях потолочной плиты объемного блока.

Последовательное натяжение арматурных стержней в плите сопровождается-снижением предварительных напряжений в ранее на- ' • тянутых стержнях.

Величину таких потерь можно определить с помощью функций влияния для перемещений границы прямоугольной области, способ построенйяи численные значения которых приведены в работах E.H. Пересыпкина.

При этом перемещение любой точки контура эг»хв^«4) определяется йз выражения:

где ¿VnO.ty^) - есть функция влияния, определяющая перемещение точки контура (4V) под действием нормальной нагрузки на кон-

ГЗ 1

туро, распределение которой задано функцией - от-

носительные координаты; - полудлима загружаемой сто/юны прямоугольной области.

' В частности, если нагрузка представляет собой две сосредоточенные' силы, приложенные в точках (I, ) и (-1, )>то Функция распределения нагрузки имеет вид:

где ¡Н^-?^ -дельта-функция Дирака; ^ ~ текущая ордината; ^Р - ордината точки приложения силы.

Елагодаря "фильтрующему" свойству дельта - функции перемещения контурных точек под действием сил р предстанет в виде следующего выражения:

Заменив Х^ц сумкой: _

где первое слагаемое есть главная часть, а второе слагаемое - регулярная часть, способ получения и численные значения которой найдены г .п.Трапезниковым, получим

иО.ЧЬ % 1п + (М.^)] Р.

При натяженлн нескольких стержней в точках (Г, тР;) (-1, ) силами Р;, (= 1,2..., П перемещение контура по линии стержня с ординатой Л будет равно

После ппредаления перемещения и(•),^) изменение напряжений в арматурном стержне найдем по выражению

где, Е^ - модуль упгугости арматурной стали, а к - начальный модуль упругости Сетона.

В случае одинакового натяжения всех стержней Р{=Р. "то выражение упрошается:

где . = у0/зс«, , Е4/Е .

Рассмотрен пример расчета плиты размером ЗбСОхООпо мм (потолочная плита обгеунгй блпг-комштп). В плите устонтме-. ни 7 стержней ^ Вр П.

Ы .

В примере рассматривается перемещение граней платы и взаимное влияние усилий в стержнях.

Приращение напряжений (или усилий) в стержнях плиты при натяжении одного из стержней по условиям просматриваемого примера нигде не превышает 10?. Наибольшее падение напряжений происходит в соседних с натягиваемым стержнях.

В удаленных стержнях напряжения даже возрастает. Так, например, если натягивается стержень с координатой ^ = 0,6, то в первом и третьем стержнях падение напряжений составляет соответственно 8,63 и 9,81% в четвертом - 0,4Ь/5, а в дальних стержнях напряжения возрастают, так как приращения имеют знак минус, хотя практически эти приращения пренебрежимо шли.

Результаты расчетов в этой главе хорошо согласуйся с экспериментальными данными предыдущей главы. Полученные результаты позволяют сделать выводы: при расстоянии от напрягаемого стержня 0,1 Уо и более изменением напряжений в стержне можно пренебречь: при меньшем расстоянии потери предварительного напряжения принимаются равными 1Й® и менее.

Пятая глава посвящена определению экономической эффективности от внедрения мероприятий по устранению дефектов (трещин)в пртолках объемных блоков.

Предлагаемые мероприятий но повышению трещиностойкости объемных блоков позволяют получить годовой экономический эффект в сумме 1126,48 тыс.руб., за счет сокращения расходов по устранению трещин (6$ от общей стоимости объемных блоков).-

Основные выводы

1. Разработаны конструкциии и испытаны, плиты размерами 1000x1000 мм, 1000X1500 мм, 1000x2000 мм, в которых арматура полностью или частично не имеет сцепления с бетоном.

2. Плиты размером 1000x2000 мм, 1000x1500 мм, 1000x1000 мм, с частичным-сцеплением бетона с арматурой испытывались в трех режимах: на вертикальные нагрузки, на усилия обжатия и на зажатие трещин, пти испытания показали следующее:

- но полю плиты образуются магистральные трещины, расположенные "по конверту". Ширина раскрытия тре-шш достигает 0,8-2,6 мм;

- потеря предварительного напряжения при натяжении арматуры составляет примерно 20-25% за период до 14 дней. Общие потери практически не зависят от -уровня натяжения арматуры; взаимное' влияние уровня натяжения прмптуртх стержней, работавших п одном

[Г,

напраапенпп составляет 8-12$, а стерчни взаимно перпендикулярного направления практически друг на друга не влияют.Исходя из зтога, рекомендуется стерчни одного направления натягивать одновременно (разница усилий предварительного натяхения мечду на-раллельны.ми стерчням! не более 15$);

- испытания по. закрытию трешин показали, что для того, чтобы закрыть треки ни, необходимо увеличить величину предварительного натянет!л но более чем на 2$. При отом ширина раскрытия трешин уменьшается по 0,03 мм, т.е. они практически зажаты, прогибы при зажатии трещин уменьшается на 5$;

- внутренние силовые факторы и перемещения имеют линейный характер до образования тре «ш. Усилия в стертлях до образования трешин практически не меняются. Прогибы в плитах, в которых арматура полностью не имеет сцепления с бетоном, после образования трешин росли значительно быстрее, чем с частиным сцеплением;

- в плитах с не квадратным планом наибольший э.й>ект закрытия трещин достигается при предварительном натяжении коротких стержней. Предварительное натяжение длинных стержней даег незначительный э'фикт.

й. Установка дополнительных арматурных стержней, не имеющих сцепления с бетоном, позволяет путем их цптя^енг.л после изготовления., блок-комнаты уменьшить ширину раскрытия третнн, а в некоторых с-лучаях избежать появление треиш. •

4. Дополнительное усилие пятя сепия, позволяющее уменьшить ширину раскрытия трешин цо о, <Т мм (практически закрыть),составляет не более 5-1 (й от уровня ннтякения.

5. Трешины в блоках, вызванные технологическим^ недоработками, могут появляться на разных стадиях изготовления и транспортировки. Предварительное н.чтячение арматуры мохно осуществлять на стадии окончательной доводки блока или перед монтахок, после транспортировки.

6. Коэффициент трцшнообпязовлиил в серийных блоках иревыдает допустимый, . л в экспериментальном бло'то (с нреднапря'хепием) этот коэффициент значительно ниже цопустикогс^ поело обрати я плиты в потолке трокин нет.

7. Установлено, что при расстоянии от напрягаемого зтьрдня более 1/20 ширины плиты изменениям/, усилий, в стсрлнях от взаимного влияния мо'кно пренебречь: при меньшем расстоянии потери прец-напря-кення принимаете, ч рапными 1'СЙ. результаты расчетов потерь

прел.напря«епия с помощью функции влияния хорошо согласуются к о экспериментальными результатами (расхождение не превышает 2СГ5). Поэтому для расчетной оценки потерь преднапряжения мохно пользоваться данными главы Б'.

П. Предлагаемые мероприятия по повышению трещиностойкости объемных блоков позволяют получить экономически!' эффект до от стоимости блока за счет сокращения расходов по устранению трещи и.

Основные положении диссертации опубликованы в следующих р.-нртах:

1. Лункевич Р.Ч., Резбогин Л.'г.. Тутаришев р.З. Сргашзационно--:>кономичесше основы повыыепия качества объектов строительства.- 'Краснодар, ЩИП*, 1990.- 90с.

2. Лункевич II.Р!., Резбогин А.К., Тутаришев р.П. Основы обеспечения нормативного уровня качества изготовления изделий, конструкций.- Краснодар, 1990.- 82с.

Тутаришев Г.П. Технологическая последовательность и помиро-ванне затрат ресурсов при устранении трети в объемных блоках.- Краснодар, ШП', Т992.- 4с. 1. Тутаришев Гт.З. Технология изготовления легкобетонких плит перекрытий без сцепления бетона с арматурой и трешиностойкость этих плит.- Краснодар, Ш7Г, Г992.- 4с.

3. Тутаришев Г.З. Способ повышения трелиностойкости объемных блок-кстаат.- КгасноПор, Т992.- 6с.- ,Геп. в ШТЧГГПИ 11231.

5. Тутаришев п.З. "кснсрикентальные исследопашя железобетонных плит перекрытий без сцепления бетона с арматуре*1.- Краснодар. 1092.- :5с.- "оп. в ОЯШЧГГТПТ Л Т123С.

дшт в набор т>аз в Уй

Т'есплатно тираж Г00 экз.

отанринт СПб ту, Г9.)2:3[, Санпт-Пптербург. Политехническая, 29.