автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Совместная работа канатной арматуры с бетоном в предварительно напряженных элементах с учетом сейсмического воздействия (на примере плит "Спангкрит")

шзиизиъь яиьрц'пьзпгэзць ипвпназиь ьа сделка зш ЪШиигиРПЮЗПГЪ ьрыии> бипизипи'пьзи сьъирипцмиъ ьъивьзгиз

чиъ^ьпишф УЬЪ08!иПЪ<}

(шиифршйт, ешщшвшдЬ)

бП'пиьизьь иирцьь ы рьзпьь яииизъаиеюизциго ЬШии'ЧЬи ШРПЦо ЬР^иаРЬЗПЬЬ виРРЬРПШ. =ЩС4Ь ипъыгы иьзииьц иэоьзпнэзт-ър (■учишрьв- иыьрь орьъичпа)

ишийшч^шпфЛьОо Ь.23 01 - гКдиршршЦшО ^пОитрги^шОЬр ¿ЬбвЬр^тптдфибвйЬр и ¿|1йшршрш1|шй йЬ^шй^ш

ЭЬ^ОрЦшЦшй сфини^тООЬр^ рЬЦйшйтф ^тшЦшб ииишЬ«5шй|1 ЬицшдйшО шшЬСш^ипиг.ф)шй

иьтииаьр

ЬРЬ*ШЪ-1995

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУХИ РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ ЕРЕВАНСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

ВАНГКЕОМАНИ СЕНГТХОНГ *

(аспирант гр-ия ЛНДР)

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА КАНАТНОЙ АРМАТУРЫ С БЕТОНОМ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ С УЧЕТОМ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ (НА ПРИМЕРЕ ПЛИТ *СПАНКРИТ")

Специальность Ь.23 01 - строительные конструкции, здания, сооружения и строительная механшса АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисхаяие ученой степени кандидата технических

паук

ЕРЕВАН 1395

Работа выполнена на кафедре железобетонных, каменных конструкций е сейсмостойкости сооружений Ереванского архитектурно-строительного института.

Научный руководитель :

Официальные оппоненты : 1.

2.

канд. техн. наук, профессор, заслуженный инженер Бабаян л А.

Доктор технических наук, профессор Карамян К. О. Кандидат технических наук, и. о. профессора Аветисян Р. С.

Ведущая организация : Армянский научно-исследовательским

институт сейсмостойкого строительств*-.

Защита диссертации сосгоахаГМ^^^ 1996 г., в * /¿£г"час.. оуд. ¿¿/р не заседании специализированного совета 0.30 в области строительства ври Ёр&мшскон архитектурно-строительном институте по адресу 375009, Ереван - 09, ул.ТерянаДОЗ ЕрАСИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ереванского архитектурно-строительного института.

Автореферат разослан ~ 996

г

Ученый секретарь специализированного совета /1/1 /1/Н1

казд. техн. наук, доцент / '/'• / С. Ш. Степанян

I

Общая характеристика работа

Диссертационная работа посвящена исследованию совместной зботы самипроволочяой ханагтпой арматуры без споцналышх зкеров с бетоном в зона передачи напряжений предварительно инряженных элементов с учетом сейсмического воздействия.

Актуальность темы. В мировой практике строительства прн ихгговлепип предварительно напряженных железобетонных яон-•рухпкй, в том числе с натяжением арматуры на упору, наибольшее у: яр остр «не гтае получили сеиипроволочные арматурные канаты.

В бывшем СССР освоение производства предварительно напря-енных конструкций, армированных семипроволочнкмп халатами, геалось в 1960-81 тт., а широкое применение они получилн начиная с ¡64-65 гг.

Однако/ согласно СНнП.П-7-81 " В зданиях и сооружениях ютетной сейсмичностью 9 баллов без специальышх анкеров не ¡пускается приметать арматурные канаты...", а по действующим в 1сто5пцее время » Республике Армения нормам проектирования ■йсмического строительства (СНРА.П-2.02-94, введенные в действие с 1.12-94 г.) запрещено применение этой арматуры без специальных стеров независимо от сейсмической зоны, по всей территории к: публики Армения. С другой стороны отсутствуют анкера 'лреботашше для практического примеаейий.

Таким образом, вопрос применения эффективней канатной >матуры в предварительно напряженных элементах, предназ-яенных для строетелстза з сейсмических районах, з частности, Рес-гблпке ¿Армения, является весьма актуальным и имеет большое ¡актическое значение.

Исследование в сспсвком проведено на примере много-'стотпых плит "Спаякрзгг". Это обусловлено тем, что онп являются потными предварительно яапргзкешшмн элементами с мипроволеше^ халатной арматурой без анкеров н в значительном т>ейв производятся в РА.

Плнты "Сяанкряг" изготовляются без применения опалубяп, по ендовой технологии з виде пакета полос дмшой 120 м, мироваяных только продольной рабочей ар^атурой-семнпроволоч-сга канатами без анкеров, натягиваемых за упоры стенда. После побретешш бетона в естественных условиях заданной прочности Ьр канаты осзосодс.^уисггся от упоров, а затем полосы по надобности

режутся на отдельные плиты длиной 4-7 и (ширина плит 1205 мм, высота 203 мм).

Одной вазсной особенностью технолсшн изготовления этих плит азляется то, что ока ни при хаких условиях не позволяет установку каких-либо анкеров на канаты,

Ц^ль работц заключается з изучении вопроса совместной работы семпроволочной канатной арматуры без анкеров с бетоном в зоне передачи напряжени? предварительно напряженных железобетонных элементов, выявлении тех услознй, нрк соблюдении которых предварительно напряженные железобетаганк&^л&мептьг-с-семшфоз&лочной— капетиой асаигурой возможно применять з строительстве сейсми-часзжх. районов.

Научная новизна.. Впервые на примере многопустотных плат "Спашфиг" проведен научный анализ работы предварительно наяряжендого элемента с канатной арматурой без специальных алхэроз на особое сочетание нагрузок с учетом сейсмического ВЗЗДеЙСТВИЯ.

Достоверность. полученных результатов подтверждается подробными расчетами, приведенными в приложении к диссертации и соаостовл?няеи их с результатами испытаний плст "СяашфЕг".

Практическая ценность диссертации заключается в том, что в работе кз основе проведенного исследования даны практические рекомендации по расчету н применению эффективной семипрсзолоч-ной канатной армггуры без анкеров в предварительно напряженных железоо-егошшх элементах в гражданских я промышленнш: зданиях, расаолехешп^г в сейсмических районах, какшл является вся территория Регпублшш Армения.

Результата иеследовакяя могут служить материалом для пересмотра Е.3.6.7. СНРАИ-2.02-94, запрещающего прин-эненке конструкций с канатной арматурой б^з анкеров в строительстве Республики Ар меккс.

Апробация работы проведена на совместном заседании кафедр *ЖеАеэобе1'-.:нньк, каменгшх конструкций и сейсмостойкости соо-Р)т;-;ен1ик*, н "Металлических, деревянных конструкции и испытания сооруяеяиа" Ереванского архитектурно - строительного института.

Ддссертациокзая работа состоит кз зоеденяа, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы н гтрнло^еаня. Общкй объем работы - 210 машЕнопнсньсс стрешзц s ток *шсле - 136 страта; техсга, 28 pscyaxos, 31 таблиц.

Список литературы содержит 75 шетменовоний. Приложение на - 41 страницах.

Содержание работы

В первой главе диссертация сделан краткий обзор литературы по сцеплению канатной арматуры с бетоном в анхеровки этой же арматуры ( без специальных анкеров ) на хонцезьсс участках предварительно напряженных: элементов.

Вопросами сцепления и еякерсвки канетвой аркатуры злягтеа-лись И. Я. Браун, Н. Я. Брискин, К. Г. Вардешшкн, И. С. Галкин, В. С. Гумеяюк, О. В. Дмитриев, Р. О. Епоян, М. Т. Ищенко, В. М. Кольнер, А. Э. Лопатто, А Н. Маркеров, К. В. Михаилов, А А. Оатул, Э. Г. Ратц, Г. Рем, Р. Б. Родионова, Л. В. Руф, А И. Семенов, Ю. А Тенелев, М. М. Холкянский, И. А Юхвец н др. 1

В начале главы рассмотрены общие вопросы теории сцеплен- ж арматуры с бетоном, а далее - особенности сцепления и анхеровки канатной арматуры без специальных анкеров в зоне передачи напряжений предварительно напряженных элементов.

Подводя итог проведенною обзора литературы по сцеплению в анкеровке канатной арматуры в предварительно напряженных элементах, отмечается, тго этоггу вопросу посвящены многочисленные, всесторонние, достаточно научно обоснованные исследования, в результате которых предварительно напряженные железобетохшыг элелмгмгы с канатной ормитурой без анкеров в настоящее время, как уже было сказано, имеют большое практическое применение в строительстве гражданских и промышленных зданий.

Однако элементы с указанной арматурой недостаточно изучены при дейстэтт нагрузок типа сейсмических.

По понгттпъм прнчжган не ямея возможности проведения прямых испытаний Я''0дэер1ггел1,н0 напряженных железобетонных элементов с канатной арматурой код воздействие» нагрузок типа сейсмических, в работе сделка попытка на осв: завни совокупности результатов существующих исследований со с^еплешпо и ацкеровке канатной аркатуры и изучения совместной работы канатной арматуры с бетонок па примере плвт "Спанпрвгг", с учетом сейсмического воздействия, ииюткть условия, при соблюдении которых предварительно напряжешь железобетонные элементы с канатной арматурой без анкеров возможно применять в сейсмических районах.

Вторая глава диссертации посвящена совместной работе семн-нроволочных канатов с бетоном в зоне передачи напряжений предварительно напряженных железобетонных элементов.

В начале главы рассмотрены общие вопросы напряженно-деформированного состояния концевых учестков предварительно напрп-женных железобетонных элементов с канатной арматурой без анкеров, в том числе плит "Спанкркг", в сеязк со спецификой технологии их производства. 1Г"чнстносгтр-<тгутрттир—вдттрпгл чдтерь дредварн-тельного напряжения арматуры показало, что в отличне от многопустотных плит, изготовляющихся по агрегатнс-сагочной или кон-веерной технологии, в плитах "Спанхрит" первые потери предварительного напряжения арматуры, которые происходят до рзспнлки полог, значительно меньше.

Далее подробно изучен характер изменения напряжений сцепления, бетона и арматуры, по дише зоны передачи напряжений, который предопределяет надежность работы элемента в общел и в частности при сейскяческнх воздействиях.

Известно, что по длине зоны передачи напряжений изменение напряжении в арматуре носит криволинейный характер, однако в СНиП 2.03.01-84 для упрощения расчетов это нзмеаенкя принято Еряыолннеёшгк - от нуля в торце злевгаста до стабильной: величины 0{р ( ст5р или Кз ) в конце длшш зоны передачи напряжений. Такое распределение напряжений л арматуре соответствует равномерно»!}' распределению напряжений сцепления ЕО длине 1р, что со-

вершенно условно.

В действительности эпюра кссатсльных напряжений сцепления по длине зоны передачи напряжений криволинейная. Напряжения сцепления ог нуля на торце элементе резко возрастают до своего максимума, который располагается примерно на расстоянии 0.11р от

торца, & затем плавно снижаются до нули на конце длены зоны передача. напряжений.

В диссертации, пе имея собственных испытаний по определеншо длины зоны передачи напряжений, длина 1р для канатной арматуры К-7 прпняха по фор куле СНиП 2.03.01-84. Однако ресскатривая возможные варианты распределения напрскений сцеалеквя между бетоном и арматурой по длине 1р яред.-шжено пршшть зпюру касательных напряжений сцепления в виде треугольника с максимальным напряжением у торца. Такая эпюра более

близка действительной криволинейной эпюре сцепления и одновре-

ишвс проста для практического применения.

При принятой треугольной эшсре напряженна сцепления раси-1еделение напряжений арматуры криволинейное и на растсянин х от

орца элемента определяется но формуле

»р *р

Напряжения арматуры, определенные по формула (1) в ависимостз от расстояния х, на 50...О проценгоз больше, чем напря-сеяет,. определяемые* то СНнП 2.03.01-84. Это разница уменшаегся с ■величеняем расстояния х.

Сопоставляя полуденные сооггношенткт^/с^, расчЕташша по юрмуле (1) я по СНиП 2.03.01-84, оголено уверенно сказать, что з оследнем з пользу запаса явно уменьшены значения стврХ а сле-рвательяо, усилия обжатия бетона в пределах длины зоны передачи щгряжепнй, особенно на участках вблизи торцов элемента.

Таким бразом можно сказать, что трещапсстонжоста жозпеззых часткоз элементов в пределах 1р а действительности значагельно шпе, чем расчетная по СНиП 2.03.01-84, что имеет важное колоссальное значение для предварительно наярягзееняьгх железобетонных лементов с арматурой без анкеров, которые могут подвергаться ейсмнческим воздействием.

Опредсленый практический интерес представляет определение качений смещений арматуры ло отношению к бетону я пределах липы зоны передача нанретхенгш после освсбо^деяая; ее от уасроз з астЕости, определение величины втягивания каната, з бетоз нз торце цемента.

? ас с метр и? ая смещение арматуры з отненгеинн бетона ?мх азнссть суммарных деформации арматуры и бетона на участие рмзтури длиной сосгсетстзеппо от ааардахепла сгяо - <тзрх, н оцряжеяия бетона «т^ на уровне центра хяокветл сеченая арматуры рлегфйделсшш нояряямпкй з арматуре та длдзв зояк ередачи нчярзшзянй со формуле (!)■ голучаво зырояеешхз (2) для пределепяя смещения арматуры з сеченая, находящемся на асстсянна :: с-г терка

+ П——у-^г—("Г-! 3гг-ГТ-2 " 121

При х=0, т.е. в торцевом сечшз югпкпишни арматуры з беток

в

Л1° е£ з^^^^Т^4 №

Г-асчзтгное по (3) значение Д1о для выпускаемых с.о. Хевстыан-.-Чрменкя: алнг "Спенкрит" составляет 1,03 мм, что хорошо соЕсадезт с мгогочкслэнпккг: Езмереяншго в натуре вадичЕнамп.

-—Однашг__Е_тз^е_случаев в зтвх шштйх наблюлылксь канаты,

иллгчшш кгяпевсшм которых

или.. Еаоборот, больше (до 1,5 мм), чем вышеприведенная расчетная величина. Зге обстоятельства в первом случае можно объяснить еез-ыт уровнен начального нредзаригельваго напряжения ашлюго каната, а во втором - недостаточным сцеплением мезду арматурой к бетоном ыэ-зо возможного низкого качества бетона еле повышенным натяжением арматуры.

Таит образок в прсжтнке значевне иглкчшш нгягнвания может служить г.осзенньэ1 показателем качества напряженного состояния концевых участков предварительно еаярпгкешщх элементов.

Нужно откетззгь то, что после расвялки полосы на плиты "Сзенерег" получаются совершенно. глолкае торцевые поверхности бетоне, на фоне которых визуально вполне отчетмша видны смещения (втягивание) торцов канатов по отношению к бетонной поверхности. Поэтому в случае шшг "Спанкрнт" для сценки качества нлвт с точки зрекнк напряженного состояния канатов праЕпгческп достаточно даже визуальный осмотр торцов тшг,.

Для падежной работы предварительно напряженных .з елезооето ШШХ 5ЛеМ£2Т05 БООбЩС, И элементов ВОДВСрГвЮИХЕХСЯ сейсмическим юзде^-гпикк, в здегяоетв, особо важное значение имеет вопрос тре-шиЕообразовсвия 2:даль капрягоймой аркатуры б а концевых участках элементов. В СНнП 2.03.0] -64 вех кеквх-ли&о указаний по расчету на образование про&ольшезе трещин. Одепео в целях ограничения развития указанаих трчщиз у концов яреддйр игельяо шстпггенкых элементов на длине участка не менье 0.61р требуется установить дополнительную поиер*чиухо кля косвенную арматуру.

Инея в вкду особую важность выше затронутого вопросе, для элементов с арматурой без ьккеров, подвергающихся сэйемическик еоздэйстзияк, в днссертацЕонной работе сделана попытке тесретпчос-да; путем в иервоза приближении полу-п.ть формулы для расчета по оэразе-зашпо продольных •грещик

Ахалззяпуя гаиряж'гггло-деформзрозлшюе сестояюте яонлеуы:-чаггяоа зеедзарягельно натогазшпс элементов с армагуроа яятеоз, мс.«ЕО арийта з выводу, что на процесс оаразованая аро-эльных грегг.ин ротам: зл^е злжшзе оказьпзавт ио.ютечяся ( ракельное) дазлетаэ напр:шешюз армктуры на бетон кл-сде ссвоботЕ-енвя е-? от упоров. При •угон следует учесть то. *!Го 2ваепе»шое давла-не канатов на 6<--гоя, з отлично от стержневой арматуры, является \едстаием не только уопугах деформацай проволок каната г?т>и ¡гкжеязв ах напряжения. яо также сл-злстэием заачпгелышзс онструягнзнкх деформгятй самих занатоя.

Это осстс»гг5льст£о нож но учесть повышааным коэффициентом оперечаых део>ормадан.- полученных ошггным тутам, в частЕоств. А, [. Семеяозьа«.-

Пря ращении задачи з качестве расчетной модалд. цряпят« элстостеяная тт>уса, нагруженная ззутреташм давлением Ес.с-ель.туясь аззостньш решением плоской .тдача теориа узругсега и олясньсс хоордднггкх сведшее -шапекае расстяпаикяцзх на^рп-з бетоне, дейстзущзх з редазльаых плоскостях эле €энта, з меняй на расстсдзнн х от горда можно определять но формуле

а = ОД!-*, ¿у - диаметр каната.

Ь - расст~язне равное ¡1 г о 3 - тоддтша защитного слоя Сезона,

щ и щ, - соответственно хоэффгз^'ленгы поперечной деформации каната и бетона (при прочности Пет ела ?.;■,,>} Е* и Еь - сосгэегсгвешш модуля уярутостя хайат-1 а оетспа. (зря арочносга беггеиа Нз^), Дот,рх^ «агг^рл- (5)

здесь <ТзрХ - цредзараг? -\ъное напряжение армату ры з сечешы х после отпуска арматуры на бете а - см. (2). аьр - тоеднаяряженне арматур» с учеггом первых потерь.

Формулу (4) з дальнейшем следует скорректировать ао езультатаи зкспор«метального исследования.

Расчет по образованию продольных треацш здоль арматуры на мщевык участках элементов с канатной арматурой мз алгарая вред-

латается производить та условна

где Кы ^-расчетное соз^юммвнве Gerona осевому растяжению для предельных состояний второй хруяпи, при классе бе-

тона, равном передаточной ыроилл.*« В этой же главе рассмотрен такш> »опрос напряженного состоишь концевых участков э^нтов с канатной аркатурой со скецшш,-

без анкеров в сейошчеспш* районах в лаборатории N

Гмм-« гг. были разработаны и экспериментально (вне бегош)

изучены некоторые ввды дружны, я ^ деро.

!2семшфоволочяоё канатной арматуры дшшетром 15 ^

Гстн ^ложеш, внуграш^ да-ст-и-ные -льца^ мГт^даэй стеякн 4 мм, которые под большим механическим дав

лепнен онрессозшшскск ® ^^ ра3работанных анке-

Однгао яоследшда { кш, ш оаь&ш*- у .

* лог^ ЕОР не имеют гп^гичесжсго прнмопепяя в строительстве

ров ; до Ш „о« в ароЕзводственньк условие

В ОСПСШШШ E3-3G СЛОЖНОСТИ , г КОН-

внутренних „одатлш-- анкеров -21 аршгуры с

«ко соакпш. канатной фИДО ^о^а,

тельно нопрдаешак железобетон элементе!-. ^PW

АрмЯИИСС- -дн^гяз работы Ередварктельно ка-

Б третьей г?лпе диссергодт: да^ ' " аимагтоой без

„»»JLx ^бетонных элементов Го плит

ஈроЭ с учетом сейсмического ^ Р

фор«« Ч-М*««« нагрузок с

турок без анкеров при осг.озпэи и оссиом ^

— ODs—

о-бществешшх зданий слрдуег расчитывать на дополнительную вертикальную сейсмическую шцрузку, разную

¿ЧС= 1,5.0,УМЗДсь, 17)

где А - коэффициент, значение которого дгя Ш-его нанопесного сейсмического пояса РА равно 0,4;

Ко - коэффициент, зависящий от грунтовых условий, при IV-ой неблатоаршггнсн категории грунтов, равен 1,4;

К1 - коэффициент, уч^гыкыощкй допускаемые повреждения конструкций, К1та1=0,7;

да - нормативная статическая нмрузка (постоянная и временная).

Таким образом,, с точки зрения сейсмостойкости здадн>г гри яишеблашприятных условиях дополнительная вертнкальн&я сс-мсиз-ческня Еагрузке будет Ддс= 0,441^, а значения каксикй.ч\.нсй я ки-нимальной расчетной нагрузок при особом сочетешии будут

Чс.пйх= -ЬО.Ш/! -Н0,5УаЬ (8)

?с,гааз=0-9д+0.8У)+0,5Ул-Ачс (9)

. В качестве элементов исследования приняты четыре группы плит "Спашшит" на тяжелом бетоне класса В30 с канатной арматурой К-7 диаметром 6; 9; 12 к 15 мм, с начальным предварительным напряжением { ^—(0,535.. .0,744)1^^. Плиты длиной 4...8 м рассмотрены под расчетной нагрузкой 300... 1600 кгс/м2( без учета собственной массы).

Для исследуемых плда отношение Чс.пиа''Чс,тах~ а 0ТП°-гпехше ч/^с.тйз."' 0.35, где а- полная расчетная загрузка ври оснобдсм сочэтшшп.

Исходя из вышескззагшош, е диссертации впервые работа многопустотных предварительно напряженных плнт перекрытий нсле-доваяа при особом сочетании нагрузок с учетом вертикального сейсмического воздействия.

Особенность изучения робот элемепгоз с канатной арк'ггурой без гшкеров на особое сочетание нагрузок в основном заключалась в удовлетворении не только требований СНпП по прееггпфоиакк'о нойдварительно напряженных ¿железобетонных элементов, но в

ряде дояолнетельжгх "требований СН проектированию железо-

бетошгчсс коясгрущлй л сейсмяческах районах.

Д,\я ИрОЧЕОСТИ Е0рзи.\г.иих Е ЭСХч^ННЫХ ССЧеНКЕ ПЛИТ

"Спапхрит" реягающш* язлйлось особое ¿счстаяая нагрузок, т. к. во всех случаях усалкя. кззнагаюшие з расчетных сечеанжс плат от с с-лого со^етанл" нагрузок оыля значительно больше, чем от еснозыого сочетазд« ндгрузея. upa этом ел-, Aj :-■~тнет:-гг ¡, тг<, чтп г-о, ücex случаях прочность яаглонпых сечогшя плит "Сяанжриг", в которых отгутсткуйт цоаеречяая арматура. оылл обеспечена, xas на дейстзйе .гоаеречзых сил. так к на дейетэяр югабвюгцнх моментов Ь честности, расчетные млжсаиальиые поперечные силы у граней опор плкт-Оидх {грг нагсузхо 4c.aaxJ была •. значительно меньше, чек аредельоы*: асаеречиые сещ, всспраинмае *g¿-4- только бетоном-Сэд

В свяли с тем, что расчет прочнеете влг? ароиеден на особое сс-К'таяая натрут:os с учетом сейсмического воздействия, следует удоклегБормть требоэсннп в.3.8.7. CI ФА 11-2.0Ь-Э4 согласно которому в продзарительао наяряжеяных констружсргс»-, недлежазхах расчету на особое сочек-аяе нагрузок «: учетом сейсмического воздейстзвк, усилия определяемые из условий пх. очное:с=чевий, должны пре-вьпаагь усаллч, восвраггсмдемзд сечегаем при образоваааа трещка, не иен:1-?, чем es

Дгя вегледуеьшх алят 11-l 5, П1-ея :л IV-ой групп соотношение Ms 1»ч-гс соответственно р&згы -,22; 1,54 и 1Д. 3 алята,. 1-ой грунды пред г льнъы изгябйкщм^ момент ао ярочвоста Мк мшшмум на Ь/%~ов меньше, чем шшеа'.-.дай момент, соответствуют^ обра-.оваяшо трехцян Зги ио уд"злетв--?якгг условию,

нужмо иметь в заду, что теоретически изгибающие иэмрэты в зткз слотах не дзджаы аревосходать М^ что дает основание считать их работоспособными.

Ha&NvKHüX сечеанн предварительно напряженных элементов c-vs сопгречиов ермугурк и с продо\ьной напрягаемой арматурой без в которых по длине зоны передлчи напряжений не до-гусжается обраэеванае трс&аа. соблюдение требования а.3.8.7 СН по сей-мгчггойхоку стровгг«ль.-тау в прямом смысле невозможно, поэтому :;¡j.n: тредлагается при проектировании указанных элементов, какими sawactca йА2гы"Сгаа»рггт\ ссбльсдать следутощзе условия:

зри Okb^^I.ÍSQ^-,,

зри dZSbc.

110) (И)

гд-; wraax - максимальная поперечная сила у гр-пи оперы при особом гстетгнтш нагрузок.

Предложенные услозня (Ш) и (11) мзгут бить спорными, однако ни в СН. ни J-- литературе нет какпх-лиоо ухозевнй нлп рекомендаций по соблюдению вышеуказанного требования СН для нахлонных сечений злемектон без поперечпой агжгтуры.

Проведенные н&ке соотъе^сткутощЕе расчеты показала, что плкты 1-ой н If-ой грутгй удовлегзорккзг ус*.о»>яям (!0j н (Jl¡, лее tiv.rru Ш-ей н IV-ой групп удовлетворяют условию (11), а условию (10) удовлетворяю? часть плат, его учтгно к дмь!ГейЕг<;м исследовании.

¿.ля предварительно напряженных жег.о.зэоетоюхых элеиевтоз с арматурой без анкеров важное значение ¡m*cr о&еспеченве отсутствия нормальных в наклонных трещин е яредельх длины зоны передачи напр яженнё.

Проверка этого требпгазшя СНвП 2.03.01-54 для всех рассматриваемых плат "Сзаяхрнт* показала, тго наиболыпне .ivaпенал главных растягивающих Ед.гфяжешга у граней опор не превышают 5,0 кгс/см2 при знеченнЕ R& sez ~ etc/cm2, т. е. во всех случаях удовлетворяется условие C'rísiíí

Го4КЫлм. U2)

обеспечЕвтощее отсутстрнг наклонных трещин.

Это же условие удовлетворяется также яря юздейстзпя па плиты нагрузки qcraaI (отногпеняе carcax'Чс ~! хотя 20 Cií сейсмостойкого строительства расчет по второй группе предельных состояшгг: на действие особого сочетания нагрузок не треоуется.

В хгрСАСлах дмтны передачи пдлряя: сгппт us образуются

также нормальных тргзтн каг при осаоявом. так я. ар л особом сочетании нагрузег.

В диссертации приведены подробные расчета а анализ ах результатов.

Таккм образом, можно сказать, что отсутствие трещгн г зоне передачи напряжений до доегдженпя элсмс-ята кредельнопо соетоенл? по прочности является одним кз весьма нажных ергукевтег. указывающих .та надежную совместную работу канатиой зрмлтуры без анкеров с бетоном, в частности, прп везде Йсгиш ceácser^soí дагрузки.

По тэездиностоикостл я литы "Сяанкрягт" относятся к 3-еи

м-

категории, т. е. в них допускаются ограничение по ширине раскрытий неяр-^олжЕге-^ь-ые и продолжительные трещины (кроме концевых участков-по длине зоны передачи напряжений).

: : . Расчеты показали, что в плшгах 1-ой и И-ой групп (плиты, с арматурой' 6Ф5К7 н 6ФЭК7 яри полной расчетной нагрузке (при —n^ttiir». тррт7^гг7г=> w» яочвгстптот. а на средник участках пролетов олкг Ш-ей к IV-ой групп (плита, с арматурой 6Ф12К7 и 6Ф13К7 во^ншйкя как продолжительные, так я непродолжительные трещины с максимальной ганринон распития, не врезышакшще допускаемые .величишг, прйведенныев СНеП.

• ^Наибольшие прогибы плит, определенные как при воздействии '; постоянной й д\лте\ьной нагрузок, так и при полной расчетной вахруззё (при 1) также находятся в допустимых пределах.

Каяегвоя аршзтура класса К-7 без анкеров успешно применяется В конструкциях, работающих под воздействием многократно позто-ряющгссся дишшзческзж нагрузок, в том числе подлежащих расчету es. выносливость, в частности, в подвр&яовых балках.

' При вертикальном воздействие сейсмической нагрузки на элементы перекретая за короткий промежуток времени (5-30 секунд) несколько десятков раз увеличиваются и уменьшаются напряжения арматуры и сжатого бетона. Однако зги изменения не могут отрицательно влиять как на прочностные характеристики арматуры и бетона, так и на сцепление арматуры с бетоном.. По некоторым пс-следовайнам пропсходет даже обратное: при сейсмических воз-дейстаиях кратковременно нсвьхшакггся как сопротивления арматуры и бетона, так н сцеоленке между ними.

Горшоагсш>1Е£3 воздействия сейсмической нагрузки не могут привести к сколько-нкоудь ощутимым Езмекензям паираз;енно-де-формироиопного состоявши сгаяаческа определимых элементов.

?асчет прсчыоста и образо&Аяиг трещин на концевых участаах влзгг, к«к ужй Ьыло сказано, иров'лдйН нами на особое сочетание нагрузок с учетом наибольшей возможной вертикально действующей сейсмической нагрузи-». Поэтому максимальные усилия и напряжения в аркатуре и бетоне теоретиченкж па должны превышать их рас-чстаъзе сснротиилеБ ал.

Тем не к еле? условно напряжения скагого бетона и рьстянугой врмхтури тсследеемых элементов исходя аз нагрузок qcm3X в qCmia проверены таюке so методике, принятой 8 СНиП XC3.G1-84 по заелезо-ечгтокниад хопструх^клм зри рссч-г- сре/^аршгально напряженных э-

.ементов на выносливость.

Расчеты показали, что значения коэффициента ассиметрки цикла |ввны р8=0,72...0,97, болыпе, чем минимальное значение этого коэф-»ициенга для канатной арматуры - р5 = 0,7 ( у5з^0,68 ), а коэффициент Ъ>0, (ТЫ >0.75).

Проверка на выносливость сечений, наклонных к продольной ся элемента без поперечной арматуры также да\а положительный езультат.

Вместе с проверкой на выносливость был произведен также асчет по образованию нормальных и наклонных трещпн по дмте эпы передачи напряжений при- действии- многократно поито-яюзцейся; нагрузок с^аах. Чс,тт-

Эти расчеты показали, что при многократном воздействии верах алызой сейсмической нагрузки чстах, на концевых участках плит Зпанкрит" не возникают как нормальные, так и наклонные трещгшы.

Таким образом, результаты вышеприведенных дополнительных псчетов в свою очередь нодверждают работоспособность предзара-У1ЬПо напряженных изгибаемых железобетонных элементов, з 1СТШСТП, плит "Спошфит" с канатной арматурой без специальны* хкеров в условиях сейсмического воздействия..

В третей главе расмотрен также вопрос о конструктивных >ебованяях при проектировании предварительно, паиряжешпк г-.е->зобетошшх элементов с канатсой аркатурой без анкеров и вопрос конструктивных мероприятиях по осушестЕлеш'.ю перекригий ,шшй из многопустотных плит "Спанкрит" в сейсмических районах, сходя из анализа результатов всего комплекса исследования рпботы 1ПТ "Спштсрит", проведенной в Ш-ей главо диссертации, с пей >нводоны рациональные пределы армгрояаякя и предварительного шряжепия плит в зависимости от их пролета и расчетной нагрузки с сетом сейсмического воздекстзия.

Четвертая гласа диссертации посвящепе слал:!?}' результатов :пихакнк плит "Сйаикрггт" к труглопустстной предварительно на->яженнон железобетонной плиты с канатной еркатурой класса К-7 з сггеця.г".ьш-1Х аякероз.

В 1992 г. в АрмНИИСС било проведено испытание б-к пмгг :пашфггги длиной 6250 ми со статическим нагружеппем.

Две плиты билп армированы 4-мя канатами Ф!Ж7, 4 плети - 6-ю натамн Ф15К7.

Проектное усилие пйтшкешш : одного каната Н^ ~ 9500 кгс.

сг.р = 6710 кгс/см2е: 0,51йв ^.Бегон тяжелый класса ВЗО, естественного твердения.

Предварительно напряжение канатов было осуществлено механическим натяжением на упоры стенда длиной 120 м.

_За~зужение плат производилось штучными грузами-ступенями,

равными 10% от ожидаемой раЭрупгакзщ5Й~пагруз1Шг-При-испыташш_

как непосредственно после зогружения, так и после 10-ти минутной выдержки груза с помощью двух прогибометров производились замеры прогибов в середине пролета, в торцах последних 4-х плит индикаторами часового типа (ценой деления 0,001 мм) замерялись смещения концов канатов относительно бетона; фиксировались появление и развитие трещин в бетоне, с помощью лупы измерялись ширины их раскрытия.

В диссертации приведены результаты испытаний плит. Анализ результатов испытаний показал, что:

смещения концов канатов по отношению к бетону, вплоть до разрушающей нагрузки (ори с = 1,4), не превышали допустимой ГОСТ 8829-85 величины 0,1 мм;

на концевых участках трех юшт с арматурой 6Ф15К7, вплоть до. их разрушения (крн с = 1,6), трещины не появлялись, а в остальных трех плитах у опор трещины появились при нагрузках 0,65...0,88 от разрушающей (при с = 1,6), ни в одной плите разрушение не произошло вследствие нарушения сцепления - енкеровки канатной арматуры;

расчетная нагрузка (без учета собственной мессы плиты) для слит с арматурой 4Ф15К7 составляет 500 кгс/м2, для плит с арматурой 6Ф15К7 - 800 кгс/м2.

Анолопгзные испытания двух плкг "Спанкрит" длиной 7150 мм с арматурой 6Ф25К7 были проведены в 1992 г. на с.о. Ханстман-Армэния, одной круглопустотЕон плиты длиной 5950 мм, шириной 1500 мм, армированной 5-ю канатами класса К-7, диаметром 15 мм в 5993 г. в производственной фирме "Железобетон".

Результаты испытаний также показали, что плиты с канатной арматурой без анкеров удовлетворяют всем требованиям.ГОСТ 8829-В5 по оде гл. е качества конструкций.. При этом во всех испытанных нлнтзх измеренные смещения кондов канатов, вплоть до разрушающее нагрузок ( при с= 1,4 г выше ),были значительно меньше допустимой величины ОД ми.

В Ериложешш диссертации приведены характеристики иссле-

дуемых четырех грум яллт "Спаюрят" и их расчст: по прочности н по образованию трещин по длине зоны передачи напряжений с учетом сейсмической нагрузки, ' яо образованию и раскрытию нормальных трещин на средних участках пролетов, но деформациям, на выносливость з по образозаянзо норм&льных п наклонных трещин по длине зоны передачи напряженка при многократном воздействии вертикальной сейсмической нагрузкп.

Вывода

На основе исследования совместной работы кажтнсй арматуры без анкеров с бетоном в предварительно напряженных железобетонных элементах с учетом сейсмического воздействия, на примере анализа работы плит" Сяояхрзт учитывая также результаты испытаний этих плит, пришли к следующим выводам.

1. Вместо принятой в СНиП 2.03.01-84 пряколинейн.'.-п зависимости распределения напряжений в кашзноЗ арматур« t5o:i анкеров по длине зоны передачи напряжений предлагается в необходимых случаях пользоваться криволинейной зевнсамостыэ--формулой (1) , соответствующей треуто/шюй опюре сисзлекпп. арматуры с бетояом с напряженней сцепления на торце з.чскеата. равным тсд тах= 2Та11т

Предлагаемое распределение наирясхеняй' crSp - соответствует повышенной прочности и тревдшостойксстн концевых утacrvc-ь элемента.

2. Ив основе прет.Ш'ого распределения каар:пае:п1й аркатуры ас. длине зоны передачи напряжений получена формула для определения смещения предварительно яаяршхенной арматуры отпоено ■u.ir.« бетона Д1, в любом сеченкл х^1р, в топ чигслс-, жояцов врлкггур-..;, после отпусха ее от упоров (3).

Сопоставление величин расчетного и фдкгтесхого см«?щед:в: торцов арматуры может служить косяошшм иерплои соотьететг.'.;, предварительного напряженна арматуры з элементе прсояиючу

Натурные измерения величин смещений торпоч apv.rrv"^.: многочисленных иайт " Спонкря? " показгло нх хорош-*: соаалд.*н:5г- : величинами смещ-. jhü, распят анпж ко формуле (3).

3. Разработана методика пршзлижешюго расчета по обр-моа-гни: продольных трещин вдоль наяр -ъчхой арматуры, в ц,я нк."-методяха определеаяя длшш участка возможных гфодсдд.'ш/ -гр^н;;

Расчет по образованию продольных трещин предлагается производить из условия (б).

4. Огульный запрет строительными нормами проектирования сейсмостойкого строительстве РА применения канатной арматуры без специальных анкеров в предварительно напряженных железобе-ЮИ1ЫХ коНструкцаах и сейсмитеских^районах-не-обсснован.-

Предварительно напряженные железобетонные статически определимые элементы с канатной арматурой К-7 безпрепятственно можно применять в сейсмических районах при условии, что они растачаны как при основном, так и прн особом сочетании нагрузок с учетом вертикального сейсмического воздействия, и удовлетворяют всем расчетный и конструктивным требованиям строительных норм я правил по железобетонным конструкциям и сейсмостойкого строительства.

При этом рекомендуется :

а) Расчётом обеспечить отсутствие нормальных, наклонных и продольных трещин сечепий по длине зоны передача напряжений вплоть до предельного состояния элемента по прочности ( с учетом сейсмического воздействия);

б) Предварительное наиряясешше арматуры о&р принять не более 0,7 Я.^.

б) Спроектировать элемент так, чтобы отношение о^пш». к максима,ному Оз гидх, определенное расчетом элемента по упругой стадии ( по аналогии с расчетом па выносливость ), возникающее соответ-стсвешго от минимального и максимального усилия в элементе вследствие сейсмического воздействия, получилось не больше 0,7, а Еелпчина напряжения «г$1щах:=сг.,оьз+не превосходила величину

ыи.-

е) Недопускать мгновенная передача усилий обжатия на бетон.

5. Расчет плит "Спаякрит", армированные канатной арматурой без анкероз ( 6Ф6К7, 6ФЗК7, 6ФЛ2К7 п 6Ф15К7 ), по прочности, 7> о; д ш: ост о ц к ост и и жесткости с учетом сейсмического воздействия показа\, что большинство плит удовлетворяют всем требованиям расчета ( с соблюдением рекомендаций п.2 настоящих выводов ).

В результате проведенного анализа получены рациональные Шредели армирования н предварительного натяжения плит в зависимости от их пролета и расчетной кагрузгп.

о. Тсхнолбгвя изготовления _ плит " Спанхриг " н« допускает установки кз кшшгную арматуру каких-либо анкеров, усиления хоицеаых участков плат поперечной или косвенной арматурой,

устройства арматурных выпусков, петель, стальных закладных дета.»,ей и др. ^инструктивных мероприятий.

При канатной арматуре диаметром <1 = 15 км толщина защитного слоя бетона на длине зоны передачи напряжений не удовлетворяет условию 8 >2d. При этом увелечекие толщины защитного слоя бетона, исходя из формы и размеров поперечного сечения н'-возможно. При арматуре Ф6К7, Ф9К7 и Ф12К7 указанное условие удовлетворено.

7. В статически определимых предварительно напряжен:;!»* железобетонных конструкциях, удовлетворяющих требованиям н2 настоящих выводов, без расчета в качестве дополтггельпсго конструктивного мероприятия - на канатную ерматуру могут быть уста-г,-лялегш 1-2 внутренних анкера, в частности, кольцевые анкера, разработанные в АрмНИИСС.

8 Испытания плит " Спанхрнг " и круг/.опустотной платы с канатной арматурой класса К-7 па статическое воздействие нагруили показали, что ни в одной плите смещения жонцов кадетов по отношению к' бетону до исчерпания хгрочиостг! элемента не превосходили допустимой по ГОСТ 3829-85 величины 0.1 им. Эют факт говорит о достаточно высоком сцеплении - аНЕеровии канатной арматуры без специальных анкеров в бетоне зоны передачи напряжений.

9. Результаты проведенной работы могут быть прахткчеснн применены при про-аиткровании предварительно напряженных желе-зобетонккх г»лймептоз с -каретной арматурой без ышеров для строительства в сейсмических районах.

10. Результаты исследования могут служить материалом д\я пересмотра п.3.8.7. СНРА IJ-2.02.94, запрещающего применение предварительно напряженные железобетонные конструкции с канатной арматурой без анкеров в строительстве РА.

Ъш}шл^и 1ШрЦц* bplju^pbumGb ЦпЬиицт^шйЬлшй IwjúnpbG

tí К-7 пи»Л uiipu£ujjttà бпцийеьрв: .

^u*iu¡)í Rmjojuirnuch ЗиДриа^итт^ил. ubjuSmluumiG 2tiCuipuipniWiuû йиЛ^Мшй йпрйагф W-2.02-94) =W ши^шввшй рпщшиффчй ЦЬршпЬ(. " t-,ьр^шрпЬимйЬ UnüuinpniUqhuAhp, шйршйшфрфиб бпщшйОЬрп4 uauíg hiunmU ¡ua^utuGcph: Ujniu qnpôûuiiiuamui ЙящшСш^й шйршС^

r.x^p úr-üt^uíi U Lbptruu^inissjni.GniO иЬргу)^ fuuipíujp¿bp:

Ujuutfjunti uüjuslfíií гПбшИЬрми, йшиСшЦпршщЬи îwjuwmmûp Зшйрш-Cn^CuJipQ ширшМ ОшТиилфи impilwö bpljuippbxnGb Unüu-uipni45huJÜbRi-i 'фрияйшй hu^çû nttif> шлг^и^шй m «jnpttiuAtuÄi ü^u^nvwmb:

UnyC шйшшыЬвпьЙ Цилщир4ш<>1 otnujGg tuiup¡iutuQbpt» K-7 rviuuf бпщшСйЬрпЦ. шариЛшЦярфЛ 1шр4ш0 bpUuwhuinCh ¿пЦпц иниррЬрр ршяйшЦпфЗшйр

niuíii¡ÍGusibpnii»jfiC, 01)1Ыф niübCuiintl пицшйЬй uhjuúfiLj iuqrvbgnt¡»)iuGn:

fihuntüüiujl-pmftniCG чидлшрпи;а I Чшйи^шй-Яи^шиюшй h шишига йрш-фр&иС Lj"VjpQ úhC'iU cfiu ti übt cii-íai'r.ií атилшпрфп. илшйд fmuphufuGbpp бпщшй-etrnii и.'г5риЛи."'гтр4иЛ piuqfituügo йи&шфи jUiptlwô bp^u^pi-mSb • ЦщшйЦррл ' ифи^ fcuitljh uu^fcj-'h cphSuijmV.

Uinbúu,íunuiupjmGruü НшштЦ «ari t qmb|. luüpuüji iwpmiSGbph Ьшппрпйшй qn-изий cnufi-'Sw;pO usSptuOfi U FbinnG|i Ишиидлаг шгргалтиОср muniüüuiufiprupjmCic:

UiuSpusiuuG htL^nt'ïiCL t илийд JiaupfiuíuGfcph СпщшСйЬргЩ. múpuiGuii|np4w<i fr-* bp.ljUVv'-íraiQS 0вфги шишЭДпрЬй npn¿b|ji muippbpf. udpnipiuiC,

íu^u.¿ji¡j)ruGmpiu£ U tjnzu-i-awuâ huipçipD. тЬЬйицпЦ ubjuújil} uiqnbgni-

гМ-t-

nfuKiiSiixitspni^intec huAq&spü¡. I ш)й äqpmLiujgnipiujGG, np ufcjuäplj zp£aiû-Ctf.r.ifl iuûi¿Lz fju^oVuC':,-!?' Snu^uKbpnij üuifuumjtu lujpijujô bpbx^páinnGb inu^tpb-f,;-. игзшОо hnnnuiijuiüniBjuii tupqbibio t:

Umtùaîfirunr^ntDmù pbpsivixï bG Ш]й ufujúiuGGbpc, прпйд '_;шЬ1ЦшййцЛ tibuf • t-juSlíí| 2Р£и£йЬргчй Itujpfc'J- t litipuuibi. исшОд huanríilj fumpfiufuGbph Sn-^aibi-prî ОДиши&и уирфЛ piuqüuanbuuáí ЬрЦи-^рЬилпйЬ шшррЬр

üJ~Aug'4—- шргцт.&£СЬрп niGfcG сфтшЦшй L qnp6-bUiii-í' hpijusRsbinPCíi ^пОишрл'цдршСьрр Оифли^МшС ni шр-

in-mrn, »¡¿¿à iîur-ил. ' и

к 2?.CI.?5r. vopvsr Суы.5Сх64 I/IS I,Г! п.л.

3-".-'.4 Г;-рга. IJ"! Бествтко

îrji-АгыСП ул.Терлнг 74