автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Совместное влияние нагрузки и влажности на сопротивления и перемещения бетонных и железобетонных стержней и его учет при проектировании

ОДЕССКИЕ! КШЕНЕРНО-СТРОЙТЕЛЫШ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЧЕРНАЯ Ли.'"« Валентиновна

СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ И ВЛАЖНОСТИ НА СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА СТЕРЖНЕЙ И ЕГО УЧЕТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ' -

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, . здания и сооружения '

Автореферат

' диссертации на соискание ученой степени . кандидата технических наук

Одесса - 1991

Работа выполнена в Одесском инженерно-строительном институте

Научный руководитель - доктор технических лаук, профессор

ПРОКОПСВИЧ И.Е. '

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ШЧЕВСКИИ А.П.

кандидат технических наук, доЦент ШАФРАНСВСКИЙ Ю.А. ■

Ведущая организация - ЧерноморНИИпроект

Защита состоится "¿^ " Я^ДЛР^? 1992.'г. в- ^ 1 • часог на заседании специализированного совета К 068.41.01 в Одесском ие женернэ-строительном институте по адресу; 270029, Одесса - 29, "ул. Дидрнхсона,4, С'-«И, ауд. 210. ; . :

" С диссертацией-мокно ознакомиться б библиотеке института. ' . Автореферат разослан " ^ " " ¡У 199 'I г. •

.. , ■УчеяыИ секретарь . ■ 1, . специализированного совета, М^л^^л-- кандидат технических -наук МАЛАХОВА H.A.

• ' ; ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЙ

'"""Актуальность теш. Одной из первоочередных задач,'стояада перед стро' -ельной индустрией, является повышение качества и долговечности зданий и сооружений'. В её решении существенное значение имеет более полный учет всех возможных состояний и реальных свойств применяемых материалов. •

Бетон является основным конструкционным строительным материалом нашего времени. С расширением сферы его использования расширяется и ' спектр воздействий, которым бетон подвергается в процессе эксплуатации. Поэтому дальнейшее развитие представлений о свойствах бетона,находящегося в изменяющихся во-времени условиях окруиащей "среди, -идет* по пути учета влияния этих воздействий и режимов их проявлений.

Одним из наиболее ваяных является вопрос о влиянии на бетонные и железобетонные конструкция' несиловых воздействий в сочетании с силовыми. В этом плане весьма существенным является вопрос об изучении и учете особенностей поведения бетона при совместном действии нагрузки и влакностных воздействий. Увлажнение бетона возмоыкэ в конструкциях хранилищ Заидкостей, а также, в других конструкциях в результате выпадения атмосферных осадков,-проливов технологических растворов, скапливания конденсата, наличия- или появления грунтовых вЬд и .т.д. °Водона- I-дение бетона приводит к изменению его фи'зико-механическпх"свойств и соответственно свойотв конструкций. Известны случаи, когда увеличение вланности бетона приводило к нарастанию перемещений, а иногда и к разрушению железобетонных элементов. •"'■"' , Все сказанное показывает актуальность для практики проектирова-П1 я и строительства разработки способов расчета бетонных и хелезобе- ' тонных конструкций на совместное действие нагрузки и Елакности.

В СССР и за рубежом накоплены- экспериментальные данные, 'относительно; 1}олно освещающие качественную сторону поведения бетонных, и ке-хезобетоиных конструкций при воздействий на ¡их адсорбционно-активных' :ред и гораздо слабее - количественную. Поэтому, наряду с развитием теоретических представлений о процессах, происходящих в бетоне,необходимо проведение экспериментальных исследований для получения.данных ) количественном влиянии вла^шости на поведение бетона, находящегося юд нагрузкой. _ • .

Цель диссертационной работы '--развитие'феноменологических предъявлений о де$оркативно'сти и прочности элементов бетонных и железо-., ¡етонных конструкций при совместном действаи нагрузки и влажности; йзработка соответствующих, предложений по расчету.

Работа выполнена на кафедре строительной механики Одесского инженерно-строительного института в соответствии с планом работ кафедры по проблеме "Исследование дедормативности,'прочности и устойчивости строительна конструкций и разработка методов их расчета с учетом специальных свойств при кратковременных и длительных воздействиях", номер госрегистрации 01860083269;- в рамках меявузовской программы' Минвуза УССР в 1982-85 г.г. "Длительное сопротивление бетонных и железобетонных конструкций", программы Госстроя СССР на 1981-65 г.г. ' по решению отраслевой технической проблемы G55.I6.03I- "Развить и усовершенствовать основы теории и комплексной оценки несущей способное.™, эксплуатационной пригодности и долговечности бетонных и ьелез бетонных конструкций с учетом статических, динамических-и повторных нагрузок, а така;е воздействий окружащей среды, и внедрить их в практику проектирования". •

Автор защищает:

результаты комплексного исследования прочности и дец/орматив-ности тяжелого бетона в условиях сжатия при кратковременном и длительном действии силовых I грузок и различных режимах изменения влш нодти среды;

- предложения до-описанию основных цшзико-механических характеристик бетона в рассматриваемых условиях; • ■

- результаты'экспериментальных исследований прочности и десгорм ций железобетонных изгибаемых элементов в условиях кратковременного р длительного действия силовых нагрузок различных■режимов влажное ных воздействий;

- предложения по учету влажностных воздействий при раочете бетонных и железобетонных конструкций; по первой и второй группам предельных состояний. • ■ • ■■..': *

Научную новизну работы составляют: ,• ■

г экспериментальные данные и результаты анализа опытных даннш других.авторов о влиянии стационарной и нестационарной влажности на децюрмативность и прочность тяжелого бетона при сжатии;

• - закономерности развития деформаций ползучести тяжелого бетог при наличии влажностных воздействий; способы оценка зависимости со; зучести от основных факторов влияния;

--экспериментальные данные о прочности и деформациях изгибаем железобетонных элементов в зависимости от уровней нагруаейия,коэфф) циентов армирования", режимов и длительности действия нагрузки и ср! ды;

- предложения.по учету влажностных воздействий при расчете бе

иных и железобетонных элементов.

Практическое значение работы заключается в:

- рекомендациях по определению характеристик декоративности ,лал.: иного бетона при определении перемещений;

- предложениях по определению коэффициентов условий работы "по [ительности действия нагрузки - ■ ~ обеспечивающих! в каздом от— льном-случае, более обск -.оаанное назначение расчетного сопрс-гивле-1я бетона. ■

Выполнение этих предложений будет, способствовать как более рационному проектированию бетонных и железобетонных конструкций, так и шышению их качества..

Основные результаты работы били использованы при разработке "Ре-шендаций по учету совместного 'влияния нагрузки, температуры и влам-)сти на прочность и деформации бетонных и железобетонных кон'струк-1й", подготовленных к ;рданига НИИЗБом Госстроя СССР.

Апробация. Основные результаты диссертационной'работы были доло--¡ны и обсуадены на: Республиканской научно-технической конференции' и юрдинационном совещании "Влияние климатических условий и' режимов нарушения на деформации и прочность конструкционных бетонов и элементов !лезобетонных конструкций" - Тбилиси, 1385; Республиканских.совеща-5ях "Длительное сопротивление бетонных и железобетонных коне тру кций"-' звастополь, 1986; Одесса, 1989; научных конференциях про^ессорско-реподавательского состава Одесского инженерно-строительного институ-1 _ 1984-1991 г.г. < ' .

" По теме диссертации опубликовано лри статьи." • . . (

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заточения, списка литературы, приложения. Работа.изложена на 195' стра-щах, содержит 37 таблиц, 49 рисунков, список литературы из ЙЗ наи-знований и 27 страниц приложения. ■ ■ ' •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ' . •

Состояние вопроса. Экспериментальное изучению влияния воды и эдяых растворов на (¿изико-механичеекпе .характеристики й'етона посвя-зны работы И.'Н.Ахвердова, К.К.Амельяновича,- М.Г.Булгаковой, Г.Д.Виш- • звецкого, Г.П.Вербецкого, Е.А.Гузеева, О.И.Иванова',» Т.СЛ{аранч.'илова, ¿С.Карапетяна, О.И.Квицаридзе, М.лиКекелидзе, А.И.Ыальганова, К.А. . альцова, Н.А.йощанского, В.О.Мазура, Л.З.ийха&яова, Р.Л.Сорих; З.Н., ллосани и др. Проведенные исследования- устанозплн, что увлажнение этот моает существенйо изменить его дроч.чостйке-.'и де^ормагпише. вокства. При этом количественные показатели поведении бетоноз ьав.^-

сят от большого числа ^акторов: структурных характеристик <3l. она и минералогического состава цемента, полярности насыщающей жидкости и распредбления влаги по сечению, вида и уровня напряденного состояния, режима влажностных воздействий и их длительности.

Изучении .„штельного деформирования бетонов при изменении их. влажности посвящены работы С.В.Александровского, Г.Д.Вишневецкого, •П.И.Васильева, А.А.Гвоздева, Т.С.Каран^плова', А.И.Мальганова, К.Ы.Ми-лейкозской, П.А.Ребпндера, Р.Л.Серых, Ь.Н. Шло сани, К.Н.Щербакова-и др.

■ 3 работах-Е.А.З^зеева, Ы.Т.Булгаковой, С.В.Медведько, В.З.Казшр* ского, Г.Д.Цискрели, О.И.Квицаридзе, Л.0.1Твелесиани, П.П.Цулукидзе,' ГоН.Карцивадзе, Ы.Г.Элбакидзе, С.А.Панцахавы, А.А.Шаталова и др. решены некоторые вопросы, связанные-с работой изгибаемых"железобетонных элементов. Было установлено, что кратковременное воздействие водь кокет сказываться на трещиностойкости, перемещениях и прочности &еле-. лезобетонных изгибаемых элементов.

На основании анализа современного состояния вопроса были сформулированы задачи исследований.

■Методика эксперимент -ьнюс исследований. Объектами исследований служили: бетонные кубы с ребром ICO ш, бетонные призш 100x100x400 i • железобетонные балки 'о,прямоугольной нормой сечания, ôxfi х(/р = IOOj xÏ7Qx2500.mm, 0,0162 и 0,0459"(соответственно балки Ы .и Ы Опытные образцы были изготовлены из тяжелого бетона естественного. твердения состава 1:2,13:3,84 iio массе при IV/С = 0,48. Проектный .класс бетона В25. Для приготовления бетона были исдбльзовзды: портландцемент Одесского завода mpsii 400, морской песок с модулем крупности 2,23; гранитный щебень с фракциями 5-20 мм. Для армирования'ба лок применяли ненапрягаемую арматуру из стершей периодического про--цшля,' класса .'А-Ш, iiI2 км и Й20 ш. Приопорные. части балок армировали сварными каркасами яз стали Вр-I, ¿5-мм. • '

"Испытания призм при длительном действии нагрузки выполнены в др: длинных, установках, балок - в рача&ных»

Основные экспериментальные исследования проведены при следувдих . владносишх режимах: а - однократное длительное увжшение; б - длительное'увлажнение (100 сут.) и последующее высыхание (198 сут.); в двукратное увлакнение-выснхание, продолжительность одного увлажнения 10 сут-., высыхания - ВО сут. При первом из указанных рехимов' увлакпе нпе начинали в возрастах бетона tw = 30, 60 и S0 сут., в остальных при "t^, = 90 сут» Все образ.ци с момента изготовления до момента увла ненил, а такнэ "в" процессе ^высыхания" после увлажнения "находились в температурю - влалшостных условиях лабораторного помвце

ния. (Т = (20 +. ¿/°С| V/ =60...70%). Исключение составляют ооразцы одной серии, которые оили помещены в вода сразу посла распалуоки и находились, там на протяжении всего эксперимента.

'. Увлажнение образцов производили по всему периметру поперечного сечен1"'. Влажность бетона контролировали во увеличению (потере) .массы образцов-близнецов. Естественная влаыюсть бетона составляла в сред-' нем 2,1% ао масса, водонасыценного - ■

дл* определения осно: ых прочностных и де^ормативных показателей бетона и их изменений, были проведены испытания образцов кратковременной нагрузкой в возрастах 28...388 сут. При этом часть образцов каж-д- •• серии хранили и испытывали в естественных условиях.-

Загру&ение образцов постоянной длительной нагрузкой производили в возрасте бетона >0 =28 су т. Призмы нагружали сммащими силами, создающими "напряжения уровней Т) ={^^^=0.30;0,50;0,65;и,70;0,75;0,79; 0,80;0,81;0,82;0,83;0,85. Нагрузк^"к оалкам прикладывали через распределительную траверсу в Биде двух сосредоточенных сил, создававших из-гибащие' ыомен^ы уровней Т] =М(1>о)/Мр(У^,ьи;0,52;и,81;0,&4;и,ь?; 0,90«

■ Всего было испытано при кратковременном действии нагрузки - 192 куба, 252 призмы и 27 балок, при длительном - 95 призм и 21 балка.

. Исследование прочности и деформаций сжатого бетона' при действии нагрузки и влажности. Результаты изучения влияния различных условий хранения бетона на его кратковременную прочность показали, что на начальном этапе ("Ь < 80 сут.)'более высокую прочность имеют образца ■ воздушно-сухого хранения,' затем - йолее высокой стабильно является прочность образцов водного хранения. К возрасту Зои сут. прочность бетона водного хранения была на 6%' больше, чем у воздушно-сухого. При построении зависимости для определения призменной Прочности бетона в любом возрасте при его твердении в воде была сохранена.структура со-ответствущай зависимости, применяемой для бетона, твердеющего'в нормальных условиях: ': -

I . ■■ ч *

для.,бетона, твердеющего в воде, коэффициент 'ну&но определять

по.формуле: ■ ,' -

: Т;(В)=0,93(1-ь^||^>- . (2)

Модуль упругости бетона, хранившегося в воде, на протяжении всего пе-. риода испытаний был больше, чем у образцов естественною хранения в

' орейяом на

Уада^кешш бетонов, первоначально хранившихся в естественных условиях, приводило, как и ожидали, к значительному, но временному они-жению прочности Во всех случаях - ^ = 30, 60 и 90 сут. - в течение первых пяти суток увлажнения было отмечено снижение призменной прочности, на 18-2;&>. При дальнейшем.выдерживании в воде прочность бетона,

• не только восстанавливалась, но и достигала значений, соответствующих ; образцам-близнецам воздушно-сухого хранения в момент испытаний, а*•

иногда и превышала их«

Анализ описанных результатов, а также результатов опыта < кратковременному увлажнению образцов в возрасте одного года показали,что .отношение призменнтс. прочностей увлажненного и воздушно-сухого бетонов - ^ ^ьт^ - изменяется в зависимости от продолжительности увлажнения -'Ц1/ и практически не зависит от во'зраотабето-на в момент начала увлажнения (1^=28 сут.). Коэффициент вариации при - статической обработке экспериментальных данных не превысил

Анализ и обобщение результатов исследований других авторов совместно с результатами соискателя позволили получить следующие зависимости для определения цуизменной прочности бетона при длительных влажностных воздействиях :

. ; . .(з)

г ;. ;.. «г

Т№-\-7М0~г<№-т

- функция роста прочности бетона в естественных усвовийх;

' пункция, учитывающая влияние влажнооти на прочность бетона

и скоропроходящий характер этого влияния; - относительная влаж--носгь среды. Структура зависимости (3) позволяет применять её. как . для отаревдего (28 сут.<"Ь< 365 оут.), так'и для старого бетона. . . Картина изменения модула упругости бетона.ярв длительном увлажнении качественно аналогична изменение прочности. В течение 1-5 суток ■после начала увлажнения модуль упругости.уменьшился на 12-19^ со сравнению с исходным значением; а к концу исследований V =210-388 оут« отшдаипе модулей, упругости увлажненных и воздуино-оухих,образцов -

• ¿ыуФ' /ЕЬ(Ъ)' - составляло 1,0-1,08.

На основании анализа и обобщенна результатов исследований других . авторов, совместно с результатами ооискйтеля, были получены завися-

мости для оправления модуля упругости бетона при длительных влаж-коотных воздействиях х1ъ-у/

(5)

Р{\\0=1-°>.В«1О~3(\У-60) £>("£) -однкция, учитывающая увеличение модуля упругости бетона в естественных условиях; - функция, учитывающая влияние,

г ажности и временный характер этого влияния.

Призменнал прочность батона, подвергавшегося длительному увлажнению и доследувдему высыханию, к концу опыта Ь - 388 сут. была на 145? больше прочности образцов-близнецов воздушно-сухого хранения.. Однако, отмеченное повышение прочности становится менее значительным либо вообще отсутствует при повторных циклах увлазшенмя-выснхшия. •-'. Неизменная прочность бетона после 1-го а 2-го водонасыцения-вы-сыхаяяя,составила 1,10 и 1,06, а модуль упругости - 0,98 и 1,07 по ■ отЕОиенаэ к соответотвукщш показателям бетона естественного' хранения в моменты испытаний. Таким образом, немногократно повторные вдак-ностныэ воздействия, в конечном итоге, не оказывают отрицательного-влияния на прочностные и декоративные характеристики бетона.

При длительных испытаниях развитие суммарных деформации, вызван-¡шх в призмах нагрузкой,-усадкой и набуханием, в случаи с ^=30,60 и-Ш сут* при общем сходстве имело различия. Увлажнение приводило к резкому приращению суммарных деформаций в первые несколько суток пос-> .лз начала увлажнения; при этом знак приращения - т.е. увеличение или ' уменьшение - и его величина зависели от уровня нагрузки и промежутка времени.между загрухенаем в водонасыщенаеы.Призмы с уровнями нагрузок 1}("£0) ^0,81 при = 30 и 60 сут.-и тД1;0)>0,83 при ^ = 90 сут.-разрушзлйсь в течении 10 часов. В остальных образцах происходило еско-рэ замедление и стабилизация процесса деформирования; причем у призм с уровнем нагрузки = 0,80(1^= 80 сут.) скорость деформирования Сы;гд ни2.е,-чем у призм с = 0,50 в нормальных условиях.

-Высыхание призм с относительными напряжениями 1}({-0) = 0,50 привело'к ускорению процесса деформирования, но к концу опита Ь =388 сут. их суммарные деформации была кенызе, чем у образцов-близнецов, в нормальных условиях» .

При двукратном увлажнении-высыхании повторное узда.1лея:к не вызвало увеличения суммарных деформаций в празках с напряжений.-,'.;: уровног •Т]( Ь:) < 0,81. ' .

■ - Ю. - . ' . .

Параллельные измерения деформаций незагруженных образцов-Слизне цов позволила условно выделить из суммарных относительных деформаций деформации, зазванные нагрузкой (далее ио тексту - деформации)'.Увлаа нение приво^ло к резкому увеличена» скорости нарастания деформации в первые 1-3 суток после начала увлажнения и тормозило в'дальнейшем. Степень увеличения деформаций зависала от уровня .напряжений/и. промежутка Бремени (tw-t0) между загружением и увлажнением. Так увлакнеш произБодавцееся через tw-t0=3 32 сут. после загружения, привело: к увеличению'деформаций призм с напряжениями уровней r¡(t0) s?ü,30¡ в . случае tw~tQ = 62 сут. ускорение деформирования в первые сучки увлажнения происходило только в образцах с 7}(to)>(j,70. В сризйшх с имело место лишь замедлешзе .процесса деформирования.

Для описания полных относительных деформаций Sw, развившихся-: моменту времени X при действии единичного напряжения'с исмзнта вр менп "t, в условиях 'у владения и высыхания, происходящих с моментов tw и , е условно линейной области Г}<0,4, принята формула '

S'w(t,-td,twlt0: -fw/Eb(t0)-bcw(t,td,tw,t0) . (?)

где Cw - мера ползучести бекона,'загруженного в Еозрасте "t0 и под! гащегося водонасыщению и высыханию соответственно с моментов вреке

. t <tw-Kw=0; : t<td-Kcrl •

Прараьлние деформаций загруженного бетона, .происходящее сразу псГсл начала увлажнения, учтено путем введения к l/£b(t0) множителя fv задьсящего от Ctv/-"t0):

f ч

Чу

a) l+o,7dr](i>0)0,<; , 2<Vto<10; ^<0,81 ;

б; Eb(t0)/Eb?,; . 10<tv-10< 50 ;i}< 0,81 U) l+lj5ÍT)(to)-0,60]; QG5<1]<0>81

(ь

Здесь EbW '- наименьшее значение модуля упругости увлажненного Ьг на, его приближенное значение - ü,8SEb("fcwJ . . ' . Входяму» в -(в) меру -ползучести C(t,t>0) модно определять по

известным рекомендациям при постоянной влажности окружающей среды и соответствующей'влажности бетона о30 .

Уменьшение-приращений деформаций ползучести в период времени вследствие увлажнения бетона учитывается коэффициентом 0,72. Влияние высыхания при "Ь> , происходящего достаточно медленно, учитывается коэффициентом'К^ , определяемым по формуле

где оД'Ь'), о50 и 0-. относительные влажности бетона в текущий момент "времени Ь » перед началом увлажнения и при полном водонасыщенпи.

Для определения полных относительных деформаций в области нелинейного .деформирования принята зависимость ■

... О

и "£,'•' - функции нелинейности быстроиатекающей и простой ползучести.

¡4 1> . . '

Все образца,- на разрушавшиеся'под действием длительной нагрузки и увлажнения, были догружены в конце Опыта до разрушения. При .каздом из рассматривавшихся влаяносхных реаимов существовала зона относительный напрянеяий действие которых не оказывало отрицательного влияния на•увеличение кратковременной.прочности образцов. Более того., прочность при догружениях была больше ле только'ИЬГП("Ь0) , но и нрочностя' ранее, не загружавшихся образцов-близнецов в момент разрушения. Ранее било установлено, что верхняя граница такого интервайа мо-«02 слухать. достаточно близкой оценкой снизу предела длительной прочности бетона при скатай. В случаст!"^ - 28 оут., = 90 сут. 0,04; что близко к 'соотвотстау ¡эдему показателю для бетона в нормальных УОЛСВИЙХ» ' , , ' - . • . ■ ■

Про*. дешио йсслодоваш:я показали, что увяанненде'бетона сущес -.ве»шо влияет-на его'длительную прочность при небольших промежутках времезл В случао ^ ="Ь,7= 90. оут.(водонаснщснио сразу аз пои

Л8 загрудепи'я) образцы, находящееся под действием напряаепий уровней 1} =,0,72.9.0,68; разрушились з течение 3 часов после начала увлалла

НИЯ» '".-' ' '- '.'.. , • -

Соискателем, ..совместно с яки. И.А.Твардовским, была проведена серия ощ1тов,.в которых лрдзми воздушно-сухого и водного хранения на протяжении Х-% ='208-23= 160 сут. загруглли длительной нагрузкой

постепенно; = О.виЬ«^) и ^.ШЯ^^) . Кра. .о-

временная прочность возду1 -сухих и водонасыщенных образцов при до-■'груженлях в возрасте 388 оут. была на 26 и 55$ больше, чем у незагруженных образцов-близнецов. Результаты опытов позволяют предполагать, что влияние постепенного загруженин для увлажненного бетона не менее благоприятно, чем для бетона, .находящегося в обычных условиях.

В работе на основании анализа выполненных исследований и обобщения экспериментального материала по рассматриваемому вопросу, разработаны предложения по назначению коэдициента условий работы.бетона при расчете конструкций в условиях совместного действия1нагрузки и влажности (см.табл.).

Коэффициент уоловий работы сжатого, бетона ■ при наличии влалностних воздействий . ' ■

Влахвостные регшщ ■ Сочетания нагрузок, согласно т. 15, СНиП 2.03.01-84

... ........... а . б

I Т) = 0,80 . 7^2= 0,в£<Ю Т)ь=0,75 Т^0'5^

2

1-й влавдостный ре*шм - стационарный, г.влазшость изменяется,как правило увеличивается, сразу после распалубки и в дальнейшем остается ■постоянной. 2-й влакностнш реьим - нестационарный - влажность изме-няе»сп после некоторого периода эксплуатации или хранения'конструкции при нормальных условиях; при этом может иметь место как однократное увеличение влаыюсти, так а немногократно повторяющиеся увлажнения и высыхания. ^ '

Ьк - момент окончания приложения длительной нагрузки;^ - опреде-лме-.сл но (4); ^ - значение для режима I и сочетания "б";

Ра и - нагрузки сочетаний "а" и "б" согласно п. 2 табл. 15 СНиП 2.иЗ.01-84.

Исследование. деформаций, перемещений н_ несущей способности балок, ' пр:5 ;;е1:птБии нагрузки_ и] влажности. Влияние непродолжительного увлаи-ки;а.л оетона на прочность балок изучали на образцах с =0,0459. В течение суток оалк;1 подвергалй«увлаьшешио, затем нагружали кратковременной нагрузкой до разруисв/,» = 90 сут.,1^. = 91 сут. Кратковременная несукая способность увлахаеншх балок была на 20/6 меньше, чем у ьозйуиио-сухкх. При расчетом определении кратковременной несу-

щей споообнооти бйлок в случае непродолжительного действия увлажнении удовлетворительные результаты были.получены при использовании в качестве коэффициента условий работы бетона функции ^ , определяемой по (4). Расхождение подсчитанных и экспериментальных значений разру-шавдах моментов не превышало

Снижение несущей способности балок, как и вызвавшее его уменьшение прочности увлажненного бетона, носит временный характер, длительное увлажнение и последующее высыхание, двукратное увлаадение-высыха-иве в конечной итоге не оказали отрицательного влияния на прочность балок типов Ш и ЕБ; их несущая способность о момента Бремени = 28 сут. и до конца опита t = 270 и 388 сут. увеличилась на и 19-37;*» соответственно.

При длительных испытаниях балок типов ЫА и ЕВ нагрузками эксплуа-гационннх уровней Т}СЬ0) = 0,50; 0,52 длительное водонасшение окази-зало о'деркиваюцее влияние на развитие суммарных деформаций сжатого Зетона и перемещений. Последующее высыхание бетона балок ускорило иро-{всо.нарастании суммарных деформаций бетона и перемещений, но к концу эксперимента "Ь = 388 сут. они были меньше соответствующих показателе! (алок в естественных условиях.

Значения прогибов, подсчитанные о использованием методик "Реко-!вндаций по учету ползучести и усадки бетона при раочете бетонных и юлёзобетонных конструкций" (С(Ъ) определяли по (8)) и СНиП 2.03.01-)4, дали удовлетворительные результаты. Расхождение подсчитанных и 1кспвримэн?альных значений прогибов при длительном действии'нагрузки га превышало 4$.

Увлажнение ■ балок, ранее загруженных нагрузками высоких уровня, привело к существенному увеличению скорости развития суммарных ^формаций схатого батона, растянутой арматуры и прогибов. Балки с агрузками уровней 1} = 0,90 и 0,87 разрушились соответственно в сред-ем через 0,67-и 14 чаоов пооле начала увлажнения. 3 балках с иагруз-ами уровней 0,84 и 0,81 деформирование через 1-2 оуток замедлилось, ыоыхащ; о возраста 100 оут. несколько ускорило процесс децормиро-ания. Йозторное вОдонасшдение-выоушивание не оказало существенного лияния на деформирование'балок.

В конце опыта все балки были догружены до разрушения, длительное айствие изгибающих моментов', не превышающих 0,84н!р(£8), в условиях дно- и двукратного'водонасыщекия- высыхания не оказало 'отрицатель-, эго'влияния ка увеличение кратковременной прочности балок, для зк типа Ш это увеличение .составило в среднем 14?*, для балок типа 3 — 36.'. .5Ц*.

Анализ и обобщение результатов исследований других авторов совместно с результатами соискателя, позволили установить, что увлажнение снимет длительное сопротивление железобетонных балок при н^бодь-■' ижх иуойежутках времени между загружением и увлажнением» При-рассмотренном режиме. - Ь0 = 28 сут., * 50 сут. -; 0,84< 0,87; в* исследованиях А.А.Шаталова - Ь0 .= 28 сут. , = 29 оут. - 0,64<7]^< <0.70. . . . ..'

Значения длительных моментов, подсчитанные с использованием -согласно таблице, составили для вышеуказанных.режимов соответственно 0,81М_(2в) и 0,ббМр(26) •, что согласуется с-экспериментальными, данными. При использовании 'УС!»» '« рекомендуемого СНиП 2.03.01-84, под-

1 I Ь2

считанные значения длительных моментов превышают экспериментальные. '

. . основа^. Вцв'Ьйд ' • • \ •

1. Увеличение кратковременной прочности незагруженного бетона при хранении в воде К-^СЬ) сначала происходит менее интенсивно, чем

у бетона в обычных словияхК^СЬ) - затем - более интенсивно; приф—оо.Цуу^/Е^) =1,10. Л.

Водонасыщение, происходящее после некоторого периода хранения или эксплуатации бетона в обычных условиях, вызывает существенное скачкообразное уменьшение призменнай прочности. Это уменьшение носит временный характер и при увеличении продолжительности увлажнения приз-менная прочность увеличивается. ' ■ ■

. На основании экспериментальных данных и анализа результатов ис- ■ следований других авторов разработаны пункции влияния влажнооти и длительности её действия на прочность, бетона (йм. ф-лы (3), (4)).

2. При совместном длительном действии постоянных сжимающих на- •' прщ'.еяий, а также стационарного и нестационарного врдонасыщения, при

'напряжениях уровней Т}("Ь0)^. 0,82 происходит увеличение кратковременной прочности бетона при догружениях ("Ь0 = ¡28 сут.,= 90- сут.,

= 210...388 сут.) по сравнению о ненагруженными образцами-близнеца ми; относительный предел длительного сопротивления составляет Т^СЖ)3 0,82, т.е. соответствует для бетона.естественной влажности.

Продолжительность промежутка времени ("Ь^^ существенно влияет .• на длительное сопротивление; при (^"^-»"О.понижение достигает 3($,

при увеличении понижение уменьшается.

V/ о 1 ■■ >' • •

3. Хранение бетона в воде благоприятно влияет на модуль упругости бетона. Увлажнение, происходящее посла некоторого периода хранения или эксплуатации бетона в обычных условиях, - оказывает на Е,("Ь) ка-

чёственно такое гш влияние, как.и HaRb("fc) (см.п.1). Построена зави--. симость для учета влияния влашости и длительности ее действия на

E.(t) (см.ц)-лу (6)).

j .. 4. 3одонасы1дение сжатого бетона вызывает резкое приращение суммарных 6br(t,"t^v,t0) и полных относительных 8b(t,tw,tQ) деформаций'в первые 1-3 сут. после начала увлажнения и уменьшает их развитие в дальнейшем. Знак приращения £ьг (уменьшение или увеличение) зависит от уровня нагрузки и промежутка времени между загруженном и увлажнением; приращение всегда положительно.

Немногократно повторящиеся водонасыщения-высыхания не оказывают существенного влияния на деформации бетона.

' .' Применительно к основным зависимостям наследственной теории старения построены кривые полных относительных деформаций ^("t.i^.'t^,"^) с&атого бетона, увлажняемого после натру¿ения.

5. Влияние водонасыщения на несущую способность железобетонных изгибаемых стержней, обладающих высокими коэффициентами армирования, аналогично его влиянию на прочность сжатых бетонных призм; в стержнях с умеренными коэффициентами, армирования наблюдается подобная, но несколько смягченная картина. • ,

6. Определение перемещений изгибаемых железобетонных элементов в.условиях совместного действия длительной нагрузки эксплуатационного уровня и увлажнения может быть выполнено с помощью существующих способов расчета с применением характеристики децюрмативности водонасы-щзшюго бетона. ' •

На основании полученных экспериментальных результатов и данных других авторов разработаны практические предложения по назначению коэффициентов 'условий работы бетона при совместном действии нагрузки н влажности ^ (табл.).

Применительно к СгйП 2.03.01-84 в предложениях предусмотрена воз. мощность существования'двух вла^ностних режимов и двух сочетаний нагрузок.. В соответствии с положениями п. 2.4-СНиП 2.03.01-84 учитыва-' •ется Блияипе увеличения прочности бетона в процессе зоззедения конструкций» .

* Сортирование значений-коэффициентов условий работы ^ производится с помощью функций , Т}^ и'у^ , учитывающих увеличение прг"-, поста незагруженного бетона, паденио прочности в условиях длительног .действия высотах нагрузок и при увлажнении бетона в условиях, когда замачивание происходит одновременно с нагруаением или после неболь--кого промежутка времени. Kai: правило, основные проверки прочности производятся для момента времени окончания прилоиеиаа длительной нагрузка - \ .

В диссертации*приведены примеры, выполнения расчетов о опреде-' лбнием коэффициентов условий работы ")ь2 в соответствии о разработанными предложениями. Эти расчеты показали, что могут быть случаи, когда значения , .рекомендуемые действующ мл СНиЙ, способны как

занижать, так и завышать несущую способность бетонных и железобетон-, ных элементов. Первое характерно для стационарной влажнооти ш больших периодов возведения и загружения конструкций, второе - при малых значениях "t — .

. Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Половец В.И., Черная -Л.В. Вшугние-.водонасыщения на децюрма-тивность и прочность нагруженного бетона и перемещения железобетонных стержнеЙ/УВлияние климатических' условий и режимов нагружения на деформации и прочность конструкционных бетонов и элементов.железобетонных конструкций Тез.докл.ресдубл.науч-техн.конф. и Всесоюз. Ко-орд.совещания 15-19 окт.-1985 г.-Тбилиси-1985тС. 54-55.

2. Половец В.И., Черная Л.В. Влияние водонасыщения на деформирование загруженного бетонаУ/Извесмя вузов. Строительство й архитектура.-1987.-Ш.-С. II6-I2I.

3. Прокопович И.Е,, Черная Л.В. Влияние водонасыщения на кратковременное и длительное сопротивление сжатого бетона//Бетон и железо-бетон.-1988.-йЗ.-С.П-12.