автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Трещиностойкость, деформативность и несущая способность двухслойных железобетонных изгибаемых элементов с верхним слоем из тяжелого бетона

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ' ЕНТ РАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИМЕНИ В.А.КУЧЕРЕНКО

На правах рукописи

РГб ОД

1 О МАЙ Ш

Харламов Сергей Леонтьевич

Трещиностойкость, деформативность и несущая способность двухслойных железобетонных изгибаемых элементов с верхним слоем из тяжелого бетона

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

2000

Работа выполнена в Московском государственном открытом университете.

Научные руководители:

- доктор технических наук профессор Зайцев Ю.В.

- доктор технических наук профессор Доркин В.В.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук профессор Лабозин П.Г.

- кандидат технических наук профессор Ягупов Б.А.

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский институт искусственных сооружений.

Зашита состоится «_»_ 2000 г. в_ч. _мин.

на заседании диссертационного совета Д 033.04. 01 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук при Государственном Унитарном Предприятии Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А.Кучеренко по специальности 05.23.01 («Строительные конструкции здания и сооружения»)

по адресу: г. Москва, 2-я Шститутская ул., д. б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУЛ ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко

Автореферат разослан «_»_ 2000 г. №_

Ученый секретарь

совета

... _ . — .

2 И 539 . /2 -028.01 ,0

оробьева С.А.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В рамках общей концепции ресурсосбережения, необходимость претворения в жизнь которой диктуется причинами экономического характера, снижения материалоемкости, стоимости и трудоемкости при возведении зданий и сооружений возникает необходимость во внедрении в строительную практику прогрессивных облегченных конструкций. Широкие возможности для создания таких конструкций открываются в связи с использованием наряду с высокопрочными тяжелыми бетонами легких бетонов, которые могут нести различную функциональную нагрузку. Поэтому слойные железобетонные элементы перспективны и прогрессивны, ибо слой тяжелого бетона обеспечивает их высокую несущую способность, а слой легкого, имея теплоизолирующее и звукоизоляционное назначение, может быть малопрочным, но в то же время обладать высокой трещиностойкостью и достаточно надежно защищать рабочую арматуру от коррозии. Широкое внедрение слойных элементов в практику строительства сдерживается наличием малоизученных специфических особенностей их работы под нагрузкой: наличие дефектов структуры на границе слоев легкого и тяжелого бетона, возможность образования магистральных контактных трещин вокруг концентраторов напряжений, проникновение трещин из менее плотного в более плотный бетон, изменение механизма развития и, следовательно, траектории движения трещин при таком переходе, возможности развития контактных дефектов в слоях из тяжелого или легкого бетонов. Все эти вопросы предоставляется важным учесть и при расчете слойных элементов, так как они окажут решающее влияние на несущую способность, трещиностойкость и деформации конструкций. Решение указанных проблем связано с дальнейшим совершенствованием теории сопротивления бетона и железобетона на базе разработки новых концепций в теоретических и экспериментальных исследованиях, основанных на выявлении закономерностей деформирования и исчерпания несущей способности слойных элементов с учетом кинетики развития отрывных и сдвиговых трещин в зависимости от армирования и высоты несущего слоя. Состояние предельного равновесия и кинетика процесса разрушения изгибаемых железобетонных элементов, получивших повреждения при эксплуатации, а также имеющих инициирующие разрушение дефекты на границе двух различных бетонов, наиболее емко могут быть изучены и описаны методами механиииразрушения,- науки, изучающей несущую способность материалов с учетом развивающихся в них трещин, - где разрушение бетона и железобетона рассматривается на энергетическом уровне как процесс зарождения, накопления и развития дефектов структуры до предельных критических размеров и разрушения.

Цель работы - исследование несущей способности, трещиностойкости и деформативности изгибаемых двухслойных железобетонных элементов, процессов их разрушения и выявления влияния трещин в бетонах слоев и на зоне их контакта на напряженно-деформированное состояние, разработка методики расчета двухслойных элементов с применением инвариантных характеристик механики разрушения, отображающей физические процессы, происходящие в структурах арматуры, бетонов и на поверхности их контакта и приводящие к полному исчерпанию несущей способности элементов.

Автор защищает:

- результаты экспериментально-теоретических исследований трещиностойкости легких бетонов и ее зависимости от составов бетонов и свойств компонентов;

- полученные многофакторные корреляционные зависимости по определению трещиностойкости контакта двух бетонов;

- результаты экспериментальных исследований несущей способности, трещиностойкости и деформативности двухслойных изгибаемых элементов с различным армированием и высотой верхнего слоя;

- опытные данные по параметрам и критическим величинам трещин в двухслойных элементах, в том числе и на поверхности контакта двух бетонов, а также по развитию процессов разрушения на всех стадиях работы элемента под нагрузкой, включая закритическую на нисходящей ветви равновесной диаграммы деформирования;

- разработанную методику расчета трещиностойкости, несущей способности и деформативности двухслойных элементов, основанную на методах механики разрушения;

- предложения по увеличению энергоресурса двухслойных элементов.

Научная новизна работы:

- на основе полученных многофакторных корреляционных зависимостей разработан метод определения оптимального состава легкого бетона с позиций его трещиностойксти, прочности и деформативности;

- исследования трещиностойкости поверхности контакта двух бетонов и возможность подбора бетонов для обеспечения максимальной или оптимальной трещиностойкости зоны контакта;

- данные экспериментальных равновесных исследований трещиностойкости, несущей способности и деформаций двухслойных изгибаемых железобетонных элементов;

- расчет несущей способности, трещиностойкости и деформаций двухслойных элементов с использованием инвариантных силовых и энергетических характеристик, разработаны способы их определения;

- предложения по расчетному увеличению энергоресурса двухслойных элементов.

Практическое значение и реализация работы. В результате проведенных исследований стало возможным проектирование легкого бетона высокой трещиностойкости, разработана методика расчета, при помощи которой оценивается реальная несущая способность двухслойных элементов с учетом образовавшейся в них системы трещин, определяется остаточный ресурс работы существующих конструкций, прогнозируется время их дальнейшей безопасной эксплуатации, выявлены особенности работы под нагрузкой двухслойных элементов и решены некоторые задачи их рационального проектирования и увеличения энергоресурса.

Результаты, полученные в работе, использованы при проектировании Спас-Преображенского храма в городе Губкин Белгородской области и изготовлении двухслойных железобетонных плит сводов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на: кафедре "Строительные конструкции

зданий и сооружений" Московского государственного открытого университета в 1994 г., кафедре "Строительное производство" филиала МГОУ в г. Губкин в 1996г. и в лаборатории №27 НИИЖБ в 1997г.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в опубликованных статьях.

Объем работы. Диссертациясостоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 127 наименования и приложения, содержит 127 страниц текста, в том числе 30 таблиц и 41 рисунок.

Содержание работы

В первой главе приведен краткий обзор исследований по изучаемому вопросу и дан их анализ. Исследованию работы слойных изгибаемых железобетонных элементов и методике их расчета посвящены работы Т.Л.Аубакирова, В.М.Бондаренко, С.В.Бондаренко, К.И.Вилкова, А.А.Гвоздева, Г.А.Гениева, Ю.П.Гущи, А.С.Залесова, Е.А.Король, В.В.Лоладзе, В.И.Майорова, Ю.И.Мешкаускаса, И.Д.Передериенко, Е.А.Чистякова, А.В.Яшина и других ученых. Расчет производится на основе приведения сечений к тавровым или двутавровым и дальнейшему расчету по действующим нормам с учетом совместной работы слоев бетонов. Между тем работа слойного элемента, где имеются искусственные концентраторы напряжений на контакте слоев бетонов, есть процесс образования и движения системы трещин, развивающихся по механизмам нормального отрыва и поперечного сдвига. Поэтому для расчета слойных элементов оправдано применить методы механики разрушения для физически более обоснованного описания процесса их разрушения и построения единообразного расчета несущей способности, трещиностойкости и деформаций слойных конструкций. Анализ экспериментальных и теоретических исследований в области механики разрушения бетона и железобетона А.А.Ашрабова, П.И.Васильева, Е.А.Гузеева, В.В.Доркина, В.В.Жукова, Ю.В.Зайцева, Н.И.Карпенко, К.Л.Ковлера, А.П.Пака, А.Б.Пирадова, К.А.Пирадова, Л.А.Сейланова, М.А.Тахера, Л.П.Трапезникова, Г.Ф.Цаава, В.М.Чубрикова, В.И.Шевченко, В.И.Ягуста показал возможности методов механики разрушения при расчете железобетонных элементов, прогнозировании их долговечности, прогнозировании времени безопасной работы эксплуатируемых конструкций, а также позволил выявить основные технологические факторы и характеристики бетонной смеси, оказывающие основное влияние на трещиностойкость легких бетонов, сформулировать цель исследований и наметить пути реализации разрабатываемых задач.

Во второй главе проведено исследование характера и степени влияния характеристик бетонной смеси и ее компонентов на трещиностойкость легкого бетона. Задача решена путем проведения экстремального эксперимента для многофакторного анализа величин и Кп - критических коэффициентов интенсивности напряжений бетона соответственно при деформациях нормального отрыва и поперечного сдвига, являющихся константами бетона и основными показателями его трещиностойкости или сопротивляемости образованию и развитию тещин. В качестве факторов, влияющих на трещиностойкость, на основе анализа имеющихся экспериментальных данных и природы

макротрещинообразования в бетоне на пористых заполнителях были выбраны 6 независимых характеристик, интервалы варьирования которых приведены в скобках: 1) истинное цементно-водное отношение СЛУ (1,6-2,4); 2) количество цементного теста I (300-420 л); 3) максимальный размер зерна крупного заполнителя (1тю( 10-20 мм); 4) влажность бетона в момент испытания V/ (4,69,0%); 5) количество крупного пористого заполнителя в единице объема легкого бетона К, (0,35-0,51 л/мэ); 6) активность цемента Я (41,4-50,8 МПа).

С

Величины Кг и К„ определялись из испытаний кубика и плиты с двумя инициирующими трещинами на внецентренное сжатие и срез (рис.1). Для получения корреляционных зависимостей величин Кх и К1Х от вышеназванных факторов были реализованы две 1/16 реплики полного факторного эксперимента путем выделения линейных эффектов реплики 26"3 и второй такой же реплики с обратными знаками. Были получены уравнения регрессии для определения трещиностойкости легкого бетона:

К * = 0,3 + 0 , 03 8 С/Щ - 0 , 0 0 0 2 t -

-0,0057с1тах- 0,257К1> + 0 , 00021*с ^

= 3,12 + 0,4850 С/И - 0,0004}: - 0 , 0 37 8с1лах + + 0, 02455* - 2, ббЗОК^ + 0, 0005КС ^

Легкий бетон по-разному сопротивляется образованию и движению трещин, развивающихся по механизмам нормального отрыва и поперечного сдвига, что видно из (1) и (2). Кроме того, установлено: трещиностойкость легкого бетона зависит в основном от количества крупного заполнителя, а его прочность - от свойств и прочности матрицы; наличие общих тенденций влияния некоторых факторов на и КЬ(. с одной стороны иКп , и - с другой указывает на доминирующее влияние отрывных деформаций при растяжении легкого бетона и сдвиговых - при сжатии и на наличие корреляции между этими параметрами. Полученные результаты дают основание утверждать, что трещиностойкость легкого бетона может быть регулируема за счет правильного подбора и проектирования состава бетона. На основании зависимостей (1) и (2) возможно прогнозировать трещиностойкость легкого бетона по его составу без проведения эксперимента.

Третья глава посвящена исследованию трещиностойкости контактной зоны двух бетонов. Показатели трещиностойкости зоны контакта К" и К" определялись на образцах, показанных на рис. 1, где поверхность контакта двух бетонов различных составов проходила по плоскости развития трещины нормального отрыва и поперечного сдвига. Поверхность контакта вследствие наличия большого количества микродефектов, являющихся концентраторами напряжений, инициирует процесс разрушения. В качестве факторов, влияющих на К х и Кп , были выбраны прочностные показатели и характеристики трещиностойкости бетонов, образующих поверхность контакта: 1) тяжелый бетон (интервалы варьирования 22,6-38,6 МПа; К* : 0,223-0,532 МПа м|/2; К^ : 2,64-

и

1-—с

чо

го

1

40

1Г.0

40

Рис. 1. Образцы для экспериментального определения величин а) К^ ; б) К^ .

т

т

г

р

6,15 МПам"2); 2) легкий бетон (И. : 9,7-16,1 МПа; К, : 0,145-0,292 МПам"2;

ь

К„ : 2,22-3,17 МПа м1/2). Был реализован полный факторный эксперимент 22. Зависимости для определения величин К" и К" :

К" = -0, 046 + ОЛбК^'1 + 0,21К*'\ (3)

К" = -0,096 + 0,0003ИЬ(1 + 0, 0005Кь>2, (4)

К« = -0,03 6 + 0, 09К^ + 0,18К^2, (5)

КЦ = -0,41 + 0,02ИЬ(1 + 0,03КЬ(2, (6)

где индексы 1 и 2 относятся к бетонам различных слоев (см. рис.1). По уравнениям (3)-(6) возможно прогнозировать трещиностойкость поверхности контакта по прочностным параметрам или характеристикам трещиностойкости смежных слоев бетона.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям двухслойных изгибаемых железобетонных элементов и эталонных однослойных образцов. При их выполнении решались следующие задачи: изучение процессов старта и развития трещин в обоих слоях бетонов и по зоне их контакта; определение энергетических характеристик элементов; сопоставление кинетики развития

трещин в двухслойных и эталонных однослойных элементах, выявление особенностей процесса разрушения двухслойных конструкций; выявление возможностей работы нормальных сечений двухслойных конструкций на стадии снижения несущей способности на нисходящей ветви диаграммы деформирования при нарушении совместной работы слоев бетонов; разработка расчетных схем работы двухслойных элементов на различных стадиях их деформирования под нагрузкой. Для этого были проведены экспериментальные исследования, которые включали в себя: исследования работы эталонных однослойных элементов с различным продольным армированием при изгибе с построением полностью равновесных диаграмм деформирования; аналогичные испытания двухслойных элементов с исследованием влияния продольного, поперечного армирования, высоты верхнего слоя бетона на несущую способность, деформации, развитие отрывных, сдвиговых и сдвиговых контактных трещин и энергетический ресурс. Исследования проведены на однопролетных балочных образцах сечением 75x100 мм, изгибаемых на двух опорах статической силой, приложенной в третях пролета. Испытания выполнены на специальной установке, основным звеном которой была жесткая силовая рама и упругий элемент, обеспечивающий равновесный характер разрушения образца вследствие восприятия упругой энергии, высвобождающейся при разрушении, что обеспечивало возможность получения значительной части нисходящей ветви диаграммы деформирования. Было испытано 10 серий элементов (см. таблицу 1). Легкий бетон нижнего слоя изготовлялся на заполнителе Стойленского месторождения (Ц - 438 кг, В - 378 л, Щ - 708 кг, П - 78 кг; Rb=9,l МПа;

=0,15 МПам"2; К„ =2,06 МПам"2), тяжелый - на гранитном щебне (Ц -340С кг, В - 210 л, Щ - 1200 кг, П - 600 кг; Rb=17,2 МПа; К* =0,33 МПам1'2; Kjj =3,10 МПам"2). Разрушение двухслойных элементов без поперечного армирования происходит по-разному и зависит от As и толщины верхнего слоя hu, то есть от местоположения зоны контакта тяжелого и легкого бетонов по отношению к нейтральной оси элемента. Высота сжатой зоны для образцов серий с нечетными номерами составляла 0,026м, с четными - 0,052м, то есть поверхность контакта находится в пределах сжатой зоны в образцах серий 3,4 и 6, и в пределах растянутой зоны - серии 5. Трещины нормального отрыва в легком бетоне двухслойных элементов образуются несколько раньше, чем в эталонных, так как величина Кт легкого бетона меньше, чем тяжелого, то есть момент

образования трещин нормального отрыва М^гс для двухслойных элементов меньше его значения в однослойных образцах, и стадия I напряженно-деформированного состояния (стадия I при М < М^гс ; другие стадии: 11 -Mv ¿ М < Mh ; 111 - Mh < М < М ; IV - м < м < м ; м -

ere ere ' сгс шах' сг шах

текущее значение внешнего момента; М^гс - момент образования трещин поперечного сдвига; Мгоах - максимальная несущая способность элемента; Мсг - момент при разрушении на нисходящей ветви диаграммы деформации) укорочена. В элементах серии 3,4 и 6 м£гс составил 35-45% от Мтах, тогда как в эталонных

Таблица I

Характеристики эталонных однослойных и двухслойных элементов по сериям

Ы' серии Изменяемое (переменные) характеристики

количество слоев Продольное армирование Высота верхнего слоя Ь из тяжелого бетона, м и Поперечное армирование

0,02 0,04

1 1 + - - - -

2 1 - + - - -

3 2 + - + - -

4 2 - + 4- - -

5 2 + - - + -

6 2 - + - + -

7 2 + - + - +

8 2 - + + - +

9 2 + - - + +

10 2 - + - + +

^сгс =(0, 8-0, 9) Мтах • Это является доказательством того, что зона контакта двух бетонов является искусственным концентратом напряжений и катализатором разрушения, где инициируется трещина поперечного сдвига, в вершины которой поступает большая часть энергии, затрачиваемой на разрушение элемента, ввиду наименьшей сопротивляемости поверхности контакта развитию трещин (К^ значительно меньше величины К ^ дажедля легкого бетона), и малого расхода энергии на разрушение по контакту. Замедляется развитие трещин нормального отрыва (в их вершины не поступает энергия) и их параметры в двухслойных элементах меньше по сравнению с соответствующими величинами в однослойных образцах, Процесс развития сдвиговых контактных трещин протекает динамично, причем чем больше расстояние от поверхности контакта двух слоев бетонов до нейтральной оси, тем выше касательные напряжения, действующие по берегам трещины, выше их интенсивность в ее вершинах, тем быстрее рост параметров контактной трещины сдвига.

При М~(0,7 —0, 8)Мтах контактная трещина достигает критической длины и выключает из работы верхний слой двухслойного элемента, что приводит к уменьшению Мтах . На стадии IV контактная сдвиговая трещина полностью отсекает весь верхний слой, а в легком бетоне нижнего слоя после того, как нейтральная ось опускается вниз по сечению, образуется еще одна трещина

поперечного сдвига; сопротивляемость железобетонного двухслойного элемента развитию этой трещины характеризуется коэффициентом К1 х легкого бетона. (2,05 МПам"2).

По другому протекает процесс разрушения в элементах серии 5. Так как зона контакта расположена в растянутой части сечения, то сдвиговая трещина развивается не по поверхности контакта, а в тяжелом бетона верхнего слоя, сопротивляемость которого развитию такой трещины характеризуется величиной К^ тяжелого бетона (3,10 МПам1/2), в то время как К" = 0,29 МПам"2. Сдвиговая трещина развивается медленно в верхнем слое, ее параметры практически не отличаются от соответствующих величин в однослойном элементе серии 1, максимальная несущая способность двухслойного элемента так же осталась на уровне однослойного. Поэтому при проектировании двухслойных элементов представляется важным планировать величину Ьи так, чтобы выполнялось условие:

Ии>к, (7)

обеспечивающее сохранение несущей способности двухслойного элемента на уровне однослойного из тяжелого бетона с одинаковым армированием и размерами поперечного сечения, а класс легкого бетона практически не будет влиять на Мтах, Г и другие параметры, характеризующие напряженно-деформированное состояние, а должен быть установлен исходя из требования по защите арматуры от коррозии. В то же время двухслойные элементы с нижним слоем из легкого бетона будут меньше по массе и будут обладать звукоизолирующими и теплоизоляционными свойствами. При невыполнении (7) двухслойные элементы для сохранения требуемой несущей способности должны быть армированы дополнительной продольной или поперечной (см. ниже) трещин не превышает допускаемых нормативными документами величин. Полностью равновесные диаграммы деформирования двухслойных элементов с поперечным армированием серий 7-10 приведены на рисунках 2 и 3, а параметры механики разрушения для них в таблице 2. Как показывает анализ, поперечное армирование, даже в зоне чистого изгиба, несколько увеличивает максимальную несущую способность образцов серий 7,8 и 10 по сравнению с сериями 3,4,6, обеспечивая совместную работу слоев бетона вплоть до полного исчерпания несущей способности элемента на нисходящей ветви диаграммы деформирования и предохраняя от образования контактной сдвиговой макротрещины, приводящей к отслаиванию тяжелого бетона верхнего слоя. Кроме того, поперечное армирование в элементах всех серий, включая 9, приводит к увеличению количества энергии, необходимой для разрушения элемента, что хорошо видно на рис. 2 и 3 по вытянутым в длину IV зонам диаграмм деформирования. В элементах серии 9 максимальная несущая способность осталась на уровне двухслойных элементов серии 5, а сдвиговые трещины образовывались и развивались в верхнем слое. Исходя из результатов исследований можно констатировать, что для рационального проектирования двухслойных изгибаемых железобетонных элементов при любых прочностных и деформативных свойствах слоев при невыполнении условия (7) необходимо выполнить конструктивное поперечное армирование для перехвата контактных сдвиговых трещин, либо рассчитать необходимое количество поперечной арматуры, обеспечивающее

которые способны длительное время, достаточное для эвакуации людей, оборудования, воспринимать послеаварийные нагрузки.

Поперечное армирование препятствует образованию сдвиговых трещин, сопротивляемость контактной зоны разрушению по механизму поперечного сдвига увеличивается за счет сдерживающего влияния поперечного армирования на развитие сдвиговых и в том числе контактных трещин на величину К*г , достигая значения

К11„ = К11. + Кх1. ■ гае К'г - критический коэффициент интенсивности напряжений, характеризующий влияние поперечного армирования на поле напряжения в вершине трещины. Поперечная арматура обеспечивает единство работы двух слоев бетонов практически до полного исчерпания несущей способности, а параметры трещин, развивающихся по контакту тяжелого и легкого бетонов, а также в слое тяжелого бетона, достигают своих критических значений. При этом величина Мтах двухслойных элементов остается на уровне эталонных однослойных. Анализ процесса разрушения, параметров трещин и деформирования двухслойных элементов с поперечным армирование показывает, что трещины поперечного сдвига образуются при нагрузке м£гс = (0, 85-0, 9) Мтах ,то есть поперечное армирование оттягивает момент образования сдвиговых трещин, значительно повышая трещиностойкость двухслойного элемента к образованию контактных межслойных трещин. Трещины нормального отрыва развиваются так же, как и в однослойных элементах, причем использование легкого бетона высокой прочности, трещиностойюэсти с достаточно большим значением Еь привело к тому, что раскрытие отрывных трещин не превышает допускаемых нормативными документами величин.

Полностью равновесные диаграммы деформирования двухслойных элементов с поперечным армированием серий 7-10 приведены на рисунках 2 и 3, а параметры механики разрушения для них в таблице 2. Как показывает анализ, поперечное армирование, даже в зоне чистого изгиба, несколько увеличивает максимальную несущую способность образцов серий 7, 8 и 10 по сравнению с сериями 3, 4, 6, обеспечивая совместную работу слоев бетона вплоть до полного исчерпания несущей способности элемента на нисходящей ветви диаграммы деформирования и предохраняя от образования контактной сдвиговой макротрещины, приводящей к отслаиванию тяжелого бетона верхнего слоя. Кроме того, поперечное армирование в элементах всех серий, включая 9, приводит к увеличению количества энергии, нео-юходимой для разрушения элемента, что хорошо видно на рис. 2 и 3 по вытянутым в длину IV зонам диаграмм деформирования. В элементах серии 9 максимальная несущая способность осталась на уровне двухслойных элементов серии 5, а сдвиговые трещеиы образовались и развивались в верхнем слое. Исходя из результатов исследований можно констатировать, что для рационального проектирования двухслойных изгибаемых железобетонных элементов при любых прочностных и дефор-матшшых свойствах слоев при невыполнени условия (7) необходимо выполнить конструктивное поперечное армирование для перехвата контактных сдвиговых трещин, либо рассчитать необходимое количество поперечной арматуры, обеспечивающее раскрытие таких трещин на заранее заданную величину или предотвращающее их образование.

Таблица 2

Результаты испытаний двухслойных элементов

Поперечное армирование N серии Mv сгс кН-м М шах кН-м Прогибы, мм Энергия разрушения, Н/м Длина трещины нормального отрыва, мм

II стадия III стадия М-М пах IV стадия и стадия III стадия М-М шах IV стадия II стадия III стадия М-М шах IV стадия

нет 1 0, 45 1, 96 0,53 7,8 13,3 24,21 63,64 1354 2858 4183 33 70 78 81

2 0, 63 3, 28 0,51 3,7 5,2 18,1 105,5 1420 2655 3308 28 57 68 74

3 0,27 1,71 0,40 6,30 11,10 20,05 39,2 1110 2452 3700 36 45 70 72

4 0, 45 2,63 0,37 2,20 5,65 16,10 62,2 1005 2173 2995 27 35 60 65

S 0,27 2,10 0,65 10,33 11, 60 24,37 62,5 1427 2952 4133 23 49 79 80,5

6 0, 33 2,77 0,37 2,90 6,13 15,90 60,7 989 2184 2897 21 30 66 67

7 0,27 2,03 0,50 9,25 11,30 24,52 64,2 1397 3110 5010 28 52 77 79

8 0,54 3,27 0,54 3,10 4,12 21,37 63,2 1495 2472 5364 21 54 71 72

9 0,27 2,13 0,57 9,17 10,03 24,12 62,0 1311 2872 5716 22 44 73 79

10 0, 54 3,24 0,39 2,25 6,37 23,90 68,0 1472 2796 5482 21 32 70 71

Продолжение таблицы 2

Поперечное армирование N Серии Ширина раскрытия трещины нормального отрыва, мм Длина трещины поперечного сдвига, мм Ширина раскрытия трещины поперечного сдвига, мы Момент образования трещины поперечного сдвига Mh ,кН•м сгс на III стадии, МПа ■ mi/j

II стадия Iii стадия м-м шах IV стадия III стадия М-М гпах IV стадия Iii стадия М«М тах IV стадия

нет . X 0,033 0, 857 1,442 2, 018 55 210 238 0, 77 2,29 4,9 1, 64 9,56

2 0, 010 0,347 0, 683 0, 923 40 63 201 0, 58 0,79 4, 08 1,93 10, 78

3 0,050 0,150 1, 025 1, 925 87 235 = 700 0, 40 2,45 7,20 0, 585 8,20

4 0, 050 0, 135 0,700 1,183 95 = 500 е 700 0, 33 4,17 6, 90 0, 990 9, 95

5 0,100 0, 48В 1,275 2, 075 39 112 211 0, 37 2,10 4,13 1,573 10, 17

6 0,050 0,353 0,713 1,274 73 237 = 500 0,27 3, 90 5,65 0, 990 10,13

есть 7 0, 050 0, 437 0,417 2,200 21 54 97 0,04 0,95 1,83 1,726 10, 87

8 0,025 0, 874 1, 004 1,126 21 44 136 0, 04 0, 87 1,76 2,780 11,07

9 0,050 0, 471 1,170 1, 964 10 31 110 0, 02 0,12 1,26 1,874 10, 90

10 0, 037 0, 372 0, 810 1, 236 21 43 127 0,05 0, 93 1.47 2, 836 11,26

М, кНм I

Г, мм

I---Г" "I Г" Т "Т—I— - —г "Г ----Г"Т"1 •

и 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Рис. 2. Полностью равновесные диаграммы деформирования двухслойных элементов с одиночным продольным армированием (т. 4.14}

Рис. 3. Полностью равновесные диаграммы деформирования двухслойных элементов с двойным продольным армированием (т. 4.15)

раскрытие таких трещин на заранее заданную величину или предотвращающее их образование.

Рассмотрим полностью равновесную диаграмму деформирования на рис. 4. Энергия , необходимая для полного разрушения элемента, расходуется на различных стадиях его работы под нагрузкой на продвижение и раскрытие (в гораздо меньшей степени) трещин нормального отрыва и (или) поперечного сдвига. До III стадии вся энергия расходуется на разрушение сечения нормальным отрывом и диссипирует в виде тепла. Далее на 3-й стадии после образования трещин поперечного сдвига либо на контакте тяжелого и легкого бетонов (Мь < Мь однослойного элемента), либо в бетоне верхнего слоя

сгс сгс

(М^гс = М^гс однослойного элемента) часть энергии начинается расходоваться на деформирование структуры бетона в сжатой зоне, на образование и развитие трещин поперечного сдвига, а оставшаяся часть - на медленный докритический рост трещин нормального отрыва до максимальных размеров. После того, как прекращается процесс прироста поступающей энергии в вершины трещины отрыва при текущем значении М = Мтах , запас энергии расходуется только на разрушение поперечным сдвигом. Тогда:

(9)

где Се5С - доля энергии, расходуемая на разрушение отрывом (площадь незаштрихованной части полностью равновесной диаграммы деформирования на рис. 4), Ссиз - доля энергии, расходуемая на разрушение сдвигом (площадь заштрихованной в одном направлении части диаграммы деформирования).

Поперечное армирование, сдерживая развитие сдвиговых трещин, тем самым увеличивает требуемое для разрушения количество энергии на величину Сы, которая определяется по формуле механики разрушения в зависимости от физико-механических свойств бетона и арматуры, ее количества и параметров трещин сдвига. Тогда:

+ (10)

а диаграмма деформирования наполняется, увеличиваясь на величину См (площадь заштрихованной в двух направлениях части диаграммы деформирования). Увеличение энергоресурса конструкции исключает ее внезапное обрушение, обеспечивает сохранение несущей способности в послеаварийных ситуациях и предоставляет возможность понижения суммарного коэффициента запаса прочности при проектировании. .

Пятая глава посвящена методике расчета трещиностойкости, несущей способности, деформаций двухслойных изгибаемых железобетонных элементов, основанной на методах и константах механики разрушения.

Под трещиностойкостью двухслойных элементов будем понимать момент

образования трещин нормального отрыва М^гс и момент образования в сжатой части сечения трещин поперечного сдвига м£гс .

Величина М" определяется по формуле:

М, кНм

Рис. 4. Доля затрат энергии на разрушение нормальным отрывом и поперечным сдвигом (т. 4.17)

Mv =

Kl

w

red

7t

3/2

bg

где W,

red

KI,d =

- момент сопротивления приведенного сечения, 1Ь& =1м; К^ + К^ ^ (индекс "ё " относится к характеристикам нижнего слоя бетона, "и" - верхнего); К® - значение величины К® в момент образования трещин нормального отрыва, определяемое по:

Г 0,93 1

К

8 А .

Ъл/ка

^ л/1 " Ф Ф - (a/h)2

- 0,93

(12)

где А3 - площадь растянутой арматуры; Ь, Ь и а - геометрические характеристики железобетонного элемента. Величина М

М

b(h - 1Ггс)

%

h

crc 3/2

Krd _

- II, ~

К

bd II,

+ Kjj при соблюдении (7) и Kjj = Kjj + К®

(13)

при

hu < X (при отсутствии поперечного армирования KjX = 0).

Максимальная несущая способность нормальных сечений Мтах двухслойных железобетонных элементов определяется в момент восприятия ими максимальной внешней нагрузки. Эта стадия работы двухслойного элемента характеризуется началом процесса исчерпания несущей способности, длительность которого во времени обусловлена свойствами бетонов, арматуры, ее количеством, конструктивным решением, - элемент еще может в дальнейшем сопротивляться меньшему по величине внешнему воздействию. Поэтому данную стадию можно охарактеризовать как предельное состояние двухслойного элемента по максимальной нагрузке или предельное состояние III. При невыполнении (7) трещина сдвига развивается по контакту тяжелого и легкого бетонов, тогда имеем предельное состояние III-1 (рис. 5). На этом этапе работы под нагрузкой внешнему моменту сопротивляется разделенная на две части контактной трещиной сжатая зона бетона, растянутый бетон над трещиной нормального отрыва и арматура. Тогда М^ нормального сечения двухслойного изгибаемого железобетонного элемента с двойной ненапрягаемой арматурой на стадии III-1 определяется с использованием двух условий равновесия, в которые входят фактические силовые и геометрические характеристики трещин нормального отрыва и поперечного сдвига:

к.

. yi

bh,

КЦ{п

V2

h.f(X) - 1) (х - О1)

(х - h) • f(X)

К ^ 7t ъ>г

"ч/ПГ

•b(x

h,l =

b(h -

- X> +

2K:

.3/2

2 ,/1

Ь, - (2Ъ0

2а" )

с г с }

■ Ья

2к ?! (т

Ь,ЦХ) - 1) (х - а') (Ъ0 - а')

(х - Ьи) • £ (Л.)

• и.

■ '/2

Ье1 . VI

Ь(х - Ьи - асьгс)(ь„ - Х(2х ~ ~ ~

2 Л

ь(ь - 1;

- х) (1с\с + Ь - а - х) = М,

Г/5;

где = д/з/(Я,1^гс) • (1,1 ЗХ, + 0,3)/Ь; с1 - диаметр растянутой арматуры; Х, = 1^с/Ь; К" - критический коэффициент интенсивности напряжений арматурной стали, остальные параметры - на рис.5, величины

К**, К^ , К ^ „К£ определяются по (1)-(3). При Ьи > X трещина сдвига развивается в бетоне верхнего слоя, это предельное состояние Ш-2. Дальнейшая работа двухслойных элементов проходит на нисходящей ветви полностью равновесной диаграммы деформирования в режиме понижения несущей способности, однако сопротивляемость их внешнему силовому воздействию еще не исчерпана. На этой стадии в зависимости от наличия поперечного армирования возможны два основных варианта развития возможны два основных варианта

-Ьи

-ьа

(Х- ^

Рис. 5. Нормальное сечение двухслойного изгибаемого железобетонного элемента на стадии 111-1.

+

1с?с/2

Ц(Мтох)

Рис. б. Нормальное сечение двухслойного изгибаемого железобетонного элемента на стадии 1X^-2.

развития макродефектов в сжатой части сечения: 1) если поперечного армирования нет, тогда трещина поперечного сдвига первого уровня, развивающаяся либо по зоне контакта двух слоев бетона, либо в верхнем слое, достигает своей критической длины и отслаивает от сжатой части сечения пласт бетона (весь слой Ьц), уменьшая несущую способность элемента, а в другом объеме сжатой зоны, где напряжения формируют зону предразрушения и старта

новой трещины, а текущее значение Кп становится равным , возникает новая сдвиговая трещина (вариант IV,); 2) у элементов с поперечным армированием в сжатой части сечения образуется система трещин сдвига докритической длины (вариант 1У2), В зависимости от выполнения (7) для каждого из вариантов имеем стадии 1 или 2. На стадии (рис.6) контактная сдвиговая трещина отслаивает весь верхний слой бетона, однако силы трения между слоями и стесненные условия деформирования в торцах элемента не выключают из работы сжатую арматуру д , хотя и напряжения в ней, в отличие от растянутой, не достигают предельных значений. Внешнему разрушающему моменту Мг (или

Мтах) сопротивляется, наряду с арматурой, только бетон нижнего слоя, разделенный на части трещиной (трещинами) поперечного сдвига:

2 К«'-А, К*?-л3/1 тсг'2

К';" -тсу 2 2 К,' ■ А ....

2к" • а/ • к"2

V- (Ьо - а') + Ь(х, - Ьи - а£'гс) -

у Ьд у] -Ч

Ьд

кЬс1 ^3/2

•(Ь„ - 1/2 (х, - Ьи - а*'гс)) + Ь(х - х, - •

. „ , к^ • я3/2

■(ь0 - 1/3 (2х - X, - а^гс)) - г; •

"V Ьд

■Ь(Ь - х - 1*гс) (Ь - х - 2а + 1сугс = Мсг, (17)

/

где А " площадь сечения продольной сжатой арматуры, с1 - ее диаметр. На стадии 1У,-2 сдвиговая трещина отсекает часть верхнего слоя от двухслойного элемента, а в оставшейся сжатой части сечения стартует новая сдвиговая трещина. На стадии 1У2-1 магистральная контактная сдвиговая трещина не достигает критических размеров ввиду сдерживающего влияния на развитие этой трещины первого уровня поперечного армирования. Возникает новая трещина сдвига в месте, где уровень касательных напряжений максимален. Расчетная схема предполагает одновременное исчерпание сопротивляемости внешнему моменту М( как бетонов обеих слоев, так и сжатой и растянутой арматур. На стадии 1У2-2 (рис. 7) система трещин поперечного сдвига образуется в верхнем слое бетона, а затем происходит их медленный докритический рост. Параметры отрывных и сдвиговых трещин определяется с учетом значений

Ксг ь^Ы! т/-Ьи -ггЫ т/-Ьи „ _ „ _

„с, 14.^ , л, , и XV,, . Прогиб двухслойных изгибаемых элементов

связан с раскрытием трещин нормального отрыва и поперечного сдвига, причем доля влияния каждой из этих трещин в общей величине Г неодинакова на различных стадиях работы элемента под нагрузкой:

г = ^ + 4 (18)

где - доля полного прогиба двухслойного элемента, вызванная образованием и развитием трещин нормального отрыва; ^ - доля полного прогиба двухслойного элемента, вызванная образованием и развитием, в том числе и по

. м

Рис. 1. Нормальное сечение двухслойного изгибаемого железобетонного элемента на стадии 1У2-2.

контакту двух слоев бетонов, трещин поперечного сдвига. На II стадии работы

двухслойного элемента под нагрузкой f на III стадии доля каждой из двух

типов трещин одинакова, а на IV стадии сдвиговая трещина доминирует во влиянии на { раскрытие трещин поперечного сдвига. Подбора количества поперечного армирования осуществляется из условия недопущения образования сдвиговых трещин или ограничения их линейных размеров некоторыми заранее заданными (предельно допустимыми для данной конструкции) величинами. Решив задачу для трещины, развивающейся на средней линии полосы, когда усилия приложены к берегам трещины, и введя поправку на эксцентричность расположения трещины и ширину двухслойного элемента, получим:

=—;-т=—---—(1,13Л, + 0,3) П9)

* к;-* -М-кг(0,5-^иУ т

где К^'™ - критический коэффициент интенсивности напряжений стали

поперечной арматуры; - диаметр стержней поперечного армирования;

или х,/Ь.

При выполнении условия

А, > Ас; (20)

магистральные сдвиговые трещины, в том числе контактные, в двухслойных элементах не образуются, что обеспечивает совместность работы обоих слоев бетона до полной потери двухслойным элементом своей несущей способности.

Общие выводы

1. Проведен шестифакторный регрессионный анализ основных характеристик трещиностойкости бетона на пористых заполнителях при нормальном отрыве и поперечном сдвиге. Выявлены основные значимые факторы, влияющие на трещиностойкость легких бетонов, получены расчетные зависимости для определения параметров трещиностойкости, позволяющее прогнозировать свойства бетонов или подбирать их состав по заранее заданным характеристикам трещиностойкости, прочности и деформативности. Доказано различие в природе образования и развития отрывных и сдвиговых трещин в легких бетонах.

2. Разработана методика определения параметров трещиностойкости поверхности контакта двух бетонов при нормальном отрыве и поперечном сдвиге.

3. Проведен полный факторный эксперимент по определению влияния прочности и трещиностойкости двух бетонов на характеристики трещиностойкости поверхности их контакта, получены расчетные зависимости для их определения,

Ксг ъгог

± , ! и К11 по параметрам смежных

бетонов.

4. Впервые в экспериментальной практике исследовано напряженно-деформированное состояние двухслойных изгибаемых железобетонных элементов с нижним слоем из легкого бетона по равновесной схеме. Получены данные по развитию в них трещин нормального отрыва и поперечного сдвига при различных армировании и высоте верхнего слоя из тяжелого бетона, выявлено влияние этих факторов на кинетику и динамику развития трещин, несущую способность, трещиностойкость и деформации двухслойных элементов, совместность работы двух слоев бетонов. Доказана необходимость планирования высоты верхнего слоя для обеспечения максимальной несущей способности двухслойного элемента на уровне однослойного из тяжелого бетона.

5. Проведено сопоставление трещиностойкости, несущей способности, деформативности и динамики развития трещин в однослойных образцах из тяжелого бетона и в двухслойных элемента с нижним слоем из легкого бетона. Установлено, что при развитии сдвиговых макротрещин по контакту двух слоев бетонов происходит уменьшение максимальной несущей способности двухслойных элементов на 20-30% и увеличение деформаций - в основном за счет раскрытия контактных трещин, - на 15-25%.

6. Установлено влияние поперечного армирования на динамику развития сдвиговых трещин в двухслойных элементах. Выявлено, что поперечное армирование сдерживает развитие трещин, препятствует нарушению совместной работы слоев бетонов, тем самым повышая максимальную несущую способность и изменяя деформативные свойства двухслойных элементов.. Разработан метод расчета площади сечения поперечной арматуры из условия недопущения образования магистральных трещин поперечного сдвига критической длины н обеспечения совместной работы двух слоев бетонов.

7. Разработан новый метод расчета трещнностойкости, несущей способности, параметров трещин и деформаций двухслойных элементов, основанный на единых предпосылках и моделях, на применении силовых и деформационных параметров, характеризующих фактическую работу двухслойных железобетонных элементов с трещинами, введены новые понятия предельных состояний для двухслойных элементов.

8. Разработаны способы увеличения энергоресурса двухслойных элементов за счет перехвата сдвиговых контактных трещин на траекториях их развития, что исключает возможность внезапного обрушения двухслойных элементов и обеспечивает их безопасную эксплуатацию даже за уровнем максимальной несущей способности в послеаварийных ситуациях.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Попов Л.Н., Нестеренко A.B., Харламов С.Л. Заполнитель для бетонов из отходов горно-обогатительных комбинатов //ЦНИИТИЭМС Госснаба СССР. Серия 1, вып.4. Экономия и рациональное использование сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. - М., 1987г. - с.14-15.

2. Харламов С. Многофакторных анализ трещнностойкости легкого бетона. - Бетон и железобетон. - 1997, №6.

3. ПавловаГВ., Доркин В.В.,ПирадовК.А., Харламов С.Л. «Многофакгорный анализ трещнностойкости тяжелых бетонов». Сб. «Проблемы аксиоматики в гидрогазодинамике», вып. 5, М., 1997

4. Доркин В.В., Павлова Г.В., Пирадов К. А., Абдуллаев К.У., Харламов С.Л. «Методы механики разрушения в расчетах двухслойных изгибаемых железобетонных элементов», Сб. «Проблемы аксиоматики в гидрогазодннамике», вып. 5, М., 1997г.

5. Харламов С.Л., Зайцев Ю.В., Гузеев Е.А., Пирадов К.А. Расчет несущей способности железобетонных элементов с нижним слоем из легкого бетона. -Бетон и железобетон. - 1998, №3.

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и цель проводимых исследований

1.1. Слойные железобетонные конструкции, их виды и способы расчета

1.2. Обзор исследований по механике разрушения бетона

1.3. Задачи исследования

Глава 2. Трещиностойкости легкого бетона

2.1. Исходные исследования /

2.2. Планирование эксперимента /

2.2.1. Выбор параметров оптимизации

2.2.2. Выбор факторов варьирования

2.2.3. Построение матрицы планирования

2.2.4. Выбор интервалов варьирования

2.3. Проведение эксперимента

2.3.1. Характеристики свойств примененных материалов и изготовление опытных образцов

2.3.2. Методика определения характеристик трещиностойкости и Kjf

2.3.3. Методика определения физико-механических и деформативных характеристик бетонов

2.4. Результаты факторного анализа трещиностойкости легкого бетона

2.4.1. Результаты эксперимента

2.4.2. Коэффициенты регрессии их значимость и степень влияния факторов варьирования на параметры оптимизации

2.4.3. Итоговые зависимости

2.5. Выводы по главе

Глава 3. Исследование трещиностойкости контактной зоны между двумя бетонами

3.1. Общие положения

3.2. Экспериментальные исследования трещиностойкости контактной зоны

3.2.1. Планирование эксперимента

3.2.2. Характеристики свойств примененных материалов, результаты испытаний бетонов

3.2.3. Методика определения параметров трещиностойкости контактной зоны двух бетонов - К\? и Щ]с

3.2.4. Результаты определения величин К? и Kcfl и построение уравнений регрессии

3.3. Некоторые теоретические зависимости

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Методика и результаты испытаний двух-и однослойных железобетонных элементов

4.1. Вводные замечания

4. 2. Методика эксперимента

4.2.1. Методика исследований однослойных и двухслойных элементов

4.2.2. Методика испытания бетонных образцов 50 4.2.3 Состав бетонов и изготовление опытных образцов

4.3. Результаты экспериментальных исследований

4.3.1. Бетоны и арматура

4.3.2. Результаты испытаний и анализ напряженно-деформированного состояния однослойных элементов

4.3.3. Результаты испытаний и анализ напряженно-деформированного состояния двухслойных элементов

4.4. Способы увеличения энергетического ресурса двухслойных элементов

4.5 Выводы по главе

Глава 5. Методика расчета трещиностойкости, несущей способности, деформаций двухслойных изгибаемых железобетонных элементов на основе механики разрушения

5.1. Общие положения

5.2. Расчет трещиностойкости двухслойных элементов

5.3. Расчет несущей способности

5.4. Расчет параметров трещин нормального отрыва и поперечного сдвига

5.4.1. Определение длины трещин

5.4.2. Расчет по раскрытию трещин

5.5. Расчет по деформациям

5.5.1. Расстояние между трещинами

5.5.2. Расчет прогибов двухслойных элементов

5.6. Некоторые практические приложения

5.7. Сопоставление результатов расчета с опытными данными

5.8. Выводы по главе

Глава 6. Практические приложения полученных результатов при проектировании и строительстве Спас-Преображенского храма в г. Губкин

Главными задачами ускорения научно-технического прогресса в области строительства является всемерное снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства зданий и сооружений при высоких характеристиках их прочности, трещиностойкости и долговечности, внедрение в строительную практику прогрессивных облегченных конструкций. Широкие возможности для создания таких конструкций открываются в связи с использованием наряду с высокопрочными тяжелыми бетонами легких бетонов, которые могут нести в железобетонных элементах различную функциональную нагрузку. В свете этого комбинированные слойные железобетонные элементы перспективны и прогрессивны, причем слой из тяжелого бетона обеспечивает высокую несущую способность слойных конструкций, а слой легкого, увеличивая плечо внутренней пары сил, имеет теплоизолирующее и звукоизоляционное назначение. Строительной и исследовательской практикой выявлены существенные специфические особенности работы слойных элементов под нагрузкой, которые исследованы недостаточно как теоретически, так и экспериментально. Это явилось причиной ряда ограничений, регламентируемых действующими нормативными документами и сдерживающих широкое комплексное применение двух-и трехслойных конструкций на основе легких бетонов.

Решение указанных проблем связано с дальнейшим совершенствованием теории сопротивления бетона и железобетона на базе разработки новых концепций в теоретических и экспериментальных исследованиях, применения современных эффективных методов оценки поведения железобетонных конструкций под нагрузкой. Эффективность этих мер связана в первую очередь с правильным учетом реальных физических закономерностей, обусловленных структурно-технологическими факторами, нелинейностью и неупругостыо деформирования материалов, образование и развитием трещин, как в бетонах обоих слоев, так и на поверхности их контакта, видом и характером напряженного состояния, совместной работой бетона и арматуры. Качественное изменение напряженно-деформированного состояния наступает после образования трещин в сжатой части сечения слойных изгибаемых элементов. Вообще, наиболее значительной областью использования двухслойных элементов из железобетона является применение его в изгибаемых элементах междуэтажных перекрытий; большая экономия в массе, в расходах на транспортировку и монтаж делает применение слойных конструкций с ненесущим слоем (слоями), из легкого бетона экономически эффективными и обоснованными. Именно образование магистральных трещин критической длины в указанных элементах может привести к значительным изменениям в их работе под нагрузкой по сравнению с однослойными конструкциями. Поэтому важной задачей является выявление закономерностей деформирования и исчерпания несущей способности слойных элементов с учетом кинетики развития отрывных и сдвиговых трещин в зависимости от армирования и высоты верхнего прочного несущего слоя. Состояние предельного равновесия и кинетика процесса разрушения изгибаемых элементов, получивших повреждения при их эксплуатации, а также имеющих инициирующие разрушение дефекты на границе двух бетонов - легкого и тяжелого, - наиболее полно могут быть представлены посредством механики деформированного твердого тела и определены методами механики разрушения, где разрушение бетона и железобетона рассматривается на энергетическом уровне как процесс зарождения, накопления и развития дефектов структуры, их объединение в микротрещины, роста их до предельных (критических) размеров и разрушения.

Цель диссертационной работы - изучить работу и процесс разрушения двухслойных изгибаемых железобетонных элементов под нагрузкой на всех стадиях их деформирования, выявить влияние трещин на напряженно-деформированное состояние. Разработать метод расчета трещиностойкости, несущей способности и деформативности двухслойных элементов с применением инвариантных характеристик механики разрушения, базирующийся на отображении физических процессов, происходящих в структурах арматуры, бетонов и на поверхности их контакта и приводящих к полному исчерпанию несущей способности элементов.

Автор защищает:

- результаты экспериментально-теоретических исследований трещиностойкости легких бетонов и ее зависимости от составов бетонов и свойств их компонентов;

- результаты экспериментально-теоретических исследований трещиностойкости контакта двух бетонов;

- результаты экспериментальных исследований трещиностойкости, несущей способности и деформативности двухслойных элементов с различным армированием и высотой верхнего несущего слоя;

- опытные данные по параметрам и критическим величинам трещин нормального отрыва и поперечного сдвига в двухслойных элементах, в том числе и на поверхности контакта двух бетонов;

- модели разрушения двухслойных элементов, основанные на наличии двух типов трещин и двух различных механизмах их развития;

- методику расчета трещиностойкости, несущей способности и деформаций двухслойных элементов, основанную на методах и константах механики разрушения;

- предложения по увеличению энергоресурса двухслойных конструкций.

Научную новизну работы составляют:

- исследования трещиностойкости легких бетонов в зависимости от их составов и свойств компонентов;

- исследование трещиностойкости поверхности контакта двух бетонов; , - данные экспериментальных равновесных исследований трещиностойкости, несущей способности, деформаций двухслойных изгибаемых железобетонных элементов;

- единообразный расчет несущей способности, трещииостойкости и деформаций двухслойных конструкций с использованием инвариантных силовых и энергетических характеристик;

- предложения по увеличению энергоресурса двухслойных элементов без увеличения поперечного сечения и продольного армирования.

Практическое значение и реализация работы:

Разработана методика расчета, при помощи которой возможно оценить реальную несущую способность двухслойных элементов, определить остаточный ресурс работы конструкций, прогнозировать возможности дальнейшей безопасной эксплуатации существующих конструкций. А так же рационально проектировать двухслойные элементы без потери их несущей способности по сравнению с равноармированными однослойными элементами. Результаты, полученные в работе, использованы при проектировании и изготовлении двухслойных железобетонных плит сводов Спас-Преображенского храма в городе Губкин.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: кафедре "Строительные конструкции" МГОУ (1994г.), кафедре "Строительное производство" филиала МГОУ в г.Губкин (1996г.) и в лаборатории №27 НИИЖБ (1997г.).

Основное содержание диссертации отображено в 5 опубликованных статьях.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения.

Общие выводы по работе

1. Проведен шестифакторный регрессионный анализ основных характеристик трещиностойкости бетона на пористых заполнителях при нормальном отрыве и поперечном сдвиге. Выявлены основные значимые факторы, влияющие на трещиностойкость легких бетонов, получены расчетные зависимости для определения параметров трещиностойкости, позволяющее прогнозировать свойства бетонов или подбирать их состав по заранее заданным характеристикам трещиностойкости, прочности и деформативности. Доказано различие в природе образования и развития отрывных и сдвиговых трещин в легких бетонах.

2 Разработана методика определения параметров трещиностойкости поверхности контакта двух бетонов при нормальном отрыве и поперечном сдвиге.

3 Проведен полный факторный эксперимент по определению влияния прочности и трещиностойкости двух бетонов на характеристики трещиностойкости поверхности их контакта, получены расчетные зависимости для их определения, позволяющие прогнозировать величины и по параметрам смежных бетонов

4 Впервые в экспериментальной практике исследовано напряженно-деформированное состояние двухслойных изгибаемых железобетонных элементов с нижним слоем из легкого бетона по равновесной схеме. Получены данные по развитию в них трещин нормального отрыва и поперечного сдвига при различных армировании и высоте верхнего слоя из тяжелого бетона, выявлено влияние этих факторов на кинетику и динамику развития трещин, несущую способность, трещиностойкость и деформации двухслойных элементов, совместность работы двух слоев бетонов. Доказана необходимость планирования высоты верхнего слоя для обеспечения максимальной несущей способности двухслойного элемента на уровне однослойного из тяжелого бетона.

5. Проведено сопоставление трещиностойкости, несущей способности, деформативности и динамики развития трещин в однослойных образцах из тяжелого бетона и в двухслойных элемента с нижним слоем из легкого бетона. Установлено, что при развитии сдвиговых макротрещин по контакту двух слоев бетонов происходит уменьшение максимальной несущей способности двухслойных элементов на 20-30% и увеличение деформаций - в основном за счет раскрытия контактных трещин, - на

15-25%.

6. Установлено влияние поперечного армирования на динамику развития сдвиговых трещин в двухслойных элементах. Выявлено, что поперечное армирование сдерживает развитие трещин, препятствует нарушению совместной работы слоев бетонов, тем самым повышая максимальную несущую способность и изменяя деформативные свойства двухслойных элементов. Разработан метод расчета площади сечения поперечной арматуры из условия недопущения образования магистральных трещин поперечного сдвига критической длины и обеспечения совместной работы двух слоев бетонов.

7. Разработан новый метод расчета трещиностойкости, несущей способности, параметров трещин и деформаций двухслойных элементов, основанный на единых предпосылках и моделях, на применении силовых и деформационных параметров, характеризующих фактическую работу двухслойных железобетонных элементов с трещинами, введены новые понятия предельных состояний для двухслойных элементов.

8. Разработаны способы ^увеличения энергоресурса двухслойных \У элементов за счет перехвата сдвиговых контактных трещин на траекториях их развития, что исключает возможность внезапного обрушения двухслойных элементов и обеспечивает их безопасную эксплуатацию даже за уровнем максимальной несущей способности в послеаварийных ситуациях.

9. Разработаны предложения по конструированию и проектированию двухслойных железобетонных изгибаемых элементов.

1. Лопатто А.Э., Лысенко Е.В. Керамзитобетонные комплексные плиты, формируемые расслоением. //Тезисы докладов 1.I Всесоюзной конференции по легким бетонам. - М., Стройиздат, 1985г. с. 60-61

2. Рудько А.С. Комплексные плиты покрытий производственных зданий с утеплителем из керамзитобетона. //Тезисы докладов III Всесоюзной конференции по легким бетонам. М., Стройздат, 1985г. -с.64.

3. Жодзишинский И.Л., Золотухин В.Г. Прогибы армопенобетонных плит и способы их уменьшения. //Исследование сборных и сборномонолитных конструкций из легких и ячеистых бетонов М., НИИЖБ, 1960 - с. 81-105.

4. Корнев Н.А., Акбаров А.А. Исследование двухслойных легкобетонных панелей для совмещенных чердачных покрытий. // Железобетонные конструкции жилых и гражданских зданий. М., НИИЖБ, 1961 с. 28-37.

5. Теслер П.А., Милейковская К.М. Вентилируемые совмещенные крыши из ячеистобетонных панелей. //Железобетонные конструкции жилых и гражданских зданий. М., НИИЖБ, 1961 с. 21-27.

6. Передериенко И.Д. Экспериментальное исследование трехслойных шлакожелезобетонных изгибаемых элементов с обычным армированием; Автореферат дис. канд.техн.наук. Львов. 1959. - с. 30.

7. Майоров В.И. Экспериментальные исследования несущей способности трехслойных железобетонных панелей с легким заполнителем: Автореф. дис. канд.техн.наук. Л., 1967г. - с.24.

8. Малинина Л.М., Роггц Э.Г., Шевченко В.А. Трехслойные панели перекрытий. //Архитектура и строительство Москвы. 1954г., № 1 -с. 10-19.

9. Мазалов А.Н., Кричевская Е.И., Чаплицкая В.А. Железобетонные крыши многоэтажных жилых зданий. //Обзорная информация ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. Вып. 8. М., 1982. - с. 64.

10. Рекомендации по определению рациональных областей применения конструкций из легких бетонов. М., НИИЖБ, 1986. - с. 39.

11. Стронгин Н.С., Баулин Д.К. Легкобетонные конструкции крупнопанельных жилых домов. М., Стройиздат, 1984 - с. 184.

12. Баршак И.С. Трехслойные панели безрулонной с защитным слоем из конструктивного керамзитобетона. //Тезисы докладов III Всесоюзной конференции по легким бетонам. М., Стройиздат, 1985. - с. 130.

13. Кудрявцев А.А., Беленький Ю.С. Плиты перекрытий со слоем из арболита. //Бетон и железобетон. 1982, № 10. - с. 18-17.

14. Dall D. Durisol Lightweight Precast Concrete / Paper trade. -1980, Vol.l30-23p.

15. Сунгатуллин Я.Г. Исследование совместной работы предварительно- напряженных железобетонных элементов с керамзитобетоном. // Исследование сборных и сборно-монолитрых конструкций из легких и ячеистых бетонов. М., НИИЖБ, 1960 - с. 43 71.

16. Ступий Н.Г. Результаты испытаний двухслойных предварительно-напряженных двухслойных балок. //Бетон и железобетон. 1958 №12.- с. 461-463.

17. Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита. СН549 82. //Госстрой СССР -М., Стройиздат, 1983 - с. 47.

18. Горенштейн Б.В К расчету многослойных железобетонных конструкций. //Строительная промышленность. 1958, №7 - с. 34-37.

19. Окалиндер A.M., Лишак В.И. Расчет прочности трехслойных плит перекрытий, опертых по трем сторонам. //Конструкции жилых полносборных зданий. М., ЦНИИЭП жилища, 1985 - с. 135-148.

20. Мешкаускас Ю.И. Расчет керамзитобетонных изгибаемых конструкций слоистого сечения. Бетон и железобетон. 1966, №5 - с. 41-44.

21. Морозов Н.В., Спивак Н.Я., Акбулатов Ш.Ф. Стеновые однослойные и многослойные панели для жилых домов. М, Стройиздат, 1964. - с. 100.

22. Король Е.А. Прочность, трещиностойкость и деформации изгибаемых трехслойных железобетонных элементов со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона: Дисс. канд. техн. наук. -М., 1989. с. 237.

23. Криворучко С.В. Прочность, деформативность и трещиностойкость слойных изгибаемых железобетонных элементов из золоперлитового коррозионного бетона. Дисс. канд. техн. наук. М., 1993 - с. 180.

24. СНиП 2 В. 1 - 62. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. - М., Стройиздат, 1962. - с. 100.

25. СНиП 2 В. 1 - 62 *. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. - М., Стройиздат, 1970. - с. 113.

26. Корнев Н.А., Кудрявцев А.А., Литвин И.С., Девятисильный Г.И. Керамзитобетонные стеновые панели длиной 12 м. //Промышленное строительство. 1964, №3 - с. 33-37.

27. Кудрявцев А.А. Керамзитобетонные стеновые панели длиной 12 м. для отапливаемых производственных зданий. //Промышленное строительство. 1963, №3. - с. 19-22.

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

29. Гуща Ю.П. Исследование ширины раскрытия нормальных трещин. //Прочность и жесткость железобетонных конструкций. М., НИИ ЖБ, 1971.-с. 72-94.

30. Петрова К.В. Ширина раскрытия трещин в элементах из легких бетонов на пористых заполнителях. //Бетон и железобетон. 1973, №12. - с. 22-24.

31. Милейковская К.М. Конструкции из ячеистых бетонов и их расчет. //Новое в проектировании железобетонных конструкций. М., МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 1974. - с. 12.

32. Ларичева И.Ю., Секанов К.Т. Трещиностойкость и деформативность изгибаемых железобетонных элементов с учетом формы поперечного сечения. //Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. М., НИИ ЖБ, - 1986. - с. 56-67.

33. Аубакиров Г.Т. Экспериментально-теоретические исследования влияния формы поперечного сечения на прочность, трещиностойкость и деформативность изгибаемых элементов. Дисс. канд техн. наук. М., 1977. - с. 169.

34. Вилков К.И. Жесткость и трещиностойкость железобетонных изгибаемых элементов таврового и двутаврового сечения. //Изв. вызов. Строительство и архитектура. 1960, №2. - с. 87 -99.

35. Griffith A.A. The Theory of Rupture 1 n: Proc: First Int. Congress for Appl. Mechanics Deelft., - 1024. - p. 55-65.

36. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами.- Киев: Наукова думка, 1968. с. 264.

37. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упругопластического разрушения. М., Наука, 1985. - с. 502.

38. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. М., Наука, 1989. - с. 220.

39. Каминский А.А. Хрупкое разрушение вблизи отверстий. Киев: Наукова думка, 1982. - с. 158.

40. Андрейкив А.Е. Пространственные задачи теории трещин. Киев: Наукова думка, 1982. - с. 348.

41. Саврук М.П. Двухмерные задачи упругости для тел с трещинами.- Киев: Наукова думка, 1981. с. 324.

42. Либовиц Г. под ред. Разрушение, Изд-во Мир, М., 1976 г, т. 3,4,2,7 (1) 794, 401, 764, 635 с.

43. Надаи И. Пластичность и разрушение твердых тел. т.2, Мир, М., 1969. 863 с.

44. Броек А. Основы механики разрушения. Высшая школа, М., 1980. 368 с.

45. Финке ль В.М. Физика разрушения. Рост трещин в твердых телах, Металлургия, М., 1970. 376 с.

46. День Сюэ-сень, Физическая механика. Мир, М., 1965. с. 544.

47. Разрушение твердых тел. Сб. докладов на Международном симпозиуме в Свомпскотте (США) в 1962 г., Металлургия, М., 1967. -499 с.

48. Механика разрушения. Разрушение материалов. Сб. докладов IV Международного конгресса по разрушению в Ватерлоо. Канада, июнь 1977г. Серия 17, Мир, М„ 1979. 240 с.

49. Качанов Л.М. Основы механики разрушения, Наука, М., 1974. -312 с.

50. Такео Екабори. Научные основы прочности и разрушения материалов, Наукова думка, Киев, 1978, 351 с.

51. Черепанов Г.П., Ершов Л.В. Механика разрушения, Машиностроение, М., 1977, 223 с.

52. Прикладные вопросы вязкости разрушения, сб. докладов на симпозиуме в Чикаго 21-26 июля 1964 г. США, Мир, М. 1968. 549 с.

53. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения, Наука, М., 1974. 640 с.

54. Механика разрушения. Разрушение конструкций, под ред. Ишлинского А., Черного Г.Г., выпуск 20, Мир, М., 1980. 256 с.

55. Мороз Л.С. Механика и физика деформации и разрушения материалов. Машиностроение, Ленинград, 1984, 224 с.

56. Атомный механизм разрушения, Материалы международной конференции по вопросам разрушения. Апрель 1959 г. в Свомпскотте (США), Изд-во по цветной и черной металлургии, М., 1963. 660 с.

57. Колмогоров В.П. Напряжения. Деформации. Разрушение, Металлургия, М., 1970. 231 с.59. Kaplan М.Р. Crach propagtion and the Fracture of Concrete. - Journ. of ACI, 1961, №11, vol. 58 - pp. 251-260.

58. Гвелесиани Л.О., Пирадов К.А. Многофакторный анализ трещиностойкости и прочности бетона. //Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. « Предсо-90 «. Спб., 1991. - с.279-282.

59. Нагорнов А.Г. Трещиностойкость бетонов в связи с их структурой: Автореф. дисс. канд.техн.наук.-Тбилиси, 1987. с.22.

60. Тахер М.А. Влияние макроструктуры на трещиностойкость конструкционного бетона с позиций механики разрушения: Автореф. дисс. канд.техн.наук. М., 1989. - с.17.

61. Шевченко В.И. Применение методов механики разрушения для оценки трещиностойкости и долговечности бетона. Вологоград, из-во Волг ПИ, 1988 - с. 110.

62. Чубриков В.М. Масштабный эффект при определении критериев трещиностойкости в механике разрушения бетонов. //Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988, №2. - с. 1-3.

63. Bazant Z.P. Mechanics of Distributed Craching ASME, 1984, vol.39 №5, p. 675-705.

64. Petersson P.-E. Crach Qrowth and Development of Fracture Zones in Plan Concrete Similar Materials. Lund Institute of Technology, Sweden, 1981 - p.174.

65. Wu K., Znang B. Fracture Energy of Lightweight Concrete Intern. Worhship of Fracture Toughness and Fracture Energy, Japan, 1988. p. 104 -110.

66. Зайцев Ю.В., Патрикеев А.Б., Сейланов Л.А. Механика разрушения строительных материалов, М., 1989, с.68.

67. Павлова Т.В., Доркин В.В., Пирадов К.А., Харламов С.Л. Многофакторный анализ трещиностойкости тяжелых бетонов. Сб. Проблемы аксиоматики в гидрогазодинамике, вып. 5, М., 1997, с. 48-55.

68. Виркус Х.М., Варес Э.Х. К методике определения характеристик трещиностойкости для бетона. //Исследования по строительству. Напряжения в бетоне. Испытание конструкций. Таллин, 1985, №11, -с. 141-151.

69. Гузеев Е.А., Сейланов Л.А., Шевченко В.И. Анализ разрушений бетона по полностью равновесным диаграммам деформирования. Бетон и железобетон, 1985, №10. с. 10-11.

70. Пирадов А.Б., Габуния Г.Ш. К методике определения критического коэффициента интенсивности напряжений бетона. //Известия вузов. Строительство и архитектура, 1989, №1 с. 9-11.

71. Hilleborg A. Results of Three Comparative Test Series for Determining the Fracture of Concrete. Materials and Structures, №107, 1985. -p. 407-413.

72. Reinhard H.W. Fracture Mechanics of an Elastic Materials Like Concrete. Heron, 1984, Vol 29, №2 - p. 90.

73. ГОСТ 29167-91 Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении. М., Изд-во стандартов, 1992. - с. 18.

74. RILEM Draft Recomendation 50 FMC « Determination of the Fracture Energy of Mortar and Concrete by means of Thzce - Point Bend Tests on Notched Beans. - 1985, Vol.18, 106. - p. 28.

75. RILEM Report 7 « Fracture Mechanics of Concrete.» London, 1989 / - p. 28.

76. RILEM Report 5 89 FMT. « Fracture Mechanics Test Methods for Concrete. - London. 1991. - p.30.

77. Леонович C.H., Лихачевский А.Я. Трещиностойкость тяжелого бетона. //Тезисы докладов XXVI международной конференции по бетону и железобетону. М., Стройиздат, 1992. - с. 110-111.

78. Лихачевский А.Я. Влияние технологических факторов на параметры трещиностойкости бетона по диаграммам деформирования:

79. Дисс. канд.техн.наук. Минск, 1993. - с. 170.

80. СЕВ FIP Model Code, 1990, Final Draft - СЕВ, Lausanne, 1991, № 203,204 and 205-p. 6.

81. Пирадов К.А., Гузеев E.A., Мамаев Т.Л., Абдуллаев К.У. Метод экспериментального определения критического коэффициента интенсивности напряжений бетона и железобетона при поперечном сдвиге. Бетон и железобетон, 1995, №5 с. 18-20.

82. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения. М., Стройиздат, 1982. - с. 196.

83. Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей, Высшая школа, М., 1991, с. 388.

84. Трапезников Л.П. Температурная трещиностойкость массивных бетонных сооружений. М., Энергоатомиздат, 1986. - с. 272.

85. Васильев П.И., Пересыпкин Е.Н. Напряженно-деформированное состояние железобетонной балки с трещинами. //Сборник трудов Л ПИ.- Л., 1979, вып. 363. с. 74-78.

86. Крамской В.П. Методы расчета напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов в стадии эксплуатации на основе блочной и упрощенной схем: Дисс. канд.техн.наук. Краснодар, 1987.- с. 196.

87. Пересыпкин Е.Н. Расчет стержневых железобетонных элементов.- М., Стройиздат, 1988. с. 168.

88. Мгеладзе Г. Г. Трещиностойкость нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов из легкого бетона с учетом различий его прочности и деформативных характеристик: Автореф. дисс. канд.техн.наук. Тбилиси, 1989. - с. 24.

89. Габуния Г.Ш. Концентрация напряжений в зоне отверстий бетонных и железобетонных элементов при однослойном и двухслойном сжатии: Дисс. канд.техн.наук. Тбилиси, 1989. - с. 216.

90. Пирадов А.Б., Габуния Г.Ш., Джакели Л.А. Расчет армирования зон бетонных сооружений, ослабленных отверстием. //Бетон и железобетон, 1989, №1. с. 31-32.

91. Пирадов К.А. Критический коэффициент интенсивности напряжений железобетона. //Бетон и железобетон. 1992, №12. с. 20 -22.

92. Пирадов К.А., Гузеев Е.А. Подход к оценке напряженнодеформированного состояния железобетонных элементов через параметры механики разрушения. //Бетон и железобетон. 1994, №5. - с. 17-22.

93. Пирадов К.А. Расчет железобетонных элементов на основе механики разрушения. Автореф. дисс. доктора техн.наук. М., 1985, -с. 41.

94. Доркин В.В., Пирадов К.А. Некоторые аспекты применения методов механики разрушения для расчета сложных конгломератных систем типа железобетон. Сб. Проблемы аксиоматики в гидрогазодинамике, вып. 2, М., 1996, с. 112-115.

95. Markeset G. Thesis to be Polished. //Univer-sity of Trondheim, 1993, Vol.4. p. 4 /

96. Markeset G. Size Effect on Stress Strain Relationship of Concrete in Compression. / Utilization of High Strength Concrete, Lillehammer, 1993. - p. 1146-1153.

97. Гурешидзе Г.Г. Повышение трещиностойкости стендовых панелей из легкого бетона на основе методов механики разрушения: Автореф. дисс. канд.техн.наук. Тбилиси, 1990. - с. 24.

98. Симонов М.З. Основы технологии легких бетонов. М., Стройиздат, 1973. - с. 264.

99. Пирадов К.А., Мамаев Т.Л., Абдуллаев К.У. Методика определения критического КИН бетона при поперечном сдвиге. // Сборник трудов НИИ ЖБ-М., 1993. с. 81 -84.

100. Грановский М.С. Основы планирования эксперимента. М., Изд-во МИС иС, 1968. с. 48.

101. Swamy R.M. Linear Elastic Fracture Mechanics Parameters of Concrete //Fracture Mechanics of Concrete, Amsterdam, Elsevier, 1983. - p. 441-461.

102. Lones D.L., Chisholm D.B. An Invistigation of the Edge Sliding Modes in Fracture mechanics //Eng. Aracture mechanics, 1979, 7, №2 -p. 261-270.

103. Симонов M.3., Матузов Т.Г. Метод определения прочности бетона на сжатие и на растяжение на бетонных призмах. //Известия АН Арм.ССР, 1958, том XI, №3. с. 17 -23.

104. Райе Си. Плоские задачи о трещинах, расположенных на границе раздела двух различных сред. //Труды Амер. об-ва инженеров механиков. Прикладная механика. 1965, 32 №2 - с. 186 -192.

105. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика, Наука, М., 1990, с. 43.

106. Доркин В.В., Пирадов К.А. Контактные трещины в разномодульных материалах. В сб. "Проблемы аксиоматики в гидрогазодинамике". Вып. 2, М., 1996 г., с. 110-112.

107. Пирадов К.А., Доркин В.В., Гузеев Е.А., Пирадова О.А., Казанцева О.Ю. Развитие трещин по зоне контакта разномодульных материалов, Известия ВУЗов, Строительство, N 5, 1996 г.

108. Тытюк А.Л. Долговечность железобетонных изгибаемых элементов в жидких и сульфатных средах: Автореф. дисс. канд.техн.наук. М., 1990. - с. 20.

109. Саврук М.П. Коэффициенты интенсивности напряжений в телах с трещинами. Киев: Наукова думка, 1988. - с. 620.

110. ГОСТ 12004 85. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. - М., Изд-во стандартов, 1985. - с. 24.

111. Яковенко Г.П. Нелинейный расчет армированных стержней и стержневых конструкций. Л., Изд-во ЛГУ, 1988. - с. 136.

112. Мулин Н.М. Стержневая арматура железобетонных конструкций. М., Стройиздат, 1974. - с. 232.

113. Асаад Р.Х. Разработка методов расчета статических неопределимых железобетонных балок с учетом нисходящей ветви деформирования: Автореф. дисс. канд.техн.наук. Ташкент, 1984. - с. 24.

114. Cinar A., Erdogan F. The Crack and Welding Problem for an Orthotropic Strip //Int. Y. Fracture. 1983, 23, №2. - p. 83 -102.

115. Залесов А.С., Кодыш Э.Н., Лемыш Л.Л., Никитин И.К. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформативности. Стройиздат, М., 1988.

116. Каплун А.Б. Метод расчета на прочность талостную долговечность по критериям механики разрушения элементов многослойных строительных конструкций/ / Диссертация на соискание степени доктора технических наук, М., 1990. 431 с.

117. Бутко A.M., Кулиев В.Д., Новичков, Преображенский И.А. Стохастическая термомеханика многослойных конструкций, Машиностроение, М., 1992. 269 с.

118. Nistani H., Chen D.U. Sthress Intensity Factor for a Semi Elliptie Surface Crack in a Shaft under Tension //Trans. Yap. Soc. Mech. Eng. -1984. A50, №453. - p. 300-321.

119. Ковчик С.E., Морозов Е.М. Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения. Киев: Наукова думка, 1988. - с. 436.

120. Дацышин А.П. О предельном равновесии полуплоскости с поверхностной трещиной. //Физ.-хим. механика материалов. 1969, №5 - 6. - с. 746 -748.

121. Wigglesworth L.A. Strees Distribution in a Notehed Plate // Mathematika. 1957 / - 4, №7 - p. 76-96.

122. Theocaris P.S., Gdoutos E.E. Strees Singularities in Cracred Composite Full-planes //Int. E. Fracture. 1977. - 13, №6. - p. 763-773.

123. Пирадов К.А. Ширина раскрытия нормальных трещин в изгибаемых железобетонных элементах. //Сб. трудов НИИ ЖБ. М., 1993. - с. 20 -21.

124. Мурашов В. И. Трещиностойкость, жесткость и прочность железобетона. М., Машстройиздат, 1950. - с. 268.

125. Krenh S. On the Elastic with an Internal Crack //Int. Y. Solids and Struct. 1975 / - 11, №6. - p. 693 -708.

126. Харламов С.Л., Зайцев Ю.В., Гузеев E.A., Пирадов К.А. Расчет несущей способности железобетонных элементов с нижним слоем из легкого бетона. Бетон и железобетон. - 1998, №3.j т r; р г; р1.I j: Ii i

127. Предп p и я rue A „ <• • Л ГО К

128. ИКР.55 га котел ж ной sac той к и1.б г» Губ к 14 неI

129. Об'ект Спас.ПреоБаженский храм1.I I I I I I

130. Стадия s Рабочая документацияI1. Т ОБЩИЕ ДАННЫЕ1.I Iу j . •••• ••".t .у/1.I I I I I I I I I1.Главный инженер1.rip оeк тa Maтюк и н В » Я „1. Т.

131. Начальник отдела Савченко В „ И,I