автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Трещиностойкость, деформативность и прочность внецентренно сжатых золотобетонных элементов с высокопрочной арматурой

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Краткий обзор исследований прочности и деформативности сжатых элементов с высокопрочной арматурой.

1.2. Деформирование сжатых элементов при длительном действии нагрузки.

1.3. Задачи исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Подбор состава неавтоклавного зольного поризованного бетона

2.1.1. Возможность применения отходов местной промышленности 3.

2.1.2. Методика подбора составов.-Л.

2.1.3. Оптимальный состав конструкционного НЗПБ.

2.2. Особенности микротрещинообразования в структуре НЗПБ при нагружении.

2.3. Характеристика опытных образцов.

2.4. Методика испытаний основных образцов.

2.5. Результаты кратковременных испытаний основных образцов

2.6. Результаты длительных испытаний основных образцов.

2.7. Результаты кратковременных испытаний основных образцов после длительного действия нагрузки

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО -ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ

3.1. Напряженно-деформированное состояние сечений при усадке

3.1.1. Условно упругое деформирование бетона при усадке.

3.1.2. Упругопластическое деформирование бетона при усадке.

3.2. Критерии трещинообразования.

3.3. Ширина раскрытия трещин.

3.4. Напряженно-деформированное состояние сечений от кратковременного действия длительной нагрузки.

3.4.1. Напряженно-деформированное состояние сечений без трещин

3.4.2. Напряженно-деформированное состояние сечений при наличии трещин в растянутой зоне.

3.4.3. Учет быстронатекающих деформаций ползучести.

3.5. Напряженно-деформированное состояние сечений при длительном действии нагрузки.

3.5.1. Длительное деформирование стержня, работающего без трещин

3.5.2. Напряженно-деформированное состояние сечений с трещинами при длительном действии нагрузки.

3.6. Сопоставление опытных и расчетных параметров напряженно-деформированного состояния сечений.

4. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

4.1. Расчетная модель напряженно-деформированного состояния сечения железобетонного элемента.

4.2. Диаграммы состояния материалов.

4.3. Методика определения несущей способности сжатых элементов с высокопрочной арматурой.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

С увеличением числа возводимых как в России, так и в других странах высотных и многоэтажных зданий, становится все более актуальной проблема снижения массы применяемых конструкций и материалов. Более низкая масса конструкций, а, следовательно, и сооружения в целом, снижает стоимость фундаментов, несущих конструкций, транспортных расходов и, в конечном счете, себестоимость всего строительства.

В последнее время при проектировании сооружений тенденция, направленная на облегчение конструкций, распространяется не только на ограждающие, но и на несущие конструкции. Для сжатых элементов каркасных зданий одним из путей решения этой задачи является уменьшение размеров поперечных сечений. Осуществить это можно за счет увеличения прочностных показателей используемых материалов: бетона либо арматуры. Вопросам применения высокопрочных бетонов посвящено много исследований. Однако бетоны высоких марок обычно обладают большим объемным весом, а производство их весьма дорогостояще. С точки зрения снижения расхода стали, весьма перспективным является применение сравнительно недорогих высокопрочных термически упрочненных сталей.

Снижение веса железобетонных конструкций может также осуществляться путем уменьшения объемной массы применяемых бетонов.

Широкое распространение конструкции из легких и поризованных бетонов получили в таких странах как Австралия, Австрия, Великобритания, ФРГ, Япония, США и др. [60]. Опыт показывает, что замена тяжелого бетона легким приводит к снижению массы конструкции на 20 - 40%.

За рубежом построено значительное число интересных сооружений с ограждающими и несущими конструкциями из легкого бетона. Некоторые виды конструкций изготавливаются серийно в заводских условиях. Эффективность применения легкого бетона в конструкциях многоэтажных зданий обусловлена также повышенными, в сравнении с тяжелыми бетонами, теплозащитными свойствами.

Опыт возведения многоэтажных зданий с конструкциями из легкого бетона показывает, что экономичность строительства таких зданий возрастает с увеличением этажности. Легкий и поризованный бетоны за рубежом почти во всех странах несколько дороже обычного (тяжелого). Для обоснования применения легкого бетона вместо тяжелого необходимо сравнивать стоимость строительства всего сооружения в обоих вариантах. Экономия от легкого бетона достигается главным образом благодаря уменьшению массы конструкции и, следовательно, нагрузок от собственного веса. В соответствии с этим уменьшаются размеры поперечных сечений элементов несущих конструкций, снижаются затраты арматуры и бетона, а также других материалов.

Для изготовления заполнителей за рубежом используется самое разнообразное сырье: глины, сланцы, пемза, туф, котельные шлаки, шлаковая пемза, зола ТЭЦ и т.д. Использование для заполнителей местного естественного сырья и отходов производства ведет к снижению стоимости легких бетонов.

В настоящей работе рассматриваются элементы, выполненные из неавтоклавного зольного поризованного бетона (НЗПБ) и высокопрочной арматуры Ат-У. Использованный бетон имел объемную массу 1600 кг/м и призменную прочность Яь = 11,5 МПа. Подобное нетрадиционное сочетание относительно низкопрочного бетона и высокопрочной арматуры позволяет более полно использовать свойства такой арматуры. С другой стороны высокопрочная арматура компенсирует невысокую прочность НЗПБ. Снижение массы элемента за счет применения облегченного бетона вместо обычного тяжелого составляет 30 %.

Целью работы является исследование эффективности применения неавтоклавного зольного поризованного бетона и термоупрочненной высокопрочной арматурной стали во внецентренно сжатых элементах гибкостью 1 / Ь — 20 в зависимости от величины эксцентриситета продольной силы и длительности внешних силовых и температурно-влажностных воздействий.

Автор защищает:

- результаты экспериментальных исследований внецентренно сжатых легкобетонных элементов с высокопрочной арматурой при кратковременном и длительном действии нагрузки;

- методику определения параметров напряженно-деформированного состояния сжатых элементов при наличии трещин в растянутой зоне от кратковременного и длительного действия нагрузки и усадки;

- методику расчета несущей способности внецентренно сжатых сечений, построенную на основе модели напряженно-деформированного состояния нормального сечения, разработанной в НИИЖБ, применительно к сжатым элементам из НЗПБ и высокопрочной продольной арматуры, при обычном поперечном армировании в виде проволочных хомутов.

Научную новизну работы составляют:

- результаты экспериментального исследования прочностных и де-формативных характеристик НЗПБ;

- результаты экспериментальных исследований трещиностойкости, деформативности и прочности элементов повышенной гибкости из золобе-тона и высокопрочной арматуры при различных значениях эксцентриситетов продольной силы;

- методика расчетного определения параметров напряженно-деформированного состояния нормальных внецентренно сжатых сечений, обусловленного кратковременным и длительным нагружением, а также температурно-влажностными воздействиями.

Практическое значение работы. Работа проводилась в рамках госбюджетной тематики «Обоснование и разработка новых конструктивных 7 решений каркасов промышленных и гражданских зданий на основе высокопрочных материалов с использованием отходов местной промышленности, ориентированных на малые производства». При использовании НЗПБ и высокопрочной стали в сжатых элементах каркасных зданий может быть достигнуто значительное снижение веса конструкций, без ущерба для несущей способности. Это имеет особое значение при строительстве многоэтажных каркасных зданий, воспринимающих наравне со статической, динамическую составляющую ветровой нагрузки, а также при строительстве в сейсмических районах.

Апробация работы и публикации.

Результаты теоретических исследований и экспериментальных данных отражены в 5 публикациях. Материалы диссертации докладывались в 1998 году в НИИЖБе на конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона, в Твери на IV Международном научном симпозиуме « Устойчивость и пластичность в механике деформируемого твердого тела», и на Международной научно - технической конференции «Проблемы дорожного и строительного комплексов» в Брянске в 1998г.

Работа выполнена в Тверском государственном Техническом университете под руководством доктора технических наук, профессора Захарова В.Ф.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

По результатам проведенных экспериментально-теоретических исследований элементов гибкости X =20, выполненных из неавтоклавного зольного поризованного бетона с продольной высокопрочной арматурой класса Ат-У и обычной поперечной арматурой в виде вязаных хомутов, при кратковременном и длительном внецентренном сжатии, можно сделать следующие выводы:

1. Установлено, что использованный бетон класса В-12,5, призмен-ной прочностью 11,4 МПа и удельной плотностью 1600 кг/м3, является эффективным материалом для применения в сжатых элементах с высокопрочной арматурой. При использовании НЗПБ масса конструкции может быть снижена на 40% по сравнению с элементами из тяжелого бетона.

2. При испытаниях образцов до разрушения, напряжения в наиболее сжатой продольной арматуре составляли 534.810 Мпа, причем с увеличением эксцентриситета значения предельных напряжений увеличивались. При этом деформации бетона при разрушении достигали 0,7%, что свидетельствует об эффективности использования высокопрочных сталей Ат-У в качестве продольной арматуры внецентренно сжатых элементов при обычном поперечном армировании в виде вязаных хомутов в сочетании с поризованным золобетоном.

3. Исследование усадки НЗПБ показало, что при оценке напряженно-деформированного состояния элементов с высокими коэффициентами армирования, необходим учет начальных усадочных напряжений в арматуре и бетоне, появление которых обусловлено значительной величиной усадочных деформаций.

4. Разработанная методика определения параметров напряженно-деформированного состояния при кратковременном и длительном действии внешней нагрузки позволяет достоверно оценивать действующие в бетоне и высокопрочной арматуре напряжения и деформации в эксплуатационной стадии. При определении напряженно-деформированного состояния сечений сжатых стержней от кратковременного действия нагрузки необходим учет упругопластического состояния и быстронатекающих деформаций ползучести.

5. Длительная выдержка (170 суток) образцов под постоянной нагрузкой привела к повышению их несущей способности при последующем кратковременном испытании на 10-16%, причем с увеличением уровня длительно действующего усилия повышение несущей способности было более значительным. Влияние длительной выдержки на несущую способность было более заметным при центральном сжатии и с увеличением эксцентриситета приложения нагрузки уменьшалось.

6. Расчет прочности исследованных образцов был проведен по методике, разработанной на основе расчетной деформационной модели напряженно-деформированного состояния сечения, рекомендуемой проектом новых норм. При этом использовалась диаграмма состояния сжатого бетона, учитывающая особенности его деформирования совместно с высокопрочной арматурой. Основные параметры диаграммы НЗПБ были получены по результатам испытаний бетонных призм и армированных образцов. Численные значения этих параметров отличны от аналогичных характеристик тяжелого бетона. Сравнение результатов расчета с экспериментом показало хорошее их соответствие.

7. На базе упрощенной алгебраической зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне сформулированы критерии трещиностой-кости внецентренно сжатых железобетонных стержней и разработана методика расчетного определения параметров этих критериев при кратковременном и длительном силовом и температурно-влажностном (усадка) воздействиях.

1. Александровский C.B. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на температурно-влажностные воздействия. М.: Стройиздат, 1968. 352 с.

2. Аль Абед Ахмад. Несущая способность железобетонных внецентренно сжатых элементов средней гибкости с высокопрочной продольной арматурой. Дисс. . канд. Техн. наук. - Тверь, 1994. - 167 с.

3. Арутюнян Н.Х. Некоторые вопросы теории ползучести. М.: Гостехиз-дат, 1952. -323с.

4. Аун Юсеф Ж. Кратковременное и длительное сопротивление железобетонных колон средней гибкости с высокопрочной арматурой:-Дисс. канд. техн. наук. Тверь, 1992. - 169 с.

5. Аутом Т. Исследование влияния различных режимов нагружения на напряженно-деформированное состояние и несущую способность железобетонных колонн средней гибкости с продольной арматурой класса At-VI. Дисс. . канд. Техн. наук. -Тверь, 1994. -201с.

6. Бабенко Д.В. Длительное сопротивление железобетонных стержней с высокими процентами армирования. -Дисс. . канд. техн. наук. -Одесса, 1981.-207с.

7. Байков В.Н., Додонов М.И., Расторгуев Б.С. Общий случай расчета прочности элементов по нормальным сечениям // Бетон и железобетон. -1982. -№2 .-с.16-18.

8. Байков В.Н., Мадатян С.А., Дулатов JI.C., Митасов В.М. Об уточнении аналитических зависимостей диаграмм растяжения арматурных сталей. Изв. Вузов. Сер. Строительство и архитектура, 1983. -№ 9. -с.21-22.

9. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. - М.:Стройиздат,1985.-728 е., ил.

10. Байков В.Н., Фролов А.К., Матков Н.Г. Внецентренно сжатые колонны под тяжелые нагрузки. Бетон и железобетон.-1989.-N5.- с.25-26.

11. Бамбура В.Н. Диаграмма as s для бетона при центральном сжатии // Вопросы прочности, деформативности и трещиностойкости железобетона/ - Ростов н/Д ; Рост. инж. стр. ин-т ,1988. - Вып.8. - с.19-22.

12. Баркая Т.Р., Каляскин A.B., Захаров В.Ф. Высокопрочная арматура в сжатых стержнях средней гибкости //Материалы конф. Молодых ученых и спец. в области бетона и железобетона / М.,1998. - с. 134-138.

13. Бачинский В.Я., Бамбура А.Н., Ватагин С.С. Связь между напряжениями и деформациями бетона при кратковременном неоднородном сжатии // Бетон и железобетон / -M., 1984. -№ 10. с. 18-19.

14. Бейсембаев М.К. Прочность сжатых элементов с высокопрочной арматурой. Дисс. . канд. Техн. наук. -М., 1991. -154с.

15. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М., Стройиздат, 1961, с.96.

16. Берг О.Я., Щербаков E.H., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971.-208 с.

17. Бетон и железобетон. Расчет и возведение. Дин 1145.-Берлин, Кельн, 1987(перевод с немецкого).

18. Бондаренко В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. М.: Стройиздат, 1982. - с.78-92.

19. Бондаренко В.М., Санжаровский P.C. О методе расчета железобетонных колонн // Строительная механика и расчет сооружений / М.: 1987. -№3. - С.74-76.

20. Васильев А.П., Матков Н.Г. Работа внецентренно сжатых железобетонных элементов с косвенным армированием. В кн.; Теория железобетона. - М.,НИИЖБ, 1972.-с.101-111.

21. Гамаюнов Е.И. О величине предельных деформаций бетона при сжатии // Труды ЦНИИС. М.: 1968. Вып.24.

22. Ганага П.И. Предложение по аналитической зависимости между напряжениями и деформациями в арматуре // Бетон и железобетон / -М.,1983. -№12. с26-27.

23. Гвоздев A.A. Ползучесть бетона и пути ее исследования. //Исследования прочности, пластичности и ползучести строительных материалов. М.: Госстройиздат, 1995. - с. 126-137.

24. Гвоздев A.A., Чистяков Е.А., Шубик A.B. Исследование деформаций и несущей способности гибких сжатых железобетонных элементов с учетом длительного действия нагрузки // Прочность и жесткость железобетонных конструкций /- М.: НИИЖБ,-1971. с.5-13.

25. Голышев А.Б., Захаров В.Ф. Экспериментальное исследование деформаций сжато изогнутых железобетонных конструкций // Исследования по бетону и железобетону. Труды ЧПИ. Челябинск, 1967. - Вып.46. - с. 136-149.

26. Гусаков В.Н. Исследование и разработка методов расчета по деформациям и несущей способности изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных элементов из плотного силикатного бетона при статических нагрузках: Автореф. дисс. .докт. техн. наук. М., 1980.

27. Гуща Ю.П. Предложения по нормированию диаграмм растяжения высокопрочной стержневой арматуры // Бетон и железобетон. М., 1979.7. с.15-16.

28. Дербуш А.Д., Захаров В.Ф., Рискинд Б.Я. Исследование стоек с термическим упрочением арматуры при длительном нагружении // Бетон и железобетон. 1973. №8. - с.30-32.

29. Довгалюк В.И., Лепский В.И. Колонны с армированием из высокопрочной стали. Техническое решение. М.: ЦНИИЭП ТБЗД975.

30. Зак М.Л., Гуща Ю.П. Аналитическое представление диаграммы сжатия бетона // Совершенствование методов расчета статически неопределимых конструкций. М.: НИИЖБ, 1987. - с.103-107.

31. Залесов A.C., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил //Бетон и железобетон. М., 1996. -№5. -с. 16-21.

32. Захаров В.Ф. Сопротивление железобетонных стержней длительному сжатию. Дисс . докт. техн. наук. - Тверь. 1995. -516с.

33. Захаров В.Ф., Баркая Т.Р., Каляскин A.B. Несущая способность сжатых железобетонных стержней как предельная эксплуатационная нагрузка // Сб. науч. тр. инж. стр. фак-та / Тверской государственный технический университет. - 1998. - Вып 1. - с. 31-33.

34. Захаров В.Ф., Матар П. Несущая способность и деформации гибких железобетонных стоек при кратковременном нагружении. Тверь: Тве-ПИ, 1994. -4с. Деп. в ВИНИТИ № 502.

35. Зубчанинов В.Г. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа, 1990. -368 с.

36. Зубчанинов В.Г. Устойчивость. Уч. Пособие: В 2 т. -Тверь: ТвеПИ, 1995-1996. -2 т.

37. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А. Диаграммы деформирования бетона для развития методов расчета железобетонных конструкций с учетом режимов загружения // Эффективные маломатериалоемкие железобетонные конструкции. -М.: НИИЖБ, 1988. с.4-18.

38. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Петров А.Н. Исходные и трансформированные диаграммы деформирования бетона и арматуры // Напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1986. - с.7-25.

39. Кодекс-образец ЕКБ-ФИП для норм по железобетонным конструкциям. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1984.-284 с.

40. Конструктивное использование железобетона. Часть 1.BS 8110. Нормы по расчету и конструированию. Лондон: Британский институт стандартов, 1985(перевод с английского).

41. Коркишко А.И. Длительная прочность стоек, армированных высокопрочной арматурой // Строительство и архитектура, 1980. -№5. с. 1519.

42. Кусакин А.П. Провести исследование колонн с ненапрягаемой арматурой класса Ат-V, имеющей сварные соединения и разработать рекомендации по расчету и проектированию. Макеевка: Отчет МакИСИ, 1987.-79с.

43. Кхлифи X. Кратковременное и длительное сопротивление центрально сжатых колонн средней гибкости с различным содержанием высокопрочной продольной арматурой: Дисс. . канд. техн. наук. -Тверь, 1998. -189с.

44. Мадатян С.А. Диаграмма растяжения арматуры и несущая способность железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. М., 1985. -№2. -с.12-13.

45. Маилян Д.Р. Зависимость предельной деформации бетона от армирования и эксцентриситета сжимающего усилия // Бетон и железобетон. М., 1980. №9,-с.11-12.

46. Маилян Д.Р., Мединский В.П., Азизов А.Г. прочность железобетонных колонн с высокопрочной предварительно сжатой продольной арматурой //Вопросы расчета железобетона. Ростов н/Д. 1982, -С.37-46.

47. Мамедов Т.И. Расчет прочности нормальных сечений элементов с использованием диаграммы арматуры // Бетон и железобетон. М., 1988. -№8. с.22-25.

48. Матар П.Ю. Исследование возможности применения высокопрочной арматуры в гибких железобетонных колоннах: -Дисс. .канд. техн. Наук. Тверь, 1992. -227с.

49. Матков Н.Г. О диаграммах деформирования сжимаемых железобетонных элементов с продольным и поперечным армированием // Совершенствование методов расчета статически неопределимых железобетонных конструкций / Труды НИИЖБ. М.,1987. - с.135-142.

50. Методические рекомендации по исследованию усадки и ползучести бетона./НИИЖБ.,М., 1975.-с.118.

51. Мухамедиев Т.А. Методы расчета статически неопределимых железобетонных стержневых и плоскостных конструкций с учетом нелинейных диаграмм деформирования материалов и режимов нагружения:- Дисс.докт. техн. наук. М., 1990. -343с.

52. Нисканен И.А. Исследование работы гибких сжатых железобетонных элементов при различных схемах опирания. Дисс. . канд. техн. наук. -М., 1968. -162с.

53. Омар Иссам Безопасный уровень осевого длительного сжатия железобетонных стержней с высокопрочной арматурой: -Дисс. . канд. техн. наук. Тверь, 1997. -161с.

54. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к СНиП 2.03.01 -84) -М.: Центральный институт типового проектирования, 1989.

55. Правила для железобетонных конструкций. ВВК 79. Шведские строительные нормы. Стокгольм, 1983 (перевод с английского).

56. Правила проектирования железобетонных зданий и сооружений по методу предельного равновесия. Часть 1. В.А.Е.Ь.-83,- Париж, 1983 (перевод с французкого).

57. Применение легких бетонов на пористых заполнителях в ограждающих и несущих конструкциях. М.: ЦНИИС. 1971, с. 2 - 18.

58. Прокопович И.Е., Улицкий И.И. О теориях ползучести бетона//Ползучесть строительных материалов и конструкций. М.: Стройиздат, 1964.-с. 232-246.

59. Прокопович И.Е., Зедгенидзе В.А. Прикладная теория ползучести. М.: Стройиздат, 1980. -240с.

60. Работнов Ю.Н., Шестериков С.А. Устойчивость стержней и пластинок в условиях ползучести// ПММ. -1957. -Т. 21. -№ 3. с. 406-412.

61. Рекомендации по проектированию железобетонных колонн, армированных высокопрочными продольными стержнями и поперечными сетками. М.: НИИЖБ. 1979. -25с.

62. Рекомендации по расчету железобетонных конструкций по предельному состоянию. ISCE.-Токио, 1984 (перевод с английского).

63. Рекомендации по учету ползучести и усадки при расчете бетонных и железобетонных конструкций. М.: Стройиздат. -1988. -120с.

64. Ржаницын А.Р. Теория ползучести. М.: Стройиздат, 1968. - 415с.

65. Рискинд Б.Я. Прочность сжатых железобетонных стоек с термически упрочненной арматурой // Бетон и железобетон, М., 1972.-№11-С. 31-34.

66. Рискинд Б.Я., Шорникова Г.И. Работа стержневой арматуры на сжатие //Бетон и железобетон, М., -1974. №10. - С. 3-4.

67. Санжаровский P.C. Исследование устойчивости сжато изогнутых стержней в условиях нелинейной ползучести материала // Исследования по расчету и проектирования сооружений. Л., 1975.-С. 164-71.

68. СНиП П.03.01.84. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1986. -79с.

69. СНиП П.21.75. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1976.

70. СНиП П-В. 1-62. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1962.

71. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Бетонные и железобетонные конструкции. СНиП 51-01 (проект). М., 1996. -63с.

72. Сурин В.В. Прочность внецентренно сжатых железобетонных элементов с высокопрочной стержневой арматурой (при кратковременной нагрузке). Дисс.канд. техн. наук. - Челябинск, 1981.-180 с.

73. Таль К. Э., Чистяков Е. А. Экспериментальное исследование гибких железобетонных стержней при длительном нагружении // Исследование прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ,- 1962. - с. 30-58.

74. Таль К.Э. О деформативности бетона при сжатии // Исследование прочности и ползучести строительных материалов. М.: Госстройиздат, -1955, -с.202-207.

75. Таль К.Э., Чистяков Е.А. Исследование несущей способности гибких железобетонных колонн, работающих по первому случаю внецентрен-ного сжатия // Расчет железобетонных конструкций. М.: Росстройиз-дат, 1961. - 127с.

76. Тарасов А.А. Высокопрочная термоупрочненная арматура больших диаметров и условия ее применения в сжатых железобетонных элементах: Дисс . канд. техн. наук. - М., 1982. -159с.

77. Улицкий И.И. Теория и расчет железобетонных стержневых конструкций с учетом длительных процессов. Киев: Будивельник, 1967.-346с.

78. Улицкий И.И., Чжан-Чжун-Яо. Устойчивость центрально сжатых элементов при длительном действии нагрузки // Бетон и железобетон, М., -1963. -№3. с. 135-137.

79. Хаит И.Г., Чистяков Е.А. Применение высокопрочной арматуры в колоннах многоэтажных зданий. М.: Стройиздат. Сер.8. -М.: ВЦНИС. 1979. - Вып. X.

80. Чистяков В.А. О деформативности бетона при внецентренном сжатии железобетонных элементов.// Прочность, жесткость и трещиностой-кость. М.: НИИЖБ, 1979.

81. Чистяков В.А., Сурин В.В. Несущая способность сжатых железобетонных колонн с высокопрочной ненапрягаемой арматурой // Прочностные и деформационные характеристики элементов бетонных и железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ, 1981. - с.70-80.

82. Чистяков В.А., Бакиров К.К. Высокопрочная арматура в сжатых элементах с косвенным армированием. Бетон и железобетон, 1976,-№10.-с .35-36.157

83. Чистяков Е.А. Основы теории, методы расчета и экспериментальные исследования несущей способности сжатых железобетонных элементов при статическом нагружении: Дисс. докт. техн. наук. - М., 1988. -638с.

84. Чистяков Е.А., Мамулин Н.М., Хаит И.Г. Высокопрочная арматура в колоннах // Бетон и железобетон, М., 1979. -№3. - с.20-21.

85. Щилов A.M. Несущая способность и напряженно-деформированное состояние сжатых армополимербетонных элементов с высокопрочной арматурой: Дисс . канд. Техн. наук. - М., 1985. -124с.

86. Яшин А.В. О некоторых деформативных особенностях бетона при сжатии // Теория железобетона. М.: Стройиздат, 1972. -с. 131.

87. СЕВ FIP Model Code 1990. - Bulletin d 5, OInformation, 1990. -№ 213/214.

88. Hognested E.A. A study of combintd bending and axial in reinforcced concrete members. The reinforced concrete reserch of Enginering Foundation. - Bulletin N 1. - Authorized reprint f the University of Illinois Bulletin. - Series № 399,- 128 p.

89. Todeschini C.E., Bianchini A.C., Kesler C. Bthavior of Concrete Columns Reinforced with High Strength steels. -Journal of A.C.I.- 1964.- V.61.- №6. -p.701-7161. CLS

90. DIM Ssdm2(20), Ssdn2(20), Sbdm2(20), Sbdn2(20), fd2(20) REM ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

91. DATA .03, .015, .012, .012, 0.01, .008, .008, .005, 0 ,0

92. PUT eO, В, H, a, Aa, у, 1, N1

93. PUT Es, Eb, Rb, Rbt, Eshr, Eshr2

94. PUT nu, fi, fil, fiO, de, tO, tl1. Ab = b * h:h0 = h am = 2* Aa/Ab:alf=Es/Ebnut= 1+ .5 * (fi + fiO)nutl = 1 + .5 * de * EXP(-.0055 * tl) * Ebnut2 = 1 + .5 * (fil + fiO)

95. Ared = b * h + 2 * alf * Aa / nu1.ed = b*hA3/12 + 2*alf*Aa*yA2/nu1. Wred = 2 * Ired / h

96. REM ВЫЧИСЛЕНИЕ УСАДОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

97. Ssshr = Eshr*Es/(l+m*alf4nut+de*EXP(-.0055*t0)*Eb))

98. Sbshr = Eshr * Es/( 1 /m+al f* (nut+de * EXP(- .005 5 * tO) * Eb))1. PRINT "Ssshr=", Ssshr1. PRINT "Sbshr-', Sbshr1. Sbshr < Rbt THEN GOTO QQQ

99. PRINT "ОБРАЗУЮТСЯ УСАДОЧНЫЕ ТРЕЩИНЫ"

100. REM РАСЧЕТ НА КРАТКОВРЕМЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ НАГРУЗКИ1. QQQ:dN = .001 * N1bm: N = N + dN

101. S smxe =N/2 * (1 /(h * b * nu/(2 * al f)+Aa)+eO/(hA3 * b * nu/(12 * alf (h-2 * a))+

102. Aa* y-Nl * (lA2)/(9.8 6 * Es * (h-2 * a))))+S sshr

103. S smne =N/2 * (1 /(h * b * nu/(2 * al f)+Aa)- e0/((h A3) * b * nu/( 12 * al f* (h2*a))+Aa*y-Nl* (1 A2)/(9.86 * Es * (h 2 * a)))) + Ssshr

104. Ssbmx = Ssmxe * nu / alf Sbshr

105. Ssbmn = Ssmne * nu / alf Sbshr

106. REM ПРОВЕРКА ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ1. Sbn = Sbmn + Sbdn1. Sbn >= Rbt GOTO GGG1. N < N1 GOTO bm1. GGG:f2 = 0est = eO + f2 + .5 * h a: Wpl = 1.75 * Wred Ms = N1 * est Ff=alf/nu* Aa/(b*h0) g = Ms / (b * hO A 2 * Rb): Tf = Ff * (1 -a/hO)

107. Ef = l/(1.8+(l+5*(g + Tf)) / (10 Waif / nu)) + (1.5 + Ff) / (11.5*est / hO-5)1. Ef > 1 THEN Ef = 1z hO * (1 - Efл 2 / (2 * (Ff+ Ef)))

108. Wc = (Ff + Ef) * b * hO * z1. Ws = Aa * z1. Sb = Ms / Wc

109. Fp = 1.6 Sb / Rb: IF Fp < .7 THEN Fp = .7 IF Fp > 1 THEN Fp = 1 r = Fp * Wred / Ared Mr = N1 * (eO - r) Fm = Rbt * Wpl / Mr IF Fm > 1 THEN Fm = 1

110. Ps = 1.25 1.1 * Fm - (1 - Fm л 2) / ((3.5 - 1.8 * m) * est / hO) IF Ps > 1 THEN Ps = 1 Ssmax = Sbs * alf / nu Ssmin = (N1 * z - Ms) / Wsro Ms/(hO*z)*(Ps/(Es * Aa)+. 9/((Ff+Ef) * hO * b * Eb* nu))-Nl * P s/(h0 * Es * Aa)fo = 1 a 2 * ro / 8

111. REM ПРОВЕРКА ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ1. Sbtn = Sbn + Sbdn21. Sbtn >= Rbt GOTO GGG11. fit = fil GOTO emd1. GOTO hhh1. GGG1:est = eO + f + f2 + .5 * h a: Wpl = 1.75 * Wred Ms = N1 * est g = Ms / (b * hO л 2 * Rb)

112. Ef = l/(1.8+(l+5*(g + Tf)) / (10*m*alf / nu)) + (1.5 + Ff) / (11.5*est / h0-5) IF Ef > 1 THEN Ef = 1 x = Ef * hO

113. Fp = 1.6 Sb / Rb: IF Fp < .7 THEN Fp = .7 IF Fp > 1 THEN Fp = 1 r = Fp * Wred / Ared Mr = N1 * (eO - r) Fm = Rbt * Wpl / Mr IF Fm > 1 THEN Fm = 1

114. Ps= 1.25 1.1 * Fm-(1 - Fm л 2) / ((3.5 - 1.8 * m) * est/hO)1. Ps > 1 THEN Ps = 1

115. Sstm = Ssm + Ssdm2 Sstn = Ssn + Ssdn2 Sbtm = Sbm + Sbdm2 ft = f + fd21. REM РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

116. PRINT " КРАТКОВРЕМЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ НАГРУЗКИ"1. PRINT "Ss' ="; Ssm1. PRINT "Ss ="; Ssn1. PRINT "Sb' ="; Sbm1. PRINT "Sb ="; Sbn1. PRINT "f ="; f

117. PRINT " ДЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ НАГРУЗКИ"1. PRINT "Sst'="; Sstm1. PRINT "Sst ="; Sstn1. PRINT "Sbt'="; Sbtm1. PRINT "Sbt ="; Sbtn1. PRINT "ft ="; ft1. END

118. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА:

119. N1 = 161.3;129;108;86.4;85.5; 68.4еО =0;.84;2.1 Rbt = 1b = 10 Eshr=.45*h = 7 Eshr2=.11а = 1.6 nu=l;0.451 = 145 fi=l.981. Аа = 2.2 6 fil=l.58у=1. 9 fiO=l.051. Es = 192000 de=0.61. Eb = 20000 to=io1. Rb = 11.4 tl=220

120. Обозначения принятые в программе.

121. Обозна- Обозначе- Название величины Раз

122. П.П чение в ние в тек- мерпро- сте диссер- ностьграмме тации 1 2 3 4 51 l N1 хт INI Внешняя нагрузка кН2 e0 е0 Заданный эксцентриситет см3 В b Ширина сечения см4 H h Высота сечения см5 а а Защитный слой бетона см

123. L 1 Расчетная длина элемента см

124. Аа As Площадь арматуры см28 Аь Ab Площадь бетона 2 см

125. У is Расстояние от оси симметрии сечения до центра тяжести арматуры см

126. Es Es Модуль деформаций арматуры МПа

127. Eb Eb Модуль деформаций бетона МПа

128. Rb Rb Прочность бетона на сжатие МПа

129. Rbt Rbt Прочность бетона на растяжение МПа14 to To Возраст бетона на момент распалубки сут.15 tl Tl Возраст бетона на момент загружения сут.

130. Eshr £shr(jl, To) Деформации усадки развившиеся с момента распалубки до загружения

131. БЫт, 8Ып, 8Б1:т5 Й Полные напряжения в бетоне и арматуре и прогиб при длительном действии нагрузки МПа1. CLS1.PUT к

132. DIM yb(k), Eb(k), Sb(k) REM ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ INPUT eO, В, H, a, L, Aa INPUT Es, Eb, S02s, Rb HO = H a:Ab = H * В

133. REM БАЗОВЫЕ ТОЧКИ ДИАГРАММЫ БЕТОНА

134. PUT EbO, Ebl, Bbl, Ks, EbOs, Ks2, Eb2s, Bb2

135. REM БАЗОВЫЕ ТОЧКИ ДИАГРАММЫ АРМАТУРЫ1.PUT Bsl,Bs2, Bse1. Rgr = ABS(Eb2s / h)1. PRINT "1/Rrp =", Rgr

136. PUT "ТОЧНОСТЬ РАСЧЕТА", de1.PUT "ШАГ РАСЧЕТА ", dR1.PUT "КРИВИЗНА l/r=", Rwww:

137. R <= Rgr THEN Ebu = Eb2s ELSE Ebu = EbOs + (Eb2s EbOs) * R / Rgr

138. REM ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В БЕТОНЕ1. FOR i = 1 ТО кyb(i) = h * (1 (i - .5) / к)

139. Eb(i) = Ebu + R * (h yb(i))1. 0 <= Eb(i) THEN Sb(i) = 0: GOTO ddd1. 0 > Eb(i) AND Eb(i) >= Ebl THEN GOTO aaa

140. Ebl > Eb(i) AND Eb(i) >= EbO THEN GOTO bbb1. EbO > Eb(i) THEN GOTO ccc1. REM УЧАСТОК 1aaa:

141. Sb(i) = Eb * Eb(i) GOTO ddd REM УЧАСТОК 2 bbb:

142. Sb(i) = -Rb * ((1 Bbl) * (Eb(i) - Ebl) / (EbO - Ebl) + Bbl)1. GOTO ddd1. REM УЧАСТОК 3ccc:

143. Sb(i) = -Rb * (1 (Eb(i) / EbO - 1) * (1 - Bb2) / (Ks2 - 1)) ddd:1. NEXT1. Ак = Ab / к

144. REM ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ В АРМАТУРЕysl = hO: ys2 = а1. Esl = Ebu + R * (h-ysl)1. Es2 = Ebu + R * (h ys2)

145. Esl < 0 THEN W1 = -1 ELSE W1 = 11. S02s = W1 * S02s1. Essl = W1 * Bsl * S02s/Es

146. EssO = W1 * (S02s / Es + .002)1. 0 < ABS(Esl) AND ABS(Esl) <= ABS(Essl) THEN GOTO aaal

147. ABS(Essl) < ABS(Esl) AND ABS(Esl) <= ABS(EssO) THEN GOTO bbbl

148. ABS(EssO) < ABS(Esl) THEN GOTO cccl1. REM УЧАСТОК 1aaal:

149. Ssl =Es*Esl GOTO dddl REM УЧАСТОК 2 bbbl:

150. Ssl = S02s * ((1 Bsl) * (Esl - Essl) / (EssO - Essl) + Bsl) GOTO dddl REM УЧАСТОК 3 ccc 1 :

151. Ssl = S02s * ((Bs2 1) / (Bse - 1) * Esl / EssO + (Bse - Bs2) / (Bse - 1)) dddl:

152. Es2 < 0 THEN W2 = -1 ELSE W2 = 11. S02s = W2 * S02s1. Essl = W2 * Bsl *S02s/Es

153. EssO = W2 * (S02s / Es + .002)1. 0 < ABS(Es2) AND ABS(Es2) <= ABS(Essl) THEN GOTO aaa2

154. ABS(Essl) < ABS(Es2) AND ABS(Es2) <= ABS(EssO) THEN GOTO bbb2

155. ABS(EssO) < ABS(Es2) THEN GOTO ccc21. REM УЧАСТОК 1aaa2:

156. Ss2 = Es * Es2 GOTO ddd2 REM УЧАСТОК 2 bbb2:

157. Ss2 = S02s * ((1 Bsl) * (Es2 - Essl) / (EssO - Essl) + Bsl) GOTO ddd2 REM УЧАСТОК 3 ccc2:

158. Ss2 = S02s * ((Bs2 1) / (Bse - 1) * Es2 / EssO + (Bse - Bs2) / (Bse - 1))ddd2:1. REM НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬf = (1 л 2) * R / 12:e = h / 2 + eO + f1. Nb =Mb = 01. FOR i = 1 TO к1. Nb = Nb + Sb(i) * Ak

159. Mb = Mb + Sb(i) * Ak * yb(i)1. NEXT

160. Ns = (Ssl + Ss2) * Aa: Ms = (Ssl * ysl + Ss2 * ys2) * Aa N1 = -1 * (Nb + Ns): N2 = -1 / e * (Mb + Ms) IF ABS(N1 N2) < de THEN GOTO nd IF N1 - N2 > 0 THEN GOTO ttt ELSE GOTO vvv ttt:1. R = R + Rgr / dR GOTO www1. R = R Rgr / dR GOTO www

161. REM РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА nd:

162. PRINT "N1="; N1 PRINT "N2= "; N2 PRINT "Esl=";Esl * 1000 PRINT "Es2= "; Es2 * 1000 PRINT "Ebu=";Ebu* 1000 PRINT "КРИВИЗНА l/r=", R PRINT "f=", f1. END

163. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА:vvv:к=1000 е0 =0.2 . 34 b = 10 h = 7 а = 1.6 1 = 145 Aa 2.2 6

164. Es = 192000 Eb = 20000 Rb = 11.4 S02s= 985 EbO = -.00175 Ebl = -.0003 Bbl = .6

165. Ks = 1.645 Ks2 =2.52 Bb2 = .661. Bs2 = 1.25 Bse = 41. Bsl8

166. Обозначения принятые в программе.

167. Обозначение в Обозначе- Название величины Размерп.п программе ние по тексту диссертации ность1 к к Кол-во элементарных участков бетона 2 еО е0 Заданный эксцентриситет см3 В Ь Ширина сечения см4 Н 11 Высота сечения см5 а а Защитный слой бетона см

168. Ь 1 Расчетная длина элемента см

169. Аа А3 Площадь арматуры 2 см8 Аь Аь Площадь бетона 2 см

170. ЕБ Ез Модуль деф. арматуры МПа

171. ЕЬ Еь Модуль деф. бетона МПа11 802Б С>02 Предел текучести стали МПа12 яь Яь Прочность бетона МПа

172. ЕЬО, ЕЫ, ВЫ, еЫЪ еЬЬ Рьь Параметры базовых точек диа-

173. Кб, ЕЬОБ, КБ2, граммы состояния бетона1. ЕЬ2Б,ВЬ2

174. Вэ1, ВБ2, Вэе РэЬ (^2? Рэе? Параметры базовых точек диа-граммы состояния высокопрочной арматуры

175. Я 1/р Кривизна в сечении см"

176. Я§г 1/рНт Граничное значение кривизны см"

177. ЕЬи £ьи Предельная деформация бетона18 8Ь(1), ЕЬ(0,уЬ(1) $ьь £ы, Уы Напряжения, деформации и ордината 1-го участка МПа, см19 е8ь Уз1 Напряжения, деформации и МПа, см

178. ЕБ2, УБ2 852, 2З2, УЭ2 ордината арматуры20 1МЬ, мь И, Мь усилие и момент воспринимаемый бетоном кН, кН-см

179. N5, МБ Н, Мз усилие и момент воспринимаемый арматурой кН, кН-см

180. N1 -N2 Н, несущая способность элемента кН