автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Выносливость и деформативность сталебетонных балок с внешним полосовым армированием

ПОЛТАВСКИЙ ИШШРНО-СГРОЙТЬИЫШЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КЙНАШ РОМАН ИВАНОВИЧ

ад 624.о?2.а

. ВЫНОСЛИВОСТЬ И ДООРМАГИВНОСТЬ . СГАДЕБЬТОНШХ ЕМОК С В1М1НИМ ПОЛОСОВЫМ АРМИРОВАНИйН

Специальность 05.23.01 - строительные конструкции,

здания и сооружения

А В Т О Р И Л Ь Р А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Полтава - 1992

Работа выполнена во Львовском политехническом институте.

¡ШИШИ РУКОВОДИТЕЛЬ - Заслуженный деятель науки и техники

Украины, доктор технических наук, профессор Е.Клименко.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОШОНЫГШ ~ доктор технических наук,

профессор Л.И.Стороженко. - кяндидят тропических наук,

доцент 11.1!. Астахов. ВВДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - ППКТИ "Л|.помстройпроект".

часов

Защита состоится " 1993г. в

зо _мин. на заседании Специализированного совета К-068.46.01 в Полтавской инженерно-строительном институте по адресу: 314601, г.Полтава,Первомайский проспект, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан".

22> "/ущ^у^ мяг г.

Ученый секретарь Социализированного совета,

дошшр <Г\/ В.А.Бондарь

7

"и-: ¡У;'

V/ . . ;:;;!>еЩАЯ ХЛРШЬРШ'ИКДТРАШИ

'А'; . ; Л » _

Актуальность раОоты. Одним из условий прогресса« строительст-

зе является снижение масси, трудоемкости и стоимости сооружений 1ри условии обеспечения надежности и долговечности. С этой целью развиваются новые направления в железобетоне и совершенствуются методы расчета конструкций с учетом их реальной работы. .

Решению этой проблемы во многом может способствовать применение сталебетонных конструкций с внешним полосооым армированием.

Положительный эффект достигается вынесением арматуры на наиболее напряженные грани несущего элемента. &то дает возможность увеличить рабочую высоту сечения и получить соответствующее приращение прочности и жесткости, либо уменьшить высоту конструкции при сохранении прочностных и деформативных показателей, что обеспечивает снижение их стоимости и трудоемкости изготовления.

Все большее их применение следует отметить з энергетическом, транспортном и ррошалсином строительстве. Конструкции и элементы ¿тих сооружений креме статических подвергаются воздействию многократно повторяющихся нагружений. Опыт проектировании и применения конструкций указывает на необходимость дальнейшего совершенствования методов расчета на основе фактической работы бетона и арматуры при циклических погружениях.

Немаловажную роль в развитии железобетона сыгр'ала разработка нового вида внешней полосовой арматуры периодического профиля для обычных и предварительно напряженных конструкций. А так как выносливость изгибаемых элементов, как правило, определяется усталостной прочностью арматуры, возникает необходимость в детальны/ исследованиях ее усталостных и деформативных свойств.

Метод расчета выносливости железобетонных изгибаемых элементов,

рекомендуемый 01Ы1 2.03,01-84*, недостаточнр полно отражает условия работы продольной арматуры и бетона сжатой зоны. Этот расчет

производится в предположении упругой 'работы нелезобетона в сече/ ; никх с трещинами путей сравнения напряжений от внешней нагрузки'

с прадедами -выносливоста бетона 'и арматуры. Такой подход но отражает реальны!} характер работы железобетонного элемента.

1&ли исследования выносливости стержневой арматуры и железобетонных обычных и предналрлкенных балок в последнее время выпол пени в небольших обьемах, то исследования полосовой арматуры периодического профиля и сталебетонных белок до настоящего времени практически не выполнялись.

В связи с этим исследование выносливости сталебетонных балок с внешним полосовьэ-! армированием и совершенствование методики ра чета изгибаемых элементов на выносливость является очень важным и своевременным. Цель работы:

Исследовать выносливость и деформятивность сталебетонных б&1

с внешним подосовым армированием со сцеплением и при его отсутс:

вии по нормальным сечениям и разработать предложения по расчету

выносливости, прогибов к ширины раскрытия трещин изгибаемых зле' 5

ментов при приложении бвзового числа циклов нагружений (от 10 , ИхЮ6)..

Автор зарицает:

- результаты экспериментальных исследований выносливости, д формативное«!, трециностойкости и разрушения железобетонных, ст дебетонных болок с внешним полосовым армированием периодическор

' а трюке гладкого профиля, не имеющей сцепления с бетон

- разработанную методику проверочного расчета выносливости нормальных сечений железобетонных и сталебетонных балок;

- данные-исследовании влияния периодического профиля и приЕ ки анкеров на выносливость полосовой арматуры;

- установленные характеристики усталостной прочности толосс

арматуры гладкого и периодического профиля в состоянии поставки и с приваренными анкерами; .

- данные исследованных напряжений полосовой арматуры при циклическом растяжении и полученные аналитические .зависимости их определения; ■ ,

- результаты исследований изменения напряженно-деформированного состояния в нормальных сечениях и условий работы сжатого бетона

" и продольной арматуры при многократно. повторном нагружении;

- алгоритм и программы проверочного расчета выносливости железобетонных балок по нормальным сечениям;

Научную новизну работы составляют:

- впервые выполненные исследования новой полосовой арматуры периодического профиля, которая разработана и прокатана кафедрой строительных конструкций ЛИИ;

^ - результаты исследований выносливости полосовой арматуры при ; циклическом растяжении в состоянии поставки, со сварными соединениями и в составе изгибаемого олемента;

-экспериментальные данные.о несущей способности, характере трещинообрвэования и разрушения, особенности напряженно-деформированного состояния нормалью« сечений сталебетонных балок при действии многократно повторяющейся нагрузки;

- разработанный, проверенный на -экспериментальных данных метод расчета выносливости, деформаций и ширины раскрытия трецин

, нормальных сечений сталебетонных изгибаемых элементов на многократно повторные нагружения; .

- полученные зависимости для определение напряжений в скатом бетоне и продольной арматуре, ширины раскрытия нормальных трещин и прог-ибоэ балки от параметров многократно повторной нагрузки и процента продольного армирования;

- зависимости-для определения коэффициентов асимметрии цикла

напряжений в сжатом бетоне и продольной арматуре сталебетонных балок, возникшие вследствие действия многократно повторяющейся • нагрузки, приведенные при расчете натурных конструкций.

Практическое значение и внедрение результатов работы. П^акти-| 1

ческое значение работы состоит о получении экспериментальным путем фактических относительных пределов выносливости сталебетонных балок с внешним полосовым армированием. Разработана и проверена методика расчета на выносливость и Деформативность, что способствует более широкому применению данных конструкций в строительстве.

Результаты исследований и методика расчета"использованы при конструировании и разработке альбома рабочих чертежей сталебетонных подкрановых балок с внешним полосовым армированием пролетом 6,0 и 12,0 м (дополнение к серил 1.426.1-4).

Применение} внешей полосовой арматуры в растянутой зоне сталебетонной конструкции, не имеющей сцепления с .бетоном, позволяет отказаться от поперечного армирования так как, работу, конструкции можно сравнить с арной, а роль затяжки выполняет продольная полосовая арматура. >

Предложенная методика расчета выносливости и конструирования сталебетонных балок с внешней 'полосовой арматурой гладкого и периодического профиля на действие многократно повторяющейся нагрузки принять/1 НМШВом для включения в нормативные документы.

Конструктивная разработка сталеббтонной подкрановой балки про^ летом 12,0 м, которая окспонирова^ась в павильоне "Строительство" ВДНХ, получила практическое признание, а ее автор награжден серебр; ной медалью и. дипломом'.

Апробация работы.' Основные положения и отдельные разделы дие тационной работы доложены и обсуждены на научно-теоретических семинарах и конференциях ДЛИ о 1936-1992 гг; на Всесоюзном совещании "Экспериментальные исследования и испытания металлоконетрукци

г.Львоп, I9Ö7 г.); на К Йсесоюэнпй конференции по бетону и яеле-обетоиу "Росурсо- и энергосберегающие конструкции и технологии" г.Казань, 1988 г.); на XXI конференции молодых ученых и специа-[HCTOD "Новое в технологии, расчете и конструировании железобетон-1ых конструкций" (г,Мо> ква, I9BÜ г.); на I Всесоюзном симпозиуме 'Механика и физика разрушения композитных материалов и конструкций" (г.Ужгород, 1968 г.); на 1У республиканской научно-технической конференции "Развитие, совершенствование и»реконструкция сне-

i

циедьных сварных стальных конструкций зданий.и сооружения" (г.Симферополь, Чарноморск, 1988 г.); на производственно-техническом семинаре "Пути повышения эффективности производства келезобетона" (г.Челябинск, 1908 г.); на научно-практической конференции " Со-йераенствовекие методов расчета и проектирование современных видов строительны^ конструкций" (г,Ровно, I96U г.)'; на конференции молодых ученых и специалистов "Научно-технический прогресс в строительстве" (г.Москва, i9ö9 г.).

Публикации. По теме? диссертации опубликовано 14 печатных работ.

Объем работы. Диссертации состоит из оглавления, впадении, 4 разделов, выводов, списка литературы из 133 наименований. Общий обьен работы 220 страниц, из них 114 страницы »машинописного текста, 55 рисунков, 18 таблиц, приложение на 38 страницах.

содашш равдш

В первой главе приводится обзор исследований сталебетонных конструкций с внешним армированием йэкспоршентально-хворетичес-1мх исследований выносливости яолезобетоаных конструкций, прочностных и деформативных свойств бетона и арматуры при многократно повторяющихся иагружс-ниях, а танке анализ существующих методов расчета выносливости нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов..

Иовов направленно сталебетонных конструкций с внешним лиртовкм и полосовым армиропаняем позволяет уменьшить размеры поперечного сечения изгибаемых элементов или получить экономии арматурной стали к также уменьшить трудоемкость их изготовления.

В работах отечественных и зарубежных исследователей й.Е.Юшмен-ко, В.М.Барабвша, Л.П.Васильева, Р'.В.Воронкова, Н.Л.Гайдара,

A.И.Гавриляка, О.В.Крочак, Л.И.Стороиенко, В.А.Комлевым, В.Я.Мартьянова, А. М.Майкова, О.М.Лесковского, И.Я.Подольского, Э.Д.Чихлад-эе, А.Биргера, И.Гийона и других приведены значительные по объему

- теоретические и экспериментальные исследования сталебесоииьк конструкций о внешним армированием при дс Пат виц статической, нагрузкн.-Работу железобетонных изгибаемых элементов при действии многократно повторяющейся нагрузки исследовали А.И.Абашдэе, О.Я.Берг, 11.К.Белобров, Г.Н.БердичевскиП, В.П.Вранцевич, П.Вайнюнас, Ю.Бали-конио, Ю.С.Волков, А.И.Иванов-Дятлов, Л.II.Казанков, Т.С.Каронфилов, 'Ф.К.Клименко, Н.Г.Лалариц, В.Й.Левчнч, Р.Л.Ыаиляи, И.ВМель'ш<к, К,В.Михайлов, И.К.Матаров, С.Л.Мусатов, С.С.Пиневлч, Ю.В.Самбор,

B.Ы.Селюиов, Р.И.Скатынский, С.И.Скоробогатов, М.Н.Сгреляев, Г.В.Те рехоэа, И.И.Трусковский, В.Орнум, В.Слеттер, Р.Залигер, Ы.Нробст, М.Рсш, Т.Чонг/ Г.Кеслер, И.Керн, Т.Лундин, й.Трейбер, Д.Верна, К.Экберг я другие.

Экспвримднтальиогтеоретические исследования статической работы железобетонньрс балок, не имеющих сцепрешш'продольно;! арматуры с бетоном, выполнялись многиш автора»«!, в том числе А.А.Вайсфельдон,

A.И.Мордичем, Л.В,.Образцовым, А^Б.Пиродовым, А.А.Поляковым, П.А.Попович, Ю.Г.Реяетарь. О.А.Рочнлком,' А.П.СдукоЙ,-Г.М.Спрыгииым,

B.Б.Титубом, А.И.Хачатряном и другими»-Однако оценка влияния отсутствия сцеплений арматуры с бетоном на несуцу» способность у многих авторов неоднозначна доже при статических нарушениях.

В связи с ,зтим для оценки выносливости сталебетонных конструкций первоначальной задачей является проведение экспериментально-.

зоретических исследований по изучению выносливости и деформатив-эсти полосовой арматуру гладкого и периодического профиля как в зстоянии поставки, так и при наличии свариых соединений, а также составе изгибаемого улемента при действии циклической нагрузки.

Во второй главе приводится программ и методика эксперименталь-их исследований выносливости полосопой арматуры гладкого и перио-нческого профиля, а также сталебетонных балок с внешней полосо-ой арматурой при налит,!и сцепления с бетоном и при его отсутствии.

Для решени* задач исследований были изготовлены и испытаны .6 экспериментальных образцов белок и 2<:5 аксперименталь-ных обраэ-10В арматуры.

Всего било исследовано 5 серий образцов. Для определения влияния периодического профиля и приварки поперечных стержней к рабо-1ей продольной арматуре а составе железобетонных конструкций, были «готовлены экспериментальные образцы длиной 600 ым, шириной £0 мм, толщиной основания 6 мм и высотой рифов 'с шд. Анкеры из стержневой арматуры 0 8 Л-»П1 приваривали аналогично как з балочных элементах: к стержневой арматуре контактной сваркой, и полосовой арматуре - . полуавтоматической сэаркой под слоен флюса.

Обдая длина - 2.100 им, а рабочая яыеота - 195 мм, приняты одинаковыми для всех образцов. Расчетной пролет балок серий 1...5 составил 1800 им, для серий 6 я 7 равнялся 2000 им, что соязано с особенностью анкероскн полосовой арматуры, которая не и>лела сцепления с бетоном.

3 зоне чистого изгиба верхнюю арматуру не устанавливали. Исключение составляли образцы серия 3 ( 20 8 А-Ш). Для предотвращения возникновения верхних трещин при отпуске предваритель-

но напрягаемой арматуры, применялась временная затяжка, вынесенная за пределы сечения балка н не снимаемая до канна испытаний.

Поперечное сечение балок серии 7 прямоугольное размерами 220x100 ш, армировали 16 А-Ш (сталь. 35ГС с СГ- »524 Ша,

- ю -

СГап ~ 758 Ша,- Es «1,98x10° Ша). Балки cepmf2...5 армировались внешней лолосовой арматурой периодического профиля, выполнен ной путем прокатки на опытном заводе УкрШИМет г.Харькоа ( а.с. £ 572556, № I223I55). Внешняя арматура представляла собой полосу (сталь марки 09Г2ФБ с <5'yn*&b0 МЛа, 0иГ) «600 Ша, Es «2,03 х I I05 Ша).

.Балки 2,5,6 и 7 серий армировались полосой с сечением 67x6 ш

балки 3 и 4 серий - 50хб мм, что соответствовало проценту nonepet

i

кого армирования 2 и 1,5. Серии 5 и 7 выполнялись предварительно напрягаемыми ( <3sp « 0,6 Rs ).

'В поперечном направлении балки серий I...5 армировались хомутами ¿ 8 А-Ш с шагом 80 мм на приопорных участках, в зоне чистого изгиба - 100 мм, которые приваривались в тквр к. полосе при помощи полуавтоматической сварки под слоем флюса. В балке серий 6,7 поперечная арматура отсутствовала вообще. Сцепление между внешней полосовой арматурой гладкой арматурой и бетоном исключалось путем нанесения на нее смазки из солидола и покрытием полиэтиленовой TpieHKH, Валки серий I...6 были изготовлены из тяделоп бетона с андезитовым заполнителем класса В45, а балки серии 7 -из тяжелого, бетона класса МО. ■ '

Для испытания экспериментальных образцов арматуры на кратковременные и многократно повторяющиеся нагрузки использовали маши ну типа ДфиЮ Пу. Испытания балок производили на универсальном пресса МУП-50 при свободном опиракии <1алки по однопролетной схем с двумя сосредоточенными силами о третях пролета. Уровень нагру-иенкя изменялся от 0,7 до 0,35 от разрушающей статической нагруз кн. Частота приложения нагрузки принята одинаковой для всех образцов 10 Гц, коэффициент асимметрии цикла приложения нагрузки -р ш 0,3. Деформации бетона и арматуры замеряли с помощью тензо резисторов и контролировал«'индикаторами часового типа с ценой деления 0,001 мм.

-п, Одну - две балки каждой/серии испытывали статической нагрузкой, что позволило определить фактические значения разрушающего • момента и момента образования трещин, по которым назначались параметры циклической нагрузки. Длп определения предела выносливости арматуры и балок использовали метод ниспадающих нагрузок. Замер деформаций арматуры и бетона при статических испытаниях производился при помощи автоматического измерителя деформаций АВД-4', при

циклических - шлейфовый осциллограф К 12-22 в комплекте с тензо-

1 ♦

усилителем ТА-3. В процессе испытаний производился замер величин взаимных смещений бетона балки относительно полосовой арматуры. Измерительные приборы устанавливали в'пяти сечениях, разномерно размещенных по длине образца непосредственно под силами, возле опоры и между ними.

Полученные данные деформирования образцов арматуры и балок обрабатывались по специально разработанным программам на вычислительной машине УВК СМ-4, что дало возможность от деформаций арматуры и бетона церейти к напряжениям и усилиям. На ЭВМ также обра-бытивалисъ данные, характеризующие прогибы и кривизну оси балки, опкснващие развитие трещин, и другие результаты, полученные а экспериментальных исследованиях.

В третьей главе представлены результата экспериментальных исследований выносливости образцов полосовой 'арматуры гладкого и периодического профиля и изгибаемых балочных одоментоэ.

Полученные относительные пределы выносливости для различных типов арматурньбс обраэцоь в состоянии поставки составляют: для гладкой полосовой арматуры 0,62 О-^ , для полосовой арматуры с рифленной поверхностью 0,5 0у , для стержневой арматуры периодического 'пробил.ч класса А-Ш - 0 ,63 С^ , Значения относительных пределов выносливости образцов со сварными соединениями составляют: для полосовой арматуры с/приоаренными в тавр, анкерами - 0,^5 (3у

и для стержневой арматуры класса А-1Н с крестообразными сварными соединениями - 0,5 С^, .

На основании проведенного анализа микроструктурных исследова ний сварных соединений полосовой и стержневой арматуры установле но, что наиболее слабым при циклическом растяжении полосовой арматуры является переходной участок!от направленного металла к зо не термического влияния полосы.

Разушенне балок при циклической нагрузке, независимо от ее уровня и процента армирования, начинялось в растянутой зоне с появлением усталостной трещины, как правило, в месте приварки. Расположение пятен усталости в сечении полосовой'арматуры свиде-

I

тельствует о том, что зарождение и развитие трещин предопределяет место приварки поперечной арматуры, а такяе трение арматуры с

I

бетон на участке с нарушением сцеплением в зоне трещины.

Балки Б1Д1, Б2да,ВЗД1, БН5Д1, БНЗД2 разрушились от момента I наклонной трещине от усталостного разрыва полосовой арматуры в месте приварки поперечной арматуры, что ыокно обьяснять слияние* поперечной силы на сцепление арматуры и бетона балок. Остальныэ образцу с сбсепеченньм сцеплением разрушились от усталостного разрыва арматуры в зоне "чистого изгиба".

В результате проведенных исследований получены эксперимента) ные значения пределов выносливости полосовой арматуры и сталебб' тонных балок с внешним полосовш армированием. Применение предо! рительного напряжения способствовало увеличению относительного предала выносливости сталебетонных балок на 10% при наличии сце ления, а при его отсутствии - на 20% по.сравнении с .аналогичным конструкциями без напряжения арматуры.

Действие многократно повторяющейся нагрузки приводит к с них; НПО сцепления полосовой арматуры периодического профиля с бетон сталебетонных балок в 2 раза по сравнению с первым статическим

Расчетные эпюрн напряжений при максимальной кдгрулка никла

В

< rrQX .

H

Ол -/?„,

тля „

2>}ñ¿,

zs

mal ,

cv л

н

^^ (

tr

HMJ .

a й-

PliC.I.

Расчетные onwpu напрнжений при минимальной нагрузке цикла

■ S ч

^ к

4 г/зп

с

г -/К

i"invn ■ i CJc ГГ,- П г

к в

ев

1>Í1 'Чйг

Л

ле

Птп .д

у S,rc;i "s

-J.A-I-

<-J

<-í

rep

¡r

A e

-* Л

Рио.И

нагружением. Максимальная величина сдвига внесшей полосовой арматуры периодического профиля относительно бетона после приложения базового числа циклов или перед разрушением равнялось 50...60 наш а при статическом разрушении - 150..;175 мкы.

Увеличение прогибов ,балок перед разрушением или после прило-

а

кения 2x10 щклов в 1,2...1,5 раза по сравнению с величинами при

первом нагр}жении происходит в основном за счет накопления.оста-

, >

- точной составляющей напряжений в арматуре и зависит от параметров циклической нагрузки и процента продольного аршровения.

Четвертая глава содержит анализ налрдаенно-дефорьшро,ванного состояния нормальных сечений изгибаемых элементов и предлокення-по расчету выносливости, прогибов и пирины раскрытия трещин.

При увеличении нагрузки в бетоне сжатой зоны происходят струи турнке изменения: проявляются пластические свойства бетона и процессы микротрещинооброзования, что учитывается участком пластичес кого деформирования X р\ , а максимальные напряжения при этом принимаются постоянными равными приэменной прочности . Пос-

ледующие пульсирующие нагружения не приводят к увеличению началь~ ных напряжений сжатого бетона, о вызывают«изменение объема да , эпюры аа счет дальнейшего увеличения участка пластического деформирования. Хр1)Гер (рис. 1}.

Величина ДХР1,гер получена путем обработки всех имеющихся данных экспериментальных исследований выносливостиизгибаемых элементов и равна

Для оценки фактических условий работы бетона и арыйтуры прл действии циклических нагрузок определены фактические напряжения ,и форма, эпюри при минимальной нагрузке цикла (рис.2).

, Определил фактические напряжения.в; бетоне сжатой зоны -и принимая в расчетах треугольную или трапециевидную форму эпюры

i зависимости.от параметров внешней нагрузки, получаем фактичес-;ий коэффициент асимметрии никла напряжений, а затем и предел его

1ыносливооти. . .

При известных при первом погружении напряжениях в бетоне

.тох . min . min

Од - Оj и арматуре Os f f 0Sf , известной высоте сжатой и тая ^min

юны бетона А ' ,л и пластического участка зпюры сжатой зоны vmax .угпзх у/min

Änl 'V reo > ^ pl r"p »3 условия равновесия проекций внутр V-, у ■ г / -г /пох min

эенних усилий находим максимальные Os гер и минимальные Оs гер напряжения в арматура гюслг воэдейстяия многократно повторяющейся нагрузки, соответствующие максимальному и минимальному моменту от внешней нагрузки

.max n/Vmax v тух \

О j • 0\Л ApitrepJ = J_-;- ( 2 ,

Напряжения в продольной растянутой арматуре определяется как

сумма напряжений при первом нагружекии ич приращения напряжения от

действия многократно повторного нагружения

Cj <3 +■ АО

Xr, rep s, rep I

где ., Я 1/'

. W Од ■ и -¿¡Лpi,гер

Определив эти напряжения находим фактический коэффициент асимметрии цикла напряжений э продольной арматуро ps , по которому определяем .коэффициенты условий работы арматуры tf и по СНи11 2.03.01-84й. Это дает возможность найденное напряженно сопоставить с пределом выносливости арматуры и определить возможность работы балки при.многократно повторявшейся нагрузка даного режима. .

. При известной высоте сжатой зоны, определив деформации арматуры и.верхних фибр бетона сжатой зоны после воздействия циклической нагрузки, находили кривизну и.прогиб а момент разрушения или после 2xlOö циклов. • '*

Для расчета ширины раскрытия нормальных трещин после воздейст-

■ .- iO -

Ёия пульсирующих нагружений используется формула СНиП 2.03.01-84*

Такой подход к расчету ширины раскрытия трещин в сталебетонных

. , ...

изгибаемых элементах произвести нельзя, поскольку при этом исполь' дуется величине диаметра арматуры. Поэтому рекомендуется ширину раскрытия трещин определять по формуле СНиИ П-В.1-62к. предложенной Мурашевым :

•* гг

ucrc,rep \ TS,rep р ьогс\ ' Ы)

, ш S г

где \lera -расстояние между трещинами ^

(¿'а « 0,15 {д N +1,0 - коэффициент, учитываются частичное

/ st тер ^

нарушение сцепления полосовой арматуры с бетоном на некотором участке у норцальных трещин, имеющих максимальное раскрытие.

. На основании предложений по расчету и экспериментальных данн> разработана математическая модель и проведен числовой эксперимент

г ' ' . . ■ - . ■ ■ >

на основании которого выявлены общие закономерности работы балок с^различными прочностями бетона и арматуры, высоты сечения, площадью продольной арматуры, параметрами внешней нагрузки.

При обработке данных числового эксперимента получены зависимости таких величин как напряжение в сжатом бетоне и продольной арматуре, приращение напряжений в продольной арматуре, коэффициенты цикла напряжений в бетоне и арматуре, ширины раскрытия нормальных трещин.прогибов вследствие действия циклической нагрузки Полученные зависимости можно использовать для определения выносливости и деформативности изгибаемых элементов при действии мнрг кратко повторной нагрузки. Расхождение расчетных и эксперимент« ных данных ¡значений напряжений и коэффициентов их цикла в арматуре находятся в пределах+ I4j3...-II,4J6.

-.17 -

ОБЩИЕ вывода

По результатам выполненных исследований выносливости полосовой арматуры гладкого и периодического профиля, а также сталебетонных балок с внешнем полосовым армированием:

1. Установлены пределы выносливости новой полосовой арматуры гладкого и периодического профиля в состоянии поставки, а также с тавровыми сварными соединениями.

2. Определены коэффициенты условий работы ^^ полосовой арматуры гладкого и периодического профиля при многократном повторении нагрузки, которые рапны О,62 и 0,5 соответственно, влияний сварных тавровых соединений поперечной арматуры необходимо учитывать коэффициентом ^ « 0Т65.

3. Подтверждено увеличение статической прочности сталебетонных изгибаемых элементов по сравнению' с диалогичными железобетонными

на 8...12%.

4. Экспериментальным путем установлены фактические значения относительных пределов выносливости.сталебетонных балок с внешней полосовой арматурой гладкого и периодического профиля при отсутствии сцепления с бетоном и с его обеспечением путем привар;;и анкеров.

5. Усталостное разрушение обычных и предварительно напряженных сталебетонных изгибаемых элементов с обеспеченным сцеплением происходит от разрыва арматуры'в месте'приварки анкера. Предел выносливости полосовой арматуры в таких конструкциях ниже на 15% предела выносливости необетснировяннмх образцов'этой арматуры.

6. Истодом математической статистики проведен анализ исследований имеющихся данных, который дал возможность разработать методику расчета выносливости железобетонных и сталебетонных балочных конструкций.

7. Разработана и апробнросяма р практических расчетах математическая модель работы изгиблешх алиментов при действии многократно повторной нагрузки по сравнении с расчетом по методике СНи11 поаво-

< - IB -

ляет,получить экономию арматурной стали на 10.,,30$,

8. Выявлены особенности развития трещин в обычных и преднапря-женных балках с внешней полосовой арматурой при наличии ц отсутст- • вии сцепления с бетоном подперкеных кратковременному и многократно повторному нагружениям., Вычисленные по формуле (3) значения ширины раскрытия трещины не превышают- экспериментальные и дают удовлетворительную сходимость.

• . - *> У. Прогибы изгибаемых элементен, армированных внешней полосовой арматурой периодического профиля рекомендуется определять по стандартной методике череп крипизну или по предложенной зависимости. Кривизну этих элементов от действия многократно повторяющейся нагрузки следует вычислять но средним деформациям бетона и арматуры.

Ю. Результаты экспериментальных исследований 'и методика расчета выносливрсти сталебетонных балок с пнешним полосовым армированием испольрсвшш кафедрой строительных конструкций и ШВШ1 * "Львовский стройпроект" при разработке альбома рабочих чертеяей подкрановых балок пролетом 6,0 и 12,0 м в дополнение к серии 1.426.1-4.

11. Предложенная методика расчета и конструирование сталебетонных балок с внешней полосовой арматурой гладкого и периодического профиля при работе на выносливость приняты НИИШВом для включения в нормативные документы,

12. Новизна и практическая'значимость'конструкций сталебетонных подкрановых балок заслужила признание на ВДНХ в павильоне "Строительство" с выдачей диплома и серебряной медали.

ОСНОВНЫЙ ПОЛШЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В ИЩУЩИХ РАБОТАХ: }. Клименко Ф.Е. ,Левчич В.В. Добуш И.М. ,Кинпш Р.И. Еыносливосп сталебетонных балок // Работа бетона и железобетона с различными видами армирования на выносливость при многократно повторяющихся нагрузках: Тез.докл.коорд.сопещ.- Львов, 1987. - С.31.

2. Левчцч В.В., Кинаш Р.И. Выносливость сталебетонных балок

естн.Львов.полит.ин-та, - 1908. - №223: Резервы прогресса в итектуре и строительстве. - С. 61-62,

3. Лепчиц В.В., Добуш И.М., Кинет Р.И. Усталостное разрушение еэобетонны* балок // Механика и физика разрушения композитных ериалов и конструкций: Тез.Докл. I Всесотан.симп.. - Ужгород, 18. - С. 124-125.

4. Добуш И.М., Кинаш Р.И., Валдаев А.Л. Применение железобе-шых балочных элементов с арматурой, не имеющей спепления с бе-шм // Научно-технический прогресс в строительстве: Тез.докл. |ф.. - Москва, 1989. - С.208-209.

5. Крочак О.В., Нинам Р.И. Экономическая эффективность приметя сталебетонных конструкций в строительстве // Научно-техниче-

кй прогресс в строительстве: Тез.докл.конф. - М., 1989. - C.I22-I24.

6. Левчич В.В., Добуш И.М., Кинди Р.И. Выносливость нормальных чениЛ железобетонных балок // Совершенствование методов расчета лезсбетона. - Ростов н/Д, 1980. - С.132-138.

7. Кинаш Р.И. Изменение условий роботы бетона и арматуры в рмальных сечениях железобетонных балок при многократно повторяйся нагружениях // Исследования работы и совершенствование мето->в расчета железобетонных конструкций: Тез.докл.научн.-т«хн,конф.->вов, >1989. - G.53.

8. Крочак 0;В., Кинаш Р.И., Клименко Ф.Е. Конструктивные и гсплуаташонцн& особенности сталебетонных подкрановых балок // аэритио и совершенствование и реконструкция специальных свврннх гальных конструкций зданий и сооружений: Тез.докл.научн-техн.конф.-<м$ерополь, i960. - С.8.

9. Клименко Ф,£., Кинаш Р.И., Большей М.Е. Исследование железо-етонных и сталебетонных бплог'При циклических нагрузках // Сопер-енствовпние методов расчета и проектирования современных видов троительных конструкций : Тез. доо.науч.-практ.конф.-Роино,1980.-.120-121.