Номер части:
Журнал

ПОВЕДЕНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НАГРУЗКИ ВО ВРЕМЕНИ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
Авторы:
DOI:


Проблема исследования длительных процессов в бетоне и железобетоне состоит из двух частей . Во-первых, необходимо раскрыть суть этих процессов и выяснить  влияние их на протекание многочисленных факторов. Во-вторых, с помощью аппарата реологии, механики и математики нужно описать протекание длительных процессов во времени в разнообразных условиях и выявить влияние этих процессов на напряженно-деформированное состояние элементов конструкций из бетона и железобетона.

В сечениях любых бетонных и железобетонный конструкций при приложении длительно действующей эксплуатационной нагрузки напряжения и деформации меняются во времени. Если говорить об определении  напряжений и деформаций, следует учитывать следующие реологические факторы: ползучесть, усадку, модуль деформации бетона и др. Умение правильно учитывать деформативность бетона является необходимым условием  для создания конструкций, удовлетворяющих эксплуатационным и экономическим требованиям.

Нелинейная зависимость между напряжениями и деформациями ползучестибетона обнаруживается уже при уровне сжимающих напряжений, составляющих 20-30% от предела прочности.

В основу нелинейной  теории ползучести стареющего тела входят следующие гипотезы и предпосылки:

-тело рассматривается как однородное изотропное и удовлетворяющее условиям сплошности;

-полные деформации тела,развивающиеся при длительном действии нагрузки,складываются из упругомгновенных деформаций,линейной и нелинейной составляющих деформаций ползучести;

-для суммарных линейных деформаций (упругомгновенные деформации линейной ползучести) справедлив принцип наложения.

Считается,что до момента времени начала действия напряжений,от которых определяются деформации,напряжения в теле отсутствуют.

Если брать во внимание работы,посвященных теоретическому учету отступления от принципа наложения,следует отметить работу И.П. Васильева [3],в которой предложеноосновное уравнение нелинейной теории вязкоупругости,соответствующее полной необратимости деформаций ползучести при разгрузке:

                                                                           (1),

где :T – длительность приложения элементарного приращения напряжений

d Ϭ; Ϭmax- максимальное значение напряжения для 0<t≤tn; F(T)- аналитическое выражение кривой ползучести при f(Ϭ)=1.

Модуль мгновенной деформации является характеристикой упругих свойств бетона, он меняется во времени в зависимости от возраста материала. Нагрузка на конструкцию обычно прикладывается в момент, когда модуль мгновенной деформации составляет порядка 60-70% от своего предельного значения и в расчетах он фигурирует постоянным. Однако это приводит к погрешностям в определении НДС элементов конструкций, так как бетон получает значительное нагружение уже в раннем возрасте.

В соответствии с рекомендациями [2 ], в качестве функции,описывающей изменение модуля упругомгновенной деформации во времениEb (τ) при известных характеристиках состава бетонной смеси,может применяться выражение

ρs-удельное по массе содержание цементного теста в бетонной смеси;

s-параметр,характеризующий влияние упругих свойств заполнителя в бетоне и принимаемый по таблице 1 [2 ].

Вследствие усадки , бетонные конструкции  даже имеющие свободу перемещений, оказываются напряженными. Изменение объема вследствие усадки протекает в начале твердения интенсивно, а затем с убывающей быстротой. Был подтвержден тот факт, что при сохранении температурно-влажностного режима твердения постоянным или колеблющимся в узких пределах нарастание деформаций усадки имеет вид кривой,похожей на кривую набора прочности.

Для описание интенсивности процесса усадки довольно часто используется экспоненциальная зависимость следующего вида:

αs-параметр,характеризующий скорость нарастания деформаций усадки во времени и принимаемый в зависимости от модуля открытой поверхности элемента по таблице 10 [2 ].

Вследствие ползучести бетона, роста его модуля упругости, изменений в структуре,связаннных с переменным приложением нагрузки, происходит непрерывное изменение  напряженно- деформированного состояния, выражающееся в перераспределении напряжений между арматурой и бетоном.

Учет реологических факторов особенно необходим с применением большепролетных и облегченных конструкций, устранением излишних коэффициентов запаса при расчете на прочность, жесткость и трещиностойкость, а также в связи  со значительным расширением количества применяемых бетонов. Пренебрежение изменением напряженно-деформационного состояния бетонных и железобетонных конструкций под действием нагрузки во времени  может привести к разрушению даже сравнительно правильно запроектированных конструкций.

 

Список литературы:

  1. Бетон и железобетон/ под ред. Цилосани. –М.: Мецниереба,1974.-155с.
  2. РозовскийМ.И. О нелинейных уравнениях ползучести и релаксации материалов при сложном напряженном состоянии //ЖТФ. 1955. -Т. XXV, вып. 13
  3. ВасильевП. И. Связь между напряжениями и деформациями при сжатии с учетом влияния времени // Изв. ВНИИГ. 1951. — Т. 45. -С. 78 – 92.
  4. Пуляевский Д. Н. Исследование напряженно-деформированного состояния наращиваемых систем с учетом нелинейной ползучести материала: дис.05.23.17:Москва,2007. – 179 с.
    ПОВЕДЕНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НАГРУЗКИ ВО ВРЕМЕНИ
    Пренебрежение реологическими свойствами бетона может иметь катастрофические последствия,потере эксплуатационных свойств конструкций и сооружений. В данной работе были рассмотрены факторы, влияющие на изменение напряженно-деформированного состояния бетонных и железобетонных конструкций.
    Written by: Мазитова Анастасия Азатовна, Козлов Александр Вячеславович, Алешин Андрей Николаевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 03/03/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)
    Available in: Ebook
Записи созданы 6767

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх