Меню

Высокопрочная арматура без предварительного напряжения



Высокопрочная арматура без предварительного напряжения

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ

Concrete and reinforced concrete structures without prestressing

Дата введения 2004-03-01

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУП «НИИЖБ») Госстроя России

ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

2 ОДОБРЕН для применения постановлением Госстроя России от 25.12.2003 N 215

Документ не применяется в связи с отказом в госрегистрации Министерства юстиции Российской Федерации (Письмо Минюста Российской Федерации от 24.01.2005 N 01/463-ВЯ). — Примечание изготовителя базы данных.

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит рекомендации по расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры, которые обеспечивают выполнение обязательных требований СНиП 52-01-03 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

Решение вопроса о применении Свода правил при проектировании бетонных и железобетонных конструкций конкретных зданий и сооружений относится к компетенции заказчика или проектной организации. В случае если принято решение о применении настоящего Свода правил, должны быть выполнены все установленные в нем требования.

Приведенные в Своде правил единицы физических величин выражены: силы — в ньютонах (Н) или в килоньютонах (кН); линейные размеры — в мм (для сечений) или в м (для элементов или их участков); напряжения, сопротивления, модули упругости — в мегапаскалях (МПа); распределенные нагрузки и усилия — в кН/м или Н/мм.

Свод правил разработали д-ра техн. наук А.С.Залесов, А.И.Звездов, Т.А.Мухамедиев, Е.А.Чистяков (ГУП «НИИЖБ» Госстроя России).

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, выполненных из тяжелого бетона классов по прочности на сжатие от В10 до В60 без предварительного напряжения арматуры и эксплуатируемых в климатических условиях России, в среде с неагрессивной степенью воздействия, при статическом действии нагрузки.

Свод правил не распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, покрытий автомобильных дорог и аэродромов и других специальных сооружений.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем Своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 23-01-99* Строительная климатология

ГОСТ 13015.0-2003* Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Общие технические требования

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 13015-2012, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 14098-91 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем Своде правил использованы термины по СНиП 52-01 и другим нормативным документам, на которые имеются ссылки в тексте.

4 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

4.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1.1 Бетонные и железобетонные конструкции должны быть обеспечены с требуемой надежностью от возникновения всех видов предельных состояний расчетом, выбором показателей качества материалов, назначением размеров и конструированием согласно указаниям настоящего Свода правил. При этом должны быть выполнены технологические требования при изготовлении конструкций и соблюдены требования по эксплуатации зданий и сооружений, а также требования по экологии, устанавливаемые соответствующими нормативными документами.

4.1.2 Конструкции рассматривают как бетонные, если их прочность обеспечена одним только бетоном.

Бетонные элементы применяют:

а) преимущественно на сжатие при расположении продольной сжимающей силы в пределах поперечного сечения элемента;

б) в отдельных случаях в конструкциях, работающих на сжатие, при расположении продольной сжимающей силы за пределами поперечного сечения элемента, а также в изгибаемых конструкциях, когда их разрушение не представляет непосредственной опасности для жизни людей и сохранности оборудования и когда применение бетонных конструкций целесообразно.

4.2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.2.1 Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует производить по предельным состояниям, включающим:

— предельные состояния первой группы (по полной непригодности к эксплуатации вследствие потери несущей способности);

— предельные состояния второй группы (по непригодности к нормальной эксплуатации вследствие образования или чрезмерного раскрытия трещин, появления недопустимых деформаций и др.).

Расчеты по предельным состояниям первой группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчет по прочности с учетом в необходимых случаях деформированного состояния конструкции перед разрушением.

Расчеты по предельным состояниям второй группы, содержащиеся в настоящем СП, включают расчеты по раскрытию трещин и по деформациям.

4.2.2 Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов следует, как правило, производить для всех стадий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям.

4.2.3 Расчеты железобетонных конструкций необходимо, как правило, производить с учетом возможного образования трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре.

Определение усилий и деформаций от различных воздействий в конструкциях и в образуемых ими системах зданий и сооружений следует производить по методам строительной механики, как правило, с учетом физической и геометрической нелинейности работы конструкций.

4.2.4 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций надежность конструкций устанавливают расчетом путем использования расчетных значений нагрузок и воздействий, расчетных значений характеристик материалов, определяемых с помощью соответствующих частных коэффициентов надежности по нормативным значениям этих характеристик с учетом степени ответственности зданий и сооружений.

Нормативные значения нагрузок и воздействий, коэффициентов сочетаний, коэффициентов надежности по нагрузке, коэффициентов надежности по назначению конструкций, а также подразделение нагрузок на постоянные и временные (длительные и кратковременные) принимают согласно СНиП 2.01.07.

4.2.5 При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возникающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, нагрузку от веса элементов следует принимать с коэффициентом динамичности, равным: 1,60 — при транспортировании, 1,40 — при подъеме и монтаже. Допускается принимать более низкие, обоснованные в установленном порядке, значения коэффициента динамичности, но не ниже 1,25.

4.2.6 При расчете по прочности бетонных и железобетонных элементов на действие сжимающей продольной силы следует учитывать случайный эксцентриситет , принимаемый не менее:

1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения;

1/30 высоты сечения;

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее .

Для элементов статически определимых конструкций эксцентриситет принимают равным сумме эксцентриситетов — из статического расчета конструкций и случайного.

5 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5.1 БЕТОН

Показатели качества бетона и их применение при проектировании

5.1.1 Для бетонных и железобетонных конструкций, проектируемых в соответствии с требованиями настоящего Свода правил, следует предусматривать конструкционный тяжелый бетон средней плотности от 2200 кг/м до 2500 кг/м включительно.

Читайте также:  Таблица замены по арматуре сип

5.1.2 Основными показателями качества бетона, устанавливаемыми при проектировании, являются:

а) класс бетона по прочности на сжатие В;

б) класс по прочности на осевое растяжение (назначают в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение и ее контролируют на производстве);

в) марка по морозостойкости F (назначают для конструкций, подвергаемых действию попеременного замораживания и оттаивания);

г) марка по водонепроницаемости W (назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости).

Классы бетона по прочности на сжатие В и осевое растяжение отвечают значению гарантированной прочности бетона, МПа, с обеспеченностью 0,95.

5.1.3 Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

В10; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2;

в) марок по морозостойкости:

F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марок по водонепроницаемости: W2; W4; W6; W8; W10; W12.

5.1.4 Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании исходя из возможных реальных сроков загружения конструкций проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 сут.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0 и стандартами на конструкции конкретных видов.

5.1.5 Для железобетонных конструкций рекомендуется применять класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15.

5.1.6 Марку бетона по морозостойкости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха в холодный период от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75, а при расчетной температуре наружного воздуха выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

В остальных случаях требуемые марки бетона по морозостойкости устанавливают в зависимости от назначения конструкций и условий окружающей среды по специальным указаниям.

5.1.7 Марку бетона по водонепроницаемости назначают в зависимости от требований, предъявляемых к конструкциям, режима их эксплуатации и условий окружающей среды.

Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям при расчетной отрицательной температуре наружного воздуха выше минус 40 °С, а также для наружных стен отапливаемых зданий марку бетона по водонепроницаемости не нормируют.

Источник

Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов из дисперсно армированного железобетона с высокопрочной арматурой без предварительного напряжения Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Опбул Эрес Кечил-Оолович, Седип Светлана Сергеевна

Рассматривается вопрос о применении высокопрочных арматурных сталей в изгибаемых элементах в сочетании с фибровым армированием. Приводятся приближенные модели механики разрушения и прочности , трещиностойкости изгибаемых фиброжелезобетонных элементов при кратковременных нагрузках.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Опбул Эрес Кечил-Оолович, Седип Светлана Сергеевна

DURABILITYAND CRACK RESISTANCE OF BENT MEMBERS FROM FIBER REINFORCED CONCRETE WITH HIGH-STRENGTH REINFORCEMENT WITHOUT PRE-STRESSING

The paper deals with application of high-strength reinforcing steel in bent members in combination with fiber reinforcing. Approximate models of fracture mechanics anddurability, crack resistance of bent fiber reinforced concrete members subjected to short-time loadings are submitted.

Текст научной работы на тему «Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов из дисперсно армированного железобетона с высокопрочной арматурой без предварительного напряжения»

ПРОЧНОСТЬ И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ДИСПЕРСНО АРМИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА С

ВЫСОКОПРОЧНОЙ АРМАТУРОЙ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО

Опбул Э.К.1, Седип С.С2 1 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург, 2Тувинский государственный университет, Кызыл

DURABILITYAND CRACK RESISTANCE OF BENT MEMBERS FROM FIBER REINFORCED CONCRETE WITH HIGH-STRENGTH REINFORCEMENT WITHOUT PRE-STRESSING

Opbul E.K.1, Sedip S.S.2 1St-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

St. Petersburg, 2Tuvan State University, Kyzyl

Рассматривается вопрос о применении высокопрочных арматурных сталей в изгибаемых элементах в сочетании с фибровым армированием. Приводятся приближенные модели механики разрушения и прочности, трещиностойкости изгибаемых фиброжелезобетонных элементов при кратковременных нагрузках.

Ключевые слова: прочность, жесткость, трещиностойкость, фибробетон, разрушение.

The paper deals with application of high-strength reinforcing steel in bent members in combination with fiber reinforcing. Approximate models of fracture mechanics anddurability, crack resistance of bent fiber reinforced concrete members subjected to short-time loadings are submitted.

Key words: durability, rigidity, crack resistance, fiber reinforced concrete, fracture.

Известно, что появление трещин в конструкциях само по себе не является признаком опасного состояния конструкции, если раскрытие их ограничено величиной, не вызывающей снижения прочности и долговечности, а также нарушения нормального режима эксплуатации сооружения [1].

Из практики строительства известно, что использование высокопрочных арматурных сталей в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения не рекомендуется в связи с образованием недопустимых деформаций и трещин при предельных значениях нагрузок. Так, тематика работ [2, 3, 4, 5] посвящена вопросу возможности использования высокопрочных арматурных сталей без предварительного напряжения в изгибаемых фиброжелезобетонных элементах, где экспериментально и теоретически обоснованы все предпосылки для их эффективного использования. Возможность применения сталей повышенной прочности без преднапряжения обусловлена

благоприятным воздействием фибровых волокон на НДС конструкций под нагрузкой. При этом в бетонной матрице создается среда, где распределение напряжений по длине рабочей арматуры происходит более равномерно; характерно образование большого количества трещин с высотой и шириной раскрытия в 2-3 раза меньше допустимых нормативных; меньше прогиб элемента.

Ниже рассмотрены изгибаемые элементы с частичным по высоте сечения (зонным) фибровым армированием.

1. Обоснование модели разрушения фиброжелезобетонного элемента при изгибе.

В традиционно армированном железобетоне разрыв бетона может произойти в результате роста размеров одного или нескольких микроразрушений, получивших в силу ряда причин предпочтительное развитие по сравнению с остальными.

В бетонной матрице, равномерно пронизанной фибровой арматурой, рост внутренних трещин ею блокируется. При этом сглаживается концентрация напряжений, и в бетоне в результате бокового давления стержней на бетон создается сложное напряженное состояние. Составляющие сил бокового давления сцепления стремятся прижать внутренние поверхности трещин друг к другу. В таком дисперсно армированном бетоне создаются предпосылки для плавного накопления микроразрушений по всему объему при постепенном включении всего механизма ограничения и торможения их роста [2]. Ограниченное развитие внутренних трещин по всему бетонному объему означает повышение предельной технической растяжимости бетона.

Принимаются следующие предпосылки элемента при изгибе. С ростом внешней нагрузки до разрушения формируются четыре стадии напряженно деформированного состояния.

Читайте также:  Фиксатор для арматуры стойка как применять

В стадии I принято напряженно деформированное состояние фиброжелезобетонного элемента до образования трещин в его растянутой зоне, то есть когда фибробетон растянутой зоны сохраняет сплошность и работает под воздействием нагрузки квазиупруго; деформации растянутой зоны не

превосходят значения о = &п , где Е* — предельные относительные

деформации фибробетона при растяжении, — расчетное сопротивление

фибробетона при растяжении, Е^ — модуль упругости; эпюры нормальных

напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения близки к треугольным. Усилия в растянутой зоне в основном воспринимаются фибробетонным слоем. Роль растянутой рабочей арматуры незначительна.

Стадия 1а. С увеличением нагрузки сечение элемента растянутой зоны продолжает работать упруго, нулевая линия лежит ниже центральной оси балки. При дальнейшем увеличении нагрузки характерно следующее: фибробетонный

слой сечения работает упруго, но в крайних волокнах растянутой зоны начинают развиваться неупругие деформации, характеризующие появление трещины на поверхности элемента. Только что появившаяся трещина сразу не доходит до уровня рабочей арматуры (как это в железобетоне), и без ацетона обнаружение ее представляется невозможным. При этой стадии напряженно-деформированного состояния фиброжелезобетонного изгибаемого элемента принято производить расчет момента трещинообразования, когда растянутый фибробетонный слой

работает упруго с величиной деформаций крайнего волокна S^ и .

В стадии II при дальнейшем увеличении нагрузки в фибробетоне растянутой зоны идет образование смежных трещин с незначительными приращениями как по высоте, так и по ширине. Если в железобетонном элементе образование трещин означает выход из работы бетона растянутой зоны, то в фиброжелезобетонном элементе — нет. Здесь каждая микротрещина заблокирована фибрами, которые не дают трещине беспрепятственно развиваться. При этом характерно образование все время новых смежных трещин, соответственно уменьшение расстояния между трещинами. В сечениях с трещинами начинают появляться заметные неупругие деформации арматуры, свидетельствующие о приближении напряжений в арматуре к условному пределу текучести, то есть концу стадии II.

Эффект, удерживающий развитие трещины после их появления, в расчетах назван как доля участия фибр в работе фиброжелезобетонного изгибаемого элемента под нагрузкой (далее будем обозначать как afbt). При этом с повышением процента фибрового армирования (начиная с 1 %) увеличивается и доля участия фибр в работе элемента, а именно в работе растянутой зоны сечения.

Эпюра нормальных напряжений в бетоне сжатой зоны по мере увеличения нагрузки за счет развития неупругих деформаций бетона постепенно искривляется. Величина максимального напряжения постепенно перемещается с края в глубину сечения, а нулевая линия поднимается вверх.

Стадия II сохраняется значительное время и характерна для эксплуатационных нагрузок (« 65% разрушающих), так как при эксплуатации многих элементов допускается появление трещин. Матрица скрепляет фрезерованные фибры в единый монолит и является средой, передающей нагрузку на них, а в случае разрыва отдельных волокон перераспределяет напряжения. По стадии II рассчитывают величину раскрытия трещин и кривизну (жесткость) элементов с учетом работы фибробетонного слоя, то есть с учетом величины Gjbt. Величину ауы определяют как разность прочностных свойств фибробетона и бетона на растяжение, то есть

fbt fbt,ser bt,ser v ‘

Стадия III характеризуется разрушением фиброжелезобетонного элемента. С исчерпанием несущей способности фибробетонного слоя напряжения в арматуре достигают условного предела текучести, а в бетоне — временного

сопротивления осевому сжатию. Криволинейность эпюры нормальных напряжений сжатия становится ярко выраженной.

2. Расчет прочности фиброжелезобетонных изгибаемых элементов с высокопрочной арматурой (Вр-П) без предварительного напряжения.

Опыты показывают, что фиброжелезобетонные изгибаемые элементы в отличие от железобетонных под воздействием внешней нагрузки испытывают несколько иной характер напряженно-деформированного состояния.

Дело в том, что фибровое армирование железобетонных элементов преобразует их в конструкцию, обладающую существенно повышенными жесткостью, трещиностойкостью и прочностью.

Очевидно, что фибровое армирование намного отделяет наступление тех или иных факторов, по которым обычно дают оценки ограничения работоспособности конструктивного элемента.

В предельной стадии работы фиброжелезобетонного элемента фибры все еще участвуют в работе элемента, испытывая с возрастанием нагрузки все большее напряжение. С достижением предельных значений фибрами происходит выход из работы всего элемента. После чего деформации (напряжения) быстро возрастают. В это время разрушение элемента может произойти как по наклонному, так и по нормальному сечению. Очевидно, что напряжения в арматуре при этом будут больше условного предела текучести.

Промежуток между исчерпанием несущей способности фибробетонного слоя и до полного разрушения изгибаемого элемента сравнительно небольшой в силу того, что фрезерованные фибры за счет своих уникальных свойств (большая удельная поверхность сцепления, не ровные поверхности) не выдергиваются и достижением предела прочности только разрываются. Одновременно с выходом из работы фибробетоннго слоя деформации в арматуре будут быстро расти, не испытывая при этом удерживающего эффекта, и в конце концов наступает обрыв основной рабочей арматуры (см. рис. 1).

Приняты следующие допущения:

1. Эпюра напряжений сжатой зоны сечения имеет прямоугольное очертание с ординатой равной

2. Учитывается работа растянутого фибробетона. Эпюра напряжений растянутой зоны — прямоугольная с ординатой а/Ъ(=Ц/Ъ( —

3. Напряжения в арматуре растянутой зоны равны Ц.

С учетом принятых допущений расчетная схема при расчете прочности имеет вид на рис. 1.

Эпюра напряжений сжатой зоны бетона и растянутого фибробетона принимается прямоугольной.

Внутренние усилия выражаются как:

КЬ = ЧЬх ; V =аььгЬъьь ; ** = .

Высота сжатой зоны бетона:

Рис. 1. Расчетная схема: — доля участия фибробетона в работе изгибаемого элемента; Rb — напряжение в сжатой зоне бетона равное расчетному сопротивлению бетона сжатию; RfЪt — расчетное сопротивление фибробетона при растяжении (получено путем испытания фибробетонных призм на изгиб); Rbt -расчетное сопротивление бетона при растяжении (получено путем испытания бетонных призм на изгиб); N — усилие в сжатой зоне бетона;^ — усилие в растянутом фибробетоне; N — усилие в рабочей арматуре; И,- высота фибрового армирования; 1 и 1′- плечо пары сил

М * Ми =ст ъъгЪкъъ

3. Приближенная оценка трещиностойкости фиброжелезобетонных изгибаемых элементов с высокопрочной арматурной стали без предварительного напряжения.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

В основу расчета по образованию трещин положена стадия 1а напряженно-деформированного состояния фиброжелезобетонных элементов. Для фиброжелезобетонных элементов усилия, воспринимаемые нормальными к продольной оси сечения при образовании трещин, определяются исходя из следующих положений:

— сечения элемента, плоские до деформации, остаются плоскими после деформации (гипотеза плоских сечений);

— удлинение фибробетона пред образованием трещин достигает значения

Б ^ и , то есть в предположении упругой работы растянутой зоны сечения. При

этом напряжения в крайнем волокне растянутого фибробетона равны Ц/ы1!ег;

— эпюра напряжений сжатой зоны бетона — треугольная с напряжениями крайнего волокна аь.

Читайте также:  Перекрытие с одной сеткой арматуры

Расчетная схема усилий, напряжений и деформаций изгибаемого фиброжелезобетонного элемента при расчете по образованию нормальных трещин на рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема усилий

— в бетоне сжатой зоны: sB=s

в fbt (h — x) Eb (h — x)

— в растянутой арматуре: ss=sb-—— = f • —0—;

— в сжатом бетоне: (ho — x)

— в растянутой арматуре: js = а • Rmser —0-;

— в растянутом бетоне на границе с фибробетоном: Jbt = Rbt ser;

— в краевом волокне растянутой зоны сечения: JJbt = RJbt ser;

Rbt,ser + Rfbt, ser ,.4

Высота сжатой зоны Х определяется из уравнения равновесия при решении квадратного уравнения

О-5 • Rfb,,Ser • x2 — Rbt,ser • (h + x2 — 2hx + h^ — h fih) —

■hfb ■ (h — x) -a—f- • R Mser ■ (h0 — x) = 0

Момент трещинообразования относительно сжатой зоны бетона:

Mcrc = Rbt,ser • Abt • Zbt +Jfbt • Zfb +

Рис. 5. Эпюра распределения нормальных усилий в фибробетонном слое

Таким образом, шаг трещин в фиброжелезобетонных изгибаемых элементах определяется из условия разности усилий в растянутой арматуре в сечении с трещиной и усилий между трещинами уравновешиваются усилием сцепления арматуры с фибробетонном:

Тогда, шаг трещин фиброжелезобетонных изгибаемых элементов

Здесь обратим внимание на то, что в дальнейших расчетах вместо усредненного значения будет учитываться полное значение работы

фибрового слоя как

^ — Й • АЪ — (К/ъ^ег — Кы. ‘ •

Определение ширины раскрытия трещин (асгс)

НДС изгибаемых фиброжелезобетонных элементов характеризуется средними значениями напряжений и деформаций в арматуре и фибробетоне. Поскольку величина напряжений растянутой арматуры берется за вычетом доли работы фибр, далее будем иметь дело только с напряжениями в арматуре и бетоне.

Раскрытие трещин представляет собой разность удлинения арматуры и бетона на участке между трещинами, то есть

сгс V Бт ъ£т’ сгс 4 ‘

Учитывая Бт —— • Б — — ; а ; Еът — » и

пренебрегая деформациями растянутого бетона [3], ширина раскрытия трещин определяется как

Здесь коэффициент который учитывает неравномерность деформаций арматуры между трещинами, графически может быть выражен как отношение

площади эпюры напряжений растянутой арматуры ко всей площади эпюры напряжений на этом участке (см. рис. 6).

| \ ^ — р —площадь эпюры напряжений арматуры между трещинами

Рис. 6. Распределение площадей эпюр напряжений фибробетонного слоя и растянутой

Таким образом, коэффициент у8из соотношений площадей эпюр напряжений фибробетонного слоя и растянутой арматуры согласно рис.5. определяется:

где а, — напряжение в арматуре в предельном состоянии;

&Jbt = Rfbt,ser — Rbt,ser (16)

ю — коэффициент полноты эпюры напряжений.

1. Анализ полученных результатов экспериментально-теоретических исследований фиброжелезобетонных конструкций показывает значительный прирост не только прочностных, деформативных свойств, но и эксплуатационных характеристик. При этом повышенная вязкость при разрушении, отличная работоспособность при динамических и, возможно, не предвиденных нагрузках определяет перспективность и эффективность фибробетона, особенно в плане живучести конструкций при прогрессирующих обрушениях зданий и сооружений.

2. Научный интерес представляет вопрос о возможности использования высокопрочных арматурных сталей без предварительного напряжения в комбинации с фибровым армированием (в перспективе возможно получение более высокопрочных, жестких и трещиностойких сечений конструкций).

3. На основе экспериментально-теоретических исследований предложена методика расчета по трещиностойкости фиброжелезобетонных изгибаемых элементов, принципиально отличающаяся от теории расчета железобетонных конструкций с тем, что в расчете фиброжелезобетонных конструкций учитывается работа растянутого бетона, названная как доля участия фибробетонного слоя в напряженно деформированном состоянии элемента под нагрузкой. При этом эффект от фибрового армирования, в частности растянутых зон изгибаемых элементов, зависит от процента, вида армирующего волокна и, вероятно, от прочности бетонной матрицы.

1. Мурашев В.И. Трещиноустойчивость, жеткость и прочность железобетона. / В.И. Мурашев. М.: Машстройиздат, 1950. 268 с.

2. Куликов А.Н. Экспериментально-теоретические исследования свойств фибробетона при безградиентном напряженном состоянии в кратковременных испытаниях / А.Н. Куликов // Автореф. . канд. техн. наук: 05.23.01. Ленинград, 1974. 26 с.

3. Опбул Э.К. Эффективное использование высокопрочной арматуры в изгибаемых элементах без предварительного напряжения/ Э.К. Опбул // Автореф. . канд. техн. наук: 05.23.01. Санкт-Петербург, 2006. 25 с.

4. Шилов А.В. Керамзитофиброжелезобетонные изгибаемые элементы с высокопрочной арматурой без предварительного напряжения /А.В. Шилов // Автореф. . канд. техн. наук: 05.23.01. Ростов-на-Дону, 1996. 28 с.

5. Шилов А.В. Сопротивление сжатию керамзитофиброжелезобетонных элементов различной гибкости / А.В. Шилов // Автореф. . канд. техн. наук: 05.23.01. Ростов-на-Дону, 2000. 27 с.

6. Маилян Р.Л. // Рекомендации по проектированию железобетонных конструкций из керамзитобетона с фибровым армированием базальтовым волокном. / Р.Л. Маилян, Л.Р. Маилян, К.М. Осипов и др. Ростов-на-Дону.: СевкавНИПИагропром, РГАС, 1996. 69 с.

1. Murashev V.I. Treshinoustoychivost’, zhestkost’ i prochnost’ zhelezobetona / V.I. Murashev. M.: Mashstroyizdat, 1950. 268 s.

Тувинский государственный университет

2. Kulikov A.N. Eksperimental’no-teoreticheskie issledovaniya svoistv fibrobetona pri bezgradientnom napryazhennom sostoyanii v kratkovremennyh ispytaniyah / A.N. Kulikov // Avtoref. . kand. tehn. nauk: 05.23.01. Leningrad, 1974. 26 s.

3. Opbul E.K. Effektivnoe ispol’zovanie vysokoprochnoi armatury v izgibaemyh elementah bez predvaritel’nogo napryazheniya / E.K. Opbul // Avtoref. . kand. tehn. nauk: 05.23.01. Sankt-Peterburg, 2006. 25 s.

4. Shilov A.V. Keramzitofibrozhelezobetonnye izgibaemye element s vysokoprochnoi armaturoi bez predvaritel’nogo napryazheniya /A.V. Shilov // Avtoref. . kand. tehn. nauk: 05.23.01. Rostov-na-Donu, 1996. 28 s.

5. Shilov A.V. Soprotivlenie szhatiyu keramzitofibrozhelezobetonnyh elementov razlichnoi gibkosti / A.V. Shilov // Avtoref. . kand. tehn. nauk: 05.23.01. Rostov-na-Donu. 27 s.

6. Mailyan R.L. // Rekommendatsii po proektirovaniyu zhelezobetonnyh konstruktsii iz keramzitobetona s fibrovym armirovaniem bazal’tovym voloknom / R.L. Mailyan, L.R. Mailyan, K.M. Osipov I dr. Rostov-na-Donu: SevkavNIPIagroprom, RGAS, 1996. 69 s.

Опбул Эрес Кечил-оолович — кандидат технических наук, заведующий лабораторией Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, г. Санкт-Петербург, E-mail: fduecnufce@mail.ru

Седип Светлана Сергеевна — кандидат технических наук, доцент кафедры городского хозяйства Тувинского государственного университета, г. Кызыл, E-mail: sedip@list.ru

Opbul Eres — candidate of technical Sciences, head of laboratory Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg, E-mail: fduecnufce@mail.ru.

Sedip Svetlana — candidate of technical Sciences, associate professor of urban Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: sedip@list.ru

РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ СЕЙСМОИЗОЛИРОВАННЫХ СООРУЖЕНИЙ

Тувинский государственный университет, Кызыл

THE ESTIMATED MODEL FOR THE DESTRUCTION OF BASE-ISOLATED STRUCTURES

Tuvan State University, Kyzyl

В статье рассматриваются основные расчетные схемы сейсмоизолированных зданий. Дан сравнительный анализ простой одностепенной и подробной конечноэлементной модели. Для поиска рациональных параметров сейсмоизолирующих опор можно применить одностепенную расчетную модель. А для более конкретного расчета с анализом напряжений и усилий в элементах здания следует применять более сложные расчетные модели.

Источник