Вивчено закономірності впливу напруження арматури на бетон на несучу здатність і момент виникнення тріщин у залізобетонних елементах, що згинаються. На основі натурних експериментальних досліджень одержано закономірності деформування та вичерпання несучої здатності дослідних постнапружених зразків балок зі складним напружено-деформованим станом нормальних перерізів. Уточнено деформаційний метод визначення несучої здатності та моменту тріщиноутворення постнапружених залізобетонних елементів прямокутного та таврового перерізів шляхом урахування роботи розтягнутого бетону. На основі деформаційного методу запропоновано методику розрахунку несучої здатності постнапружених залізобетонних конструкцій, що згинаються, для прямокутного та таврового перерізів, яка враховує як зміну їх напружено-деформованого стану, так і зміну міцнісних властивостей бетону й арматури.

Досліджено мінливість параметрів напружено-деформованого стану балкових залізобетонних конструкцій з попередньо напруженою робочою арматурою. Увагу приділено розробці математичних моделей з регулювання розрахункової надійності прогінних попередньо напружених залізобетонних конструкцій у рекомендованих межах із забезпеченням їх несучої здатності за першою групою граничних станів, мінімальними витратами матеріалів та урахуванням мінливості фізико-механічних властивостей бетону й арматури. Застосовано методи – збір, вивчення й аналіз літературних джерел, формулювання завдань досліджень, аналіз отриманих результатів, формулювання висновків і рекомендацій, визначення розрахункової надійності натурних конструкцій за запропонованими рекомендаціями, використання математичної теорії планування експерименту й апробованих імовірнісно-статистичних методів аналізу випадкових величин. Отримано нові оцінки розкиду втрат попереднього напруження та діючих зусиль в арматурі, коефіцієнти варіації міцності нормальних і похилих перерізів, а також показники надійності прогінних попередньо напружених залізобетонних конструкцій. Розроблено 12 адекватних математичних моделей, які дозволяють не тільки достовірно прогнозувати надійність вказаних конструкцій та оцінювати ступінь впливу на її величину найбільш важливих конструктивних чинників, а й досліджувати спрямованість спільної зміни несучої здатності та характеристики надійності зі зміною цих чинників. Запропоновано алгоритм регулювання розрахункової надійності прогінних залізобетонних конструкцій з попередньо напруженою арматурою.

Виходячи з аналізу власних досліджень запропонована методика визначення міцності просторових перерізів попередньо напружених залізобетонних елементів таврового профілю з одиночним армуванням при згині з крученням на основі деформаційної моделі.

Експериментальні дослідження показали, що навіть у разі дотримання вимог чинних норм про довжину анкерування поздовжньої арматури балки руйнуються від втрати зчеплення поздовжньої арматури з бетоном, не досягнувши міцності похилого перерізу. Висмикування поздовжньої арматури на опорах внаслідок розтріскування бетону та порушення зчеплення потрібно розглядати як недолік конструювання опорної частини. Такі балки не коректно брати до уваги під час проведення аналізу несучої здатності похилих перерізів, тому що анкерування є окремою проблемою у теорії залізобетону. Особливістю згинаних залізобетонних елементів є те, що за дії навантаження епюра розтягувального зусилля у поздовжній арматурі не відповідає епюрі згинальних моментів внаслідок часткової втрати зчеплення арматури з бетоном після утворення вертикальних тріщин, які допускаються нормами за експлуатаційних навантажень. Для вирішення цієї проблеми пропонують використовувати поняття "правило зміщення розтягувального зусилля", яке наведено в чинних нормах [1] і Eurocode 2 EN 1992-1-1:2004 [2] для визначення місця обриву поздовжньої арматури в прольоті. Запропоновано дещо інший підхід, який базується на зміщенні не розтягувального зусилля, а зміщенні епюри згинальних моментів. Цей метод вперше запропонував Л. О. Дорошкевич для розрахунку поперечної арматури. Невідповідність зміни розтягувального зусилля в поздовжній арматурі та епюри згинальних моментів враховується коефіцієнтом зміщення епюри моментів , який визначають за допомогою розроблених номограм. Наведено приклад розрахунку довжини анкерування поздовжньої арматури запропонованим методом.

У залізобетонних конструкціях за значного впливу агресивного середовища застосування попередньо напруженої арматури є достатньо проблемним питанням. На даний час є багато рекомендацій щодо зменшення впливу агресивного середовища на корозійні процеси в арматурі, збільшення надійності конструкцій та терміну їх придатності до нормальної експлуатації. Одним із варіантів вирішення проблеми є застосування в ролі арматури неметалевих елементів (як внутрішньої стержневої арматури, так і у вигляді наклеюваної зовнішньої). Для покращання фізико-механічних характеристик конструкції рекомендується застосування попереднього напруження, при цьому актуальними є питання розрахунку і оптимального проектування будівельних конструкцій з неметалевою арматурою (FRP). В Україні одним з лідерів моделювання є програмний комплекс "Лира" - сучасний інструмент для числового дослідження міцності та стійкості конструкцій.

За допомогою методу прямого обмеження проведено моделювання процесу попереднього натягнення на підставі експериментів по тестуванню попередньо напружених систем. Як модельний об'єкт розглянуто взаємодію між переднапруженою арматурою і бетоном. Для імітації блоків, що армують, і блоків бетону адаптовано тривимірний метод пружного твердого тіла. Як модель, яка описує сили тертя, що виникають між попередньо напруженою арматурою і бетоном, розглянуто модель кулоновського тертя. Для обчислення ефективних напружень матриці, що армує, на різних етапах натягу було використано метод прямого обмеження, що володіє гарною стабільністю та високою швидкістю збіжності. Показано, що значення ефективних переднапружень, одержаних шляхом моделювання за допомогою методу прямого обмеження, знаходяться в якісній згоді з експериментальними та теоретичними значеннями.

Виходячи з аналізу власних досліджень запропонована уточнена методика визначення міцності просторових перерізів попередньо напружених залізобетонних елементів прямокутного профілю з подвійним армуванням при згині з крученням на основі деформаційної моделі.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н537

Рубрики:

Попередньо напружені (напружено-армовані) залізобетонні конструкції

Шифр НБУВ: Ж29409/А Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Н532-01 + Н537-01

Рубрики:

Попередньо напружені (напружено-армовані) залізобетонні конструкції

Шифр НБУВ: РА404822 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Встановлено, що холоднодеформовані сталеві дроти для арматури попередньо напружених залізобетонів чутливі до водневого окрихчення (ВО) в агресивних середовищах. Залишкові напружено-деформовані стани, які утворюються в цих дротах внаслідок холодного волочіння, відіграють при цьому ключову роль. Зміна цих напружено-деформованих станів через особливості процесу волочіння впливає на роботоздатність дротів під час ВО. На основі числового моделювання холодного волочіння з використанням відмінних фільєрів розглянуто дію вхідного кута фільєра на напружено-деформовані стани в дротах і зроблено висновки про наслідки їх впливів на наводнення дротів в агресивному середовищі і схильність до ВО. Показано, що зменшення вхідного кута фільєра волочіння має позитивний вплив на роботоздатність дротів.

Виходячи з аналізу власних досліджень запропоновано методику визначення міцності просторових перерізів попередньо напружених залізобетонних елементів прямокутного профілю з подвійним армуванням під час згину з крученням на основі деформаційної моделі.

Увагу приділено розробці ефективних бетонів з хімічними домішками для попередньо-напружених залізобетонних конструкцій з термічнозміцненою арматурою. Розроблено прискорену методику для визначення впливу хімічних домішок на корозію попередньонапруженої арматури в бетоні. На основі цієї методики проведено ряд досліджень з домішками на основі тіосульфатів і роданідів натрію (типу РОП) та іншими домішками. Встановлено, що введення домішки РОП до бетонної суміші у кількості до 3 % від маси цементу (з розрахунку цементу 350 кг/м{\up\fs8 3}) не порушує пасивного стану арматури в бетоні та не спричиняє протікання корозійних процесів у напруженій арматурі. Це пояснюється утворенням сполуки у вигляді твердих розчинів типу високоосновних гідроалюмоферитів кальцію з вмістом сульфатів, нітритів або роданідів кальцію. Вони в свою чергу забезпечують збереження у пасивному стані арматурної сталі через утворення відповідних захисних плівок навколо арматурних стрижнів. На основі комплексних домішок "Комплекс К-5" та "Комплекс К-6", що містять у своєму складі РОП, запропоновано ефективні бетони для попередньо-напружених залізобетонних конструкцій, які не чинять негативного виливу на термічнозміцнену арматуру в напруженому стані.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н537-01

Рубрики:

Попередньо напружені (напружено-армовані) залізобетонні конструкції

Шифр НБУВ: Ж Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено метод і залежності щодо визначення напружень в арматурі попередньо напружених залізобетонних елементів на будь-якому етапі навантаження у разі використання деформаційного методу розрахунку.

Приведены результаты исследований по определению напряженно-деформированного состояния предварительно напряженных железобетонных балок с преднапряженной пологой отогнутой арматурой.

Изложена концепция создания железобетонных конструкций из напрягающего бетона с арматурой, предварительно напрягаемой комбинированным способом. Предложена классификация железобетонных конструкций из напрягающего бетона. Сформулированы и экспериментально подтверждены особенности развития процесса расширения при действии растягивающих и сжимающих напряжений, вызванных внешним воздействием. Приведены результаты исследований развития процесса самонапряжения при ограничении деформаций расширения арматурой, уже имеющей напряжения, созданные механическим способом.

Запропоновано залежності визначення зони анкерування та величини втягування напруженої арматури з практичними рекомендаціями на прикладі багатопустотних плит безопалубочного формування.

Проведено експериментально-теоретичне дослідження напружено-деформованого стану (НДС) й несучої здатності приопорних ділянок (ПД) попередньо-напружених (ПН) таврових залізобетонних балок, удосконалено деформаційну модель (ДМ) роботи даних елементів та інженерну методику (ІМ) розрахунку їх міцності. Проаналізовано вплив дослідних факторів на тріщиностійкість, деформативність і міцність ПД залізобетонних ПН таврових елементів (ТЕ) у взаємодії. Описано механізм і форми руйнування ПД дослідних таврових залізобетонних елементів залежно від співвідношення дослідних факторів. Удосконалено шарувату ДМ разрахунку НДС прогінних і ПД залізобетонних ПН ТЕ, ІМ розрахунку міцності ПД залізобетонних ПН ТЕ за похилою тріщиною та стислою смугою.

Наведено результати експериментальних досліджень міцності та деформацій важкого бетону за навантажень різної тривалості за умов дії підвищених до +200 °С температур. Здійснено вдосконалення методики діаграм-ізохрон в частині врахування впливу швидкості навантаження на діаграми деформування бетону. Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень характеристик напружено-деформованого стану згинних залізобетонних елементів за умов нерівномірного нагрівання з використанням діаграм-ізохрон і з урахуванням неоднорідності механічних і реологічних властивостей бетону в конструкції. Викладено пропозиції щодо уточнення нормативних методів розрахунку в частині врахування впливу швидкості навантаження на основні характеристики тривалої міцності та діаграм деформування.

Вивчено втрати попереднього напруження під час двовісного обтиску та напружено-деформованого стану двовісно попередньо-напружених плит за поперечного згину. Експериментально та теоретично досліджено втрати зусиль попереднього обтиску у двовісно попередньо-напружених плитах і поведінку даного типу конструкцій за дії поперечних зусиль. Запропоновано методику визначення втрат попереднього напруження під час двовісного напруженого стану та рекомендації щодо проектування та розрахунку міцності та деформативності обпертих по контуру двовісно попередньо-напружених плит за поперечного згину.