• Стройка и ремонт с нуля до успешного финиша
  • Пошаговые мастер-классы с фото и видео
  • Контролируем рабочих или делаем своими руками
  • Калькуляторы для расчета материалов

Свойства бетона предварительно напряженных шпунтовых устройств Текст научной статьи по специальности — Строительство

Опубликовано: 11.05.2017

Свойства бетона предварительно напряженных шпунтовых устройств Текст научной статьи по специальности - Строительство

Свойства бетона предварительно напряженных шпунтовых устройств Текст научной статьи по специальности Строительство. Архитектура.

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Таржиманов Марат Альбертович, Маилян Дмитрий Рафаэлович.

В статье рассматривается задача расчета ограждающих конструкций котлована с учетом деформационных характеристик взаимовлияющей системы основание-сооружение . Дана оценка изменения жесткости предварительно напряженных шпунтовых устройств при импульсных динамических воздействиях.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре. автор научной работы — Таржиманов Марат Альбертович, Маилян Дмитрий Рафаэлович.

Применение трубчатого сварного шпунта на строительстве станций омского метрополитена.

2014 / Пономаренко Юрий Евгеньевич, Нестеров Андрей Сергеевич, Баранов Никита Бориславович.

Локализация повреждений железобетонных элементов конструкций с предварительно напряженной арматурой.

2013 / Кадомцев Максим Игоревич, Шатилов Юрий Юрьевич, Жигульская Юлия Игоревна.

О НЕОБХОДИМОСТИ ТРАНСФОРМАЦИИ БАЗОВОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ σB-εB БЕТОНА.

2011 / Маилян Дмитрий Рафаэлович, Кургин Константин Васильевич.

Влияние неравномерного предварительного напряжения сечений железобетонных элементов.

2011 / Хунагов Руслан Азметович, Маилян Дмитрий Рафаэлович.

Особенности распределения напряжений в плите безбалочного перекрытия от усилия преднапряжения.

2014 / Кремнев Василий Анатольевич, Кузнецов Виталий Сергеевич, Талызова Юлия Александровна.

Текст научной работы на тему «Свойства бетона предварительно напряженных шпунтовых устройств.

Свойства бетона предварительно напряженных шпунтовых устройств.

М.А. Таржиманов, Д.Р. Маилян (г. Ростов-на-Дону, Ростовский государственный строительный университет.

Шпунтовые устройства — часто возводимые элементы сооружений. Они могут быть различных видов — от подпорных стенок до забивных свай.

При расчёте удерживающих устройств большое значение приобретает жесткость конструкции. Одним из путей повышения жесткости шпунтовых устройств и их общей устойчивости является использование предварительно напряженного бетона.

В преднапряженном бетоне происходят сложные явления, которые непосредственно связаны с развитием ползучести составляющих, перераспределением усилий между ними, образованием микротрещин между ними и др. Степень влияния каждого из этих факторов зависит от состава бетона, свойств составляющих (растворной части и заполнителей), возраста бетона к началу длительного обжатия, продолжительности его действия, уровня обжатия, температурно — влажностных условий среды и др.

В процессе обжатия и длительной выдержки в обжатом состоянии в растворной части образуются деформации укорочения, превосходящие по величине деформации заполнителей, так как последние, особенно в тяжелых бетонах, имеют более высокие модуль упругости и прочность. При этом ползучесть заполнителей пренебрежимо мала. По мере развития во времени ползучести в растворной части в результате внутреннего перераспределения усилий напряжения в заполнителе несколько возрастают, а в растворе снижаются.

При снятии обжатия бетона в растворной части деформации восстанавливаются не полностью, так как имеет место частичная необратимость ползучести, при этом заполнители работают почти упруго. Отмеченное приводит к тому, что после снятия нагрузки в бетоне сохранятся «собственные» напряжения — заполнитель остается частично сжатым, а в растворной части появятся растягивающие напряжения. С повышением уровня обжатия деформативность растворной части возрастает. Это приводит к большему проявлению указанного эффекта. Если уровень обжатия высок, то в процессе приложения сжимающей нагрузки в бетоне могут образоваться продольные микротрещины разрыва вследствие поперечного расширения образца.

Такие трещины обычно образуются в растворной части или на её контакте с заполнителями, что влияет на прочность и деформативность бетона.

Влияние предварительных напряжений на свойства бетона при последующих статических нагружениях изучено обстоятельно.

Однако поведение таких бетонов при импульсных динамических воздействиях исследовано крайне недостаточно, поэтому в данной работе была поставлена цель восполнить этот пробел.

Коэффициент динамического упрочнения предварительно обжатого бетона обозначим.

— динамическая прочность предварительно обжатого бетона, а -статическая прочность такого же бетона. Аналогично для необжатого бетона Кс1= МЬс1 /КЬ.

Обозначим через отношение коэффициентов динамического упрочнения предварительно нагруженного К и необжатого бетона М. Тогда.

преднапряжения на свойства бетона при статическом нагружении.

Из (1) следует, что призменная прочность предварительно напряженного бетона при импульсном воздействии равна.

коэффициент условия работы, учитывающий влияние.

По аналогии (2) получим.

Еьа = ЕьКаБЬа^ьуЕЬ (4.

Таким образом, для определения динамической прочности и полной диаграммы деформирования бетона, подвергнутого предварительному обжатию или растяжению, необходимо определить опытным путем значения указанных коэффициентов.

Основной задачей работы было установление параметров диаграммы деформирования бетона подвергнутого предварительному сжатию и Е) при.

динамических импульсных воздействиях.

При проведении экспериментов на первом этапе определялась степень изменения параметров диаграмм оЬ-еЬ бетона, не подверженного предварительному нагружению, при динамических воздействиях. Затем, на втором этапе, определялась степень изменения диаграмм оЬ-бЬ предварительно нагруженного бетона при динамических воздействиях.

Объектом испытания были бетонные призмы размерами 100х100х400 мм.

Опытные образцы изготовлялись из тяжелого бетона проектной прочностью 25 МПа. Бетонная смесь приготовлялась из трахитового щебня с размером зерен 5 -20 мм, речного кварцевого песка и портландцемента активностью 400 Новороссийского завода «Пролетарий». Состав бетона определялся на основе результатов испытаний бетонных кубов, изготовленных из контрольных замесов.

Перед бетонированием щебень и песок тщательно промывались и очищались от примесей. Бетон изготавливался в лабораторной бетономешалке.

Опытные образцы — бетонные призмы и кубы для предварительного сжатия изготавливались в металлической опалубке в горизонтальном положении.

В наших опытах падение преднапряжения к моменту стабилизации составило при пт = 0,65 от28 до 32%; при 37Г = 0,45 — 31%; при = 0,25 -24. 26.

Анализ опытных осциллограмм показал незначительное различие в усилиях, фиксируемых на верхнем и нижнем динамометре (до 3. 5%). Развитие деформации носило плавный характер, волновые процессы деформирования зафиксированы не были.

Опыты показали, что коэффициент динамичности для обычных (не подвергнутых предварительному обжатию) призм составил 1,3.

При предварительном обжатии призм отношение в зависимости от.

начального уровня обжатия и относительной прочности бетона к началу.

предварительного обжатия Р= Кт/К2а возрастает в 1. 1,12 раз.

С увеличением уровня обжатия 7Г и уменьшением относительной прочности бетона 0Т отношение акь повышается.

Предельные деформации, соответствующие максимальным напряжениям при динамическом нагружении, оказались на 10% ниже, а модули упругости на 15.20% выше, чем при статическом.

Отношение предельной сжимаемости и модулей упругости бетона при динамическом нагружении к аналогичным характеристикам при статическом в предварительно обжатом бетоне выше, чем в необжатом в зависимости от указанных факторов в 1.1,11 раз и в 1.1,15 раз.

Применение математического планирования эксперимента позволило получить регрессионные зависимости коэффициентов, учитывающих влияние указанных факторов на свойства бетона при динамическом и статическом воздействиях.

В общем виде искомые зависимости при трехуровневых и двухфакторных планах имею вид.

У, = Ъа Ъ1х1 Ь2х2 Ь2 2х| Ь12х±хг (5.

На основании выполненных нами экспериментов были получены опытные значения коэффициентов, отражающих влияние предварительного обжатия на механические свойства бетона при импульсивных воздействиях (табл.1). По этим данным по известным формулам математической статистики были вычислены свободные члены и коэффициенты уравнения (5), приведенные в табл.2.

В качестве функций У ; уравнения (5) приняты параметры.

Опытные значения коэффициентов, отражающих влияние предварительного обжатия бетона на прочность и деформативность при динамических импульсных воздействиях.

0,25 0,45 0,65 0,25 0,45 0,65 0,25 0,45 0,65.

0,7 1,06 1,09 1,012 1,04 1,08 1,11 1,05 1,15 1,1.

0,85 1,03 1,06 1,09 1,01 1,05 1,08 1,02 1,11 1,08.

1 1 1,02 1,05 1 1,03 1,06 1 1,05 1,05.

Сопоставление опытных и теоретических значений параметров СС^Ь показало их близкую сходимость.

Проверка адекватности предложенных зависимостей показала их пригодность для оценки изменения параметров диаграммы деформирования предварительно нагруженного бетона при импульсных воздействиях. Так, расчетное значение критерия Фишера (0,01.0,09) оказалось значительно меньше теоретического, а коэффициенты множественной корреляции были весьма высокие ( 0,97.0,99.

Коэффициенты уравнения (5) для определения степени изменения свойств предварительно нагруженного бетона при импульсивных динамических воздействиях.

Показатель Значения коэффициентов к регрессионным уравнениям.

свойств бетона Ь0 Ъ2 ъ22 Ь12.

а1ь 1,0599 0,0283 -0,0333 0,0008 -0,004 -0,0025.

4 1,0499 0,0333 -0,0233 -0,0042 0,0058 -0,0025.

а1ь 1,1083 0,0267 0,0333 -0,0553 -0,0053 0.

аяь 1,1404 0,0117 -0,0467 -0,0755 0,0095 -0,01.

1,131 0,0517 -0,025 -0,0319 -0,0019 -0,0075.

1,211 0,0533 -0,0867 -0,0069 0,0231 -0,0125.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *