Исследование температурно-влажностных деформаций железобетонных фундаментных конструкций

Будилов Дмитрий Валерьевич

Аспирант

ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Амосова» Инженерно технический факультет

Здания и сооружения, возводимые в условиях Крайнего Севера, требуют новых подходов к проектированию. Необходимы изменения принципов расчета и конструирования таких объектов, связанные с правильным учетом при проектировании температурных воздействий.

Из опыта строительства и эксплуатации зданий в г. Якутске с использованием оснований по I принципу можно сделать вывод, что до 50% всех аварий зданий происходит по причине разрушения бетона рандбалок или бетона свай на месте выхода из грунта /1/.

Температурные воздействия в пределах температурного блока здания вызывающие горизонтальные усилия являются наиболее опасными.

Действовавшие положения для расчета конструкций, методика которых не учитывает неупругие свойства железобетона, допускали определять усилия в предположении их линейной упругости.

Деформации, вызванные изменением температуры, рекомендуется считать по формуле /4/:

,

где коэффициента температурного расширения, –перепад температур, длина элемента.

В интервале температур от –20 до +100°С значение коэффициента температурного расширения установлено /3/. При этом принято ограничение, в виде работы бетона в упругой стадии /2-6/.

С введением в действие СНиП 52-01-2003 в расчетные положения добавлено понятие о неупругих деформациях бетона.

Рекомендуется учитывать влияние физической нелинейности путем корректировки результатов линейного расчета на основе данных экспериментальных исследований, нелинейного моделирования, результата расчета аналогичных объектов и экспертных оценок.

Расчет железобетонной конструкции на температурные деформации в линейно-статической модели не представляется возможным ввиду не монотонности изменения величины и знака КЛТР в интервале действующих температур.

---

Развитие методики расчета железобетонных конструкций с учетом физической нелинейности материала и проводимые исследования дают возможность применять уточненные расчетные схемы.

Поскольку для зданий и сооружений в г. Якутске принято ограничение величины температурного блока до 15 м., объектом исследования выбраны фундаментные конструкции, превышающие данное ограничение.

Исследования проводились на объектах «Спортивный комплекс 50 лет Победы», длина температурного блока 17,9 метров и ««Производственный цех № 13 «ГУП Якутптицепром»», длина блока 24 метра.

В результате были получены опытные значения относительных деформаций.



Из полученной диаграммы (рис.1) видно, что изменение относительной деформации не имеет линейной зависимости, а носит экспоненциальный характер, что доказывает нелинейность структуры железобетона.

Зависимость «относительное удлинение-температура» описывается формулой , где относительное удлинение, вызванное изменением температуры , изменение температуры .

Более характерно нелинейность бетона проявляется на графике коэффициента линейной деформации (КЛТР) бетона (рис. 2). Следует отметить, что кривая «КЛТР - температура», получаемая при оттаивании, не накладывается на кривую деформаций, снятую при замораживании. Это делает необходимым учет характеристик как при прямом ходе температуры (то есть при охлаждении), так и при обратном (отогревании). Явление гистерезиса деформаций при замораживании и оттаивании, наблюдаемое для влажных пористых материалов, еще полностью не выяснено, и причины его обсуждаются в связи с опытными данными.

---

Результатом проведенного исследования является определение опытным путем значения КЛТР замороженного бетона значения которого колеблются в широких пределах и могут достигать .



Вывод.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. 
   Требуется пересмотр методики расчета железобетонных фундаментных конструкций с учетом физической нелинейности и переменного коэффициента температурного расширения.
   
2. 
   Реальное значение КЛТР зависит от многих факторов – количества циклов замораживания, состав бетона, наличия трещин и пр. и в целом ниже, чем принято в действующих нормативных документах. При низких отрицательных температурах ниже 30⁰С отмечено увеличение значения КЛТР.
   
3. 
   В целом предлагаемая методика расчета дает представление о напряженно-деформированном состоянии железобетонных конструкций и позволит правильно проектировать железобетонные фундаментные конструкции.
   

Литература

1. 
   О.И. Матвеева, Г.Д. Федорова, Л.П. Потапова. Качество строительных материалов - основа безопасности, надежности и долговечности зданий и сооружений, эксплуатируемых в Якутии.
   
2. 
   Нагрузки и воздействия СНиП 2.01.0785*
   
3. 
   СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения.
   
4. 
   Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП 2.03.01-84*
   
5. 
   Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений СНиП 2.06.08-87
   
6. 
   Рекомендации по расчету железобетонных свайных фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, с учетом температурных и влажностных воздействий / НИИ бетона и железобетона. М. Стройиздат, 1981. 47 с.
   
7. 
   Д.В. Козлов, Д.А. Крутов «Свободные температурные деформации бетона плотины Богучанского гидроузла при действии отрицательной температуры».
   
8. 
   Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие. Под ред. Голышева А. Б. –Киев: Будивельник.., 1990.
   

---

Смотрите также файлы

• Денсаулыэкспресс.docx

• Конкурсы Великаны и гномы.docx

• Бюджетное Автономное.docx

• Практическая работа Синхронизация планируемых результатов освоения программы общеобразовательной дисциплины Физика.docx

• Закон о защите прав потребителей От 07. 02. 1992 n 23001 (ред от 05. 12. 2022) Охрана жизни, здоровья, имущества потребителей, Федеральный уровень 3 Федеральный Закон О бесплатной юридической помощи в Российской Федерации.rtf