Файл: Исследование температурновлажностных деформаций железобетонных фундаментных конструкций Будилов Дмитрий Валерьевич Аспирант гоу впо Якутский государственный университет им. М. К. Амосова.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 42
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Исследование температурно-влажностных деформаций железобетонных фундаментных конструкцийБудилов Дмитрий ВалерьевичАспирантГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Амосова» Инженерно технический факультетЗдания 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:
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:
-
Требуется пересмотр методики расчета железобетонных фундаментных конструкций с учетом физической нелинейности и переменного коэффициента температурного расширения. -
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. -
В целом предлагаемая методика расчета дает представление о напряженно-деформированном состоянии железобетонных конструкций и позволит правильно проектировать железобетонные фундаментные конструкции.
-
О.И. Матвеева, Г.Д. Федорова, Л.П. Потапова. Качество строительных материалов - основа безопасности, надежности и долговечности зданий и сооружений, эксплуатируемых в Якутии. -
Нагрузки и воздействия СНиП 2.01.0785* -
СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения. -
Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП 2.03.01-84* -
Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений СНиП 2.06.08-87 -
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. -
Д.В. Козлов, Д.А. Крутов «Свободные температурные деформации бетона плотины Богучанского гидроузла при действии отрицательной температуры». -
Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие. Под ред. Голышева А. Б. –Киев: Будивельник.., 1990.