Прочность и деформативность железобетонных несущих конструкций при агрессивных воздействиях окружающей среды (экспериментальная база. оценка сопротивления на ос

Рис.15. Распределение проникающей сульфатсодержащей среды по сечению элемента	Рис.16. Распределение параметра химического взаимодействия по сечению элемента

Рис. 17. Поле напряжений по сечению элемента

В шестой главе диссертации рассматривается сопротивление фибробетонных и железобетонных элементов конструкций воздействию радиационного поля.

В работе были построены физические соотношения, описывающие деформирование дисперсно-армированного материала в условиях плоского напряжённого состояния с учётом влияния облучения и неодинаковой работы на растяжение и сжатие:

(17)

В этих формулах использовались зависимости:

, (18)

где , (19)

(20)

Разрешающее уравнение фибробетонной пластины с учётом радиационного облучения имеет вид:

(21)

где р – нагрузка, D1, D2, D6 – жёсткости, – фиктивная радиационная нагрузка («добавка»)

; ;

– усилия на контуре пластины, ; , , , , , ,

, , ,, ,

, ,

, при k=0,1,2; , при k=0,1,2; , при k=0,1,2.

В работе также получены физические соотношения для ортотропно армированного материала в условиях плоского напряжённого состояния. Физические соотношения для армированного материала в этом случае складываются из физических соотношений для матрицы (бетона), работающей в условиях плоского напряженного состояния и физических соотношений для арматуры, которая работает в условиях одноосного напряженного состояния для каждого направления армирования.

Физические соотношения для матрицы (бетона):

(22)

где - компоненты тензора напряжений в матрице, -компоненты тензора деформаций, - коэффициент поперечной деформации, j=1,2, причём j=1 при 0 0, и j=2 при 0 <0.

Физические соотношения для арматуры:

а) для направления : (23)

б) для направления : (24)

где – секущий модуль для бетона, – секущий модуль для арматуры.

В работе получены разрешающие уравнения железобетонной оболочки при осесимметричном деформировании в условиях радиационного облучения:

(25)

(26)

где: ,

в которых обозначено:

, , при k=0,1,2;

Рn – радиальная нагрузка, Р – нагрузка, действующая вдоль образующей.

Дискретизация уравнения изгиба пластины (21) производилась методом сеток. Объем пластинки покрывался трехмерной прямоугольной сеткой. Программный комплекс реализован на базе пакета математических и инженерных задач Matlab 5.2. На основании разработанного алгоритма была написана программа, с использованием которой произведён расчёт напряжённо-деформированного состояния дисперсно-армированной (фибробетонной) пластины с учётом радиационного облучения. Некоторые результаты расчета прямоугольной пластины при совместном действии нагрузки и радиационного облучения на верхнюю сторону пластины, приведены на рис. 20 -23. На рис.20 показаны изменения максимального прогиба, причём, в период до 3 лет прогиб убывает, что связано с действием радиационного распухания, а затем монотонно возрастает из-за доминирующего влияния деградации секущего модуля. На рис. 21 показана кинетика деградации секущего модуля по толщине для центра пластинки для равноотстоящих моментов времени (t=0,2,4,6,8,10,12 лет). На рис.22 показано изменение со временем положения нейтральной поверхности z0 в те же моменты времени. На рис.23 показана зависимость дозы облучения Ф от координаты z для разных моментов времени t=0,5,10,15,20,25,30 лет.

Рис. 20 Изменение максимального прогиба фибробетонной пластины во времени	Рис. 21 Кинетика деградации секущего модуля во времени по толщине для центра пластины (t=0,2,4,6,8,10,12 лет)
Рис.22 Изменение во времени положения нейтральной поверхности z0 для середины пластины	Рис.23.Зависимость дозы Ф от координаты z для разных моментов времени t=0,5,10,15,20,25,30

Седьмая глава посвящена исследованию сопротивления сталежелезобетонных конструкций воздействию хлоридсодержащей среды.

Модель сталежелезобетонного элемента, взаимодействующего с агрессивной хлоридсодержащей средой, представляется в виде модели воздействия агрессивной среды, модели деформирования материала (бетона, арматурной стали, стальной части сечения) модели разрушения защитного покрытия на металле и соотношений, отражающих влияние агрессивной среды на характеристики компонентов сталежелезобетонной конструкции.

В работе рассматриваются характерные типы сталежелезобетонных конструктивных элементов, используемые в транспортном строительстве (см. рис.24).

			jpg" alt=" Модель коррозионного износа-115">
Рис. 24. Модель коррозионного износа стальной части сечения представляется в виде: (27) где - толщина прокорродировавшего металла; t - время; V - скорость коррозии при = 0, - напряжение в металле, k - коэффициент; tinc - время достижения концентрацией хлоридов в зоне расположения арматуры критического уровня Cкр. Характер распределения агрессивной среды по железобетонной части сечения в соответствии с концепцией «размытого фронта» принимается в виде (1). Модель деформирования арматуры и стальной части сечения имеет вид (5), а модель деформирования бетона с учетом нелинейности, неодинаковой работы на растяжение и сжатие, а также воздействия хлоридсодержащей среды, принимается в виде (3) и (4). Учитывается, что металлическая часть сечения может быть защищена покрытием и ее износ начинается после потери покрытием защитных свойств. Снижение защитных свойств описывается моделью: ­ (28) Здесь - параметр, характеризующий сплошность покрытия и изменяющийся от 1 в начальный момент времени до 0 в момент потери защитных свойств; - коэффициент, учитывающий влияние вида и толщины защитного покрытия и характер агрессивной среды; k, m - коэффициенты, учитывающие влияние уровня напряженного состояния на кинетику снижения защитных свойств покрытия. Для всех построенных моделей произведена идентификация и верификация. Далее в главе исследованы различные случаи взаимодействия нагруженных сталежелезобетонных элементов с хлоридной средой: коррозионный износ внешнего стального трубчатого элемента с защитным покрытием с одновременным воздействием жидкой хлоридсодержащей среды на внутреннюю поверхность железобетонной трубы; коррозионный износ стальных труб с защитным покрытием (внешней и внутренней) в зонах контакта со средой. Рассмотрены случаи воздействия агрессивной хлоридсодержащей среды на сталежелезобетонное сечение: воздействие жидкой агрессивной среды на верхнюю грань железобетонной плиты; воздействие раствора хлоридов на верхнюю грань железобетонной плиты и солевого тумана на стальную часть сечения с защитным покрытием и нижнюю поверхность железобетонной плиты (Рис. 25). Растяжение Сжатие Изгиб Рис. 25. Коррозионный износ арматуры начинается в момент времени tincr, определяемый временем нейтрализации защитного слоя бетона и уровнем концентрации агрессивной среды на поверхности арматуры. Коррозионный износ стальной части сечения начинается в момент времени t incs, который определяется сроком службы защитного покрытия на металле. Кинетика коррозионного износа арматуры и стальной части сечения различна и зависит от ряда факторов: агрессивной среды, напряженного состояния, марки стали и других (рис. 26). Рис. 26. Кинетика коррозионного износа арматуры и стального сечения Процесс деформирования сталежелезобетонных конструктивных элементов исследуется постадийно, так как в пределах каждой стадии их сечения работают по-разному. Для всех случаев получены разрешающие уравнения, позволяющие определять напряженно-деформированное состояние элемента конструкции в любой момент времени. Для трубобетонного элемента, подвергающегося воздействию хлоридов изнутри и снаружи, разрешающее уравнение имеет вид: (29) где i - определенного вида соотношение, различающееся для каждой i-той стадии и материала (бетона и стали); например для бетона: (30) Для изгибаемого сталежелезобетонного элемента, подвергающегося воздействию хлоридсодержащей среды, система разрешающих нелинейных уравнений имеет вид: (31) Здесь - кривизна изогнутой оси балки; z0 - координата нейтральной оси. Расчет нагруженного элемента, подвергающегося воздействию хлоридсодержащей среды, как и в случае железобетонных элементов. производится в три этапа: этап силового нагружения, этап погружения элемента в агрессивную среду и этап деформирования конструктивного элемента во времени с учетом изменения механических свойств материала под влиянием среды. Рис. 27. Рис. 28. Рис. 29. Рис. 30. Pages:     | 1 | 2 | 3 | 4 |   Авторефераты диссертаций  >>  Авторефераты по Строительству Похожие работы: наверх   <<  ГЛАВНАЯ   |   КОНТАКТЫ