авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Прочность и жесткость изгибаемых железобетонных элементов с трещинами при коррозионных повреждениях

-- [ Страница 3 ] --

Определение остаточного ресурса эксплуатируемых железобетонных конструкций производится по аналогичным алгоритмам. Отличия сводятся к использованию в качестве исходных данных материалов технического обследования о фактическом состоянии конструкции. Кроме того, по результатам мониторинга и экспертизы технического состояния целесообразно уточнять параметры агрессивной среды эксплуатации, а также моделей коррозии материалов. Специфику имеет и выбор расчетного элемента конструкции. Если у вновь проектируемых конструкций в первую очередь рассматриваются наиболее нагруженные сечения, то для эксплуатируемых зданий могут быть актуальны и фактически наиболее коррозионно-поврежденные сечения.

3. Оценка несущей способности и долговечности железобетонных изгибаемых элементов при различных схемах и уровнях деградации свойств бетона, арматуры и их контакта. Внедрение результатов работы.

Выполнен параметрический анализ диахронной модели применительно к элементам прямоугольного профиля. Перечень и диапазоны изменения варьируемых параметров приняты с учетом частоты использования в гражданском строительстве:

  • высота сечения h, [м]: 0,25…1;
  • относительная ширина сечения b/h: 0,25…2;
  • класс бетона: B20…B40;
  • процент армирования µ, [%]: 0,5…1,5;
  • относительная площадь сжатой арматуры A`s/As: 0,5…1;
  • диаметр арматуры ds, [мм]: 12…32;
  • относительная глубина повреждения сжатого бетона t/a: 0…4;
  • относительная глубина повреждения бетона с боковых граней сечения s/a: 0…4;
  • относительная глубина повреждения растянутого бетона b/a: 0…4;
  • относительная потеря площади арматуры (1-Asdegr/As)·100%: 2…10;
  • отношение уровней деградаций материалов в среднем сечении к уровням в сечении с трещиной m/: 0,5…1.

Отмечено, что коррозия бетона сжатой зоны оказывает более существенное влияние на несущую способность элемента, нежели коррозия бетона растянутой зоны. Выявлено, что коррозионное повреждение бетона сжатой зоны наиболее опасно для переармированных элементов, особенно изготовленных из низкопрочного бетона (рис. 10, рис. 11, - относительный изгибающий момент). В таких элементах проявляется склонность к хрупкому разрушению. Поэтому в условиях воздействия агрессивных сред рекомендуется использовать бетон не ниже класса B30. Напротив, для малоармированных элементов наиболее существенным фактором является корродирование арматуры.

Рис. 10. Снижение предельного момента элементов из бетонов различных классов
при всестороннем повреждении (сечение 0,5x0,25 м, =1%)

В целом у поврежденных коррозией железобетонных элементов зафиксировано снижение раскрытия трещин и уменьшение прогибов при разрушении. Это также свидетельствует о тенденции к более хрупкому характеру разрушения коррозионно-поврежденных железобетонных элементов. Диахронная модель позволяет количественно оценивать этот известный на практике эффект. При существенной коррозии арматуры происходит раскалывание бетонной обоймы с развитием трещины раскалывания по всей длине блока. При этом снижение предельного момента по данному критерию составило в среднем ~17,0%.

 НДС железобетонного элемента,-101

Рис. 11. НДС железобетонного элемента, выполненного из B20, =1%;
черный - неповрежденный, серый - глубина всесторонней коррозии бетона 4a.

Выполненные сопоставительные расчеты для переармированных элементов продемонстрировали разнонаправленность погрешностей результатов по методике СП 52-101-2003. Учитывая, что значительная часть сечений фактически являются переармированными, повышается практическая значимость применения диахронной модели. Параметрический анализ показал, что диахронная модель позволяет получать устойчивые и физически достоверные оценки напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов, работающих в условиях агрессивной среды. В области возможного сравнения среднеквадратическое отклонение результатов расчета по диахронной модели от СП 52-101-2003 составило: по предельному моменту – 2,58%, а по ширине раскрытия трещин – 28,6%.

Выполнена верификация диахронной модели путем сопоставления результатов расчета с экспериментальными данными ряда исследователей (Maaddawy T. E., Mangat P. S. и Попеско А.И.) Отклонение расчетных значений разрушающего изгибающего момента Mult от соответствующих опытных значений не превышают 12%, среднеквадратическое отклонение составило 8,9%. Отклонение расчетных прогибов f от фактических значений находится в пределах 30%, среднеквадратическое отклонение составило 22,4 % (таблица 1). Важно отметить, что совпадают фактический и прогнозируемый по диахронной модели тип разрушения. Качественное и количественное соответствие теоретических и экспериментальных результатов позволило сделать вывод о пригодности диахронной модели для применения в инженерной практике.


Таблица 1.Сравнение экспериментальных и теоретических результатов

Элемент Эксперимен-тальные результаты Результаты расчетов по СП 52-101-2003 Результаты расчетов по диахронной модели M= f= Вид разру-шения Длительность воздействия (с коэф. ускорения)
Mult, кНм f, мм Mult, кНм f, мм Mult, кНм f, мм - лет
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Maaddawy T. E., Soudki K., TopperT.
Контрольный 37,50 15,6 44,01 22,8 36,5 13,2 -2,7 -18,3 теку-честьарма-туры 0
CS-50 33,04 12,3 - - 33,3 10,6 0,8 -16,7 н/д
CS-110 32,30 8,93 - - 31,2 7,86 3,5 -13,6
CS-210 32,09* 8,41 - - 28,8 6,69 -11,4* -25,7
CS-310 28,43 7,42 - - 26,15 6,15 8,7 -20,7
Mangat P. S., Elgarf M. S.
Контрольный 9,1 2,1 9,35 7,82 8,95 2,96 -1,7 29.1 нет дан-ных 0
1,25% 8,54 2,0 - - 8,60 2,75 0,7 27.3 0,54
2,50% 8,12 1,9 - - 8,15 2,53 0,4 24.9 1,08
3,75% 7,28 1,8 - - 7,35 2,31 1,0 22.
1
1,62
5,00% 6,58 1,7 - - 6,45 2,18 -2,0 22.0 2,16
7,50% 4,72 1,5 - - 5,20 1,91 9,2 21.5 3,24
10,00% 3,64 1,3 - - 3,75 1,71 2,9 24.0 4,32
Попеско А.И.
Контрольный 2,818 3,64 2,89 4,14 2,74 3,6 3.6 -7.1 нет дан-ных 0
HCl 180с 2,713 4,74 - - 2,71 3.36 4.7 -41.1 0,5
HCl 180ср 2,960 3,46 - - 2,71 3.36 3.5 -3.0 0,5
HCl 180в 3,010 3,05 - - 2,65 3.33 3.1 8.4 0,5
HCl 360с 2,748 3,33 - - 2,665 3.33 3.3 0.0 1
HCl 360ср 2,975 2,74 - - 2,66 3.33 2.7 17.7 1
HCl 360в 2,844 2,67 - - 2,6 3.30 2.7 19.1 1
HCl 720с 2,450 3,84 - - 2,61 3.30 3.8 -16.4 2
HCl 720ср 2.800 2,68 - - 2,605 3.30 2.7 18.8 2
HCl 720в 2.713 3,17 - - 2,52 2.75 3.2 -15.3 2
H2SO4180в 2,896 2,59 - - 2,72 3.36 2.6 22.9 0,5
H2SO4360в 2.835 2,97 - - 2,7 3.35 3.0 11.3 1
H2SO4720в 2.713 2,43 - - 2,66 3.33 2.4 27.0 2

С использованием диахронной модели сопротивления железобетонных элементов произведено расчетное обоснование проекта реконструкции Камского целлюлозно-бумажного комбината. В частности, разработана конструкция усиления существующих балок перекрытия на отметке +6.000 производственного цеха, расположенного в осях 22-31/А-В. Определена долговечность существующих железобетонных ригелей перекрытия цеха автокартона на отметке +5.000 при реконструкции Каменской бумажно-картонной фабрики.

На примере ригелей серии 1.020-1/87 реализована методика проверки долговечности изгибаемых железобетонных балок, работающих в агрессивной промышленной среде.

 Прогнозируемая несущая-103
Рис. 12. Прогнозируемая несущая способность ригеля РДП 4.56-70 AIIIв

Показано, что при нормативных показателях рабочей среды (паров H2SO4 до 0,145 мг/л, H2S до 0,01 мг/л и CS2 до 0,03 мг/л при относительной влажности 80-85%) за нормативный срок эксплуатации 50 лет произойдет существенное снижение несущей способности ригеля – до 12,9% (рис. 12). Расчетный срок службы рассматриваемого ригеля 6,5 лет. Для обеспечения требуемой долговечности рекомендовано применение вторичной защиты.

Основными достоинствами диахронной модели являются:

  • уточненная оценка несущей способности переармированных элементов;
  • расчет ширины раскрытия нормальных трещин на расширенном диапазоне изменения изгибающих моментов;
  • учет коррозионных повреждений бетона и арматуры, в том числе с учетом влияния неравномерности повреждений по длине блока;
  • учет снижения прогибов и раскрытия нормальных трещин при коррозионном воздействии;
  • возможность определения проектного и остаточного ресурса элемента;
  • отказ от априорного задания и прогнозирование схемы разрушения элемента;
  • обоснование необходимости применения вторичной защиты;
  • возможность достижения однородной долговечности элементов (за счет обеспечения одновременности наступления локальных предельных состояний) и конструкции в целом (путем обеспечения равного ресурса составляющих её элементов).

В результате работы можно сделать следующие выводы:

  1. Предложена диахронная модель сопротивления нетрещиностойких изгибаемых коррозионно-поврежденных железобетонных элементов.
  2. Параметрический анализ и верификация продемонстрировали пригодность применения предложенной диахронной модели при проектировании.
  3. На основе диахронной модели разработана методика определения долговечности эксплуатируемых и проектируемых изгибаемых железобетонных элементов с трещинами, работающих при одновременном действии силовых и агрессивных факторов.
  4. Дана методика решения типовых задач для изгибаемых балок, работающих в агрессивных средах, с учетом долговечности.
  5. Проведена оценка состояния существующих несущих конструкций и целесообразность реконструкции конструкций двух производственных объектов – Камского целлюлозно-бумажного комбината, г. Краснокамск Пермской области и Каменской бумажно-картонной фабрики, г. Кувшиново Тверской области.
  6. Даны предложения по совершенствованию расчетных методов по одновременному учету силовых и агрессивных воздействий, повышению экономичности проектирования железобетонных элементов и определения целесообразности использования вторичной защиты.

III. ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК России:

  1. Никитин С.Е. Верификация расчетной модели деформирования коррозионно-поврежденных железобетонных конструкций /В.В. Белов, С.Е. Никитин //Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия «Наука и образование». –2011 г. – № 4.– С. 252-258.
  2. Никитин С.Е. Диахронная модель деформирования коррозионно-поврежденных железобетонных элементов с трещинами /В.В. Белов, С.Е. Никитин //Вестник гражданских инженеров СПбГАСУ. –2011. –№ 4.– С. 18-25.
  3. Никитин С.Е. Оценка долговечности коррозионно-поврежденных железобетонных конструкций на базе диахронной модели деформирования /С.Е. Никитин // Современные проблемы науки и образования. –2012. –№2. URL: http://www.science-education.ru/102-5914 (дата обращения: 04.04.2012).

Статьи, опубликованные в прочих изданиях:

  1. Никитин С.Е. Сопротивление изгибаемых коррозионно-поврежденных железобетонных элементов с макротрещинами / Н.В. Андреев, В.В. Белов, С.Е. Никитин //Новые идеи нового века 2007: материалы седьмой международной конференции ИАС ТОГУ. The New Ideas of the New Century 2007: The Seventh International Scientific Conference Proceeding of the IACE PHU. Тихоокеанский Государственный Университет. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. – С. 483-485.
  2. Никитин С.Е. Оценка несущей способности коррозионно-поврежденных железобетонных элементов с макротрещинами /Н.В. Андреев, В.В. Белов, С.Е. Никитин // Инновационные технологии в повышении надежности и долговечности строительных конструкций: материалы международной науч.-техн. конф., посв. 85-летию со дня рождения проф. П. П. Ступаченко – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2008. – С. 48 – 53.
  3. Никитин С.Е. Модель деформирования коррозионно-поврежденных железобетонных элементов с трещинами /Н.В. Андреев, В.В. Белов, С.Е. Никитин //XXXVI Неделя Науки СПбГПУ: Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов. Ч. 1. –СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. –С. 172-173.
  4. Никитин С.Е. Оценка работоспособности изгибаемых железобетонных элементов при коррозионном повреждении /Н.В. Андреев, В.В. Белов, С.Е.

    Pages:     | 1 | 2 ||
     





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.