Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
5 results
Search Results
Item Міцність, деформативність і тріщиностійкість бетонних балкових конструкцій мостів із базальтопластиковою арматурою(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Гримак, Олег Ярославович; Коваль, Петро Миколайович; Національний університет «Львівська політехніка»; Лапенко, Олександр Іванович; Фамуляк, Юрій ЄвгеновичДисертація присвячена дослідженню міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів бетонних і базальтофібробетонних балок, армованих базальтопластиковою арматурою при дії одноразових і малоциклових навантажень. В результаті експериментальних досліджень отримані дані щодо напружено-деформованого стану балкових згинаних базальтобетонних елементів, впливу на їх роботу мікроармування базальтовою фіброю. Визначено вплив малоциклових навантажень високого рівня на ширину розкриття тріщин та прогини таких елементів. Приведені алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента; тріщиностійкості елементів; прогинів елементів таких конструкцій. запропоновано рекомендації з врахування дії малоциклових навантажень високого рівня при розрахунку ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів згинаних балкових базальтобетонних конструкцій мостів. Диссертация посвящена исследованию прочности, жесткости и трещиностойкости бетонных и базальтофибробетонных балок, армированных базальтопластиковой арматурой при действии одноразовых и малоцикловых нагрузок. Рассмотрены физико-механические характеристики, преимущества и недостатки неметаллической композитной арматуры, проанализированы нормы и рекомендации по расчету бетонных конструкций, армированных неметаллической композитной арматурой. Испытано 48 балок из бетона и базальтофибробетона, армированных базальтопластиковой арматурой с разными коэффициентами армирования на действие однократной и малоцикловой нагрузки. В результате испытаний зафиксировано три вида разрушения балок: в результате разрыва растянутой базальтопластиковой арматуры; в результате одновременного разрыва арматуры и раздробления бетона сжатой зоны; в результате раздробления сжатой зоны бетона. Экспериментально были определены несущая способность,изгибающие моменты трещинообразования, ширина раскрытия трещин и прогибы базальтобетонных балок. Установлено, что малоцикловые нагрузки высокого уровня не повлияли на несущую способность базальтофибробетонных балок. При их действии увеличиваются ширина раскрытия трещин и прогибы, что необходимо учитывать при расчетах. Приведены алгоритмы расчета прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента; трещиностойкости и прогибов базальтобетонных балок. Изложены рекомендации по расчету ширины раскрытия трещин и прогибов базальтобетонных балок при действии малоцикловых нагрузок высокого уровня. Сопоставление экспериментальных и расчетных результатов прочности, ширины раскрытия нормальных трещин показало удовлетворительную сходимость полученных результатов. Диссертация посвящена исследованию прочности, жесткости и трещиностойкости бетонных и базальтофибробетонных балок, армированных базальтопластиковой арматурой при действии одноразовых и малоцикловых нагрузок. Рассмотрены физико-механические характеристики, преимущества и недостатки неметаллической композитной арматуры, проанализированы нормы и рекомендации по расчету бетонных конструкций, армированных неметаллической композитной арматурой. Испытано 48 балок из бетона и базальтофибробетона, армированных базальтопластиковой арматурой с разными коэффициентами армирования на действие однократной и малоцикловой нагрузки. В результате испытаний зафиксировано три вида разрушения балок: в результате разрыва растянутой базальтопластиковой арматуры; в результате одновременного разрыва арматуры и раздробления бетона сжатой зоны; в результате раздробления сжатой зоны бетона. Экспериментально были определены несущая способность,изгибающие моменты трещинообразования, ширина раскрытия трещин и прогибы базальтобетонных балок. Установлено, что малоцикловые нагрузки высокого уровня не повлияли на несущую способность базальтофибробетонных балок. При их действии увеличиваются ширина раскрытия трещин и прогибы, что необходимо учитывать при расчетах. Приведены алгоритмы расчета прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента; трещиностойкости и прогибов базальтобетонных балок. Изложены рекомендации по расчету ширины раскрытия трещин и прогибов базальтобетонных балок при действии малоцикловых нагрузок высокого уровня. Сопоставление экспериментальных и расчетных результатов прочности, ширины раскрытия нормальных трещин показало удовлетворительную сходимость полученных результатов.The dissertation is dedicated to the study of the strength, width of the normal cracks opening and deflections of concrete and basaltic fibre concrete beams reinforced with basalt-plastic reinforcement under the action of static and lowcycle loads. As a result of experimental research, data of the stress-strain state of bent beam elements and influence on its performance of micro-arming by basaltic fiber were obtained. The influence of high-level lowcycle loads on the width of crack opening and deflection of such elements was determined.Item Зчеплення з бетоном арматури серпоподібного профілю та удосконалення розрахунку її анкерування в згинальних залізобетонних елементах(Національний університету "Львівська політехніка", 2015) Поляновська, Олена ЄвгенівнаВ роботі отримані нові експериментальні дані щодо опору витяганню з бетону арматури серпоподібного профілю та на підставі планованих експериментів вперше побудовані математичні моделі для визначення напружень зчеплення арматури з бетоном залежно від окремих факторів (міцність бетону, діаметр стержнів, довжина анкерування, повторюваність навантажень) та їхньої взаємодії. Доведено, що товщина захисного шару бетону, менша за три діаметра стержнів, суттєво впливає на граничні напруження зчеплення, які можуть зменшуватися до 40%. Встановлений вплив довжини анкерування поздовжніх стержнів на вільних опорах та стержнів, які обриваються в прольотах, на напружено-деформований стан згинальних залізобетонних елементів. Встановлено, що мінімальна довжина анкерування стержнів повинна бути не меншою десяти діаметрів. За меншої довжини анкерування несуча здатність та жорсткість елементів можуть зменшуватися до 20%. За результатами експериментальних досліджень удосконалена методика розрахунку анкерування арматури, яка полягає в безпосередньому використанні запропонованих розрахункових значень граничних напружень зчеплення, уточнені коефіцієнтів, які враховують діаметр арматури та товщину захисного шару бетону. В работе исследовано сопротивление вытягиванию з бетона арматуры серповидного профиля, определено влияние отдельных факторов на напряжения сцепления, предложена усовершенствованная методика расчета анкеровки арматуры, которая гармонизирована з европейскими кодексами. Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, определена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведена общая характеристика диссертации. В первом разделе отмечено значение сцепления арматуры с бетоном для обеспечения надежности железобетонных конструкцій, приведены особенности стержней серповидного профиля, выполнен обзор экспериментпльно-теоретических исследований сцепления арматуры с бетоном, сделан анализ методик расчета анкеровки арматуры в железобетонных конструкціях. Во втором разделе приведены результаты исследований сопротивления вытягиванию стержней с бетона методом математически планированых экспериментов с использованием плана Бокса-Бенкина. Результаты исследований позволили впервые получить математические модели и с их помощью выполнить детальный анализ влияния перечисленых факторов и их взаимодействия на предельные напряжения сцепления арматуры с бетоном. Третий раздел посвяшен исследованиям влияния толщины защитного слоя на напряжения сцепленя арматуры с бетоном. Варьировались прочность бетона, диаметр стержней, толщина защитного слоя, которая в призменных образцах принималась от с = 0 до с=3d (d – диаметр стержней). Исследования показали, что толщина защитного слоя существенно влияет на предельные напряжения сцепления и характер разрушения окружающего бетона. При защитном слое бетона, равном с = d, действительные предельные напряжения сцепления на 18…23% меньше, чем при защитном слое с=3d. В четвертом разделе исследовано влияние длины анкеровки арматуры на свободных опорах и в пролетах на несущую способность и жесткость изгибаемых железобетонных элементов. Испытано две серии балок (8 и 21 балка), в которых на свободных опорах длина анкеровки продольной арматуры принималась, равной lb=5d и 10d, а стержней, которые обрывались в пролетах в соответствии с эпюрой материалов, - lb= 0; 5d; 7,5d и 10d. Исследования показали: длина анкеровки длина анкеровки на свободных опорах должна быть не менее lb > 10d; для обеспечения полного использования в работе стержней, которые обрываются в пролетах, необходимо заводить их за сечение, где они не требуются по расчету, на длину не менее lb> 10d; в зависимости от длины анкеровки стержней, которые обрывются в пролетах, жесткость элементов может уменьшится до 25%. Пятый раздел посвящен усовершенствованию расчета анкеровки стержней в изгибаемых железобетонных элементах, состоящее в том, что в расчет вводятся непосредственно расчетные значения предельных напряжений сцепления и уточнении коэффициентов, учитывающих диаметр стержней и толщину защитного слоя бетона. We obtain new experimental data on the resistance of concrete reinforcement extracting sickle profile and on the basis of planned experiments first mathematical models to determine the traction stress reinforcement with concrete, depending on individual factors (strength concrete, rods diameter, anchoring length, repetition loads) and their interaction. It is proved that the thickness of the concrete cover is less than three rods diameter substantially affects the maximum adhesion tension which can be reduced to 40%. It was fixed the influence of the length of the longitudinal rods anchoring for free bearings and rods, which are cut off in flight, the stress-strain state of bending concrete elements. It was established that the minimum length of anchoring rods should be at least ten diameters. According to experimental results was improved calculation method of anchoring reinforcement, which consists in immediate use of the proposed tensioncohesionlimit values, revised coefficients that take into account the diameter of the steel reinforcement and the protective layer of concrete.Item Вплив температури на напруження і деформації залізобетонних конструкцій будівель і споруд(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Наро, ХалікЗапропонована класифікація способів забезпечення міцності та ресурсу конструкцій, будівель і споруд, які знаходяться в умовах складних механічних і теплових навантажень. На базі чисельних досліджень, виконаних у Німеччині, Росії, Білорусі, Україні та інших державах, проаналізовані, узагальнені та встановлені закономірності змінення фізико-механічних характеристик бетону і арматури, в тому числі сучасних профілів, в залежності від рівня підвищення температури. За результатами аналізу даних багатьох досліджень встановлені закономірності зниження зчеплення арматури з бетоном у залізобетонних конструкціях в залежності від величини температурного впливу. На прикладах розрахунків характерних бетонних і залізобетонних конструкцій (стержневих , плитних, оболонкових) встановлений вплив підвищених і високих температур на їх напруження і деформації. Результати роботи можуть бути використані в нормативних документах і дозволяють ефективно проектувати бетонні та залізобетонні конструкції, які працюють в умовах термосилових навантажень. Диссертация посвящена исследованию влияния повышенных и высоких температур на физико-механические свойства бетона и арматуры, а также на напряженно- деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. В первом разделе проанализовано состояние проблемы обеспечения ресурса железобетонных конструкций, которые находятся в условиях сложных термосиловых воздействий. Приведены исследования влияния температуры на различные виды железобетонных конструкций сооружения со значительными технологическими тепловыдилениями. Проанализировано состояние железобетонных конструкций на предприятиях, работающих в условиях постоянного воздействия высоких и повышенных температур: реакторных отделений АЭС, АСТ и АТЭЦ, в коксохимическом производстве, на металлургическом заводе в стекольном производстве, в силосах, трубах и многих других сооружениях. В разделе отмечено, что на сегодняшний день в Украине многими учереждениями и вузами (ДонНАСА, КНУСА, НУВХП, ХГУСА) проведены работы по изучению влияния переменных силовых и тепловых воздействий. Однако результаты проведенных исследований не решают всех проблем по определению влияния термосиловых нагрузок на прочность, напряжения и деформации зданий и сооружений в целом. Второй раздел посвящен исследованиям влияния повышенных температур на основные физико-механические характеристики бетона и его составляющих. Степень изменения прочности и деформативности бетона зависит от величины температурного воздействия, состава бетона, водоцементного отношения, характеристик заполнителя, его влажности, скорости нагревания и т.п. Установлено, что физико-механические свойства арматурной стали также реагируют на повышение температуры. Наибольшее снижение предела текучести наблюдается в углеродных сталях классов А-I (А240С) и A-II (А300С). В то же время температуры 200…3000С не снижают, а в некоторых случаях повышает предел текучести низколегированных сталей типа A-III (А400С, А500С). Влияние упомянутых температур вызывает у углеродных сталей снижение предела текучести на 15…20% по сравнению с ненагретым металлом. Обобщение и анализ данных исследований различных авторов позволяют утверждать, что влияние повышенной температуры на тяжелый бетон и арматурную сталь существенно отличаются. Снижение прочности при нагреве бетона относительно больше, чем стали. Например, при температуре 1000С наибольшее снижение предела текучести арматурной стали составляет в среднем 7%, тогда как прочность бетона снижается в пределах 28%. Анализ экспериментальных исследований ученых многих стран (Белоруссии, Дании, Германии, России, Украины и др.) свидетельствует, что с увеличением температуры существенно уменьшается сцепление арматуры с бетоном железобетонных конструкций. Установлены закономерности этого снижения в зависимости от величины нагрева железобетонного элемента, прочности бетона и арматуры, профиля арматурного стержня, вида напряженного состояния и.т.п. Третий раздел посвящен учету температуры воздействий при расчете отдельных бетонных и железобетонных конструкций, а также зданий и сооружений в целом. В рамках поставленных задач рассмотрен алгоритм расчета железобетонной рамы на температурные воздействия с учетом усадки и ползучести бетона. При этом учтены специфические свойства железобетона: прогрессирующее трещинообразование и деформированная схема сооружения. Рассмотрено влияние температуры на напряжения, деформации и кривизны бетонной плиты фундамента, которая в общем виде может быть дополнительно нагружена различными воздействиями (температурными, ветровыми, испарениями влаги и т.п). Определено напряженно-деформированное состояние толстостенной цилиндрической бетонной оболочки при неравномерном нагревании. Получены результаты распределения температуры по сечениям массивных и средней массивности бетонных и железобетонных конструкций, которые находятся на открытом воздухе или испытывают периодические воздействия технологических температур. В четвертом разделе приведены примеры расчета на температурные воздействия характерных конструкций из бетона и железобетона. В качестве примера рассчитаны параметры напряженно-деформированного состояния стоек железобетонной рамы при воздействии на нее климатических колебаний температур. Выполнены численные исследований на ЭВМ напряженно-деформированного состояния железобетонных плит при высоких температурах. Предложена методика расчета на температурные воздействия толстостенных цилиндрических оболочек, которые часто используют в атомных реакторах. Приведены примеры конструирования корпуса реактора с учетом особенностей расчетного напряженно-деформированного состояния. В выводах сформулированы основные результаты, отражающие решение научной задачи, которая заключается в разработке методики оценки влияния повышенных и высоких температур на напряженно-деформированное состояние наиболее часто используемых бетонных и железобетонных конструкций.The proposed classification methods of strength and resource structures, buildings and structures that are under complex mechanical and thermal loads. On the basis of numerical studies carried out in Germany, Russia, Belarus, Ukraine and other states, reviewed, compiled and installed changing patterns of physical and mechanical properties of concrete and reinforcement, including current accounts, depending on the level of temperature increase. The analysis of data of many studies established laws reduce clutch armature reinforcement in concrete structures depending on the amount of temperature influence. In typical examples are concrete and concrete structures (plate, shell) The influence of elevated and high temperatures on their stress and strain. The results can be used in the regulations and to effectively design and reinforced concrete structures that are under temperature effects loads.Item Робота та несуча здатність косостиснутих залізобетонних елементів за малоциклових навантажень(Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Гомон, Святослав СвятославовичThis thesis is devoted to the research of stress-strain states and biaxial compressed reinforced concrete elements strength of design under influence of small cycles loadings on the basis of deformation model. In this work results of experimental research in temporary status and small cyclical loadings biaxial compressed reinforced concrete elements were engaged in and analyzed. The dynamic of the shift in physical state of concrete and armature, tensile shift, area of compressed zone, and neutral line upon such loadings were observed and analyzed. Design method of biaxial compressed reinforced concrete elements were improved under small cycles loadings in view of full diagram of concrete deformation. Comparison of theoretical and experimental data was carried out. Диссертация посвящена изучению напряженно-деформированного состояния и прочности кососжатых железобетонных элементов при действии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели расчёта. В работе проведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований при одноразовом и малоцикловых нагрузках кососжатых железобетонных элементов. Наблюдалась и проанализирована динамика изменения физического состояния бетона и арматуры, прогибов, площади сжатой зоны, положении нейтральной линии при таких нагрузках. Усовершенствовано методику расчёта прочности кососжатых железобетонных элементов любого поперечного сечения при воздействии малоцикловых нагрузок с учётом полной диаграммы деформирования бетона. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных данных. Первый раздел содержит обзор отечественной и зарубежной литературы, в которой приведены теоретические и экспериментальные исследования работы бетонных и железобетонных элементов при однократных и малоцикловых нагрузках на изгиб и внецентренное сжатие. Также проанализированы методы расчёта прочности железобетонных элементов на сложные виды деформирования. Сделан вывод, что на данное время исследований напряженно-деформированного состояния кососжатых железобетонных элементов при воздействии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели расчёта практически не проводились. Также в первом разделе поставлены задачи исследований. Во втором разделе приведена методика проведения экспериментальных исследований, представлены характеристики материалов, образцов, подробно описаны установки для испытания бетонных и железобетонных элементов. Также представлены режимы загружения изучаемых образцов. Для решения поставленных задач испытано 12 железобетонных и 33 бетонных образца. Третий раздел посвящён анализу экспериментальных исследований основных физико-механических характеристик бетона и динамики их изменения в процессе работы при малоцикловых статических нагрузках. Подробно проанализирована работа бетона при малоцикловых нагрузках. Были построены диаграммы зависимостей (b l ), (b tr) для каждого з циклов загружения. Также приведены диаграммы секущего модуля продольных и поперечных деформаций бетона за малоцикловых нагрузок. Представлены основные параметры и статистики кореляционных уравнений регрессии «» и «». Приведена прочность бетона после действия малоцикловых нагрузок. В четвертом разделе приведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований при однократном статическом и малоцикловом нагружениях кососжатых железобетонных элементов. Были построены диаграммы развития деформаций сжатого бетона и растянутой арматуры за малоциклового нагружения колонн. Также приведено поцикловое изменение прогибов. Проанализировано изменение нейтральной линии и площади сжатой зоны на каждом цикле загружения. Установлено влияние малоцикловых нагрузок на работу кососжатых железобетонных элементов. Пятый раздел содержит методику расчёта прочности кососжатых железобетонных элементов при действии малоцикловых нагрузок на основе деформационной модели с использованием полной диаграммы деформирования бетона. Предложенная методика учитывает влияние малоцикловых нагрузок через повышение прочностных свойств бетона, изменения характера диаграммы деформирования, падения модуля упругости и увелечения гранических деформаций бетона. Дисертація присвячена дослідженню напружено-деформованого стану та розрахунку міцності косостиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень на основі деформаційної моделі розрахунку. В роботі приведені и проаналізовані результати експериментальних досліджень при однократному статичному і малоциклових навантаженнях косостиснутих залізобетонних елементів. Спостерігалась і проаналізована динаміка зміни фізичного стану бетону і арматури, прогинів, площі стиснутої зони, положення нейтральної лінії при таких навантаженнях. Удосконалено методику розрахунку міцності косостиснутих залізобетонних елементів будь-якого поперечного перерізу за дії малоциклових навантажень з врахуванням повної діаграми деформування бетону. Проведено порівняння теоретичних та експериментальних даних.Item Бетон на основі модифікованих композиційних цементів для умов сухого жаркого клімату(Національний університет "Львівська політехніка", 2007) Аларджан, Раід Абед АлькарімВ дисертаційній роботі наведені результати теоретичних та експериментальних досліджень, які присвячені розробці бетону для монолітного будівництва в умовах сухого жаркого клімату, ефективність якого визначається використанням композиційних цементів V типу із пониженими тепловиділенням і деформаціями усадки, підвищеними рухливістю, корозійною стійкістю і довговічністю. Для прискорення формування міцності в ранній період тверднення використано модифікацію цементів комплексним хімічним додатком, що вміщує активізатор тверднення і пластифікатор-сповільнювач тужавіння. Вивчено реологічні і фізико-механічні властивості модифікованих цементів і бетонів на їх основі, що тверднули в різних температурних умовах. Методами механіки руйнування досліджено тріщиностійкість бетонів дорожнього призначення. В промислових умовах випущена дослідно-промислова партія композиційного цементу і на його основі отримано бетон, який використано при влаштуванні монолітного шару дорожнього одягу в умовах дії високих літніх температур. Визначена техніко-економічна доцільність розробки та економічний ефект від впровадження розробленого бетону.Защищается диссертационная работа, содержащая теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения бетона для монолитного строительства в условиях сухого жаркого климата за счет использования модифицированных композиционных цементов. Модификация композиционных цементов осуществляется комплексной химической добавкой, содержащей ускоритель твердения и пластификатор – замедлитель схватывания. Изучены особенности процессов гидратации и структурообразования композиционных цементов в сухих жарких условиях, в которых за счет объединения минеральных добавок гидравлической и пуццоланической активности, а также комплексной модификации добавкой полифункционального действия обеспечивается увеличение прочности. Методами физико-химического анализа установлено, что композиционные цементы в сухих жарких условиях характеризуются формированием плотной микроструктуры цементного камня за счет пониженного значения В/Ц и модифицирующего действия комплексной химической добавки. Через 28 суток твердения в условиях повышенных температур (+40°С) степень гидратации цементов повышается на 6-8%. Усиление сульфатно-щелочной активации минеральных компонентов цементов в присутствии комплексной химической добавки обуславливает образование низкоосновных гидросиликатов кальция, что является дополнительным резервом увеличения прочности. На основе анализа экспериментально-статистических моделей качественно и количественно оценено влияние рецептурно-технологических факторов на показатели прочности бетона, а именно: компонентного состава и расхода композиционного цемента, содержания комплексной химической добавки, времени предварительной выдержки бетонной смеси при температуре +40°С. Определены физико-механические свойства бетонов дорожного назначения на композиционных и бездобавочном портландцементах. Методами линейной механики разрушения определены силовые и энергетические характеристики бетонов, изучено влияние предварительной выдержки бетонной смеси при повышенных температурах на характеристики прочности и трещиностойкости бетона. В промышленных условиях выпущена опытная партия композиционного цемента и на его основе получен бетон, который использовали при устройстве монолитного слоя дорожной одежды в условиях действия высоких летних температур. Определена технико-экономическая целесообразность разработки, а также экономический эффект от внедрения разработанного бетона.There is on the defensive dissertation work containing the theoretical and experimental ground of possibility of receipt of concrete for monolithic building in the conditions of dry hot climate due to the use of modified composite cements. Modification of composite cements carried out by complex chemical addition containing accelerating of hardening and plasticizer–inhibitor of grasping cement.