Міцність та деформативність позацентрово стиснутих залізобетонних елементів при дії місцевого нагріву - Була, Сергій Степанович (Національний університет "Львівська політехніка", 2007)
Дисертаційна робота присвячена питанням удосконалення методики розрахунку міцності та деформативності позацентрово стиснутих залізобетонних елементів при одночасній дії місцевого нагріву і експлуатаційного навантаження та дослідженню впливу теплового удару на властивості бетону. Виконано комплексну програму з дослідження позацентрово стиснутих залізобетонних елементів при дії місцевого нагріву зі сторони стиснутої або розтягнутої зони при різних рівнях попереднього навантаження. Досліджено особливості розподілу температурних напружень в бетоні при дії теплового удару, як виду місцевого нагріву, та зроблена оцінка його впливу на міцність бетону. Вивчено вплив теплового удару, як короткотривалої дії, на процеси тріщиноутворення у бетоні з використанням методу акустичної емісії (АЕ). На основі експериментальних даних запропоновано залежності для визначення температурного видовження та температурної кривизни осі позацентрово стиснутого елемента при дії місцевого нагріву. Досліджено особливості зміни температурного зусилля при дії місцевого нагріву у навантажених експлуатаційним навантаженням елементах, в залежності від місцезнаходження ділянки нагріву та рівня навантаження. В результаті цього розроблено уточнення до методики розрахунку міцності та деформативності позацентрово стиснутих елементів у випадку дії місцевого нагріву. Порівняльний аналіз експериментальних та теоретичних величин свідчить про прийнятність запропонованих уточнень до цієї методики. Во введении обоснована актуальность, цель и задачи исследования, научная новизна практическая ценность, подана общая характеристика диссертации. В первой главе приведен анализ существующих експериментальных и теоретических исследований железобетонных элементов при воздействии неравномерного нагрева, в т.ч. местного нагрева. Существенное внимание посвящено состоянию вопроса относительно исследований теплового удара и его влиянию на свойства бетона. В результате проведенного анализа отмечается, что сегодняшний день отсутствуют экспериментальные исследования внецентренно сжатых железобетонных элементов при одновременном воздействии местного нагрева и эксплуатационной нагрузки. В нормативных документах отсутствуют рекомендации по расчету прочности и деформативности таких элементов при местном нагреве. Выявлено недостаточное количество исследований влияния теплового удара на свойства бетона. В связи с этим сформулированы цель и задачи исследований. Во второй главе разработана программа и методика исследований прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных элементов при одновременном воздействии местного нагрева и эксплуатационной нагрузки и методика исследований теплового удара на свойства бетона. В качестве образцов были приняты короткие железобетонные колоны длинной 1200 мм и сечением 200×140 мм, с консолями для приложения внецентренной нагрузки. Колоны нагружали до уровня 0.4Nu , 0.6Nu и призводили местный нагрев в центральной части колоны. В процессе нагрева измеряли деформации, прогибы, изменение температуры. После нагрева образцы доводили до разрушения кратковременной нагрузкой. Влияние теплового удара на прочность бетона исследовали на бетонных образцах кубах 70×70×70 мм. После теплового удара и последующего местного нагрева образцы испытывали на прочность при нагреве и после остывания. Процессы трещинообразования в образцах-кубах исследовали с помощью метода акустической эмиссии (АЕ) при разных уровня предварительного нагружения. В третьей главе приведены результаты исследований теплового удара на свойства бетона. Исследованы особенности распределения температур при местном нагреве. На основе этих результатов были получены расчетные данные о распределении температурных напряжений в сечении образца. Анализ полученных результатов показал отрицательное влияние температурных напряжений при тепловом ударе, как виде местного нагрева на прочность бетона. Экспериментальные исследования качественно подтвердили предположение об отрицательном воздействии этих напряжений на прочность бетона. Установлено, что важными являются не только параметры теплового удара, но и последующего нагрева (вид, длительность, интенсивность). В результате исследования процессов трещинообразования установлено, что тепловой удар вызывает поверхностное трещинообразование в бетоне. Количественные параметры в данном случае зависят от интенсивности нагрева и уровня предварительного нагружения. В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных элементов при воздействии местного нагрева и эксплуатационной нагрузки. На основе полученных экспериментальных данных предложены зависимости для определения температурного удлинения и температурной кривизны оси внецентренно сжатого элемента при воздействии местного нагрева. Исследовано особенности изменения температурного усилия при воздействии местного нагрева в нагруженных эксплутационной нагрузкой элементах, в зависимости от месторасположения участка нагрева и уровня нагрузки. В результате этого разработаны уточнения к методике расчета прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных элементов в случае местного нагрева. Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических величин свидетельствует о премлимости предложенных уточнений к этой методике. В выводах приводятся основные результаты экспериментальных и теоретических исследований.The dissertation is devoted to improving the method of calculating of the strength and deformation in noncentral pressed reinforced concrete elements under the same time local heating and exploitable loading, and researching the influence of the heat impact on the concrete peculiarities. The complex program on researching noncentral pressed reinforced concrete elements under local heating of pressed or stretched element’s side and different loading levels is performed. The peculiarities of temperature stresses distribution under heat impact, as kind of local heating, are investigated; the influence of heat impact on the concrete strength is appreciated. The processes of crack creating under heat impact were researched by method physical emission. On the base of experimental data, the method of determining axial temperature extending and temperature curvature in noncentral pressed reinforced concrete elements is proposed. The peculiarities of temperature strength changing under local heating and exploitable loading, depending on heat placement and loading level, are studied. As the result, the improvements to method of calculating of strength and deformation the in noncentral pressed reinforced concrete elements are elaborated. The comparative analysis of the theoretical quantities confirms the acceptance of the proposed improvements to this method.
Прочность и деформативность внецентренно сжатых железобетонных элементов при воздействии местного нагрева
The strength and deformations of non central pressed reinforced concrete elements under local heating
Keywords: місцевий нагрів; тепловий удар; позацентрово стиснутий елемент; міцність; деформативність; температурні напруження; температурне зусилля; местный нагрев; тепловой удар; внецентренно сжатый элемент; прочность; ддеформативность; температурные напряжения; температурное усилие