Введение к работе
Актуальность работы. В соответствии с требованиями СНиЛ 2.03.01-84 расчет прочности наклонных сечений железобетонных але-лонгов на действие изгибающего момента в приопорной зоне является во всех случаях обязательны:.!. Для ряда типовых преднапрякенных конструкций с арматурой без анкерных устройств (стропильные балки и фермы, ригели, прогоны и др.) данный расчог монет быть определяи-иим. Этот расчет определяет прочность анкеровки растянутой арматуры в пряопорной зоне аслезобегонных элементов-одного из наиболее вакннх факторов, обеспечивающих прочность конструкции. Рекомендуемая СНиП 2.03.01-24 расчетная методика по определению прочности анкеровки напрягаемой арматуры разработана на основе экспериментальных исследований центрально нагруженных призматических образцов при передаче предварительного напряжения с арматуры на бетон и при выдергивании арматуры из призм, поэтому она не полностью отражает специфику напряженно-деформированного состояния приопорных зон предварительно напряженных балочных элементов. В связи с этим вопросы совершенствования оценки прочности анкеровки напрягаемой арматуры в приопорной зона железобетонных балок являются важными, так как станет возможным повышение точности и надежности расчета конструкции.
Целью работы является разработка более совершенных расчетных полонений по оценке прочности анкеровки напрягаемой сгераневой арматуры в приопорной зоне преднапрякенных железобетонных балок, которые позволят дополнить методику расчета прочности наклонных сечений на действие изгибающего момента.
Объектом исследований являются предварительно напряженные железобетонные балочные конструкции со стержневой арматурой на свободных опорах.
Предметом исследований является прочность анкеровки напряга-
емой стерглевой арматуры в приопорной зоне преднапряженных железе бетонных балок при действии изгибающего момента в наклонном сечении, а также напряяенно-дефорг.шроЕанное состояние концевых участков этих конструкций в стадии передачи усилім предварительного обжатия.
Основная идея диссертационной раоогы заключается в определении прямым путем усилил, воспринимаемого продольной арматурой в наклонном сечении, проходящем у опоры, за счет ее сопротивления издергиванию.
Методы исследования включают в себя экспериментальную часть, состоящую из испытания опытннх образцов на действие усилия предва ригельного обжатия и на изгиб при действии внешней нагрузки, анализ напряаенно-деформированного состояния элемента и на осново результатов экспериментальных данных разработку методов расчета.
Научные положения, разработанные автором и выносимые на защиту:
впервые получено, что прочность анкеровки продольной арматуры на свободных опорах балок практически не зависит от величина предварительного напряжения в арматуре и в бетоне, а также подтверждено, что толщина защитного слоя бетона сверх некоторых граничных значений и групповое расположение арматуры в поперечном се чении элемента не.; влияют на прочность анкеровки арматуры;
предельное усилие, воспринимаемое продольной арматурой в наклонном сечении при исчерпании прочности анкеровки, определяется как линейная функция пропорционально прочности бетона на скати и площади'конгакта арматуры с бетоном в пределах опорного блока с учетом косвенной арматуры, в отличие от существующих косвенных ме тодов оценки прочности анкеровки арматуры на свободных опорах;
длина зоны передачи напряжений определяется более точной,
по сравнению с существующей, функцией в зависимости от величины предварительного напряжения в арматуре, передаточной прочности бетона и диаметра арматуры;
- продольные трещины раскалывания, возникающие в преднапрякеп-ных элементах с косвенной арматурой в стадии передачи усилия обжатия вдоль арматуры, при юс ограниченной ширине раскрытия и длине развития не снижают прочность анкеровки напрягаемой арматуры на концевых участках балок, относительно чего до настоящего вромепя не имеется однозначного решения.
Обоснованность и достоверность полученных на основе предложенной методики расчета результатов подтверждаются достаточный приближением к экспериментальным данным.
Научную новизну результатов исследований, полученных автором, составляют:
экспериментальные данные о влиянии величины предварительного напряжения в арматуре <уір и в бетоне 6"$Р , длины заделки арматуры за внутреннюю грань опоры к , диаметра с4 и количества стернней ft арматуры, толщины защитного слоя йе и прочности бетона Rg на прочность анкеровки арматуры в приояорной зоне железобетонных балок;
результаты исследований напряженно-дес5ормиров_нного состояния концевых участков преднапряженных балок в стадии передачи усилий обжатия;
экспериментальные данные об образовании продольных трещин раскалывания и юс влиянии на прочность анкеровки напрягаемой арматуры на концевых участках балок;
разработанная методика расчета прочности анкеровки продольной арматуры в приопорной зоне железобетонных балок, отличающаяся тем, что она и для напрягаемся и для ненапрягаемой арматуры имеет единый
подход и определяет прочность анкеровки прямым путем через прочность бетона, площадь контакта арматуры с бетоном в пределах опорного блока с учетом косвенной арматуры.
Научное значение работы заключается в развитии методов расчета прочности наклонных сечений железобетонных балок на действие изгибающего момента при определении усилия, воспринимаемого продольной арматурой в наклонном сечении за счет ее сопротивления выдергиванию, лугам установления автором более точных и физически совершенных зависимостей мезду предельны:.! усилием в арматуре при исчерпании прочности анкеровки и влияющими на него факторами.
Практическое значение работы состоит в том, что разработанная методика расчета позволяет повысить точность и надезшость расчета прочности анкеровки растянутой арматуры за наклонной трещиной. В отдельных случаях данная методика позволяет уменьшить количество поперечной арматуры, предусмотренной для восприятия изгибающего момента в наклонном сечении, и устранить дополнительные усиливающие анкерные устройства продольной арматуры и тем самым сократить материальные и трудовые затраты на изготовление келезобетонных конструї ций. Результаты работы могут быть использованы при разработке нормативных документов.
Результаты исследований использованы:
-.ЮШБом Госстроя СССР при разработке дополнений и изменений СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" ;
при изготовлении и испытании опытных преднапряяенных железобетонных конструкций с рациональным поперечным и косвенный армированием по типовым сериям ГОСТ 2270Г.0-77, ГОСТ 22701.5-77, ИИ-23--2/70, 1.225-2 на ПО "Железобетон" г.Петрозаводска ;
для расчетной оценки прочности наклонных сечений типовых конструкций серий І.462.І-І0/89, І.465.І-І5, І.465.І-7/84,
1.462.1-16/88, 1.462.I-I/88, I.462.I-I8. I.04I.I-3.
Основные положения диссертационной рзгіотн долокенн на технических совещаниях подсекции лаборатории теории яелез-обетонз НИЖЕ (1989, 1990 гг.), секции несущих конструкций ЦНИИпромздашіії Госстроя СССР (1987, 1988, 1989 гг.) и конференции молодых ученых'и специалистов в области бетона и железобетона в г.Москве (1988 г.).
Материалы вягсолненщрс исследований опубликованы в 3-х печатных работах.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы, включающего III наименований, и содержит 182 страницы,в том числе 60 рисунков и 7 таблиц.
Работа выполнена в течение 1986-1990 гг. в ЦНИИлромзданий и НИИЕБ (экспериментальная часть) Госстроя СССР под руководством д.т.н.,прсф. Залесова А.С. и при консультативной помощи к.т.н. Ша-рипова Р.Ш.
