Введение к работе
Актуальность темы
Применение высокопрочных материалов и, в частности, термоупрочненньис сталей в качестве продольной арматуры колонн требует учета возможности проявления при длительной их эксплуатации под нагрузкой как положительных, так и негативных последствий, вызванных развитием деформаций ползучести бетона. К положительным последствиям следует отнести подтвержденный экспериментально факт перераспределения внутренних усилий, воспринимаемых бетоном и арматурой. При этом бетон разгружается, что увеличивает эксплуатационную надежность конструкций, а арматура догружается, что также имеет положительное значение с точки зрения более эффективного использования высоких механических характеристик термоупрочненных сталей.
На положительные факторы длительной эксплуатации накладываются факторы, имеющие явно отрицательные последствия, как для несущей способности, гак и для эксплуатационной пригодности сжатых железобетонных стоек. К ним в первую очередь относится рост прогибов во времени, не затухающий практически на протяжении всего периода длительной эксплуатации.
Негативные последствия может вызвать и переменный характер внешних воздействий, характеризующийся например периодическими глубокими (иногда полными) разгрузками железобетонных элементов после длительной выдержки сжимающих внешних нагрузок высокого уровня.
Спектр конструкций, испытывающих глубокие периодические разгрузки в период эксплуатации может быть расширен за счет включения в него колонн многоэтажных зданий, подвергающихся знакопеременным ветровым воздействиям и колонн открытых крановых эстакад, для которых значительная часть временной крановой нагрузки, составляющей до 90% от полной нагрузки, согласно требованиям действующих норм является длительно действующей.
Вышесказанное подтверждает актуальность выбранной темы исследования и практическую значимость ее результатов для строительной практики.
Цель диссертационной работы состоит в получении опытных данных о влиянии знакопеременных режимов длительного нагружения, сопровождающегося различного уровня глубокими разгрузками, в том числе и полными, на трещиноустойчивость, жесткость и несущую способность колонн средней гибкости с продольной высокопрочной термоупрочненной арматурой класса Ат - VI и обычной поперечной арматурой в виде вязаных проволочных хомутов, расположенных на расстояниях, предупреждающих выпучивание продольных арматурных
стержней, а также разработке расчетного аппарата определения напряженно-деформированного состояния сечений при указанных воздействиях и использовании его для определения безопасного уровня длительного, переменного во времени, осевого сжатия гибких железобетонных стержней. Научная новизна работы:
- разработана методика экспериментального изучения
кратковременного и длительного сопротивления колонн средней гибкости при различных режимах длительного сжатия; -получены опытные данные о влиянии различных режимов внешнего нагружения на трещиноустойчивость, жесткость и несущую способность колонн с термоупрочненной продольной стержневой арматурой класса Ат-VI и обычным поперечным армированием в виде вязаных проволочных хомутов, расположенных на расстояниях, предупреждающих выпучивание продольных арматурных стержней;
разработана методика расчетного определения напряженно-деформированного состояния нормальных сечений железобетонных стержней при длительном, переменном во времени, осевом сжатии и использовании параметров напряженно-деформированного состояния от начального и последующих импульсов сжатия для вычисления безопасного уровня длительного эксплуатационного нагружения колонн;
разработаны алгоритмы и программа для расчета на ПЭВМ параметров начального и текущего напряженно-деформированного состояния сечений сжатых железобетонных стержней при постоянных и ступенчато изменяющихся во времени двузначных периодических силовых воздействиях;
Практическое значение работы. Разработаны предложения по
определению параметров начального и текущего напряженно-деформированного состояния сечений сжатых железобетонных стержней и даны рекомендации по их использованию с целью расчетного определения безопасного уровня переменного во времени длительного осевого сжатия гибких железобетонных стержней с высокопрочной продольной арматурой.
Достоверность результатов. Уровень достоверности полученных теоретических результатов подтверждается хорошим соответствием их экспериментальным данным, надежность которых обеспечивалась применением механической и злектротензометрической измерительной аппаратуры.
Аппробаиия работы - основные результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на:
- конференции преподавателей и научных работников Тверского
государственного технического университета в 1995 г.;
- научно-методическом семинаре кафедры "Конструкции и сооружения" Тверского государственного технического университета в 1997 г.
Публикации. Содержание и результаты всех разделов диссертации опубликованы в 4-х научных статьях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с выводами, списка использованной литературы, включающего 107 наименований, в том числе 9 на иностранном языке, а также приложений.
