Содержание к диссертации
Введение
1 .Анализ проведенных исследований. Постановка задач исследования 10
1.1 Способы усиления железобетонных конструкций 10
1.2 Методы расчёта усиливаемых конструкций 29
1.3 Экспериментальные исследования усиленных элементов 44
1.4 Анализ теоретических и экспериментальных исследований. Постановка задач исследований 47
2. Прочность и деформативность внецентренно сжатых железобетонных элементов составного сечения 51
2.1 Диаграмма деформирования бетона 51
2.2 Основные положения. Исходные гипотезы 55
2.3 Напряжения и деформации железобетонных колонн составного сечения 56
2.4 Определение напряжений и деформаций в сечениях железобетонных колонн до усиления 59
2.5 Определение напряжений и деформаций в сечениях усиленных железобетонных внецентренно сжатых элементов 65
2.6 Учёт работы растянутой зоны внецентренно сжатых железобетонных элементов 73
2.7 Учёт деформаций ползучести и усадки бетона 77
2.8 Выводы 84
3. Экспериментальные исследования внецентренно сжатых элементов составного сечения 86
3.1 Цель и задачи исследований 86
3.2 Объём исследований. Конструкция и технология изготовления опытных образцов 87
3.3 Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры 100
3.4 Методика проведения испытаний 105
3.5 Результаты экспериментальных исследований и их анализ.. 111
3.5.1 Влияние увлажнения бетона на его качественные показатели 113
3.5.2 Определение потерь предварительного напряжения опытных образцов 119
3.5.3 Испытания усиленных колонн при кратковременном действии нагрузки 122
3.5.4 Напряжённо-деформированное состояние внецентренно сжатых усиленных под нагрузкой образцов при длительном нагружении 135
3.6 Выводы 141
4. Алгоритмизация задач расчета железобетонных внецентренно сжатых составных элементов и рекомендации по расчету 143
4.1 Особенности и методика алгоритмизации задач определения прочности и деформативности железобетонного внецентренно сжатого элемента до усиления 143
4.2 Особенности и методика алгоритмизации задач определения прочности и деформативности железобетонных внецентренно сжатых конструкций составного сечения с монолитным швом 148
4.3 Исследование деформирования и разрушения составных железобетонных элементов 153
4.4 Рекомендации по расчёту деформаций составных внецентренно сжатых железобетонных конструкций 157
4.5 Выводы 159
Основные результаты и общие выводы 160
Список литературы 162
Приложение 1 184
Приложение 2 220
- Анализ теоретических и экспериментальных исследований. Постановка задач исследований
- Определение напряжений и деформаций в сечениях усиленных железобетонных внецентренно сжатых элементов
- Определение потерь предварительного напряжения опытных образцов
- Исследование деформирования и разрушения составных железобетонных элементов
Введение к работе
В настоящее время в нашей стране проводятся масштабные преобразования в экономической сфере и сфере деятельности, связанные с появлением новой техники и услуг. Это неизбежно влечёт за собой совершенствование и внедрение новых технологий в производство. В условиях промышленных предприятий технологическое перевооружение зачастую связано с увеличением нагрузки от оборудования на несущие конструкции, связано с необходимостью перепланировки зданий, что требует оценки и, при необходимости, восстановления или увеличения несущей способности строительных конструкций.
Другой причиной восстановления или усиления конструкций является обеспечение ресурса работоспособности эксплуатируемых зданий и сооружений при наличии в конструкциях силовых и коррозионных повреждений.
Техногенные катастрофы и аварии, природные катаклизмы наносят значительный ущерб хозяйству страны. В рамках общего ущерба значительные повреждения получают здания и сооружения. Ликвидация последствий разрушений становится одной из серьёзных задач, которая непосредственно связана с вопросами восстановления несущей способности и усиления повреждённых конструкций.
Работы по усилению и восстановлению несущей способности железобетонных конструкций потребовали совершенных методик расчёта, которые должны учитывать предысторию нагружения конструкций, физическую нелинейность работы материалов, технологические воздействия при проведении восстановительных работ. Это возможно решить на основании экспериментально-теоретических исследований силового и несилового сопротивления бетона и железобетона.
Согласно действующих норм расчёт зданий и сооружений выполняется по предельным состояниям и не отражает напряжённо-деформированное состояние конструкции в стадии эксплуатации, что осложняет проектирование усиления железобетонных конструкций. Выполненные на данное время ряд исследований учитывают влияние отдельных факторов, но требуют экспериментального обоснования и обобщения.
Данная работа посвящена исследованию прочности и деформативности усиленных под нагрузкой железобетонных элементов с учётом истории предварительного нагружения, физической нелинейности работы материалов и технологических воздействий при производстве работ.
Реализация результатов работы ориентирована на восстановление или усиление силового сопротивления железобетонных конструкций.
Цель работы - развитие и экспериментальное обоснование метода расчёта усиления железобетонных конструкций с учётом предыстории нагружения, реальных прочностных и деформативных характеристик бетона и арматуры, технологических воздействий при проведении работ.
Научную новизну работы составляют:
- результаты экспериментальных исследований прочности и деформативности железобетонных внецентренно сжатых колонн усиленных под нагрузкой наращиванием;
- параметры предельной сжимаемости бетонов в составных железобетонных конструкциях;
- методика расчёта прочности и деформативности внецентренно сжатых усиленных железобетонных элементов с учётом предыстории нагружения, нелинейных свойств бетона и арматуры, технологических воздействий при кратковременном и длительном нагружении;
- результаты численных исследований влияния различных факторов на деформативность и прочность составной конструкции.
Автор защищает:
- теоретические предпосылки и расчётные зависимости для определения прочности и деформативности железобетонных внецентренно сжатых усиленных под нагрузкой элементов с учётом предыстории нагружения, нелинейных свойств бетона и арматуры и с учётом усадки;
- результаты экспериментальных исследований силового сопротивления и деформирования железобетонных конструкций составного сечения;
- опытные данные о влиянии технологических факторов на напряженно-деформированное состояние составных конструкций;
- метод расчёта прочности и деформативности внецентренно сжатых усиленных под нагрузкой железобетонных элементов;
- результаты численных исследований влияния различных факторов на прочность и деформативность конструкций.
Обоснованность и достоверность научных положений основывается на использовании общепринятых допущений сопротивления материалов, строительной механики и теории железобетона, подтверждается собственными экспериментальными исследованиями и анализом опытных данных других авторов, а также многовариантными численными исследованиями.
Практическое значение и реализация результатов работы.
Предложенный метод расчёта несущей способности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных конструкций позволяет более полно оценивать силовое сопротивление конструкций при реконструкции или усилении зданий и сооружений с учётом предыстории нагружения, нелинейных свойств бетона и арматуры, с учётом усадки и технологических воздействий.
Результаты проведенных исследований были использованы в ГОУ «Кур-скгражданпроект» при проведении поверочных расчётов составных конструкций многоэтажных жилых зданий со сборно-монолитным каркасом для ряда проектируемых институтом объектов.
Метод расчёта железобетонных конструкций составного сечения и экспериментальные данные внедрены в учебный процесс Курского государственного технического университета для студентов специальности 290300 по дисциплинам «Железобетонные конструкции» и «Обследование и усиление строительных конструкций».
Апробация работы и публикаций.
Результаты исследований представлялись на Третьей Всероссийской конференции «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции» (г. Чебоксары, 2001 г.), на международной научно-технической конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика» (г. Пенза, 2002 г.), на научно-практической конференции «Молодежь и XXI век» (г. Курск, 2003 г.).
В полном объеме работа доложена и одобрена на заседании кафедры промышленного и гражданского строительства Курского государственного технического университета (г. Курск, март 2003 г.) и на заседании кафедры строительных конструкций и материалов Орловского государственного технического университета (г. Орел, май 2003 г.).
По теме диссертации опубликовано 4 научных работы. Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений.
Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, приведена общая характеристика работы и её основные положения.
В первой главе представлен обзор состояния и концепции развития методов усиления и расчёта строительных конструкций. Рассмотрены экспериментальные исследования усиленных конструкций.
Вторая глава посвящена построению расчётной методики для определения прочности и деформативности составных железобетонных конструкций с учётом предыстории нагружения, физической нелинейности работы материалов и с учётом усадки.
Третья глава посвящена изложению методики и результатов экспериментальных исследований, усиленных под нагрузкой железобетонных внецен-тренно сжатых колонн. Приведены опытные данные по исследованию влияния эксцентриситета приложения нагрузки на реализацию диаграммы деформирования бетона в конструкции, данные о технологическом влиянии увлажнения бетона на его прочность и деформативность.
В четвертой главе построены алгоритм и программа для анализа процессов деформирования и разрушения составных железобетонных элементов при кратковременном и длительном нагружении, представлены рекомендации по расчёту деформаций составных внецентренно сжатых железобетонных конструкций.
Заключение содержит основные результаты и выводы по работе.
В приложениях к диссертации включены текст программы для определения несущей способности и деформативности, а также приведены материалы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.
Анализ теоретических и экспериментальных исследований. Постановка задач исследований
Из приведенного обзора теоретических и экспериментальных исследований видно, что вопросы прочности и деформативности в внецентренно сжатых усиленных элементов изучены недостаточно.
В ряде работ [10, 26], которые посвящены данной проблеме, при учёте изменения деформативной схемы элемента в процессе нагружения, предысторий нагружения усиливаемого элемента и ползучести бетона, не рассматриваются вопросы усадки бетонов, влияния длительного увлажнения и работы растянутой зоны бетона. Напряжённо-деформированное состояние усиленного элемента в данных работах рассматривается с позиции устойчивости, что не всегда даёт хорошие результаты. Такой подход обоснован для внецентренно сжатых элементов с большими эксцентриситетами, в то же время для элементов с малыми эксцентриситетами данный расчёт вносит бо льшую погрешность по сравнению с расчётами, выполненными по СНиП 2.03.01-84 .
Практический опыт устройства усиления конструкций железобетонными обоймами и наращиванием показывает, что при жёстком контакте и малых значениях соотношения площадей поперечного сечения дополнительного бетона и усиливаемой конструкции возможно появление усадочных трещин, пронизывающих всё сечение дополнительного бетона, что не отражается в [10, 26].
Вопросы расчёта прочности и деформативности усиленных конструкций является актуальной задачей, выдвигаемых практикой строительства и проектирования. Поэтому, с точки зрения теории расчёта железобетонных конструкций, разработка методики определения напряжённо-деформированного состояния внецентренно сжатых составных элементов является общей задачей. Следует также отметить, что в рамках этой методики расчёт прочности и деформативности обычных элементов может рассматриваться как один из частных случаев. Всё это в значительной степени расширяет границы применения рассматриваемой методики расчёта.
В работах [120, 121] расчёт железобетонных усиленных конструкций производится по деформативной схеме с учётом предыстории загружения и физической нелинейности материала, рассматривается вопрос определения ширины раскрытия трещин. Но остаются неясными вопросы определения предельных величин деформаций сжатой и растянутой зон бетонного сечения и расчёта ширины раскрытия трещин для внецентренно сжатого элемента, в работе не отражено, что принимается в качестве критерия потери прочности.
В работах [149, 151] расчёт усиливаемых конструкций ведётся без учёта предыстории загражения, различия возраста и деформативных характеристик усиливающих элементов и усиливаемой конструкции. Конструкция рассматривается в предельном состоянии. Предложений по определению деформативной схемы конструкций нет. Несущая способность определяется без учёта напряжений и деформаций, которые были накоплены во время эксплуатации конструкции до момента усиления. Анализ устойчивости не производится или производится на основе расчёта упругой стержневой системы.
Приведенный обзор работ по исследованию усиленных конструкций свидетельствует о необходимости разработки методов определения напряжённо-деформированного состояния усиленных конструкций с учётом нелинейного характера деформирования бетонов, предыстории загружения усиливаемого элемента, усадки бетона усиления и длительности действия нагрузки. Кроме того, актуальна задача накопления экспериментальных данных, необходимых для дальнейшего совершенствования методов расчёта железобетонных конструкций.
Основные задачи исследования следующие: 1. Разработать методику расчёта по деформированной схеме внецентренно сжатых составных конструкций с предварительно нагруженным и с не-нагруженным "основным" элементом, учитывающую работу рассматриваемых конструкций без трещин и с трещинами, с учётом реальных диаграмм деформирования бетона и арматуры, предыстории нагружения "основной" конструкции, различия в механических характеристиках составляющих сечение бетонов, а также с учётом усадки и ползучести. 2. Разработать программу и методику экспериментальных исследований силового сопротивления железобетонных усиленных под нагрузкой конструкций с различными эксцентриситетами при кратковременном нагружении. Выявить особенности их силового сопротивления и разрушения, установить характер влияния предварительной нагрузки на напряжённо-деформированное состояние составных конструкций и подтвердить основные положения предложенной методики расчёта. 3. Экспериментально подтвердить необходимость учёта длительного увлажнения сборного элемента со стороны монолитного бетона на напряжённо -деформированное состояние конструкции составного сечения. 4. На основе расчётного аппарата построить алгоритм, программу и провести на ПЭВМ численные исследования деформирования и разрушения физически нелинейных составных внецентренно сжатых железобетонных конструкций с предварительно напряжённым и с не нагруженным основным элементом. 5. Установить влияние на напряжённо-деформированное состояние и на характер разрушения внецентренно сжатых составных конструкций уровня предварительного нагружения основного элемента, прочности и площадей составляющих поперечное сечение бетонов. 6. Разработать на основании проведённых экспериментально теоретических исследований практические рекомендации по расчёту прочно сти и деформативности внецентренно сжатых составных конструкций с пред варительно напряжённым и с ненагруженным основным элементом.
Определение напряжений и деформаций в сечениях усиленных железобетонных внецентренно сжатых элементов
По аналогии с разделом 2.4 рассмотрим два случая распределения напряжённо деформированного состояния в составном сечении с предварительно нагруженным основным элементом (рис. 2.4).
Для первого варианта в сечении будет наблюдаться эпюра напряжений одного знака, то есть всё сечение сжато. Во втором варианте в сечении основного элемента возникают растягивающие напряжения, и эпюра становится двухзначной. Необходимо отметить, что по высоте элемента может наблюдаться и первый и второй варианты распределения напряжений и деформаций, так как при приближении к середине стержня прогиб от действия внешней нагрузки будет увеличиваться, и внешняя сила может оказаться за ядром приведенного сечения.
На границе двух бетонов будет наблюдаться скачок напряжений и деформаций, что является следствием загружения основного бетона до усиления. Величина этого скачка будет определяться напряжённо деформированным состоянием основного элемента перед усилением. Если усиление проводилось с частичной или полной разгрузкой, то этот скачок будет минимальным; если усиление проводилось под нагрузкой, то скачок напряжений может быть значительным. Этим может определяться, какой из двух бетонов первым достигнет предельного значения величины деформаций, а, следовательно, какой из бетонов начнет разрушаться первым: дополнительно уложенный бетон или бетон основного элемента.
В соответствии с принятыми гипотезами (пункт 2.2) оба бетона в сечении элемента работают совместно вплоть до разрушения, и соблюдается гипотеза плоских сечений для приращения деформаций. Следовательно, прирост деформаций в сечении будет подчиняться линейному закону (рис. 2.6).
В сечении усиленного железобетонного элемента расположены бетоны разного возраста и с разными механическими и физическими свойствами. Поэтому при линейном распределении прироста деформаций в нормальном сечении железобетонного элемента будет наблюдаться скачок прироста напряжений. Чем сильнее отличия в свойствах двух бетонов, тем более значительным
Составим уравнения для определения напряжённо-деформированного состояния усиленного наращиванием бетона со стороны сжатых волокон элемента. Рассмотрим первый вариант распределения напряжений и деформаций в сечении железобетонного элемента (рис. 2.6, а).
Уравнения составим для случая, когда после усиления дополнительная сила прикладывается с новым эксцентриситетом в сечении. Поэтому для приращений внутренних напряжений и для напряжений, действующих в сечении усиленного элемента, будут различные условные сжатые зоны. Неизменный эксцентриситет можно рассматривать как частный случай. Определим увеличение равнодействующей внутренних сил из выражения: - напряжения в бетоне, в наиболее сжатой арматуре и в наименее сжатой арматуре в сечении железобетонного элемента до усиления соответственно; 7ь, (j s, os - напряжения в бетоне, в наиболее сжатой и в наименее сжатой арматуре в сечении железобетонного элемента после усиления и приложения внешней дополнительной нагрузки соответственно; w, Й 0, а/ -интегральная геометрическая характеристика эпюры напряжений в сечении элемента для основного бетона после усиления, до усиления и для дополнительно уложенного бетона соответственно.
Момент от AN относительно нейтральной оси составит (рис. 2.6, а): гДе у ь - Уъ - расстояние от места приложения внутренних усилий до нейтральной оси для дополнительного бетона и основного бетона соответственно. После усиления и приложения дополнительной внешней нагрузки внутренние деформации железобетонного стержня составят: где єі0 - деформации основного стержня до усиления; /Ц - приращение деформаций после усиления. Используя гипотезу плоских сечений, выразим приращения деформаций после увеличения нагрузки (рис. 2.6, а).
Определение потерь предварительного напряжения опытных образцов
Результаты исследований деформирования и разрушения железобетонных внецентренно сжатых элементов дают возможность построить алгоритмы их расчета для оценки напряжённо-деформированного состояния. В его основу положен разработанный в главе 2 метод нелинейного расчёта деформируемого элемента.
Рассмотрим особенности алгоритмизации поставленной задачи. За достижение предельного состояния элемента принимается достижение сжатой фиброй бетона предельного значения сжатия Єьи или достижение растянутой арматурой предела текучести. Для учёта нелинейности деформирования бетона сжатой зоны и арматуры используется коэффициент изменения секущего модуля vh предложенный в работах [67, 69].В расчетах не производится непосредственного учёта работы растянутого бетона с трещинами и без них, а оценивается это воздействие по предложению [24] интегрально путём введения коэффициента у/л к модулю деформаций растянутой арматуры.
Исходные данные представляются следующими тремя группами: Геометрические характеристики: hub — соответственно высота и ширина рассматриваемой конструкции; Asn А \ - соответственно, площадь растянутых и сжатых стержней в бетоне элемента; as и a s - расстояние от центра тяжести арматуры до ближайшей грани сечения элемента; 10 - расчетная длина элемента. Характеристики материалов и коэффициенты, используемые при расчёте: Eb, Es, Esc - соответственно, начальные модули деформаций бетона, растянутой (менее сжатой) и сжатой арматуры; Rb, Rs, Rsc соответственно, прочность бетона, растянутой (менее сжатой) и сжатой арматуры; Rswlii - временное сопротивление разрыву арматуры; Rsni - предел текучести арматуры; ysj - коэффициент надежности по арматуре; Д,/, - коэффициент, учитывающий предел упругой работы арматуры; XTii - длина физической площадки текучести арматуры (если есть); єшпЛ - относительное удлинение арматуры после разрыва; (щ 7) -предельное значение относительных деформаций усадки бетона; W, v- удельное (по объёму) количество воды затворения и содержание вовлечённого воздуха в уплотнённой бетонной смеси (если такие данные имеются); С? (оо; 28) — предельное значение меры ползучести; 2« &« с Yi - коэффициенты, принимаемые по Рекомендациям [153]; as - параметр, характеризующий скорость нарастания деформаций усадки во времени и принимаемый в зависимости от модуля открытой поверхности элемента.
Нагрузки: е - эксцентриситет приложения внешней силы относительно центра тяжести приведенного сечения; єь - деформация сжатой грани железобетонного элемента; также to время начала нагружения; t - время в момент наблюдения.
Общая схема алгоритма для анализа напряжённо-деформированного состояния элемента, работающего под нагрузкой может быть представлена в следующем виде: А. Блок «Определение параметров нелинейности диаграмм состояния бетона и арматуры, интегральной характеристики эпюры напряжений сжатой зоны бетона и расстояния от места приложения внутренних усилий до нейтральной оси» реализует расчёт: 1. деформаций арматуры при заданных значениях деформаций бетона еь на наиболее сжатой грани и высоты сжатой зоны х по формулам (2.21) и (2.22); 145 2. коэффициентов изменения секущего модуля ц для бетона и арматуры с учётом принятой полной диаграммы деформирования материалов по формулам (2.9) или (2.73); 3. интегральной характеристики эпюры напряжений бетона (о в сечении элемента, исходя из принятой диаграммы деформирования бетона; 4. расстояния от места приложения внутренних усилий до нейтральной оси для каждого компонента поперечного сечения. Б. Блок: «Расчёт внутренних усилий» реализует методику расчёта внутренних усилий: 1. определяется равнодействующая внутренних усилий по формулам (2.19) или (2.30). 2. определяется момент равнодействующей внутренних усилий М относительно нейтральной оси по формулам (2.20) или (2.31). В случае появления растянутой зоны в железобетонном элементе М находится с помощью итерационного процесса с уточнением коэффициента ц/л на каждом шаге итерации по формуле (2.54). В. Блок: «Вычисление расстояний от места приложения всех внутренних усилий и внешних усилий до нейтральной оси» реализует вычисления следующих расстояний: 1. расстояние от места приложения всех внутренних усилий у до нейтральной оси, по формуле (2.35); 2. расстояние от места приложения внешних сил у до нейтральной оси по формулам (2,28) или (2.34). В целом, расчёт по предлагаемой методике строится по следующей схеме: 1. Задаётся исходная информация. 2. Определяется деформация сжатой, растянутой (наименее сжатой) арматуры и деформация растянутой (наименее сжатой) грани бетонного элемента. 3. Определяются коэффициенты изменения секущего модуля деформаций vt для бетона и арматуры с учетом принятой полной диаграммы деформирования материалов. 4. Вычисляется интегральная характеристика со эпюры напряжений бетона в сечении элемента. 5. Производится определение расстояний от места приложения внутренних усилий в бетоне и арматуре до нейтральной оси. 6. Используя предыдущие вычисления, определяется величина значения равнодействующей внутренних усилий N. 7. Производится расчёт момента равнодействующей внутренних усилий Ы относительно нейтральной оси. В случае возникновения растянутой зоны в сечении бетона в первом приближении принимается ц/ = 1 и вычисляется М. Затем для вычисленного М определяется новое значение у/ и т. д. Используя итерационный процесс, окончательно принимается значение М с заданной степенью точности. 8. Вычисляется расстояние от места приложения всех внутренних усилий до нейтральной оси. 9. Вычисляется расстояние от места приложения внешней силы с учетом прогиба элемента до нейтральной оси.
Исследование деформирования и разрушения составных железобетонных элементов
Разработанная методика позволяет выявить влияние различных факторов на деформативность внецентренно сжатых конструкций составного сечения в случае неупругой работы бетонов. На рис. 4.3 приведены графики зависимостей кривизны конструкции от изменения отдельного фактора (эксцентриситета приложения продольной силы, соотношения классов бетонов и площадей, составляющих сечение конструкции). При этом значения других факторов поддерживались на постоянном уровне.
На рис. 4.3, а показан характер изменения кривизны рассматриваемой конструкции от соотношения площадей бетонов в сечении. Кривизна нелинейно увеличивается при увеличении доли дополнительного бетона в сечении и при достижении соотношения площадей бетонов равного 1 кривизна конструкции увеличивается в 4,5 раза.
На деформативность составной конструкции влияет соотношение клас-сов бетонов (рис. 4.3, б). Прослеживается зависимость уменьшения кривизны при увеличении прочности дополнительного бетона. Кривизна увеличится в 4 раза, если прочность дополнительного бетона снизится и будет составлять 0,25 от прочности "основного" элемента конструкции. На рис. 4.3, в показан характер зависимости кривизны от эксцентриситета приложения продольной силы. С увеличением относительного эксцентриситета в(/к до 0,6 значение кривизны увеличится и составит 1,5-10"4. Предлагаемая расчётная методика позволяет проследить за перераспределением внутренних усилий между компонентами составной конструкции (основным бетоном, дополнительным бетоном и арматурой) на всех этапах работы. На рис. 4.4, а приведены графики изменения относительной величины внутренних усилий, воспринимаемых каждым из компонентов в случае, когда "основной" бетон конструкции не нагружен. Такое поведение конструкции ха рактерно для сборно-монолитных элементов. На рис. 4.4 б приведены графики изменения относительной величины внутренних усилий, воспринимаемых каждым из компонентов в случае, когда основной бетон в сечении элемента предварительно нагружен с усилием равным 0,65-Np, то есть, рассмотрен случай усиления железобетонной внецентренно сжатой конструкции под нагрузкои.В зависимости от уровня нагружения бетона "основного" элемента предельных деформаций могут достигнуть наиболее сжатые волокна в дополнительно уложенном бетоне (рис. 4.4 а) или в "основном" элементе конструкции (рис.4.4 б).
Теоретические значения разрушающих нагрузок Л , которые были по-считаны по предлагаемой методике, по формулам СНиП 2.03.01-84 и по методике [26] и их сопоставление с опытными значениями сил представлены в таблице 4.1.
В таблице 4.3 показаны теоретические значения прогибов /т на всех стадиях работы внецентренно сжатых усиленных под нагрузкой железобетонных колонн. Как видно из таблицы представленная методика достаточно точно оценивает прогиб на уровне нагружения, который соответствует стадии эксплуатации. При уровне нагружения более 0,8 N/Np опытные значения прогибов превосходят теоретические на 30% и более. На стадиях, близких к разрушению, эта разница увеличивается. Полученные результаты экспериментально-теоретических исследований позволяют сформулировать некоторые предложения по расчёту деформаций составных внецентренно сжатых железобетонных конструкций: 1. При расчёте внецентренно сжатых составных конструкций малой гибкости для наиболее точного описания работы элемента необходимо принимать полную диаграмму деформирования бетона. Значение предельной величины деформации сжатия бетона єЬи в усиленных конструкциях следует назначать с учётом значений коэффициента а из табл. 3.17. 2. Если усиление конструкции производится с частичным разгруже-нием под нагрузкой менее 65% от предельной разрушающей, то необходимо вводить в расчёт коэффициент условий работы бетона усиливаемой части конструкции j=0,95. Если усиление выполняется под нагрузкой более 65% от предельной разрушающей, то необходимо вводить в расчёт коэффициент условий работы бетона усиливаемой части #,=0,8. 3. При расчёте составных конструкций ответственных зданий и со оружений необходимо учитывать длительное увлажнение сборного элемента со стороны монолитного бетона. В отдельных случаях следует учитывать сни жение прочности сборного бетона до 25% и деформации набухания, которые возможно нормировать в пределах 0,7-0,8 от расчётного значения деформаций усадки бетона. 4. Рассматривая конструкцию в стадии эксплуатации необходимо учитывать изменение интегральной характеристики эпюры напряжений со в се чении элемента. На рис. 4.5 представлен график зависимости со от отношения Єі/єц, где Єь - деформации бетона в рассматриваемый момент времени.
