Введение к работе
Актуальность теяы. Повышение эффективности строительного пронзоод-ствз невозможно без применения новых прогрессивных материалов я конструкций, в частности, эффективных конструкций из различных видоз батона. Развитие последних тесно связано с опережающим ростом конструкций из бетонов нз пористых заполнителях, среди которых наибольшее распространение имеет керамзитобетон. Однако более дешевыми являются бетоны на природных заполнителях, з особенности, если они являются отходами производства природного пиленого камня. К таким заполнителям относятся пемза, туф, известняки-ракушечники, последние из которых особенно широко распространены на юге России и странах ближнего зарубежья (Республики Захазказья, Средняя Азия, Казахстан, юг Украины, Молдавия).
Особый интерес представляют фибробетоны, в том числе на основе фубого базальтового волокна (ГБВ), которые все шире онедряются а производство.
Широкое приыедание различных видоз бетона вызывает настоятельную необходимость развития и соБершенствоззния методов расчета железобетонных конструкций с учетом специфических особенностей материалов. Среди вопросов теории железобетона наименьшая ясность о влиянии вида бетона имеется в расчете железобетонных конструкций по наклонному сечению Из всех расчетных моделей наиболее признанными и перспективными являются методики расчета СНиП 2.03.01-84* и НИИЖБа. Вместе с тем, основные рекомендации норм не учитывают, как известно, влияние формы сечения на трещиностойхость наклонных сечений; в них в явном пиде не учитывается влияние пролета среза и процента продольного армирования иа прочность наклонных сечений; отсутствуют указания по расчету дисперсно армированных конструкций. Методика НИИЖБа, предложенная А.С Залесовым, лишена указанных недостатков, однако, она разработана для элементов из тяжелого бетона.
Становится вполне очевидной необходимость дальнейшего совершенствования обеих методик, которое осуществлено на базе экспериментально-теоретических исследований, выполненных по единой методике в соответствии с общероссийской программой "Архитектура и строительство" и фантом на 1995-1996 годы.
Цель диссертационной работы: Исследовать фнзико механические свойства четырех наиболее характерных видов бетона з тем числе дисперсно армиог
*i
ванных и провести на их оснсте экспериментальные исследования несущей способности наклонных сечений изгибаемых железобетонных балок различной формы сечения; установить влияние вида бетона на прочность и трещмностойхость наклонных сечений и ширину раскрытия наклонных трещин о элементах различного профиля; на базе экспериментальных данных автора с привлечением опытных данных других исследователей разработать практические рекомендации по совершенствованию методики СНиП 2.03.01-84* в части учета вида бетона, формы сечения, относительного пролета среза и продольного армирования; исследовать новую методику НИ-ИЖБа с целью ее распространения на элементы из различных видов бетона при сложных формах сечения; определить экономическую эффективность от внедрения предложенных расчетных рекомендаций. Автор защмвдют:
новые экспериментальные данные по прочности, трещиностойкости наклонных сечений и ширине раскрытия наклонных трещин изгибаемых железобетонных элементов пяти форм сечения, изготовленных из бетонов : тяжелого на плотном известняке, облегченного на известняке-ракушечнике, легкого на керамзите и фиб-рокерамзитобетона на основе ГБВ;
предложения по учету вида бетона и формы сечения изгибаемых элементов при расчете прочности и трещиностойкости наклонных сечений по действующим нормам и методике НИИЖБа;
новые данные о распределении напряжений в хомутах в пролете среза для элементов из различных видов бетона;
новые данные о влиянии пролета среза и процента продольного армирования на прочность наклонных сечений элементов из тяжелого и легких бетонов и предложения по их учету при расчете прочности наклонных сечений по методике норм;
предложения по учету вида бетона при расчете ширины раскрытия наклонных трещин по действующим нормам;
экономическую эффективность от внедрения предложенных расчетных рекомендаций.
Научная новизна работы:
- Получены новые экспериментальные данные по прочности и трещиностой
кости наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов пяти форм сече-
'J
ния, изготовленных из тяжелого, облегченного и легкого батонов и испытанных 8 одинаковых условиях по единой методике;
получены новые экспериментальные данные по прочности и треідиностой-кости наклонных сечений керзмзитожелезсбетонных балок с фибровым армированием бапьзатозьш волокном;
получены новые данные о слиянии вида бетона и формы сечения иа ширину раскрытия наклонных трещин;
получены новые данные о зависимости напряжений в хомутах от уровня нагрузки в пролете среза для различных видов бетона;
получены новые данные о влиянии процента продольного армирования на прочность наклонных сечений элементсз, изготовленных из различных видов бетона;
разработаны рекомендации по учету свойств различных бетонов при расчете прочности наклонных сечений изгибаемых злєімєнтов по двум методикам;
разработаны рекомендации по учету свойств различных бетонов и профиля элементов на трещиностойкость наклонных сечений изгибаемых железобетонных балок при расчете по деум методикам;
разработаны рекомендации по учету пролета среза и форуы сечения при расчете прочности наклонных сеченкй по методике норы;
разработаны рекомендации по учегу вида бетона на ширину раскрытия наклонных трещин при расчете по методике норм;
дана оценка экономической эффективности при внедрении предложенных рекомендаций.
Дастоварность полученных результатов исследований и предложенных рекомендаций по проектированию и расчету изгибаемых железобетонных элементов по наклонным сечениям из четырех видов бетона обеспечена научной обоснованностью и высоким уровнем статистической надежности, полученных при обработке более 450 результатов тщательно проведенных экспериментов.
Практическое значение и внедрание разультзтоп работы Полученные результаты и основанные на них рекомендации позволили повысить наде>«<ііость и экономичность изгибаемых железобетонных элементов, выполненных из тяжелого, облегченного и легкого бетонов при наличии или отсутствии о последнем фибрового армирования Предложения по оасчету элементов из бетонов на известняке-ракушечнике вошли составной частью в п.п 3 29 - 3.33 СНиП 2 03 01 -84* С участи-
єм автора разработан ГОСТ-22263-76 'Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия".
Данные по сопротивлению поперечной силе изгибаемых железобетонных элементов на известняке-рахушечнике и керамзитофибробетоне использованы в "Рекомендациях по проектированию бетонных и железобетонных конструкций на природных пористых заполнителях Северного Кавказа" (СКНЦ ВШ. НТО Стройинду-стрии, РИСИ, СевхавНИЛИагропром, 1989) и в "Рекомендациях по проектированию железобетонных конструкций из керашмтобетона с фибровым армированием базальтовым волокном" (СевкаеНИПИафопром, РГАС, 1S96).
Результаты исследований внедрены в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете. Ростовском государственном архитектурном институте и проеетных институтах "СевкавНИПИагропром" и "ПромстройНШпроект*.
Апрсбащш работы м публикации.
Основные положения диссертации опубликованы в 24 работах.
Материалы диссертации доложены и получили одобрения на научно-технических конференциях Ростовского инженерно-строительного института (1976, 1977, 1978, 1979 гг.), на Всесоюзной конференции по легким бетонам (г.Ереван, 5-7 августа, 1985г.), на Международной научно-технической конференции "Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждающих конструкций" (г.Ростов-на-Дону, РГАС, 1994 г.), научно-технических конференциях Ростовской государственной академии строительства (1995 и 1996 гг.), Международной научно-практической конференции (г.Ростов-на-Дону, РГСУ, 1997 г.).
Диссертационная работа выполнялась на кафедре железобетонных и каменных конструкций Ростовского государственного строительного университета под руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора технических наук, профессора Р.Л.Маилянз. Автор пользовался консультациями заведующего лабораторией теории железобетона НИИЖБа, доктора технических наук, профессора А.С.Залесова.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Она содержит 262 страницы, 56 рисунков, 53 таблицы, 175 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.