Введение к работе
Актуальность . Проблема долговечности железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в суровых климатических условиях в сочетании с высокой влажностью, остается одной из основных и э настоящее вр*мя. Опыт эксплуатации показывает, что во многих сооружениях, таких как транспортные и технологические эстакады, причальные сооружения, различные платформы, открытые этажерки, градирни ТЭЦ и др. выявлены железобетонные элементы, разрушение которых начинается уже после 3..5 лет эксплуатации. Характерными повреждение ями при атом являются: продольные трещины вдоль рабочей арматуры, отслоение защитного слоя бетона, повышение деформативности. Известно, что в бетоне при циклическом замораживании и оттаивании (ЦЗО) накапливается остаточные деформации деструктивного расшире- . кия. Арматура железобетонных элементов, являясь дополнительной жесткой связы), сдерживает развитие остаточных деформаций 'в направлении своего расположения, однако возникающее при этом напряженное состояние в объеме элемента не всегда является позитивным. Естественно предположить, что вид, направленность и величины суммарных напряжений зависят не только от уровня армирования, но и характера размещения арматуры в железобетонных конструкциях.
Одним из способов уменьшения деструктивного расширения и повышения таким образом долговечности железобетона может являться рациональное размещение арматуры в его объеме.
В связи с этим целью работы явилось .исследование влияние характера и интенсивности армирования стержневых элементов на развитие деструктивных процессов в бетоне и прочность при сжатии в условиях воздействия низких температур и высокой влажности; отыскание способов рационального армирования и разработка предложений по расчету железобетонных элементов с учетом позитивной роли поперечного армирования при морозных'воздействиях.
Автор за щ-и"тц а е т :
- методику и результаты экспетэиментальных исследований влияния продольного, поперечного и смешанного армирования на развитие остаточных линейных и объемных деформаций стержневых элементов при циклических низкотемпературных воздействиях в водонасыщенном состоянии;
- г -
ирсдлилсшіл но аналитическому описанию зависимости-остаточных объемных деформаций от коэффициента относительного объемного содержания арматупы; .,,
методику и результаты экспериментальных исследований проч- ности на сжатие железобетонных элементов при циклических низкотемпературных воздействиях;
предложения по аналитическому выражение зависимости снижения прочности железобетонных элементов при кратковременном сжатии от величины остаточных объемных деформаций деструктивного расширения бетона и приращения его влажности при ЦЗО;.
предложения по оптимальному армированию сжатых стержневых елементов, позволявшие повысить их долговечность при эксплуатации в условиях воздействия низких отрицательных температур и высокой влажности;
предложения по расчету железобетонных элементов с учетом позитивной роли поперечного армирования при морозных воздействиях.
Научную новизну работы, составляют:
методика испытаний железобетонных стержневых элементов в незагруженном и загруженном состоянии при циклических низкотемпературных воздействиях в условиях водонасыщения;
результаты экспериментальных исследований остаточных линейных и объемных деформаций армированных элементов при ЦЗО;
предложение по аналитическому выражению зависимости остаточных объемных деформаций от соотношения объема поперечной и продольной ащатуры; ,
результаты экспериментальных исследований прочности стержневых элементов при сжатии при различном соотношении количества поперечной и продольной арматуры;
предложения по оптимальному армированию стержневых элементов с целью повышения их долговечности в условиях воздействия низких отрицательных температур и высокой влажности;
рекомендации по расчетной оценке позитивной роли поперечного армирования в расчете железобетонных элементов при морозных воздействиях. ,
. Д о с т оверность результатов исследований подтверждается согласованностью полученных экспериментальных данных и расчетных предложений, настоящей работы и возможностью их использования в оценке результатов опытных данных других авторов.
Практическое значение раооты зліиш-чается в том, что получены новые данные о влиянии характера и интенсивности армирования стержневых элементов на развитие остаточных линейных и объемных деформаций деструктивного расширения дпж ЦЗО и прочность при сжатии. Введено понятие степени относительного объемного содержания арматуры, что позволяет оценить развитие остаточных объемных деформаций и снижение прочности в зависимости от
которое соотношения объема поперечной и продольной арматуры,, -обозначено
коэффициентом А^ . Установлена взаимосвязь остаточных объемных деформаций, прочности и влажности при циклических низкотемпературных воздействиях. Предложено оптимальное армирование стержневых>элементов, позволяющее повысить их долговечность в условиях воздействия низких отрицательных температур и высокой влажности. Разработаны рекомендации по расчетной оценке поперечной арматуры в виде хомутов в работе сжатых стержневых элементов.
Апробация работы и публикации.
Основные положения диссертационной работы изложены в четырех научных публикациях, а также докладывались-на научно-технических конференциях Иркутского политехнического института (1987, 1988, 1989г.), Ангарского технологического института (1991, 1992, 1993г.), Лаборатории коррозии НИИЖБ (1991, 1992г.).
Объем и структура диссертации.