Введение к работе
Актуальность . Проблема долговечности железобетонах конструкций, эксплуатирующихся в суровых климатических услови-с в сочетании с высоко! влажностью, остается одной из основных и настоящее время. Опыт эксплуатации показывает» что во многих сй-щухенкях, таких как транспортные и технологические эстакады, придонне сооружения, различные платформы, открытые этажерки, градир-і ТЗЦ и др. выявлены железобетонные элементы, разрушение которых гашается ухе после 3. .5 лет эксплуатации. Характерными повреждение, «я ігри етом являются: продольные трещины вдоль рабочей арматуры, гслоение защитного слоя бетона, повышение деформативности. ївестно, что в бетоне при циклическом замораживании и оттаивании [{30) накапливаются остаточные деформации деструктивного расшире-«я. Арматура железобетонных элементов, являясь дополнительной жест-ой связью, сдерживает развитие остаточных деформаций 'в направлении воего расположения, однако возникащее при атом напряженное сос-ояние в объеме элемента не всегда является позитивным. Естественно редполояить, что вид, направленность и величины суммарных напряже-нй зависят не только от уровня армирования, но и характера разме-ения арматуры в железобетонных конструкциях.
Окним из способов уменьшения деструктивного расширения и повы-ения таким образом долговечности железобетона может являться раци-кальное размещение арматуры в его объеме.
В связи с-этим цельр работы явилось .исследование влияние харак-ера и интенсивности армирования стержневых элементов на развитие еструхтивных процессов в бетоне и прочность при сжатии в условиях оздействия низких температур и высокой влажности; отыскание спо-обов рационального армирования и разработка предложений по расче-у железобетонных элементов с учетом позитивной роли поперечного рмированил при морозных воздействиях.
Автор за пргтц а е т :
- методику и результаты экспериментальных исследований влия-ия продольного, поперечного и смешанного армирования на развитие статочных линейных и объемных дефошаций стержневых элементов при иклических низкотемператутных воздействиях в водонасыценном сос-оянии;
иусіуіилсплл по аналитическому описанию зависимости- остаточных объемных деформаций от коэффициента относительного объемного содержания арматуры;
методику и результаты экспериментальных исследований прочности на сжатие железобетонных элементов при щклических низкотемпературных воздействиях;
предложения по аналитическому выражению 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 элементов, позволяющие повысить ох 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 арматуры;
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 НИЗ' ких отрицательных температур и высокой влажности;
рекомендации по расчетной оценке позитивной роди поперечно армирования в расчете железобетонных элементов при морозных воздействиях. ,
Д о с т оверность результатов исследова ний подтверждается согласованностью полученных экспериментальных данных и расчетных предложений, настоящей работы и возможностью их использования в оценке результатов опытных данных других авторов.
Практическое значение раооты эшиш-
ается в том, что получены новые данные о влиянии характера и ин-
енсивности армирования стержневых элементов на развитие остаточных
инейных и объемных деформаций деструктивного расширения лри ЦЗО
прочность при сжатии. Введено понятие степени относительного
съемного содержания арматуры, что позволяет оценить развитие оста-
очных объемных деформаций и снижение прочности в зависимости от
нот о ров
^отношения объема поперечной и продольной арматуры,, 'обозначено юэффициентом A* . Установлена взаимосвязь остаточных объемных де-юрмацйй, прочности и влажности при циклических низкотемпературных юздействиях. Предложено оптимальное армирование стержневых элементов, позволяющее повысить их долговечность в условиях воздействия шзких отрицательных температур и высокой влажности. Разработаны-«комендации по расчетной оценке поперечной арматуры в виде хомутов ) работе сжатых стержневых элементов.
Апробация работы и публикации.
Основные положения диссертационной работы изложены в четырех тучных публикациях, а также докладывались на научно-технических сонференциях Иркутского политехнического института (1987, 1988, [989г.), Ангарского технологического института (1991, 1992, 1993г.), Іаборатории коррозии ШШБ (1991, 1992г.).
Объем «структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, :писка литературы из 132 наименований и приложения. Работа изложена за 159 страницах, включая 29 рисунков и 24 таблицы.
Рассматриваемая работа выполнялась в основном в Лаборатории коррозии и долговечности бетона и железобетона НИИКБ под руководством к.т.н. Булгаковой Ы.Г. Некоторая часть экспериментов поставлена «а кафедре "Строительные конструкции11 Иркутского политехнического института.