Содержание к диссертации
Введение
1. Проблемы повышения конструктивной безопасности эксплуатируемых зданий и сооружений 10
1.1 Современное состояние проблемы обеспечения безопасности конструктивных систем зданий и сооружений 10
1.2 Проблемы лавинообразного обрушения конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений 19
1.3 Физические модели железобетона для определения прочности, трещиностойкости и деформативности элементов рамно-стержневых конструкций 24
1.4 Краткие выводы. Цель и задачи исследований 42
2. Расчет параметров временной живучести железо бетонных рамно-стержневых систем в запредельных состояниях 45
2.1 Основные положения. Исходные гипотезы 45
2.2 Статический расчет рамных конструктивных систем на живучесть неординарным смешанным методом 48
2.3 Деформационная расчетная модель нормальных сечений эво-люционно и внезапно повреждаемых железобетонных рамно-стержневых конструкций 56
2.3.1 Силовое сопротивление сечения элемента с учетом предыс
тории нагружения 56
2.3.2 Силовое сопротивление сечения элемента с учетом эволюционного накопления повреждений 60
2.3.3 Определение времени приложения импульсного запроект-ного воздействия и динамической прочности бетона и арматуры... 65
2.3.4 Расчетная модель трещиностойкости и несущей способности элемента слоистого сечения 68
2.4 Выводы 84
3. Экспериментальные исследования эволюционно и внезапно повреждаемых рамно-стержневых железобетонных конструкций в запредельных состояниях ... 85
3.1 Цель и задачи исследований 85
3.2 Конструкция и технология изготовления опытных образцов 86
3.3 Методика испытаний 90
3.4 Результаты экспериментальных исследований 95
3.4.1 Анализ деформирования, жесткости и трещиностойкости экспериментальных образцов рам при проектной нагрузке 95
3.4.2 Анализ жесткости и трещиностойкости экспериментальных образцов рам при запроектной нагрузке Ю2
3.4.3 Анализ деформирования и разрушения экспериментальных образцов рам I Q^
3.5 Выводы 121
4. Численные исследования живучести железобетонныхрамных систем в запредельных состояниях и оценка эффективности разработанного расчетного аппарата 112
4.1 Особенности алгоритмизации задачи расчета живучести железобетонных конструкций с выключающимися связями 112
4.2 Алгоритм и программа расчета живучести железобетонных рамных систем при запроектных воздействиях 115
4.3 Численные исследования некоторых типов эксплуатируемых рамных конструкций в запредельных состояниях 129
4.4 Рекомендации по повышению живучести и снижению объема повреждений рамных конструкций при запроектных воздействиях 145
4.5 Выводы 147
5. Основные результаты и выводы 148
список литературы
- Современное состояние проблемы обеспечения безопасности конструктивных систем зданий и сооружений
- Основные положения. Исходные гипотезы
- Конструкция и технология изготовления опытных образцов
- Особенности алгоритмизации задачи расчета живучести железобетонных конструкций с выключающимися связями
Введение к работе
В связи со значительным износом основных фондов в стране и, соответственно, с ростом аварийных ситуаций техногенного характера проблема обеспечения конструктивной безопасности строительных систем приобретает все большее значение. Одной из важнейших задач этой проблемы является задача предотвращения прогрессирующего обрушения несущих конструкций зданий. Большое значение здесь приобретают вопросы прогнозирования резервов несущей способности конструктивных систем из упруго-хрупкопластических материалов при полном или частичном внезапном разрушении отдельных элементов. С позиции строительной механики здесь возникает необходимость расчета таких конструктивных систем как конструктивно нелинейных с внезапными динамическими догружениями, а в случае железобетонных конструкций - как дважды нелинейных систем с учетом динамических эффектов, возникающих при внезапном разрушении компонента композиционного упруго-хрупкопластического конструктивного элемента. Целью такого расчета является определение приращений динамических усилий в неразрушенных элементах конструктивной системы с внезапно выключенной связью, формулировка критериев живучести и, как результат, создание адаптационных конструктивно-технологических принципов, исключающих лавинообразное разрушение. Решению этих задач в настоящее время в нашей стране, в силу известных обстоятельств, стало уделяться значительное внимание. Тем не менее, большинство научных публикаций носят все еще постановочный характер. Отсутствие научных знаний о деформировании и разрушении конструкций при внезапных запроектных воздействиях сдерживает развитие методов расчета и проектирования строительных систем с заданным уровнем живучести.
Цель работы - развитие элементов теории и практических методов расчета живучести железобетонных конструкций при внезапных запроект-ных воздействиях с учетом эксплуатационного накопления повреждений.
Научную новизну работы составляют:
расчетная модель силового сопротивления и критерии живучести эксплуатируемых рамно-стержневых железобетонных конструкций при внезапных запроектных воздействиях с учетом предыстории нагружения, износа и повреждений;
результаты экспериментальных исследований временной живучести внезапно повреждаемых железобетонных рамных систем с элементами слоистого сечения;
алгоритм и программа для анализа живучести железобетонных рамно-стержневых конструкций с учетом эксплуатационного износа и повреждений;
результаты численного анализа деформирования и разрушения внезапно повреждаемых рамных железобетонных конструкций при варьировании структуры сечения элементов, времени воздействия, топологии конструктивной системы и других факторов.
Автор защищает:
теоретические предпосылки и расчетные зависимости для оценки временной живучести рамно-стержневых железобетонных конструкций при внезапном выключении в них связей с учетом предыстории нагружения, эксплуатационного износа и повреждений;
методику и результаты экспериментальных исследований временной живучести внезапно повреждаемых железобетонных рамных систем с элементами слоистого сечения;
методику, алгоритм и программу для оценки временной живучести физически и конструктивно нелинейных железобетонных рамных систем при внезапном выключении из работы отдельных элементов;
результаты численных исследований живучести внезапно повреждаемых эксплуатируемых железобетонных рамных конструкций в запредельных состояниях;
рекомендации по повышению адаптационной приспособляемости эксплуатируемых железобетонных рамных конструкций и по их защите от прогрессирующих обрушений.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов основывается на использовании общепринятых допущений строительной механики и механики железобетона, сопоставлении теоретических результатов с экспериментальными, а также результатами многовариантных численных исследований живучести рассматриваемых конструктивных систем.
Практическое значение и реализация результатов работы
Разработанный теоретический аппарат позволяет анализировать деформирование и разрушение эксплуатируемых железобетонных рамных конструкций в запредельных состояниях, вызванных внезапным выключением в конструктивной системе отдельных элементов. Такой анализ, в дополнение к основным положениям расчета конструкций по предельным состояниям, позволяет выполнять количественную оценку кратковременной живучести рассматриваемых конструкций.
Результаты проведенных исследований были использованы ОАНТЦ РААСН при выполнении расчетов реконструируемых зданий бывшего газетно-журнального комплекса в г. Орле при выполнении НИР РААСН, а также внедрены в учебный процесс Орловского государственного технического университета для студентов строительных специальностей в дисциплинах «САПР строительных конструкций», «Основы конструктивной безопасности зданий и сооружений», «Реконструкция зданий, сооружений и застройки», «Обследования и испытания зданий и сооружений».
Апробация работы и публикации
Результаты исследований докладывались и обсуждались на IV - ой Международной научно-практической интернет-конференции «Состояние современной строительной науки - 2006» (г. Киев, 2006 г), на IV-ой Международной научно-практической интернет-конференции "Энерго- и ресурсосбережение - XXI век " (г. Орел, 2006 г.) и на Международных академических чтениях "Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения" (г. Курск, 2006 г.).
В полном объеме работа доложена и одобрена на заседании кафедры «Строительные конструкций и материалы» Орловского государственного технического университета (г. Орел, июнь 2006 г.).
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в т.ч. одна работа в издании, рекомендованном ВАК для опубликования результатов докторских и кандидатских диссертаций.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений. Она изложена на 224 страницах, включающих 175 страниц основного текста, 38 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 217 наименований и 2 приложения (49 стр.). Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Строительные конструкции и материалы» Орловского государственного технического университета под руководством академика РААСН, доктора технических наук, проф. В.И. Колчунова.
Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, приведены общая характеристика работы и ее основные положения, которые автор выносит на защиту.
В первой главе представлен обзор современного состояния методов расчета и нормирования безопасности железобетонных стержневых конструкций при проектных и запроектных воздействиях. Рассмотрена современная концептуально-теоретическая основа повышения безопасности железо-
бетонных несущих конструкций зданий и сооружений как конструктивно и физически нелинейных систем. Отмечается, что существующая нормативная база и современные методы расчета в отечественной и зарубежной практике базируются на основополагающих положениях метода предельных состояний. Они позволяют определять и оценивать параметры напряженно-деформированного состояния конструкций на этапах, предшествующих наступлению предельных состояний и при возникновении этих состояний.
Вторая глава диссертации посвящена разработке расчетной модели по определению живучести железобетонных рамно-стержневых конструкций при проектной эксплуатационной и внезапно приложенной запроектной нагрузке. Рассмотрены факторы, влияющие на силовое сопротивление изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных элементов эксплуатируемых рамных конструкций, включая предысторию нагружения, накопление повреждений и учет динамической прочности бетона и арматуры.
Построена деформационная расчетная модель силового сопротивления железобетонных элементов по нормальным сечениям внезапно повреждаемых железобетоннных рамно-стержневых конструкций.
Третья глава посвящена изложению методики и результатов экспериментальных исследований железобетонных рам в запредельных состояниях в виде внезапного выключения из работы отдельных элементов. Приведены новые опытные данные влияния такого воздействия на деформирование, трещинообразование и разрушение эксплуатируемых рамных конструкций, интегральные характеристики определения повреждений в оставшихся не разрушенными частях конструкции. Так же приведены опытные данные влияния эволюционного накопления повреждений на несущую способность и характер разрушения элементов рамной конструкции.
В четвертой главе разработаны методика, алгоритм и программа для оценки временной живучести железобетонных рамных конструкций при за-проектных воздействиях с учетом предыстории их нагружения, накопления
повреждений, особенностей изменения конструктивных схем и характеристик материалов. Методика оценки живучести включает следующие основные этапы:
проектный расчет эксплуатируемой «-раз статически неопределимой системы;
расчет с видоизмененной расчетной схемой на эксплуатационную нагрузку и запроектное воздействие, вызванное внезапным разрушением отдельных элементов системы;
анализ силового сопротивления элементов конструктивной системы при запроектных воздействиях и оценка степени повреждений и разрушений отдельных элементов системы.
Разработанный алгоритм расчета железобетонных рамных конструкций для оценки живучести систем включает следующие основные блоки: «Управляющий блок», «Длительная прочность», «Эволюционные повреждения», «Динамические характеристики», «Бетон», «Арматура», «Конструкция», «Сечение».
Проведены численные исследования для выявления влияния предыстории нагружения, накопления эволюционных повреждений на несущую способность и живучесть внезапно повреждаемых рам.
Заключение содержит основные результаты и выводы по работе.
В приложения к диссертации включены: текст программы и пример расчета временной живучести железобетонных рамных конструкций при внезапном запроектном воздействии в виде выключения из работы отдельного сечения или опоры.
Современное состояние проблемы обеспечения безопасности конструктивных систем зданий и сооружений
Проблема оценки конструктивной безопасности зданий и сооружений и обеспечения надежности проектируемых и существующих конструктивных систем в последнее время становится одним их важнейших направлений деятельности научно-исследовательских проектных и строительных организаций во многих странах мира. Она является одной из важнейших общегосударственных критических проблем и входит в число приоритетных направлений РААСН [40,180, 196, 198].
Возникновение проблемы оценки ресурса конструктивной безопасности предопределено, в частности, значительным износом и повреждениями, накопленными при эксплуатации многих зданий и сооружений. Отсутствие объективной информации о техническом состоянии большинства объектов, а также систематизированной государственной нормативной базы обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений усугубляет данную проблему.
Другим фактором, предопределившим возникновение данной проблемы, явились новые экономические условия России, в которых проектирование и строительство зданий и сооружений осуществляется множеством проектных мастерских и строительных фирм разного уровня квалификации и ответственности. Анализ отечественной практики проектирования и строительства в последнее десятилетие показал, что проектная документация выполняется чаще всего поэтапно и подвергается экспертизе далеко не в полном объеме, определенном действующими нормативно-техническими требованиями. Такое положение дел, особенно для технически сложных объектов, приводит к прямому нарушению нормативных требований безопасности проектируемых объектов.
Известно также, что даже при соблюдении всех требований современных норм не обеспечивается необходимый уровень надежности. Нормы лишь устанавливают минимальный уровень безопасной эксплуатации и долговечности конструкции и закладывают ее в конструкции на стадии проектирования. В процессе строительства требуется реализовать это качество, а службам эксплуатации сохранить и поддерживать его в течение нормируемого срока службы.
Тем не менее, первым документом во многом определяющим безопасную эксплуатацию конструкции являются государственные нормы проектирования и, следовательно, их состояние и концепция совершенствования представляют первостепенный интерес при рассмотрении данной научно-технической проблемы.
Проблема нормирования конструктивной безопасности в последние годы коснулась большинства стран мира, включая страны Восточной Европы, СНГ и Россию, страны Западной Европы. Неслучайно, вслед за Европейскими странами, объединившимися в создании международных норм, так называемых Еврокодов и Евростандартов [202-206], идет объединение усилий в плане создания Азиатских региональных норм, гармонизации норм и стандартов стран Восточной Европы, России и стран СНГ [13, 79, 122, 177]. Наиболее изученным этот процесс оказался в Европейских странах, где он был начат еще в 1979 году с так называемого Римского соглашения и соответствующих этому вопросу документов совета Европы. В настоящее время концепция создания Европейских норм приобрела достаточно строгое очертание, согласно которому эти нормы включают три основных части: 1. Общие нормативные требования; 2. Еврокоды; 3. Евростандарты. Принято решение, что действие этих региональных норм будет распространяться на 20 стран Европы, включая Венгрию и Польшу. Из намеченных к разработке восьми Еврокодов на сегодня наиболее разработаны три, и в их числе и Ев-рокод-2 - Железобетонные конструкции [206]. Предполагается, что новые Еврокоды уже через 2-3 года заменят соответствующие нормативные документы во всех странах-участницах проекта. Из стран СНГ наиболее полные проработки по гармонизации Европейских и отечественных норм сделаны в республике Беларусь [78] и России [79]. Создаваемые нормы этих стран строятся на единой концептуальной и методологической основе с Европейскими нормами. В частности, они имеют общую с Европейскими нормами структуру и включают: 1. Общие положения; 2. Пособия; 3. Стандарты.
Представляет интерес проблема создания научных основ анализа строительных конструкций при запроектных воздействиях, а также принципиально новые моменты, касающиеся безопасности, которые могут быть влючены в стратегию создания Европейских и отечественных норм по строительным конструкциям, нагрузкам и воздействиям. В основе Еврокодов [202-206] остается метод расчета по предельным состояниям. Как и раньше [150, 152], безопасность конструкции обеспечивается системой коэффициентов надежности. Это вызывает наибольшую сложность при гармонизации Еврокодов с действующими национальными нормами в отдельных странах. Сложность связана, прежде всего, с принятыми в этих нормах разными коэффициентами запаса, как по нагрузкам, так и по материалам. Предложение ввести единые во всех странах коэффициенты запаса по нагрузкам и оставить различные для разных стран коэффициенты по материалам приведет к неодинаковым экономическим потерям в этих странах. Поэтому на сегодня выдвинуто ряд предложений по нивелированию этих расхождений и обеспечению максимальной надежности метода расчета. В частности, в некоторых странах имеются рекомендации по снижению среднего коэффициента запаса до уровня 20%.
Основные положения. Исходные гипотезы
Рассматривается силовое сопротивление железобетонных рам в запредельных состояниях, которые могут быть вызваны внезапным (хрупким) разрушением отдельных элементов, сечений, узлов конструктивной системы. При этом опасным становится не только разрушение этого элемента, но и возникающий эффект импульсного воздействия на другие элементы конструкции. В результате чего эти элементы могут достигнуть предельного состояния. В последнем случае возможно как локальное, так и прогрессирующее (лавинообразное) разрушение всей системы. В процессе разрушения изменяются конструктивная и расчетная схемы системы.
Возникает новая теоретическая задача о разработке методики расчета сооружений с последовательно изменяющимися конструктивной и расчетной схемами за счет внезапного выключения связей. Таким образом, моделируется локальное или прогрессирующее (лавинообразное) разрушение системы.
Задача моделирования прогрессирующего (лавинообразного) обрушения рамно-стержневой системы сводится к отысканию локального начального отказа в одном из наиболее напряженных сечений системы и последовательности распространения этого отказа (последовательности выключения новых связей) с учетом уменьшения степени статической неопределимости системы, а также с учетом динамического эффекта, вызванного внезапностью включения первой связи.
Для решения поставленной задачи будем исходить из следующих основных рабочих гипотез:
- запроектное воздействие на конструктивную систему при внезапном выключении из работы элемента характеризуется либо некоторым интегральным результатом накопления повреждений в ее элементах, либо локальным или прогрессирующим обрушением конструктивной системы;
- разрушение конструктивной системы определяется таким набором пластических шарниров, которые превращает конструкцию в кинематически изменяемую систему. Если минимально возможное число пластических шарниров (простейших схем разрушения) охватывает ограниченную часть элементов системы, то возникает локальная схема разрушения; если минимально возможное число пластических шарниров охватывает большинство элементов системы - возникает прогрессирующее разрушение конструктивной системы.
- выключение связи произойдет в том случае, когда усилие в этой связи достигнет предельного значения, характеризуемого наступлением явления текучести в этой связи при изгибе (пластический шарнир с ограниченной ветвью деформирования) или хрупкого разрушения (условный хрупко-пластический шарнир - разрыв связи в двухкомпонентном материале).
- на начальном этапе нагрузка, при действии которой не происходит выключения связей (например, собственный вес), считается постоянной. Остальная нагрузка изменяется пропорционально одному параметру, т.е. является параметрической;
- при построении основной системы рассматриваемого варианта неординарного смешанного метода место постановки шарниров поперечных связей при заданной однопараметрической нагрузке на раму определяется экстремальным значением моментов в стержнях рамы и, соответственно, в местах возможных локальных отказов системы.
Для расчета железобетонных рамных систем по нормальным сечениям приняты базовые положения деформационной расчетной модели, предложенные в работе [60]. В основу этой модели положен энергетический подход к трансформированию эталонных диаграмм сжатия и растяжения бетона в диаграммы неоднородного деформирования, соответствующие напряженно-деформированному состоянию внецентренно-сжатых и изгибаемых конструкций.
Возникновение запредельных состояний возможно на любом этапе эксплуатации конструкции, в том числе и после длительного воздействия факторов, снижающих прочностные характеристики материалов конструкции. При расчете длительно эксплуатируемых конструкций учитывается влияние предыстории нагружения и накопления повреждений, свойственных таким конструкциям под влиянием силовых нагрузок и средовых воздействий.
Построение варианта деформационной расчетной модели эксплуатируемых железобетонных конструкций основано на следующих рабочих гипотезах: - длительная прочность определяется с учетом процесса нарастания прочности бетона во времени и процесса снижения прочности, находящегося в напряженном состоянии бетона; выполняется условие подобия между процессом нарастания прочности при сложном и одноосном напряженном состоянии - предельными значениями Т$) и Rb{t)\ - учитывается изменение динамической прочности бетона и стали в момент запроектного воздействия; - учитывается коррозионное повреждение бетона (снижение прочности бетона), арматуры (уменьшение площади поперечного сечения стержней); - коррозионное повреждение сечения конструкции моделируется слоистым сечением, в котором верхний слой является поврежденным с пониженной прочностью;
Конструкция и технология изготовления опытных образцов
Целью экспериментальных исследований явилась проверка разработанного расчетного аппарата для оценки временной живучести рамно-стержневых железобетонных конструкций, а также детального изучения деформирования и трещинообразования на образцах железобетонных рам с элементами слоистого сечения при проектных и запроектных нагрузках.
В ходе эксперимента были поставлены и решены следующие основные задачи: - исследование работы слоистого железобетонного элемента в рамной конструкции в предельном и запредельном состояниях; - определение деформаций слоев бетона с разными прочностными характеристиками в составе железобетонных элементов рамы; - определение опытных параметров жесткости и трещиностойкости, характера развития и ширины раскрытия трещин в элементах рам на всех этапах нагружения конструкций проектной и запроектной нагрузками; - определение приращений динамических кривизн в сечениях элементов рамы на различных уровнях нагружения (до и после образования трещин) от запроектного воздействия; - определение схем и характера разрушения рам при внезапном выключении моментной связи. Для исключения влияния масштабного фактора при проведении расчета опытных образцов они рассматривались как натурные конструкции.
Для реализации поставленной цели и решения сформулированных задач, были разработаны и изготовлены конструкции двух серий двухпролет-ных рам, каждая из пяти сборных элементов. Каждая серия включала по два образца. Первая конструктивная система была рассчитана и заармирована таким образом, чтобы при загружении её проектной и запроектной нагрузками произошло локальное разрушение только первого пролета балки. Вторая конструктивная система была рассчитана таким образом, чтобы при загру-женнии всех пролетов системы проектной нагрузкой в виде сосредоточенных сил и запроектной нагрузкой в виде внезапного выключения моментной связи над первой промежуточной опорой произошло прогрессирующее разрушение всей системы.
В соответствии с принятой расчетной моделью эволюционно поврежденных железобетонных элементов (п. 2.3.4), опытная конструкция сборной двухпролетной рамы (рисунок 3.1) для проведения экспериментальных исследований выполнена в виде двух сборных ригелей сечением 120x40 мм длинной 1200 мм и трех стоек такого же сечения длинной 700 мм. Сечения ригелей выполнены слоистыми из бетонов классов В12,5, В15, В27,5 (для образцов первой серии) и В12,5, В15, В25 (для образцов второй серии) с толщиной каждого слоя 40 мм. Стойки изготовлены из бетона класса В27,5. Армирование сборных образцов ригелей принято плоскими сварными каркасами КР-1 с рабочей арматурой диаметром 5 мм класса Bp-I (В500) (для образцов первой серии) и диаметром 4 мм класса Bp-I (В500) (для второй серии); поперечная арматура запроектирована из проволоки диаметром 1,5 мм с шагом 60 мм. Стойки армированы плоскими сварными каркасами Кр-2 с рабочей арматурой 8 мм класса А-Ш (А400). На участках сопряжения ригелей и стоек установлены закладные детали из листовой стали толщиной 8 мм, приваренные к рабочим стержням.
Для моделирования запроектного воздействия как внезапного выключения связей, соединительные элементы сборной рамы выполнялись в виде прокалиброванных закладных деталей, состоящих из двух металлических пластин переменного сечения, соединенных сварным швом (см. М-1 рисунок 3.1).
Изготовление образцов производили в условиях лаборатории завода ОАО «Орелстойиндустрия». Для приготовления бетонной смеси использовались материалы в сухом состоянии со следующими характеристиками: портландцемент М500 ОАО «Осколцемент» г. Старый Оскол, песок (Сухачевский карьер Орловской области) с модулем крупности 1,2, гранитный щебень (ОАО «Павловскгранит» г. Павловск) фракции 5-Ю мм. Состав бетона для изготовления образцов приведен в таблице 3.1.
Проектный состав бетона корректировали при помощи пробных замесов. Дозировка компонентов производилась по массе. Бетонирование элементов производили в жесткой разъемной металлической опалубке с уплотнением площадочным вибратором. Определение прочностных характеристик бетона осуществлялось с помощью испытаний образцов-кубов размерами 15x15x15 см. Физико-механические характеристики бетона опытных конструкций приведены в таблице 3.2. Маркировка опытных образцов обеих серий была выполнена следующим образом: буква Р - рама, римские цифры - номер серии, арабские цифры - номер образца, например, Р-І-1 (опытная рама, первой серии, первый образец). Ригели и стойки маркировались соответствующим образом: буквы РЛ и РП - левый и правый ригель соответственно, буква С - стойка, римские цифры - номер серии, арабские цифры - номер образца.
Особенности алгоритмизации задачи расчета живучести железобетонных конструкций с выключающимися связями
Общая схема алгоритма для анализа живучести железобетонных рам систем при переменном положении нагрузки представлена в следующем виде:
1. Блок «Длительная прочность» служит для определения эксплуатационной прочности бетона, находящегося в нагруженном состоянии. Вывод уравнения для определения зависимости эксплуатационной прочности бетона от времени, основанный на рассмотрении длительности на-гружения конструкции на прочностные характеристики бетона в рассматриваемом алгоритме выполняется с помощью коэффициента Ydi, по формуле: Rb=7dlRb, (4.1) Ydi= Ua + -а где 4х определяется согласно зависимостей, изло женных в п. 2.3.1, с учетом подобия реологической модели деформирования бетона, изложен в п. 2.3.1 главы 2. Учет влияния между процессом изменения прочности при сложном и одноосном напряженном состоянии и подобия предельных значений Ts(t) и Rb(t).
2. Блок «Эволюционные повреждения» служит для учета влияния коррозионных процессов на трещиностойкость, прочность и деформатив ность конструкции, согласно положений изложенных в п. 2.3.2. Исходной информацией для нахождения функции повреждения K(z)= Yjaiz является ;=о глубина коррозионного повреждения 8, которая может быть вычислена по формуле (2.28) или определена по экспериментальным данным.
3. Блок «Динамические характеристики» служит для определения времени приложения импульсной нагрузки от запроектного воздействия на рамные железобетонные конструкции, динамической прочности бетона и ар матуры.
Подход к вычислению времени приложения импульсной нагрузки изложен в п. 2.3.3 главы 2. Для этого определяется максимальный прогиб исследуемого изгибаемого элемента в исходной п системе при статическом приложении нагрузки. При принятых допущениях время приложения запроектного динамического воздействия определяется по формуле (2.30). Для более корректного вычисления времени приложения импульсной нагрузки необходимо значение приращения прогиба при таком воздействии - уст в формуле (2.30) вычислять как разность максимальных прогибов в (п-1) системе при динамическом приложении нагрузки - у л и в исходной п системе при статическом приложении нагрузки -упс согласно выражению: Уст=Уп-1-Уп (4-2)
Для этого производится последовательный расчет п и (п-1) систем по методике, которая будет рассмотрена ниже.
Увеличение пределов прочности бетона в зависимости от времени приложения запроектного динамического воздействия определяется следующим образом: Rb = (Pd Rb, (4.3) где Rb,Rb - соответственно пределы прочности бетона при динамическом и статическом приложении нагрузки; q d- коэффициент увеличения предела прочности бетона при динамическом и статическом приложении нагрузки, зависящий в неявном виде от времени приложения нагрузки согласно формуле (2.31).
Увеличение пределов прочности арматурной стали в зависимости от времени приложения запроектного динамического воздействия определяется из выражения: Rds= Ps-K, (4-4) где Rs ,R - соответственно предел прочности арматурной стали при динамическом приложении нагрузки, условный предел текучести арматурной стали при статическом приложении нагрузки; Ps - коэффициент перехода от условного предела текучести арматурной стали при статическом приложении нагрузки к пределу прочности арматурной стали при динамическом приложении нагрузки, зависящие в неявном виде от времени приложения нагрузки (см. формулу (2.32)).
