Введение 4
Актуальность работы 4
Цель работы 5
Задачи диссертационной работы 5
Методы исследования 5
Научная новизна диссертации 5
Практическая значимость 5
Объём и структура диссертации 5
Глава 1. Общие сведения 6
1.1 История и свойства железобетона 6
1.2 Циклические испытания соединений столбцов КФС 10
1.3 Моделирование и измерение деформации армированного углеродным
волокном полимера 15
1.4 Исследование Х-систем раскосов 21
1.5 Анализ повреждения и оценка бетонной конструкции высокой
прочности 26
1.6 Термическая реакция газированной бетонной стены 30
1.7 Потенциал для инновационного здания 35
1.8 Легкий бетон, производимый двухэтапным процессом литья 40
1.9 Выводы по 1 главе 50
Глава 2. Диаграммы материалов 51
2.1 Расчетные диаграммы состояния бетона и арматуры 51
2.2 Фактические диаграммы деформирования арматуры с физической
площадкой текучести 54
2.3 Фактические диаграммы бетона на сжатие и растяжение 66
2.4 Выводы по 2 главе 70
Глава 3. Расчет железобетонных элементов при осевом нагружении 71
3.1 Расчет на центральное сжатие 71
3.2 Расчет на центральное растяжение с учетом усадочных деформаций .77
3.3 Расчет на центральное сжатие колонны 14-ти этажного дома 87
3.4 Выводы по 3 главе 100
Глава 4. Методика описания диаграмм бетона на ветвях разгрузки 102
4.1 Выводы по 4 главе 109
Список используемой литературы 110
Актуальность работы. В настоящее время железобетон широко применяется в строительстве. Для обеспечения конструкций надежности и долговечности в процессе эксплуатации, железобетон должен соответствовать определенным требованиям и нормам.
При определении необходимых характеристик железобетона производится деформационный метод расчета конструкций. Он является более удобным и позволяет выявить необходимые параметры без долгих расчетов.
Деформационный метод расчета конструкций из железобетона, основанный на диаграммах бетона и арматуры, производится по нелинейной деформационной модели.
Диаграммы двухлинейные, трехлинейные и криволинейные могут быть использованы в качестве «расчетных» диаграмм состояния бетона при расчете железобетонных элементов по деформационной модели в соответствии с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения». Но анализируя расчеты по упрощенным двухлинейным и трехлинейным диаграммам видно несоответствие диаграмм между собой, что влияет на конечные результаты расчета железобетонных элементов.
В ходе исследования было выяснено, что криволинейные диаграммы более точно и подробно описывают изменения, происходящие в бетоне и арматуре и полученные данные по криволинейной диаграмме совпадают со СНиП 2.03.01-84*.
В работе устанавливается аналитическая связь между усилиями и деформациями железобетонного образца с симметричным армированием при осевом сжатии (растяжении) с учетом деформаций и напряжений в арматуре и бетоне от усадки бетона. Представлены результаты экспериментальных исследований, включающие: диаграммы бетона на сжатие (растяжение), диаграммы развития осевых деформаций с увеличением нагрузки сжатия (растяжения) при центральном нагружении железобетонных элементов. Дана оценка эффективности аналитических выражений, устанавливающих связь между напряжениями и деформациями в диаграммах материалов для расчетов железобетонных конструкций по деформационной модели.
Цель: Произвести расчеты и поставить опыт на железобетонной конструкции используя деформационный метод расчета.
Задачи диссертационной работы:
- изучить аналитические зависимости между деформациями и напряжениями и при различных видах нагружения
- изучить деформационный метод расчета железобетонных конструкций на примере с заданными параметрами
- произвести опыт на данной конструкции
- сравнить и проанализировать полученные данные в ходе расчета с опытными данными.
Методы исследования: в ходе работы были использованы теоретические методы исследования.
Научная новизна диссертации. В работе описан единый алгоритм деформационного метода расчета железобетонных конструкций на сжатие и растяжение.
Практическая значимость. Разработанный в данной работе алгоритм может быть основой для расчетов элементов железобетонных конструкций на сжатие и растяжение.
Объем и структура диссертации. В диссертационной работе представлены: введение, 4 главы, библиографический списка из 30 наименований. Работа отображена на 108 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков, 21 таблица.
1. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. - М.: Стройиздат, 1961. - 287 с.
2. Бондаренко В.М., Колчунов В.И. Расчетные модели силового сопротивления железобетона: Монография. - М.: Издательство АСВ. 2004.¬472с.
3. Гвоздев А.А., Дмитриев С.А., Гуща Ю.П. и др. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций. - М.: Стройиздат, 1978. - 203 с.
4. ГОСТ 10180 (СТ СЭВ 3978-83) Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
5. ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.
6. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1990. - 288 с.
7. Гуща Ю.П., Лемыш И.Ю. Расчет деформаций конструкций на всех стадиях при кратковременном и длительном нагружениях. // Бетон и железобетон, 1985, №11. - С. 13-16.
8. Ерышев В.А. Методы и средства испытаний железобетонных конструкций: Учеб. Пособие для вузов. - Тольятти: ТГУ, 2007. - 64с.
9. Ерышев В.А., Афанасьева Ю.С. Исследование деформирования бетона повторными нагрузками сжатия при постоянных уровнях напряжений // Вестник НГИЭИ. 2015. №6 (49). С. 20 - 24.
10. Ерышев В.А., Бондаренко А.С., Царев В.С. Влияние усадки бетона на деформирование железобетонных конструкций // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2011. №4(18). С.52-55.
11. Ерышев В.А., Кузнецов А.В. К построению модели разгрузки и повторного многократного загружения для диаграммы деформирования бетона. // Тезисы координационного совещания «Работа бетона и железобетона с различными видами армирования на выносливость при многократно повторяющихся нагрузках». - Львов, 1987.
12. Ерышев В.А., Латышева Е.В., Бондаренко А.С. Методика
экспериментальных исследований напряженно-деформированного
состояния линейных железобетонных элементов при осевом загружении повторными и знакопеременными нагрузками // Вектор науки
Тольяттинского государственного университета. 2010. № 3. С.51-56.
13. Ерышев В.А., Латышева Е.В., Бондаренко А.С, Баранова Ю.С. Деформационные параметры бетона при разгрузке с напряжений сжатия // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2014г. №1(27). С.87-93.
14. Ерышев В.А., Латышев Д.И., Бондаренко А.С. К методике описания диаграммы малоциклового нагружения // Известия Орловского Государственного технического университета. 2009. №1. С. 22-28.
15. Ерышев В.А., Латышева Е.В., Бондаренко А.С. Усадочные деформации в бетонных и железобетонных элементах // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. №4(22). С. 97-102.
16. Ерышев В.А., Латышева Е.В, Ключников С.В., Седина Н.С. К построению диаграмм циклического нагружения бетона при одноосном сжатии// Известия КГАСУ. 2013. №1(23). С.104-109.
17. Ерышев В.А., Латышева Е.В., Малыш А.С. Определение эксплуатационных параметров качества железобетонных конструкций в составе здания без их физического разрушения путем натурных испытаний // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2015г. №1(31). С. 75-80.
18. Ерышев В.А., Латышев Д.И., Тошин Д.С. Методика расчета деформаций изгибаемого железобетонного элемента при разгрузке // Известия Орловского Государственного технического университета. 2009. №2. С. 6¬13.
19. Ерышев В.А., Тошин Д.С. Диаграмма деформирования бетона при немногократных повторных нагружениях // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2005. №10. С. 109-114.
20. Залесов А.С., Мухамедиев Т.А. Настоящее и будущее расчета железобетона. // Бетон и железобетон, 2005, №4. - С. 3-6.
21. Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 240 с.
22. Карпенко Н.И., Ерышев В.А., Латышева Е.В., Бондаренко А.С. Деформации
железобетонного элемента с учетом усадочных деформаций // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного
университета, серия: Строительство и архитектура. 2013. №31(50) ч.2.
Строительные науки. С.344-358.
23. Карпенко Н.И., Ерышев В.А., Латышева Е.В. К построению диаграмм деформирования бетона повторными нагрузками сжатия при постоянных уровнях напряжений // Строительные материалы. 2013. №6. С.48-52.
24. Карпенко Н.И., Ерышев В.А., Латышева Е.В. Методика построения диаграмм деформирования бетона повторными нагрузками сжатия при переменных уровнях напряжений // Жилищное строительство. 2014г. №7. С.9-13.
25. Карпенко Н.И., Ерышев В.А., Латышева Е.В. Методика расчета параметров деформирования бетона при разгрузке с напряжений сжатия // Вестник МГС'У. 2014. №3. С.168-178.
26. Карпенко Н.И., Латышева Е.В., Кокарев С.А. Методика описания диаграммы бетона с переменными уровнями напряжений сжатия и частичной разгрузкой // Научно-технический и производственный журнал «Промышленное и гражданское строительство». 2015г. №3. С.12-15.
27. Кольнер В.М. Сцепление арматуры с бетоном при динамических и циклических нагрузках. // Бетон и железобетон, 1968, №12. - С. 18-20.
28. Лемыш Л.Л. Расчет железобетонных конструкций с использованием полных диаграмм бетона арматуры. // Бетон и железобетон, 1991, №7. - С. 21-23.
29. Маилян Л.Р., Беккиев М.Ю., Силь Г.Р. Работа бетонга и арматуры при немногократно повторных нагружениях. - Нальчик: РИСИ, 1984. - 56 с.
30. Hee-Ju Kim, Jong-Wan Hu, Won-Sup Hwang. Cyclic Testing for Structural Detail Improvement of CFT Column-Foundation Connections, 2015, Pages 260¬281.
31. Huang-bin Lin, Shou-gao Tang, Cheng Lan. Damage Analysis and Evaluation of High Strength Concrete Frame Based on Deformation-Energy Damage Model, 2015, 10 pages.
32. Insub Choi, Jun Hee Kim, Ho-Ryong Kim. Composite Behavior of Insulated Concrete Sandwich Wall Panels Subjected to Wind Pressure and Suction, 2015, Pages 1264-1282.
33. Jin Young Yoon, Jae Hong Kim, Yoon Yi Hwang, Dong Kyu Shin. Lightweight Concrete Produced Using a Two-Stage Casting Process, 2015, Pages 1384-1397.
34. Nikolay I. Karpenko, Valery A. Eryshev, Ekaterina V. Latysheva. Stress-strain Diagrams of Concrete Under Repeated Loads with Com-pressive Stresses// Procedia Engineering, Volume 111, 2015, Pages 371-377.
35. Yoseok Jeong, Jaeha Lee, Woo Seok Kim. Modeling and Measurement of Sustained Loading and Temperature-Dependent Deformation of Carbon Fiber- Reinforced Polymer Bonded to Concrete, 2015, Pages 435-450.