Бакалавр
Дипломные и курсовые на заказ

Влияние микроразрушений бетона на эксплуатационные качества строительных конструкций

Диссертация: Влияние микроразрушений бетона на эксплуатационные качества строительных конструкций
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Изучение результатов испытаний конструкций многократно повторяющейся нагрузкой показало, что при сттах > Rt" по мере увеличения числа циклов нагрузки п происходит непрерывное разрушение материала. При атах Rtv… Читать ещё >

Содержание

  • Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования
    • 1. 1. Физическия теория прочности бетона
    • 1. 2. Причины разрушения бетонных конструкций при сжатии
    • 1. 3. Разрушение бетонных конструкций при сложном напряженном состоянии
    • 1. 4. Прочность конструкций при длительно действующей и многократно повторной нагрузках
  • Глава II. Напряжение в конструкциях от стесненной усадки бетона
    • 2. 1. Напряженное состояние от усадки, определяемое методами теории упругости. ф
    • 2. 2. Напряженное состояние от усадки, определяемое с учетом длительных процессов
    • 2. 3. Влияние усадочных напряжений и трещиностойкость твердеющего бетона
  • Глава III. Влияние различных факторов на величину критериальных напряжений RT° и RTV
    • 3. 1. Зависимость напряжений микротрещинообразования от прочности бетона, способов его твердения, состава смеси и возраста в момент нагружен ия
    • 3. 2. Влияние формы поперечного сечения конструкций и характера напряженного состояния на уровень микротрещинообразования
    • 3. 3. Развитие микроразрушений в конструкциях под воздействием многократно повторной нагрузки
    • 3. 4. Развитие микроразрушений в конструкциях при воздействии длительно действующей нагрузки
  • Глава IV. Причины микротрещинообразования в конструкциях при их нагружен и и
    • 4. 1. Пористость цементного камня и влияние на нее некоторых факторов
    • 4. 2. Теоретическая оценка прочности бетона при разрушении пор
    • 4. 3. Методика экспериментальных исследований процесса образования и развития микроразрушений при статическом нагружении конструкций
    • 4. 4. Результаты экспериментальных исследований процессов микроразрушений и их оценка
  • Глава V. Надежность конструкций с учетом микроразрушений
    • 5. 1. Нормативные характеристики бетона
    • 5. 2. Влияние микроразрушений на коррозию бетона
  • УГ
  • Выводы

Влияние микроразрушений бетона на эксплуатационные качества строительных конструкций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Железобетон на протяжении последнего столетия является одним из ® основных строительных материалов. Массовое применение этого материала привело к тому, что к настоящему времени достаточно полно изучены его прочностные свойства и их изменения во времени в результате воздействия различных факторов. Разработана технология изготовления конструкций и методы их расчета. Бетон в отличие от других строительных материалов активно формирует свои свойства в процессе эксплуатации конструкций. Причем происходящие изменения оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на надежность зданий и сооружений. Без понимания физи-ф ческих процессы, вызывающих те или иные изменения свойств бетона во времени под воздействием силовых, а также иных факторов трудно достаточно аргументировано обеспечить заданный уровень надежности конструкций, создать наиболее благоприятные условия их возведения и эксплуатации.

Исследованиями, проведенными в конце прошедшего, начале этого столетия установлено, что существенное влияние на изменение прочностных и деформативных свойств бетона оказывают микроразрушения его структуры под воздействием силовых факторов. Установлено, что процесс микроразрушений начинается при напряжениях в бетоне на много меньших его # предела прочности и может затухать или развиваться во времени. Однако причины, взывающие появление и развитие микроразрушений до настоящего времени в полной мере не исследовали. Поэтому изучение физических процессов, вызывающих развитие микроразрушений представляет как научный, так и практический интерес. Этим обстоятельством обоснована актуальность ^ темы диссертационной работы.

Таким образом, целью выполняемых в рамках диссертации исследований является определение природы возникновения и развития микроразру-ф шений структуры бетона и влияние их на различные прочностные свойства материала. С этой целью изучаются существующие представления о процессах микроразрушений и определяется их обоснованность. Формируются новые объяснения природы микроразрушений и намечаются пути экспериментальной проверки выдвинутых положений. Изучается влияние пористости цементного камня на процесс образования и развития микроразрушений. Исследуется влияние микроразрушений на процессы коррозии напряженного бетона во времени.

Научную новизну выполненной работы составляет установленная зависимость между пористостью цементного камня и уровнем появления микроразрушений, связь между уровнем развития микроразрушений и скоростью коррозионных разрушений бетона.

Понимание происходящих в цементном камне процессов позволяет влиять на повышение его эксплуатационных качеств, в частности более правильным подбором состава бетонной смеси. Эти рекомендации, наряду с уточнением некоторых рас четных характеристик материала имеют практическое значение, поскольку позволяют повысить надежность железобетонных конструкций.

В заключение автор считает своей приятной обязанностью выразить благодарность сотрудникам кафедры Строительных конструкций МИКХиС, оказавшим ему помощь в проведении экспериментальных исследований и оформлении диссертации.

Состояние вопроса п задачи исследования.

VI. Выводы.

1. В соответствии с физической теорией прочности бетона в нем задолго до разрушения начинают возникать микроразрушения. Напряжения Rt°, соответствуют началу микроразрушений, Rjv — увеличению объема бетона при сжатии.

2. Природу возникновения и развития микроразрывов в конструкциях при напряжении сжатия нельзя обосновать суммированием вторичного поля напряжений от стесненной усадки с напряжениями от внешней нагрузки.

3. Исследование поля напряжений в конструкциях методами теории упругости показали, что наибольшие напряжения от стесненной усадки возникают в точках контакта жесткого сердечника с цементным камнем. Величина этих растягивающих напряжений мало зависит от формы сечения жесткого сердечника и цементного камня.

4. Учет влияния ползучести на максимальные напряжения от усадки снижает их величину до значений, составляющих 0,5−0,6 от предела прочности на растяжение. Основное влияние на величину растягивающих напряжений оказывает соотношение конечных величин мер усадки и ползучести, а также скорость нарастания этих деформаций во времени. Регулируя усадочные деформации в железобетонных конструкциях соответствующим подбором состава бетона можно влиять на уровень напряжений RfU и Rjv.

5. Обобщение результатов ранее выполненных исследований позволило подтвердить зависимость напряжений Rj0 и R/ от прочности бетона. С увеличением прочности растут и напряжения Rt° и R/. Однако значительный разброс значений RrU и R/, соответствующих одной прочности, свидетельствует о том, что начало процесса микроразрушений связано не только с прочностью бетона.

6. Величина напряжений Rj и Rj не зависит от размеров и формы поперечного сечения, а также от формы эпюры сжимающих напряжений от нагрузки. В то же время в области защитного слоя железобетонных конструкций уровень напряжений RT° и Rjv существенно (на 30−50%) ниже, чем в других частях сечения.

7. Изучение результатов испытаний конструкций многократно повторяющейся нагрузкой показало, что при сттах > Rt" по мере увеличения числа циклов нагрузки п происходит непрерывное разрушение материала. При атах < Rt° под воздействием многократной нагрузки бетон упрочняется. Аналогично длительно действующая нагрузка (аЛП *Rt°) приводит к увеличению конечной прочности. В то же время при аЛ1 > Rtv конечная прочность бетона с течением времени снижается.

8. Подтверждено, что процесс микроразрушений материала конструкций обусловлен разрушением пор в цементном камне под воздействием внешней нагрузки. Установлено, что для бетонов одинаковой прочности пористость может колебаться в значительных пределах в зависимости от различных факторов. Различная пористость объясняет разброс значений Rt° и Rtv для одного и того же значения Rnp.

9. Использование статистической теории прочности позволило теоретически обосновать снижение уровня микроразрушений в зоне защитных слоев железобетонных конструкций вдоль арматуры на 20−30% по сравнению с остальными частями сечения.

10. Проведенные в рамках выполняемой работы исследования показали, что наиболее существенное влияние на интенсивность вторичного поля напряжений оказывает крупный заполнитель. Уровень напряжений Rt° и Rtv за счет крупного заполнителя снижается на 10−15%, а за счет песка еще на 58% по сравнению с уровнем в цементном камне.

11. Пористость цементного камня оказывает существенное влияние на уровень микроразрушений в бетоне. Проведенные эксперименты показали, что у бетонов одинаковой прочности, но отличающихся пористостью, разница в величинах Rr° /Rnp и RTV /Rnp может доходить до 1,5 раза.

12.Для повышения надежности железобетонных конструкций процессы микротрещинообразования целесообразно учитывать при нормировании предела выносливости бетона, проектировании интенсивности нагружения монолитного бетона и оценке процессов коррозии во времени на основе разработанной в данной работе методики.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ф. А. Ползучесть бетона при растяжении и влияние ее на сопротивление растянутых ферм. Баку 1955. 342 с
  2. С. В. Расчет бетонных конструкций на темпера-турно-влажностное воздействие с учетом ползучести. «Стройиздат.» М 1973ф г. 128 с
  3. С. В. О влиянии длительного действия внешней ^ нагрузки на режим высыхания и усадки бетона. В сб. «Труды НИИЖБа», вып. 4 «Госстройиздат.» М., 1959 с 58−67
  4. Н. X. Некоторые вопросы теории ползучести. «Гостехиз-дат.» М. 1952 г. 342 с
  5. Н. X. Ползучесть стареющих материалов. Ползучесть бетона. В сб. Инженерный журнал. Механика твердого тела.№ 6 М., 1967 с 12−31
  6. Ю.М., Новичков П. И., Ерофеев В. Т. Кинетика движениядиффузионного фронта реакции в бетоне. Материалы 3-ей Международной научно-практической конф., Москва, 2005, с.242−243.
  7. О. Я. Исследование прочности железобетонных конструкций при воздействии на них многократно повторной нагрузки. В сб Труды ЦНИ-ИС вып. 19 «Трансжелдориздат.» М. 1956 Стр. 9−18
  8. О. Я. О выносливости железобетонных конструкций В сб Труды ЦНИИС, вып. 36 «Трансжелдориздат.» М. 1960 с 4−23
  9. О. Я. Физические основы теории прочности бетона и железобеф тона, «Госстройиздат.» М. 1961 с 268
  10. О. Я., Хромец Ю. Н. Влияние длительного загружения на прочностные и деформативные свойства бетона. В сб «Труды ЦНИИС» вып. 60 «Трансжелдориздат.» М., 1986 ст. 17−29
  11. О. Я., Писанко Г. Н., Хромец Ю. Н., Щербаков Е. Н.Об обра• зовании и развитии продольных трещин в предварительно напряженных мое товых конструкциях. В сб. Труды ЦНИИС, вып.бО.М. Транспорт, 1966, с. 109 137.
  12. О. Я., Писанко Г. Н., Хромец Ю. Н., Щербаков Е. Н. Влияние усадочных деформаций бетона на появление продольных трещин в предварительно напряженных конструкциям мостов. В сб Труды ЦНИИС вып. 60. «Транжелдориздат.» 18 М. 1986 с 138−168
  13. О. Я., Смирнов Н. В. Исследование прочности и деформатив-ф ности бетона при двуосном сжатии. В сб. труды ЦНИИС, вып. 60. Транспорт1. М&bdquo- 1986
  14. О. Я., Щербаков Е. Н., Писанко Г. Н. Высокопрочный бетон. «Стройиздат.», М., 1971 208 с
  15. О. Я., Рожков А. И. К учету нелинейной ползучести бетона. «Бетон и железобетон» № 9 М. 1967 с 29−32
  16. О. Я., Писанко Г. Н., Хромец Ю. Н. «Исследование физического процесса разрушения бетона под воздействием статической и многократно повторяющейся нагрузки. В сб Труды ЦНИИС, вып. 60 «Транжелдориздат."• М., 1986, с.30−45
  17. Г. И. Предварительно напряженные и обычные железобетонные балки с холодносплющенной арматурой периодического профиto) ля. В сб. «Железобетонные конструкции» М. Гостройиздат, 1 952,с. 128−171.
  18. В. М, Сухарев А.А. Фрагменты силового сопротивле• ния бетона, поврежденного коррозией. Бетон и железобетон.№ 5,2003,с. 12−16.
  19. В. М, Назаренко В.Г., Чупичев О. В. Влияние коррозионных повреждений на силовое сопротивление железобетонных конструкций. Бетон и железобетон, 1999,№ 6,с. 18−21.
  20. В. М., Бондаренко С. В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. «Стройиздат.» М. 1984 183 с
  21. В. М., Боровских А. В. Износ повреждения и безопасность железобетонных сооружений М И. Д. Русанова 2000, с. 147
  22. Ф 24. Бондаренко В. М., Судницын А. И., Назаренко В. Г. Расчет железобетонных и каменных конструкций. Под ред. В. М. Бондаренко «Высшая школа» М. 1988,304 с.
  23. С. В. Теория сопротивления строительных конструкций режимным нагружениям. «Стройиздат.» М. 1984 392 с.
  24. В. М. Повреждения, ресурс конструктивной безопасности зданий и сооружений. Ж БСТ, Москва 2000, 4, с. 18−20
  25. В.В. Методы теории вероятности в расчетах сооружений Стройиздат, Москва, 1982,312с.ф 28. Болотин В. В. Статистические методы в строительной механике.М.Гостройиздат, 1961, с. 287.
  26. В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции, «Стройиздат.» М. 1978,485 с
  27. А.В., Назаренко В. Г. Теория силового сопротивлениясжатых железобетонных конструкций. М. Отдел информационно-издательской деятельности РААСМ, 2000,112с.
  28. В. Н. Сопротивление материалов во времени с учетом статистических факторов «Госстройиздат.» М. 1956
  29. И.С. Радиоэелктроника в производстве сборноог железобетона. М. Гостройиздат, 1971,273с.
  30. К.П. Почность бетонных элементов при двухмерном сжатии. Труды Харьковского инж-строит. Ин-та, 1965, с. 126.
  31. Г. Д. О механизмах ползучести бетона В сб. «Труды координационных совещаний по гидротехнике», вып. XIII «Энергия» М., 1964
  32. С.Д. Разрушение путем отрыва при сжатии хрупких квазиизотропных поликристаллов. Доклады АН СССР, т.85,№ 5,1962,с.48−59.
  33. В.Н. О дальнейшем развитии общей теории железобетона.
  34. Ф Бетон и железобетон, 1979,№ 7,с. 18−22.
  35. А. А. Ползучесть бетона и пути ее исследования. «Госстройиздат.» М., 1956 284 с
  36. А. А., Яшин А. В., Петров К. В. и др. Прочность, структурные изменения и деформации бетона, М. 1978, 296 с
  37. А. А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия. «Стройиздат.» М. 1949, 325 с
  38. Железобетонные конструкции. И. И. Улицкий, С. А. Ривкин, М. В. Самолетов и др. Киев 1972
  39. Ю. В. О пониженном сопротивлении элементов из легких бетонов действию поперечных сил при изгибе. «Бетон и железобетон» № 4 1974 с 4−7
  40. А. С., Кодыш Э. Н., Лемыш Л. Л., Никитин И. К. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформациям. «Стройиздат.», М. 1988 320 с.
  41. Ф.М., Солнцева В. Л., Красовская Т. Г. Труды симпозиума РИЛЕМ, М., Гостройиздат, 1984, с.206−208.
  42. Ф.М., Солнцева В. Л., Березина И. П., Красовская Т. Г. Исследование структуры цементных растворов и ее влияние на некоторыетехнические свойства бетона. Труды ЦНИИС, вып. 60, М., Транспорт, 1986, с.54−79.
  43. Н.И. Общие модели механики железобетона. Стройциз-дат, М., 1996,312с.48а. Карпенко Н. И. О расчете деформаций ползучести бетона. «Строительная механика и расчет сооружений» № 3 М. 1979 с 39−43
  44. Н.С. Исследование выносливости бетона и связи с расчетом мостовых конструкций по предельным состояниям. В сб. трудов МИИ-Та, вып. 152, М., Трансжелдориздат, 1972, с.82−97.
  45. Н. И. Исследование ползучести бетона при высоких напряжениях. В сб. «Труды НИИЖБа» вып. 4 «Госстройиздат.» М. 1959 52. Карпенко Н. И. Общие модели механики железобетона. Стройиздат М. 1 996 312с
  46. П. Г., Латыпов В. М., Латыпова М. В. Долговечность бетона и железобетона. «Белая река» Уфа 1998. с. 92
  47. Т. А. и Френкель Я. И. Статистическая теория хрупкой прочности реальных кристаллических тел. «Журнал технической физики» т 11 вьш.ЗМ. 1951.
  48. Е.А. Длительное силовое сопротивление и безопасность сооружений. Докторская диссертация М.2005г.
  49. Е.А. К вопросу длительной прочности бетона. Изв. ВУЗов «Строительство» № 8, 2005, с.26−31.
  50. Е.А., Бондаренко В. М. К вопросу конструктивной безопасности сооружений. Тр.конф. МИКХиС, М., 2005, с.28−37.
  51. Р. Проблемы технологии бетона. М., Госстройиздат, 1969, с. 382.
  52. Н. И., Прошин А. П., Соломатов В. И., Максимова И. Н. Параметры трещиностойкости цементных систем с позиций механики разрушения. МИИТМ. 1998
  53. JT.K. Упругость бетона. Рига, 1957, с. 348.
  54. Методические рекомендации по исследованию усадки и ползучести бетона. М., НИИЖБ, 1975, 117с.
  55. В.И. Трещиностойкость, жесткость и прочность железобетона. Машстройиздат.М., 1950,492с.
  56. В.Г. О решении задач определения напряженно деформированного состояния железобетонных элементов. М. ЦНИИЭПсельстрой, 1980, с.31−42.
  57. В. Г. Развитие основ теории расчета железобетонных конструкций с учетом особенностей режимного нагружения. Докторская диссертация. М. 1988 205 с
  58. Ю.А. Механические свойства железобетона. Справочник, т.4Дрансжелдориздат, 1962,423с.
  59. С. Л. Исследование физических причин разрушения бетона под воздействием различных нагрузок. Кандидатская диссертация. М. 2003 г.
  60. Г. Н. Исследование прочностных и деформативных свойств высоко прочностных бетонов. В сб Труды ЦНИИС вып. 36, «Транс-желдориздат.» М. 1960
  61. Г. И., Щербаков Е. Н. Влияние усадочных деформаций бетона на появление продольных трещин в предварительно напряженных конструкциях мостов В сб. Труды ЦНИИС вып. 60 «Трансжелдориздат.» М. 1986 138−169 с
  62. А.И. Работоспособность железобетонных конструкций, подверженных коррозии. С/п ГАСУ, СпБ, 1996.
  63. И. Е. Влияние длительных процессов на напряженные и деформированные состояния сооружений. «Стройиздат.» М. 1963 г.
  64. A.M. К расчету железобетонных элементов с учетом линейной ползучести бетона. Строит, механика и расчет сооружений, № 1, 1965,• с.18−23.
  65. Ю.И. Ползучесть элементов конструкций, М, 1966.
  66. П. А., Сегалов Е. Е. Современные физико-химические представления и процессах твердения минеральных вяжущих веществ «Строительные материалы» № 6 I960 452 с
  67. П. А. Физико-химическая механика. «Знание» М., 1960 г.
  68. А.В. Прочность бетона, твердеющего под нагрузкой. В сб. Актуальные проблемы развития современного строительства. V Научно
  69. Ф техническая конференция МИКХиС М. 2005 125−129.
  70. К. В. Железобетонные конструкции. «Госстройиздат.» МЛ 969,732с
  71. P. JI. Научно-технические аспекты ресурсосбережения в строительстве. Вестник отделения строительных наук, вып. 2, М. 1998
  72. СНиП 2.03.01−84 Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования.М., 1984, Стройиздат.
  73. Я. В. Введение в теорию железобетона. Стройиздат, М.1941ф 78. Стольников В. В. Исследования по гидротехническому бетону.
  74. М., Госэнергоиздат, 1982, с. 321.
  75. Л.Г. К статической теории прочности.Ереван, 1968, с. 312.
  76. Н.Д. Напряженное состояние многосвязной полуплоскости от запрессовки в нее дисков. Инженерный сборник, т. ХХУ, М., 1989, с. 3744.
  77. P.M. Продление эксплуатации зданий АЭС за пределами проектных сроков. Кандидатская диссертация.М.2003.
  78. Г. Н. Исследование критериальных напряжений в бетоне при центральном и внецентренном сжатии. Кандидатская диссертация, М, 1997.
  79. С.Е. Собственные напряжения в железобетоне. Строй-издатМ., 1941.
  80. Ю.Н., Орлов C.J1. О «физической» теории прочности бетона. В сб. Актуальные проблемы развития современного строительства. V Научно-техническая конференция МИКХиС М.2005,с.163−168.
  81. Ю. Н. Промышленные здания из легких конструкций. М. «Стройиздат.» 1978 с. 176 ил
  82. Ю.Н., Орлов С. Л. О «физической» теории прочности бетона. Промышленное и гражданское строительство,№ 1,2005,с. 18−25.
  83. Ю. Н. Совершенствование объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий. М. «Стройиздат.» 1986 с. 314
  84. В. П., ИГавыкина М. В. Методы расчета срока службы железобетонных конструкций при коррозии арматуры. МГУПС М. 1998 с 57
  85. А.Е., Олейникова Н. И. Влияние тепловлажностной обработки на сульфатосткойкость бетона. Бетон и железобетон,№ 4,1962,с.43−47.
  86. С.В. Долговечность бетона. М., Автотрансиздат, 1970, с. 284.
  87. Д.И. Об одной задаче упругости. Докл. АН СССР, t. XXVII, 9
  88. Е. Н. Физические и феноменологические основы прогнозирования механических свойств бетона для расчета железобетонных конструкций. Докторская диссертация М. 1987
  89. А.В. Некоторые данные о деформациях и структурных изменениях бетона при осевом сжатии. В кн. Новое о прочности железобетона. М., Стройиздат, 1977, с. 17−30.
  90. Arnds Wolfgang. Beton stein -Zig. 1962,28 № 3 с. 112−121
  91. Glanville W.H. Studies in Peinforced Concrete. Bondreitance Technical paper № 3,1980,42−54.
  92. Kroone В., Crook D.N. Mag. Concrete Res., 1962,14,№ 40,43−46.
  93. Weibull W. Basic aspects of fatique. «Proc.Coll on fatique» Stockholm,• 1965.
Заполнить форму текущей работой

Сдать сессию!