НАУРУЗБАЕВ К.А., канд. техн. наук.

Казахская головная архитектурно-строительная академия.

Казахстан 

 

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ НАГРУЖЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВА

ЦИКЛОВ НА НАПРЯЖЕНИЕ  В БЕТОНЕ  СЖАТОЙ

ЗОНЫ ПРИ РАЗГРУЗКЕ

        

Исследования железобетонных элементов при немногократном повторном статическом нагружении позволяют проследить изменение напряженно-деформированного состояния сечения в процессе нагружения и разгрузки при различных уровнях нагрузки и числа циклов, тогда как исследования при многократно-повторных нагружениях дают картину конечного состояния элемента после воздействия большого количества цикла. Поэтому для получения достаточно ясного представления о напряженно-деформированном состоянии сечения элемента в процессе многократно повторного действия нагрузки необходимо исследовать поведение элементов при немногочисленных статических нагружениях. Данному вопросу посвященно ограниченное количество экспериментально-теоретических  работ отечественных и зарубежных ученных.

 Для определения напряженно-деформированного состояния железобетонного изгибаемого элемента при немногократном повторном нагружении составляется уравнение моментов всех внутренних и внешних сил относительно центра тяжести приведенного сечения  арматурного стержня  /1/

,

.             (1)

Для вычисления высоты сжатой зоны бетона составляется уравнение  из условия равновесия всех продольных сил на ось элемента

,

,         (2)

где

X - высота сжатой зоны;

 

h0 – рабочая  высота;

 

аj  - высота защитного слоя;

 

n  - количество слоев;

 

, , - плечо внутренней пары равнодействующих нормальных напряжений;

 

b - ширина сжатой зоны;

 

- предельная деформация бетона на сжатие.

Связь между напряжениями и деформациями сжатого и растянутого  бетона и арматурой выражается в виде полной диаграммы , которая в общем случае определяется с учетом напряженно-деформированного состояния элементов при нагружении и разгрузке рис.1

 

Рисунок 1.  Диаграмма зависимости между напряжениями и

         деформациями в бетоне при сжатии и растяжении

 

         Связь между напряжениями и деформациями для і-го цикла представляется так /2/:

на ветви нагрузки

 

 ,                                                                                                                                  (3)

на ветви разгрузки

 

 ,                                                                                                                        (4)

где

 -коэффициент  секущего модуля деформаций бетона на ветвях нагрузки  рассматриваемого цикла /2/;

 

коэффициент  секущего модуля деформаций бетона на ветвях разгрузки  рассматриваемого цикла.

Деформации на вершине цикла

,                                                                                                                                          (5)

где

 коэффициент  секущего модуля деформаций бетона на ветвях нагрузки  вершине цикла;

 

-остаточные деформации от предшествовающего цикла.

Алгоритм расчета на ЭВМ предусматривает следующую схему вычислений. Решается система нелинейных уравнений (1) и (2) при заданных начальных значение деформаций сжатого бетона и высоты сжатой зоны и методом итерации решить до заданной точности с учетом зависимости (3)-(5).  

Таким образом, рассмотренный подход дает возможность определить деформацию бетона  в каждом слое элемента при разгрузке. 

 

Библиографический список

1.                 Наурузбаев К.А. Расчет деформации железобетонных элементов прямоугольного профиля  с учетом нелинейности деформирования бетона и арматуры     при знакопеременном нагружении. Научный журнал  «ВЕСТНИК  КазГАСА», №3 (33), Алматы, 2009. - С. 89-92. 

2.                 Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А. Связь между напряжениями и деформациями в бетоне при немногократно повторных нагружениях//Экспресс-информация/Отечественный и зарубежный опыт. Сер.10/Инженерно-теоретические основы строительства. Вып.1.-ВНИИИС, 1987.