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.
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.