Журавський О. Д. Міцність, тріщиностійкість та деформації залізобетонних плит при складних навантаженнях

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми розрахунку плитних комбіновано-армованих конструкцій зі стальною фіброю та попередньо-напруженою арматурою у двох напрямках. Предметом досліджень є напружено-деформований стан двохосно попередньо-напружених сталефібробетонних (СФБ) плит при поперечних навантаженнях. У першому розділі дисертації висвітлено сучасний стан проблеми урахування складного напружено-деформованого стану при розрахунку СФБ плит при поперечному згині. Даний аналіз досліджень попередньо-напружених плит. Проаналізовано методи розрахунку залізобетонних плит при спільній дії згинальних моментів та повздовжніх сил. На основі виконаного аналізу сформульована мета та задачі досліджень. Другий розділ роботи присвячений експериментально-теоретичним дослідженням міцності та деформативності СФБ при стиску та розтягу. Запропоновано методику визначення параметрів діаграми «σ-ε» при стиску та розтягу СФБ. Також приведені методика та результати експериментальних досліджень усадки та повзучості СФБ при односному та двоосному стиску. Розроблена методика визначення відносних деформацій швидкоплинної та тривалої повзучості СФБ при односному та двоосному стиску. Запропонований критерій визначення межі переходу швидкоплинної повзучості СФБ в тривалу повзучість. У третьому розділі досліджено напружено-деформований стан двохосно попередньо-напружених СФБ плит після передачі зусиль обтиску з арматури на бетон. Експериментально визначено втрати попереднього напруження в двохосно попередньо-напружених СФБ плитах, викликаних усадкою і повзучістю СФБ. Розроблена методика визначення втрат попереднього напруження, викликаних миттєвими деформаціями СФБ (в момент відпуску арматури з упорів на бетон), а також швидкоплинними та тривалими деформаціями повзучості СФБ. Отримані діаграми повзучості та втрат попереднього напруження в арматурі показали, що найменші втрати відбулись в двохосно обтиснутих плитах у порівнянні з одноосно обтиснутими плитами. Наведені дані напружень і деформацій в арматурі перед випробуваннями на поперечне навантаження. У четвертому розділі досліджено несучу здатність та тріщиностійкість СФБ плит при дії рівномірно-розподіленого навантаження. Проаналізовано характер руйнування дослідних зразків визначено зусилля їхнього руйнування. Розроблена методика розрахунку несучої здатності та тріщиностійкість двохосно попередньо-напружених СФБ плит на основі деформаційного методу. Методика розрахунку виконана за допомогою удосконалених залежностях діючих норм. За критерій тріщиностійкості прийнято досягнення крайніми розтягнутими волокнами СФБ граничних деформацій розтягу, які дорівнюють . При цьому враховується повна діаграма СФБ при стиску, робота сталефібробетону в розтягнутій зоні. Також враховується вплив двохосного стиску бетону в стиснутій зоні з використанням відповідного коефіцієнта. У п’ятому розділі досліджено деформативність двохосно попередньо-напружених СФБ плит при поперечному згині. Проаналізовано існуючі методики розрахунку прогинів згинальних елементів без тріщин та з тріщинами згідно діючих норм та Eurocod. Запропонований алгоритм розрахунку кривизни та прогину СФБ плит при поперечному згині. Розрахунки виконують за алгоритмом визначення несучої здатності з фіксуванням величини кривизни на кожному кроці завантаження. Наведені результати експериментальних досліджень прогинів дослідних зразків, які показали хорошу збіжність з теоретичними розрахунками. У шостому розділі запропонований загальний алгоритм розрахунку згинальних елементів прямокутного перерізу, армованого звичайною та попередньо-напруженою арматурою, а також стальною фіброю. Методика розрахунку базується на деформаційній теорії розрахунку залізобетонних конструкцій з урахуванням повної діаграми «σ-ε» для бетону та сталефібробетону при стиску. Методика дає можливість розрахунку двохосно попередньо-напружених плит.