CC BY
51
УДК 624.071
С.А. Холмирзаев
канд. техн наук, доцент, кафедра строительства зданий и сооружений, Наманганский инженерно-педагогический институт,
г. Наманган, Узбекистан
Н.Х. Комилова
ст. преподователь, кафедра строительства зданий и сооружений, Наманганский инженерно-педагогический институт,
г. Наманган, Узбекистан
ВЛИЯНИЕ СУХОГО ЖАРКОГО КЛИМАТА НА ШИРИНУ РАСКРЫТИЯ ТРЕЩИН ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Аннотация. В статье изложены результаты экспериментальных исследований по расчету ширины раскрытия трещин внецентренно-сжатых железобетонных элементов из тяжелого бетона, эксплуатируемых в условиях сухого жаркого климата. Указаны расчетные формулы для определения ширины раскрытия трещин внецен-тренно-сжатых железобетонных элементов, эксплуатируемых в районах с сухим жарким климатом.
Ключевые слова: железобетон, трещиностойкость, деформация, напряжение, ширина раскрытия трещин.
S.A. Kholmirzaev, Namanagn Engineering Pedagogical Institute, Namanagn, Uzbekistan
N.H. Komilova, Namanagn Engineering Pedagogical Institute, Namanagn, Uzbekistan
INFLUENCE OF DRY HOT CLIMATE FOR THE WIDTH OF THE CRACK OPENING ECCENTRICAL COMPRESSION REINFORCED CONCRETE MEMBERS
Abstract. The article presents the results of experimental studies on the calculation of the width of the crack opening eccentrically-compressed concrete members of heavy concrete exploited in a dry hot climate. The estimated formula to determine the width of the cracks vnetsentrenno- compressed concrete elements operating in areas with dry, hot climate.
Keywords: reinforced concrete, crack growth resistance, deformation, stress, cracks opening width.
Изучение работы железобетонных конструкций зданий сооружений, эксплуатирующихся в условиях сухого жаркого климата, является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение. В последнее время учеными Узбекистана, России и других стран Содружества выполнены ряд исследований в области технологии изготовления и расчета железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в условиях сухого жаркого климата. Повышенная температура и низкая относительная влажность окружающей среды приводят к возникновению значительных температурно-усадочных деформаций и напряжений. Следовательно, конструкции, незащищенные от солнечной радиации, имеют повышенное трещинообразование температурно-усадочного характера. Поэтому изучение влияния сухого жаркого климата на трещиностойкость имеет большое значение.
На раскрытие нормальных трещин оказывает влияние температура, высыхание, увлажнение бетона и внешняя нагрузка. С увеличением нагрузки трещины раскрываются больше. Повышение температуры увеличивает раскрытие трещин, и они раскрываются не только от растягивающих усилий в арматуре, но и от деформации усадки [1]. В действующих нормативных документах недостаточно учитываются эти факторы.
Для определения трещиностойкости внецентренно-сжатых железобетонных элементов была изготовлена серия колонн из тяжелого бетона класса В15, размерами 160х300х1000мм. Образцы колонн были изготовлены в августе, когда суточные колебания температуры достигли 150С. В течение 18 месяцев они хранились в следующих условиях: под солнечной радиацией, в тени под навесом, в цеху при постоянном режиме и в нормальных условиях. Колонны, хранившиеся под солнечной радиацией, были ориентированы на юг растянутой зоной, сжатой зоной и боковой стороной.
В наших исследованиях ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, измерялась на растянутой грани колонн на уровне центра тяжести растянутой арматуры. Наибольшее раскрытие трещин при кратковременном действии продольной силы наблюдалось в колоннах, находящихся под солнечной радиацией.
В колоннах, находившихся 18 месяцев в условиях сухого жаркого климата и испытанных кратковременной нагрузкой, ширина раскрытия трещин при уровне 0,5•Nu составляла: при эксцентриситете 0,5Ь0 и 0,8Ь0 соответственно 0,21 и 0,23 мм. При длительном действии нагрузки ширина раскрытия трещин меняется с течением времени и в основном зависит от сезона года.
При уровне нагрузки 0,5 • Nu в зимне-весенний период трещины раскрываются до 0,03-0,08 мм, а в летне-осенний период - до 0,10-0,22 мм. Это связано с увеличением усадочных деформаций бетона в условиях сухого жаркого климата в летние месяцы и набуханием бетона в зимне-весенние месяцы.
При эксплуатационной нагрузке максимальная ширина раскрытия трещин составляла 0,23 мм и была меньше допускаемой величины по СНиП 2.03.01-96 для подобного вида элементов. Ширина раскрытия трещин в железобетонных элементах в условиях сухого жаркого климата больше зависит от сезона года и направления солнечной радиации. Наибольшая ширина раскрытия трещин в колоннах наблюдалась в летний период. Теоретические значения ширины раскрытия трещин вычислялись без учета влияния сухого жаркого климата по СНиП 2.03.01-96.
есгс =Г 20•(3,5-100) (ъЕ• №, (1)
где )=As/bh0 - коэффициент армирования сечения, принимаемый в расчете не более 0,02; Лв -площадь сечения растянутой арматуры. Коэффициент, принимаемый равным при учете кратковременных нагрузок и непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок, - 1; при учете продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок для конструкций из тяжелого бетона в нормальных условиях эксплуатации - 1,5; г - коэффициент, зависящий от вида и профиля продольной растянутой арматуры, принимаемый для стержней периодического профиля равным 1, для проволоки классов Вр-1, Вр-11 и канатов - 1,2; $ - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, при непродолжительном действии нагрузки принимаемый равным 1, а при продолжительном действии нагрузки - 1,5; ав - напряжение в продольной арматуре или приращение напряжений после погашения обжатия в растянутой арматуре; Ев - модуль упругости рабочей арматуры; d - диаметр продольной рабочей арматуры.
В колоннах, находившихся в нормальных условиях, теоретические значения эсгс , определенные по формуле (1), при сравнении с опытными значениями имеют разброс не более 15%. Для других колонн, находящихся под солнечной радиацией, теоретические значения меньше опытных до 30%.
Таблица 1 - Коэффициенты температурного расширения а • • 10-5 град-1,
5 5
температурной деформации есв*10" и температурной усадки асв•Ю" бетона в условиях сухого жаркого климата при хранении на солнце [3]
Условия хранения При 70°С В условиях сухого жаркого климата
Первый летний сезон Второй летний сезон
а аы £ы асв есв аы £ы асв £св2
Под солнечной радиацией 0,70 20 1,35 58 1,8 85 1,4 63 2,1 92
Ширина раскрытия трещин в колоннах при направлении солнечной радиации на растянутую зону была больше, чем в колоннах при направлении солнечной радиации на сжатую зо-
ну. По результатам экспериментальных исследований ширина раскрытия трещин, с учетом влияния сухого жаркого климата, рекомендуется определять по формуле:
acra =S-hMs /Es)+£csi]20 (3,5-100) ■ 3Íd , (2)
где ¿>для внецентренно-сжатых элементов - 1,0.
Значение деформаций усадки (ecs1) определяется по таблице 1 [3]. Теоретическое значения acrc для колонн от нагрузки в условиях сухого жаркого климата по формуле (2), с учетом влияния температуры и влажности воздуха на ширину раскрытия трещин, имели хорошую сходимость с опытными значениями.
Выводы
1. Установлено, что ширина раскрытия трещин внецентренно-сжатых железобетонных элементов, эксплуатируемых в условиях сухого жаркого климата, в 1,5-1,8 раза больше, чем в нормальных условиях.
2. По результатам экспериментальных исследований установлено, что ширина раскрытия трещин внецентренно-сжатых железобетонных элементов, эксплуатируемых в условиях сухого жаркого климата, рекомендуется определять по формуле (2), с учетом усадочных деформаций бетона.
Список литературы:
1. Милованов А.Ф. Расчет железобетонных конструкций для сухого жаркого климата: (расчет, проектирование и испытание железобетонных конструкций предназначенных для эксплуатации в условиях сухого жаркого климата) / А.Ф. Милованов, В.Н. Самойленко. - Ташкент: ТашПИ, 1985.
2. Холмирзаев С.А. Температурные изменения в колоннах из тяжелого бетона в условиях сухого жаркого климата // Бетон и железобетон. - М., 2001. - № 2.
3. Холмирзаев С.А. Деформативность, трещиностойкость и прочность сжатых железобетонных элементов из керамзитобетона в сухом жарком климате: монография. - Ташкент: Центр науки и технологии, 2014.
4. Абдурахмонов С.Э. Трещины в железобетонных изделиях при изготовлении их в нестационарных условиях / С.Э. Абдурахмонов, Р.А. Мавлонов // Материалы международной научно-практической конференции «Наука и образование»: проблемы и перспективы. - Уфа, 2014. - С. 197.
