CC BY
11
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ НАГРУЖЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВА ЦИКЛОВ НА НАПРЯЖЕНИЕ В БЕТОНЕ СЖАТОЙ ЗОНЫ ПРИ
РАЗГРУЗКЕ
1 2 3
Сагыбекова А.О. , Наурузбаев К.А. , Рустемов И.А. Email: [email protected]
1Сагыбекова Акмарал Оразбековна - кандидат технических наук, ассоциированный профессор; 2Наурузбаев Кабылгазы Аренович - доктор технических наук, профессор; 3Рустемов Ильяс Амирханович - кандидат технических наук, ассоциированный профессор, кафедра транспортного строительства и производства строительных материалов, Казахский автодорожный институт им. Л.Б. Гончарова, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: в данной статье представлены результаты анализа влияния уровня нагружения и количества циклов на напряжение в бетоне сжатой зоны при разгрузке. Особое внимание уделено диаграмме зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне при сжатии и растяжении.
Алгоритм расчета на программе предусматривает следующую схему вычислений. Решается при заданных начальных значениях деформаций сжатого бетона и высоты сжатой зоны и методом итерации решения до заданной точности с учетом зависимости.
Ключевые слова: немногократном повторном статическом нагружении, определения напряженно-деформированного состояния железобетонного изгибаемого элемента, диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне при сжатии и растяжении.
INFLUENCE OF THE LOAD LEVEL AND THE NUMBER OF CYCLES ON THE VOLTAGE IN THE CONCRETE OF A COMPRESSED ZONE WHEN UNLOADING
1 2 3
Sagybekova A^. , Nauruzbaev KA. , Rustemov ЕА.
1Sagybekova Akmaral Orazbekovna - Candidate of technical Sciences, Associate Professor; 2Nauruzbaev Kabylgazy Arenovich - Doctor of technical Sciences, Professor; 3Rustemov Iliyas Amirhanovich - Candidate of technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF TRANSPORT CONSTRUCTION AND PRODUCTION OF BUILDING MATERIALS, KAZAKH AUTOMOBILE AND ROAD INSTITUTE L.B. GONCHAROV, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: this article presents the results of the analysis of the effect of the loading level and the number of cycles on the structural stress in concrete of a compressed zone during unloading. Particular attention is paid to the diagram of the relationship between stresses and deformations in concrete under compression and tension.
The computer calculation algorithm provides for the following calculation scheme. It is solved for a given initial value of the deformations of compressed concrete and the height of the compressed zone, and by the integration method, it is solved to a predetermined accuracy taking into account the dependence.
Keywords: repeated repeated static loading, determination of the stress-strain state of a reinforced concrete bending element, diagram of the relationship between stresses and deformations in concrete under compression and tension.
УДК 624.124
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 посвящено ограниченное количество экспериментально-теоретических работ отечественных и зарубежных ученых.
Рис. 1. Схема моментов всех внутренних и внешних сил относительно центра тяжести приведенного сечения арматурного стержня
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/:
Е Ms =0,
n m У
Е^,(f)• ZK¡• b (f)• Asci • (f)• Zb,i, • b = M Ш
i=1 /=1 /=1 Для вычисления высоты сжатой зоны бетона составляется уравнение из условия равновесия всех продольных сил на ось элемента
Е N = 0,
n m У m
(/)• &X„yb (/)• Asc,i - (/)• *Xb,yb-E°,ii(/)• As,i = 0, (2)
i=1 i=1 i=1 i=1
где X - высота сжатой зоны; ho - рабочая высота; а - высота защитного слоя; n - количество слоев;
Хъ ^, , ^ - плечо внутренней пары равнодействующих
нормальных напряжений; Ь - ширина сжатой зоны;
£иЬе - 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. 2.
Рис. 2. Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне при сжатии
и растяжении
Связь между напряжениями и деформациями для ьго цикла представляется так /2/: на ветви нагрузки
на ветви разгрузки
£ЬI — То"!- + £ЬI — Ъ (3)
£ _ 4 (Ты-аьI . Ъ (4)
£Ь I — £Ь I о " Ь Ь (4)
где - коэффициент секущего модуля деформаций бетона на ветвях нагрузки
рассматриваемого цикла /2/; <-
дьI — - коэффициент секущего модуля деформаций бетона на ветвях разгрузки рассматриваемого цикла. Деформации на вершине цикла
где
3 _ (Ты , £
£Ь I — ЗТТ- + £ь I - Ъ (5)
т9 ь I — Коэффициент секущего модуля деформаций бетона на ветвях нагрузки вершине цикла;
£ Ь I—± -остаточные деформации от предшествовающего цикла.
Алгоритм расчета на ЭВМ предусматривает следующую схему вычислений. Решается система нелинейных уравнений (1) и (2) при заданных начальных значениях 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.
Список литературы /References
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.
