ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ №01-007-99

Разработан инженерный способ расчета прочности нормальных сечений железобетонных изгибаемых элементов с использованием опытных диаграмм s - e сжатой зоны бетона. Способ позволил исследовать прочностные и деформативные свойства бетона при неоднородном деформировании в стадии, близкой к разрушению, на образцах разной прочности и размеров и получить экспериментальные диаграммы s - e при испытании внецентренно сжатых образцов.

В результате испытаний призм на центральное и внецентренное сжатие были получены записи продольных и поперечных деформаций бетона и датчика напряжений (при внецентренном сжатии), включая и стадию разрушения бетона, что позволило построить диаграммы для образцов различной прочности и различного размера, определить модуль деформации бетона, предельную деформативность, коэффициент Пуассона, коэффициенты приращения поперечных деформаций и приращения объема, а это, в свою очередь, позволило получить эпюру напряжений в поперечном сечении внецентренно сжатого образца на всех стадиях нагружения. Испытания призм позволили оценить значение и характер распределения напряжений в сжатой зоне изгибаемого элемента в зависимости от высоты сжатой зоны для бетонов различной прочности.

По результатам испытаний удалось выявить диаграмму s - e в сжатой

зоне балок различного сечения и различной прочности. С использованием опытной диаграммы s - e при неоднородном деформировании разработан инженерный способ расчета прочности изгибаемых железобетонных элементов, учитывающий влияние размера образца и прочности бетона на характер механических свойств бетона сжатой зоны.

Использование экспериментальной диаграммы s - e при неоднородном сжатии и способ расчета прочности бетона позволили сделать следующие выводы:

- значения предельной деформативности бетонов для образцов одного размера при центральном сжатии при прочности бетонов до 55 МПа увеличиваются, а при дальнейшем увеличении прочности снижаются; при внецентренном сжатии падают с увеличением прочности бетонов и асимптотически приближаются к предельной деформативности при центральном сжатии;

- значения предельной деформативности бетонов при центральном и внецентренном сжатии с увеличением размера образцов увеличиваются практически линейно в зависимости от высоты поперечного сечения;

- пластические деформации значительнее проявляются у образцов большего размера и меньшей прочности. Поведение образцов с увеличением прочности и уменьшением размера приближается к поведению идеально упругого тела;

- границы микротрещинообразования при центральном и внецентренном сжатии с увеличением размера образца и уменьшением прочности снижаются, но остаются выше, примерно на 10-12%, по сравнению с центральным сжатием;

- модуль упругости бетона при внецентренном сжатии выше, чем при центральном сжатии, и выше, чем меньше размер образца.

Использование экспериментальной диаграммы и разработанного инженерного способа расчета прочности направлены на совершенствование строительных норм. Введение в расчет строительных конструкций полной диаграммы работы материала при неоднородном сжатии позволило уточнить теорию расчета и принести экономический эффект. Сопоставительные расчеты по действующим нормам и по разработанному способу показали, что разработанный способ приводит к большему увеличению несущей способности стропильной балки СБЭ 18-2В2 до 7%. Это явление обеспечено благодаря уточнению характеристик и положений сжатой зоны бетона, и, как следствие, уточнению значения плеча внутренней пары сил в конструкции.