Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Испытания показали, что при нагрузке F = Fr, являющейся предельной для неармированного бетона, плиты из сталефибробетона сохраняли способность воспринимать этот и более высокий уровень загружения, на диаграмме "нагрузка — деформация" появляется участок, харктеризующий третью стадию работы материала (стадию, обусловленную работой фибр, пересекающих радиальные трещины). При нагрузке Fr < F < Fu фибры, пересекающие радиальные трещины, создают условия, обеспечивающие повышение уровня воспринимаемых плитой тангенциальных усилий, при этом на верхней поверхности плиты появляется трещина кольцевого очертания. В предельной ситуации как радиальные, так и тангенциальные (кольцевые) трещины становятся сквозными. При F = Fu разрушение сталефибробетон-ной плиты завершается полностью.
На рис.12.32 сопоставлены различия в распределении радиальных и танген-сальных моментов (Mr и Mt), возникающих в рассматриваемых плитах при их загру-жении.
Рис.12.32. Распределение моментов для неармированной бетонной плиты пола (а) и из сталефиброб-
тоена (б) с точечной нагрузкой F в центре плиты
Можно заметить, что примерно подобный характер разрушения плит с возникновением в них кольцевых и радиальных трещин наблюдался ранее нами при испытании плит ударной нагрузкой (см.гл.4) [30].
На основании анализа результатов испытаний плит разработана теория линий разрушения, которая позволяет упростить методы, принимаемые за основу для расчета и проектирования этих плит.
Впервые теория линий разрушения разработана и опубликована в 1961 г А.Лос-бергом [60], который применил ее для расчета бетонных дорог. Затем в 1989г положения этой теории получили развитие в работах А.Скарендала и Б.Вестерберга применительно к расечту сталефибробетонных плит на упругом основании [61].
Испытания [65], проведенные в лаборатории университета в Брауншвейге, показали, что разрушение сталефибробетонных плит от нагрузки является прогнозируемым, опыты дали хорошую сходимость с теорией и сам характер разрушения плит может быть идентифицирован по развитию деформаций и трещинообразования опытных образцов. При этом также установлено, что расчеты сталефибробетонных плит пола, исходя из теории линий разрушения, можно осуществлять более про-
— --------------- TDizi гс:/Л Таким образом, приведенные выше данные основываются на том, что неарми-рованные плиты пола при их изгибе не в состоянии воспринимать тангенциальные усилия (тангенциальные моменты). При образовании в этих плитах первой трещины полное их разрушение достигается достаточно быстро. В фиброармированных плитах пола в пластической фазе возникают создаваемые фибрами пластические шарниры, способные воспринимать нагрузку. При этом, чем выше значение коэффициента Re3 (см.рис.12.32), тем выше остаточное напряжение в плите при ее работе в пластической стадии.
Предельная нагрузка достигается в ситуации, когда:
M = M0 и M = Mf
Здесь Mr и Mf— радиальный и тангенциальный изгиабющиие моменты, соответственно; M0 — изгибающий момент, который может быть воспринят бетоном в упругой стадии; Mf—то же, для момента, воспринимаемого стальными фибрами (стале-фибробетоном) в пластической стадии.
Теория линий разрушения определяет разрушающую нагрузку как функцию суммы двух максимальных изгиабющих моментов:
IiM0+Mf).
В фазе, предшедствующей разрушению, стальные фибры в бетоне обеспечивают взаимодействие положительного и отрицательного моментов. Этот процесс является функцией жесткости плит и реактивного давления основания.
Максимально допустимое напряжение при изгибе fd устанавливают также как сумму напряжения при образовании в бетоне первой трещины (Zrcf для момента Mr) и остаточного напряжения при изгибе (fn для момента Mf). При этом величину определяют из выражения:
fft=fct-?. (12.1)
Для расчета напряжения f. используется следующая формула:
fd ~ fCt + fft ~ fCt
у 100,
(12.2)
При этом напряжение f определяют из выражения:
fc(=0,393^J, (12.3)
где f — прочность при сжатии бетонных кубов 150x150x150 в возрасте 28сут.
CU
Экспериментальные данные показали [64], что использование теории линий разрушения при проектировании рассматриваемых плит допускается, если значения коэффицента R (этот коэффициент определяют также как показатель — индекс пластичности, подаливости) составляет величину больше 30. Если R < 30, то плита ведет себя как неармированная конструция. Действительные значения коэффициента Rq зависят при прочих равных условиях (при одном и том же заданном составе бетона и принимаемых значениях жесткости плиты) от параметров дисперсного армирования, т.е. от уровня объемного сожержания фибр в бетоне, их прочности и анкерующей способности, геометрических параметров df и If/^Установленные экспериментально численные значения Re для фибр "Драмикс" изменяются в диапазоне от 38 до 102 [27]. Эти значения получены при испытании сталефибробетонных балочек проелтом 450мм при их деформации (прогибе) под нагрузкой до Змм в соответствии с положениями, приведенными в рекомендациях TR34 [29] Общества бетона (Великобритания), которые в свое очередь основывается на японском стандарте JSCE-SF4. Численные значения Re для фибр "Драмикс" выраженные в табличной форме [27] представлены нами в виде графика (рис. 12.33). Эти значения могут быть использованы при проектировании в зависимости от маркировки ис- содержание фибр е бетоне, кг/м:
