Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
В связи с этим, возникла необходимость в составлении расчетной зависимости, обеспечивающей сближение результатов расчета с опытными данными, а также сходимость расчетов по ширине раскрытия трещин для «чисто» фибробетонных элементов и элементов с комбинированным армированием.
Для обеспечения единства метода оценки трещиностойкости рассматриваемых элементов принята одна расчетная формула
acrc = ScplT1 f{r)red (GfZEf )20(3,5 -1 OOiUmf )?fd^, (3.126)
Где коэффициенты 5 и имеют то же функциональное назначение (характеризуют вид загружения и длительность действия нагрузки) и те же численные значения, что и коэффициенты Kucqb формулах (3.124) и (3.125); г)/7 — коэффициент, учитывающий совместное влияние фибрового и стержневого армирования, принимаемый по [37] и затем, учтенный также в [38].
Tlfl =0,5/(0,5 + т).
Параметр т в отличие от ранее принимаемых значений [37] учитывает не только характеристики фибровой арматуры, но и участие в работе стержневого армирова-
т = ^d}{nfa +3 Hs)/(H2faA)VlY (3.128)
где Л — площадь сечения элемента в мм; \xfa — коэффициент армирования фибрами, приведенный к направленному армированию, учитывающий ориентацию фибр и их анкеровку в бетонной матрице
Hfa =Hf ЯоД1-0,5/а„/If), (3.129)
здесь [if— объемное содержание фибровой арматуры; Xor — коэффициент ориентации фибр; I i I — длина соответственно фибр и их анкеровки в бетоне; ц — коэффи-
J (XfX S
циент армирования стержневой арматурой.
Формула (3.128) получена на основе анализа опытных зависимостей «нагрузка-раскрытие трещин».
Вместо коэффициента г)^, входящего в формулы (3.124) и (3.125), предлагается приведенный коэффициент TimJ, величина которого также определяется в соответствии с формулой (3.120) с учетом параметров фибровой и стержневой арматуры, характеризующих их сцепление с бетоном. Входящие в формулу (3.120) значения коэффициентов rif и г\ принимаются в зависимости от качества поверхности фибровой стержневой арматуры соответственно. Влияние диаметров используемых фибр и стержневой арматуры на ширину раскрытия трещин предлагается оценивать через величину приведенного диаметра согласно формуле (3.118), в которой значения df и ds — соответственно диаметры фибр и стержневой арматуры принимают в мм.
Входящее в формулу (3.126) объемное содержание арматуры предлагается выражать через приведенный коэффициент армирования
Hred =zHfa +Hs- (3.130)
Формула (3.126) с точки зрения анализа входящих в нее параметров дисперсного армирования отвечает в общем характеру работы элемента: с уменьшением d d и увеличением \xred снижается величина actv, что соответствует опытным данным. Приведенные параметры dred, Pw, r\red и rj необходимо также ввести в соответствующую формулу В.И. Мурашова, рекомендованную СНиПом 52-01-02. Для определения напряжения в фибрах растянутой зоны (подход 2, методики 2 и 3) рассматриваем сечение элемента, приведенное к сечению стального элемента (рис. 3.31) с единой упругой характеристикой, равной модулю упругости фибр — 2x106 МПа. При этом расчет производится как для упругого элемента, включающего площадь всей арматуры и сжатого бетона.
Как и в ранее рассмотренном случае для определения момента сопротивления сечения необходимо знать положение нейтральной оси (высоту сжатой зоны элемента в данной расчетной ситуации). Для определения высоты сжатой зоны рассмотрены два варианта (две методики) расчета. По первому (методика III) — относительная высота сжатой зоны ? = х/ h вычисляется, исходя из линейного распределения деформаций и напряжений по высоте сечения; при этом ? находится также из решения квадратного уравнения:
? = -(а + у) + д/(а + 7)2 +а + 2у-2у', где a = E fXor (X-IJlf)Iifr /(Eb v);
/= Qff -bw)h'f(l+a) + E'sA's /(Ebv)
M
_ (bf -bw)hfa + EsAsZ(Ebv)
bji
здесь v" = 0,9.
Второй вариант (методика II) расчета основывался на приближенном определении высоты сжатой зоны, принятом как при расчете армоцементных конструкций по стадии трещинообразования
x = h-S ДА Л А /2). (3.135)
redу red ov ' N '
По высоте сжатой зоны сечения, вычисленной по формуле (3.135), находится момент инерции приведенного сечения Iv в котором учтена площадь растянутого бетона. Так как в рассматриваемой стадии (после образования трещин) в сечении с
(3.131)
(3.132)
(3.133)
(3.134)
Рис. 3.31. Схема приведения сечения сталефибробетонного элемента к стальному
а — сечение сталефибробетонного элемента (комбинированное армирование); б — сечение, приведенное
к стальному *"1|
трещиной растянутый бетон практически выключается из работы, момент инерции Ifl находится приближенным способом: Ifj = Z1/1,3.
Коэффициент 1,3 принят таким же, как и при расчете армоцементных конструкций. Как показал анализ, такой подход не приводит к заметной погрешности при определении величины а .
CtV
Для оценки точности предложенного способа расчета было проведено его сопоставление с имеющимися опытными данными испытаний 30 образцов. Можно отметить, что для комбинированно-армированных элементов сходимость расчетных и опытных данных существенно улучшилась. Характерные зависимости «нагрузка-раскрытие трещин» приведены на рис. 3.32.
