Научная статья на тему 'Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций'

Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
145
50
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТАЛЕФИБРОБЕТОН / STEEL FIBER CONCRETE / ПРОЧНОСТЬ / STRENGTH / МЕТОД ПРЕДЕЛЬНЫХ УСИЛИЙ / LIMIT FORCE METHOD / НЕЛИНЕЙНАЯ ДЕФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ / NONLINEAR DEFORMATION MODEL / ФИБРОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ / ПРОЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ / BENDING ELEMENTS STRENGTH / РАСТЯНУТАЯ И СЖАТАЯ ЗОНЫ / TENSILE AND COMPRESSED ZONES / СТЕРЖНЕВАЯ АРМАТУРА / МЕТОДЫ РАСЧЕТА / CALCULATION METHODS / FIBER CONCRETE STRUCTURES / RODREINFORCEMENT

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Мухамедиев Тахир Абдурахманович, Соколов Борис Сергеевич

Изложены принципы предлагаемой в проекте свода правил «Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования» классификации и системы нормируемых прочностных характеристик сталефибробетона. Рассмотрены основные отличия в методиках расчета сталефибробетонных конструкций, изложенных в проекте свода правил, от положений действующего СП 52-1042006 «Сталефибробетонные конструкции». Показана схема испытания сталефибробетонного образца-балки на изгиб. Приведены диаграммы деформирования сталефибробетона при сжатии и растяжении, схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения без арматуры при его расчете по прочности и с арматурой. Акцентировано внимание на том, что при определении кривизн от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого сталефибробетона, а при определении кривизн от продолжительного действия нагрузки диаграммы длительного деформирования сталефибробетона с расчетными характеристиками для предельн

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Мухамедиев Тахир Абдурахманович, Соколов Борис Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

New in Rating of Steel Fiber Concrete and Calculations of Steel Fiber Concrete Structures

Principles of the classification and the system of specified strength characteristics of steel fiber concrete proposed in a draft code of rules “Steel Fiber Concrete Structures.Design Rules” are outlined. Main differences in the methods for calculation of steel fiber concrete structures outlined in the draft code of rules from the provisions of the existingSP 52-104-2006 “Steel Fiber Concrete Structures” are considered. The scheme of the bending test of a steel fiber concrete beam-sample is shown.Diagrams of the deformation of steelfiber concrete in the course of compression and tension, the scheme of forces and the plot of stresses in the section normal to the longitudinal axis of a bended steel fiber concrete elementof rectangular cross-section when calculating its strength with reinforcement and without reinforcement are presented. The attention is focused on the fact that when determiningthe curvatures under short-term loading, the diagrams of short-time deformation of compressed and tension steel fiber concrete are used for calculation; when determining the curvaturesunder long-term loading, the diagrams of long-lasting deformation of steel fiber concrete with calculated characteristics for limit states of the second group are used.

Текст научной работы на тему «Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций»

УДК 624.072.2

Т.А. МУХАМЕДИЕВ, д-р техн. наук (takhir50@rambler.ru ), Б.С. СОКОЛОВ, канд. техн. наук.

НИИЖБ им. А. А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, 2-я Институтская ул., 6, корп. 5)

Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций

Изложены принципы предлагаемой в проекте свода правил «Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования» классификации и системы нормируемых прочностных характеристик сталефибробетона. Рассмотрены основные отличия в методиках расчета сталефибробетонных конструкций, изложенных в проекте свода правил, от положений действующего СП 52-104-2006 «Сталефибробетонные конструкции». Показана схема испытания сталефибробетонного образца-балки на изгиб. Приведены диаграммы деформирования сталефибробетона при сжатии и растяжении, схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения без арматуры при его расчете по прочности и с арматурой. Акцентировано внимание на том, что при определении кривизн от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого сталефибробетона, а при определении кривизн от продолжительного действия нагрузки - диаграммы длительного деформирования сталефибробетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы.

Ключевые слова: сталефибробетон, прочность, метод предельных усилий, нелинейная деформационная модель, фибробетонные конструкции, прочность изгибаемых элементов, растянутая и сжатая зоны, стержневая арматура, методы расчета.

Для цитирования: Мухамедиев Т.А., Соколов Б.С. Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций // Строительные материалы. 2017. № 4. С. 59-64.

T.A. MUKHAMEDIEV, Doctor of Sciences (Engineering) (takhir50@rambler.ru ), B.S. SOKOLOV, Candidate of Sciences (Engineering)

NIIZHB named after A.A. Gvozdev, JSC Research Center of Construction (6, bldg 5, 2nd Institutskaya Street, 109428, Moscow, Russian Federation)

New in Rating of Steel Fiber Concrete and Calculations of Steel Fiber Concrete Structures

Principles of the classification and the system of specified strength characteristics of steel fiber concrete proposed in a draft code of rules "Steel Fiber Concrete Structures. Design Rules" are outlined. Main differences in the methods for calculation of steel fiber concrete structures outlined in the draft code of rules from the provisions of the existing SP 52-104-2006 "Steel Fiber Concrete Structures" are considered. The scheme of the bending test of a steel fiber concrete beam-sample is shown. Diagrams of the deformation of steel fiber concrete in the course of compression and tension, the scheme of forces and the plot of stresses in the section normal to the longitudinal axis of a bended steel fiber concrete element of rectangular cross-section when calculating its strength with reinforcement and without reinforcement are presented. The attention is focused on the fact that when determining the curvatures under short-term loading, the diagrams of short-time deformation of compressed and tension steel fiber concrete are used for calculation; when determining the curvatures under long-term loading, the diagrams of long-lasting deformation of steel fiber concrete with calculated characteristics for limit states of the second group are used.

Keywords: steel fiber concrete, strength, limit force method, non-linear deformation model, fiber concrete structures, bending elements strength, tensile and compressed zones, rod reinforcement, calculation methods.

For citation: Mukhamediev T.A., Sokolov B.S. New in rating of steel fiber concrete and calculations of steel fiber concrete structures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 4, pp. 59-64. (In Russian).

Применение сталефибробетонных конструкций в современной отечественной практике строительства растет в связи с достаточно широким освоением производства различных видов стальной фибры отечественной металлургической промышленностью и освоением в строительстве технологии производства сталефибробетона. Накоплен обширный опыт научных исследований, проектирования и строительства широкого спектра сталефибробетонных конструкций [1—2]. Благодаря специфическим свойствам и характеристикам, отличающим сталефибробетон от обычного бетона (повышенные трещиностойкость, ударная прочность, вязкость разрушения, износостойкость, морозостойкость, сопротивление кавитации, пониженные усадка и ползучесть), этот материал получил широкое применение в конструкциях промышленных полов, дорожных, в том числе аэродромных, покрытий, в фасадных ограждающих конструкциях, в различных видах инженерных сооружений, в мостовых и тоннельных конструкциях [3—6]. Весьма эффективен этот материал в тонкостенных пространственных конструкциях [3].

Обобщение накопленного опыта в нормативном документе федерального уровня является актуальной задачей и отвечает потребностям настоящего времени. Существующие с 1980-х гг. технические документы, устанавливающие правила расчета и проектирования сталефибробетонных конструкций для промышленно-

го, гражданского и сельскохозяйственного строительства, — Руководства, Пособия, РТМ и др., имеют рекомендательный характер и либо морально устарели, либо имеют статус нормативного документа отдельной организации или ведомства (Проектирование и основные положения технологий производства фибробетон-ных конструкций. ВСН 56-97. М., 1997). Основные положения этих документов были обобщены в разработанном специалистами НИИЖБ своде правил СП 52-104—2006 «Сталефибробетонные конструкции», содержащем рекомендации по проектированию сталефи-бробетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений из тяжелого или мелкозернистого бетона.

Введенный в 2007 г. и действующий в настоящее время свод правил основан на нормативной базе документов периода его разработки — до 2006 г. В связи с введением для обязательного применения ГОСТ 27751—2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» и ряда актуализированных редакций основополагающих СНиПов — по нагрузкам и воздействиям, железобетонным конструкциям, стальным конструкциям и др. указанный свод правил нуждается в переработке во всех разделах.

Еще одной причиной, потребовавшей внесения коренных изменений, явилось существенное различие в отечественных и современных зарубежных подходах к

научно-технический и производственный журнал

Ы

X

_ 1

Рис. 1. Схема испытания сталефибробетонного образца-балки на изгиб (а) и график «нагрузка-перемещение» внешних граней надреза (б)

расчету сталефибробетона и наметившееся в этом за последнее десятилетие отставание отечественной нормативной базы.

Разработанный в 2016 г. проект свода правил «Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования» в целом повторяет структуру основополагающего свода правил СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» и состоит из восьми разделов и двух приложений.

В разделе «Область применения» определено, что свод правил распространяется на проектирование ста-лефибробетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения и устанавливает требования к проектированию сталефибробетонных конструкций,

изготовляемых из тяжелого и мелкозернистого бетонов и эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температура не выше +50оС и не ниже -70оС), в среде с неагрессивной степенью воздействия при статическом действии нагрузки.

Раздел «Общие требования» устанавливает рекомендуемые области применения сталефибробетонных конструкций без стержневой арматуры и со стержневой арматурой; порядок указания требований к сталефибробе-тону в проектной документации; требования к выполнению расчетов сталефибробетонных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп для различных расчетных ситуаций, включая стадии

Таблица 1

б

а

Нормативные RJЬt2,n и Я/ыз,п, расчетные для предельных состояний второй группы Я/ы^ег и Я/ыз,ег значения сопротивления сталефибробетона растяжению при классе сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение (МПа)

Характеристика ¡о ¡о ¡о ¡о ¡о Чз К ¡о (■С

Я^3,п и Я/Ы3,!еу 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8

i =а 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Я^2,п и ^а^ег 1 =Ь 1,43 2,14 2,86 3,57 4,29 5 5,71 6,43 7,14 7,86 8,57 9,29 10 10,71 11,43

i =с 1,11 1,67 2,22 2,78 3,33 3,89 4,44 5 5,56 6,11 6,67 7,22 7,78 8,33 8,89

i =С 0,91 1,36 1,82 2,27 2,73 3,18 3,64 4,09 4,55 5 5,45 5,91 6,36 6,82 7,27

i =е 0,77 1,15 1,54 1,92 2,31 2,69 3,08 3,46 3,85 4,23 4,62 5 5,38 5,77 6,15

Таблица 2

Расчетные для предельных состояний первой группы Я/Ьа и Я^ значения сопротивления сталефибробетона растяжению при классе сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение (МПа)

Характеристика 3 ^ ^ ¡о ^ Чз ^ К 1-0

0,77 1,15 1,54 1,92 2,31 2,69 3,08 3,46 3,85 4,23 4,62 5 5,38 5,77 6,15

i =а 1,54 2,3 3,08 3,84 4,62 5,38 6,16 6,92 7,7 8,46 9,24 10 10,76 11,54 12,9

i =Ь 1,1 1,64 2,2 2,74 3,3 3,84 4,4 4,94 5,5 6,04 6,6 7,14 7,69 8,24 9,21

i =с 0,86 1,28 1,71 2,13 2,57 2,99 3,42 3,84 4,28 4,7 5,13 5,56 5,98 6,41 7,17

i =С 0,7 1,05 1,4 1,75 2,1 2,45 2,8 3,15 3,5 3,85 4,2 4,55 4,89 5,25 5,86

i =е 0,59 0,88 1,18 1,48 1,78 2,07 2,37 2,66 2,96 3,25 3,55 3,85 4,41 4,44 4,96

научно-технический и производственный журнал

Рис. 2. Диаграммы деформирования сталефибробетона при сжатии и растяжении при (а) и при (б)

изготовления, транспортирования, возведения, эксплуатации, а также аварийные ситуации.

В разделе «Материалы» проекта свода правил, в отличие от СП 52-104—2006, в котором отдельно нормируются характеристики бетона-матрицы и стальной фибры, вводится классификация сталефибробетона. Основными нормируемыми и контролируемыми показателями качества сталефибробетона приняты:

— класс по прочности на сжатие B, соответствующий значению кубиковой прочности сталефибробетона на сжатие, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная ку-биковая прочность);

— класс по прочности на осевое растяжение Bp соответствующий значению прочности сталефибробетона на осевое растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность сталефибробетона).

— класс по остаточной прочности на растяжение Byt3, соответствующий значению остаточной прочности ста-лефибробетона на растяжение, МПа, с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность сталефибробетона);

— марка по морозостойкости F;

— марка по водонепроницаемости W.

Классы сталефибробетона по прочности на сжатие и по прочности на осевое растяжение назначают по результатам испытаний контрольных образцов в соответствии с ГОСТ 10180.

Класс сталефибробетона по остаточной прочности на осевое растяжение Bj¡3 назначают с указанием подкласса «a», «b», «c», «d» или «e» по результатам испытаний контрольных образцов на осевое растяжение или образцов-балок на изгиб (EN 14651:2005+А1:2007 Теst method for metallic fibre concrete/ Measuring the flexural tensile strength (limit of proportionality (LOP), residual) [7] в соответствии с методикой, изложенной в Приложении Б проекта свода правил (рис. 1). При назначении класса сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение Bjbü нормативные значения остаточного сопротивления растяжению Rjbt3 n принимают равными числовой характеристике класса сталефибробетона по остаточной прочности на растяжение, соответствующей в испытаниях на изгиб значению перемещений внешних граней надреза контрольных образцов, равному 2,5 мм.

Еще одной прочностной характеристикой, определяющей форму нисходящей ветви диаграммы состояния

сталефибробетона при растяжении, является остаточное сопротивление сталефибробетона осевому растяжению В^22. Нормативные значения Я^а^ принимают по остаточной прочности на растяжение, соответствующей в испытаниях на изгиб значению перемещений внешних граней надреза контрольных образцов, равному 0,5 мм. Отношением Я^^ / Ят,п = 0,5, 0,7, 0,9, 1,1 и 1,3 определяются подклассы сталефибробетона соответственно «а», «Ь», «с», «ё» и «е».

Класс сталефибробетона по прочности на осевое растяжение допускается назначать также по результатам испытаний контрольных образцов-балок на изгиб с использованием максимального значения нагрузки на графике «нагрузка-перемещение» (рис. 1, б). Предусмотренные в проекте СП классы сталефибробетона по остаточной прочности на осевое растяжение и соответствующие им нормативные и расчетные значения сопротивления сталефибробетона осевому растяжению представлены в табл. 1 и 2.

В качестве рабочих диаграмм деформирования сталефибробетона при осевом сжатии, определяющих связь между напряжениями и относительными деформациями, принимают криволинейную, в том числе с ниспадающей ветвью или упрощенную трехлинейную диаграммы. В качестве рабочих диаграмм деформирования сталефибробетона при осевом растяжении принята упрощенная четырехлинейная диаграмма (рис. 2).

Растягивающие напряжения сталефибробетона : в зависимости от относительных деформаций укорочения сталефибробетона е^ определяют по формулам:

при 0 < Ejbt < Ejbto

пРи Efbt0 < Efbt < Efbt1

°fbt Efb • Efbt ;

(1)

°fbt Rfbt;

при £

■fbtl < Efbt < Efbt2

GJht - Rfbt

пРи Efbt2 < Efbt < Efbt3

1- ( к Л 1 fbtl ejbt -£fbto

Rfbt \ J ) £fbtl ~£fl>tO

(2)

aJbt - Rfbtl

1-

1--

R

-fbtl

R

fit!

£fbt SJbt2 £fbt3 ~ £fbt2

(3)

где £jbt0, £jbt2 и £jbt3 — относительные деформации, принимаемые равными:

R

bfbtO

fit.

-fi

ejbti =0,004; ept3 = 0,02-0,0125-

R

■fbtl

R

-0,5

■fbtl

(4)

Я^а и Ярв — характеристики остаточного сопротивления сталефибробетона растяжению, принимаемые по табл. 1 и 2.

fj научно-технический и производственный журнал

У "rJt r=Jbr

М-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

®

н w 7_ Ж

Д

R* ъ

Рис. 3. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения без арматуры при его расчете по прочности

Расчет по прочности нормальных сечений сталефиб-робетонных конструкций на действие изгибающих моментов и продольных сил производится на основе нелинейной деформационной модели. В отдельных случаях (для элементов прямоугольного, таврового и двутаврового сечений без рабочей арматуры или с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней сечения, а также для элементов кольцевого сечения) расчет допускается производить по предельным усилиям.

Расчет по прочности нормальных сечений элементов без рабочей арматуры по предельным усилиям производится исходя из следующих положений (CNR-DT 204/2006 Guide for the Design and Construction of Fiber-Reinforced Concrete Structures — ROME — CNR November 2007 )[7—8]:

— эпюру напряжений в сжатой зоне фибробетона принимают треугольной формы, как для упругого тела (рис. 3);

— эпюру напряжений в растянутой зоне фибробетона трапециевидной формы с напряжениями в растянутой грани сечения, равными Rjbl.

Исходя из принятых предпосылок значение предельного изгибающего момента, который может быть воспринят сечением изгибаемого элемента, определяется по формуле:

MuU=Rjbt-Wph

(5)

где уур1 — упругопластическии момент сопротивления сечения элемента для краИнего растянутого волокна, определяемый с учетом характеристик диаграммы осевого растяжения сталефибробетона на участке деформирования от £да=0 до Для практических расчетов элементов без рабочей арматуры, выполненных из сталефибробетона средних классов, отношение е^о в среднем составляет 0,4, поэтому для элементов прямоугольного сечения упругопластический момент сопротивления принят равным:

Wpl =

bh2 3,6

(6)

Расчет по прочности нормальных сечений элементов с рабочей арматурой по предельным усилиям производится исходя из следующих положений (рис. 4):

— сопротивление сталефибробетона растяжению представляется напряжениями, равными RfЪt3 и равномерно распределенными по растянутой зоне сталефиб-робетона;

— сопротивление сталефибробетона сжатию представляется напряжениями, равными RfЪ и равномерно распределенными по сжатой зоне сталефибробетона;

— деформации (напряжения) в арматуре определяют в зависимости от высоты сжатой зоны сталефибробетона;

— растягивающие напряжения в стержневой арматуре принимают не более расчетного сопротивления растяжению R•

Рис. 4. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого сталефибробетонного элемента прямоугольного сечения с арматурой, при его расчете по прочности

— сжимающие напряжения в стержневой арматуре принимают не более расчетного сопротивления сжатию Rsc.

Расчет по прочности нормальных сечений сталефиб-робетонных элементов с рабочей арматурой производится в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны сталефибробетона

% = —, определяемым из соответствующих условий рав-

К

новесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны ^ц, при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs.

Значение ^ определяется по формуле:

Р — -"А. — К

О)

1 +

(7)

/Ь2

где о> — характеристика сжатой зоны сталефибробетона, принимаемая для сталефибробетона из тяжелого бетона классов до В60 включительно равной 0,8, а для сталефибробетона из тяжелого бетона классов В70—В100 и из мелкозернистого бетона — равной 0,7;

е, — расчетное значение предельных относительных деформаций арматуры, принимаемое по указаниям СП 63.13330;

еъ2 — относительные деформации сжатого сталефибробетона при напряжениях принимаемые по указаниям СП 63.13330 как для обычного бетона.

Для фибробетонных элементов с рабочей арматурой и с прямоугольным поперечным сечением (рис. 3) предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента при % = будет определяться по формуле:

при этом высоту сжатой зоны определяют по формуле: Я, - А, -Я,с -А[ -Ъ-Ь.

' (9)

При х>£л -к0 значение предельного изгибающего момента для элементов прямоугольного сечения определяют по формуле (6), принимая в ней х = £я -/г0 и заменяя характеристику на RfЪt2.

Методика расчета по прочности нормальных сечений на основе нелинейной деформационной модели

научно-технический и производственный журнал Г* fprAt r'g J liij]Lj г li апрель 2017 Й- ГЗИЫ^ 9

построена на приведенных в СП 63.13330 предпосылках и физических соотношениях и отличается только учетом работы сталефибробетона на осевое растяжение вплоть до исчерпания прочности нормального сечения.

Расчет нормальных сечений элементов по прочности по деформационной модели производят из условий:

\£Jb,max\-£fb,ult, (10)

£s,mnx.-£s,ult, (11)

где Ejb,maa — относительная деформация наиболее сжатого волокна сталефибробетона в нормальном сечении элемента от действия внешней нагрузки;

Esmax — относительная деформация наиболее растянутого стержня арматуры в нормальном сечении элемента от действия внешней нагрузки;

ejb,uit — предельное значение относительной деформации сталефибробетона при сжатии;

£s ult — предельное значение относительной деформации удлинения арматуры.

При двузначной эпюре деформаций в поперечном сечении элемента предельные значения относительных деформаций сталефибробетона Ejbult принимают согласно указаниям СП 63.13330 для аналогичного класса обычного бетона, а предельные значения относительных деформаций сталефибробетона Ejbtult принимают равными Ejbt3.

При внецентренном сжатии или растяжении элементов и распределении в поперечном сечении элемента деформаций только одного знака предельные значения относительных деформаций сталефибробетона Едий и Efit uU определяют в зависимости от соотношения деформаций сталефибробетона на противоположных гранях сечения элемента e1 и e2 (e2 > e1) по формулам:

- ( \ g'

£fl>,ul'~£ß 2 \£fl>2 £fbo)'~; (12)

e2

_

£ft>t,ult ~£fl)t3 ~y£fl>t3 ~£fl>t2)--, (13)

£1

где eß2 и Ejb0 — деформационные параметры расчетных диаграмм состояния сталефибробетона при сжатии, принимаемые согласно СП 63.13330 для аналогичного класса обычного бетона; Ejbt2 и Ejbt3 — деформационные параметры расчетных диаграмм состояния сталефибро-бетона при растяжении.

Расчет по прочности сталефибробетонных элементов при действии поперечных сил производится по наклонному сечению на действие поперечной силы, по наклонному сечению на действие изгибающего момента и по бетонной полосе между наклонными сечениями на действие поперечной силы аналогично соответствующим методикам СП 63.13330 с использованием соответствующих прочностных характеристик сталефибро-бетона.

Расчет сталефибробетонных элементов на местное сжатие (смятие) аналогично методике СП 63.13330 производят при действии сжимающей силы, приложенной на ограниченной площади нормально к поверхности сталефибробетонного элемента. При этом учитывают повышенное сопротивление сжатию сталефибробетона в пределах грузовой площади (площади смятия) за счет объемного напряженного состояния сталефибробетона под грузовой площадью, зависящего от расположения грузовой площади на поверхности элемента.

При наличии косвенной арматуры в зоне местного сжатия учитывают дополнительное повышение сопротивления сжатию сталефибробетона под грузовой площадью за счет сопротивления косвенной арматуры.

Расчет на продавливание производят для плоских сталефибробетонных элементов (плит) при действии на них (нормально к плоскости элемента) местных, концентрированно приложенных усилий — сосредоточенных силы и изгибающего момента, по методике, аналогичной принятой в СП 63.13330.

Расчеты сталефибробетонных элементов по предельным состояниям второй группы включают расчеты по образованию трещин, по раскрытию трещин, по деформациям.

Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента, в общем случае производится по деформационной модели.

Для элементов прямоугольного, таврового или двутаврового сечения с арматурой, расположенной у верхней и нижней граней, момент трещинообразования с учетом неупругих деформаций растянутого сталефибробетона допускается определять по приведенной в проекте свода правил методике на основе следующих положений:

— сечения после деформирования остаются плоскими;

— эпюру напряжений в сжатой зоне сталефибробето-на принимают треугольной формы, как для упругого тела;

— эпюру напряжений в растянутой зоне сталефибробетона принимают прямоугольной формы с напряжениями, не превышающими расчетных значений сопротивления сталефибробетона растяжению Rjbt2ser;

— относительную деформацию крайнего растянутого волокна сталефибробетона принимают равной Ej,t2;

— напряжения в арматуре принимают в зависимости от относительных деформаций как для упругого тела.

Момент образования трещин определяют по принятой в СП 63.13330 [6] формуле:

Mm=Rßt,ser-Wpt±N-ex, (14)

в которой упругопластический момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна сталефибробетона Wpj определяют с учетом перечисленных выше положений. Для элементов прямоугольного сечения значение Wpj допускается определять по формуле (6).

Указания и расчетные зависимости для определения кривизн сталефибробетонных элементов на основе нелинейной деформационной модели аналогичны установленным в СП 63.13330, при этом особенности работы сталефибробетона в сжатой и растянутой зонах сечения учитываются принятыми диаграммами его деформирования.

При определении кривизн от непродолжительного действия нагрузки в расчете используют диаграммы кратковременного деформирования сжатого и растянутого сталефибробетона, а при определении кривизн от продолжительного действия нагрузки — диаграммы длительного деформирования сталефибробетона с расчетными характеристиками для предельных состояний второй группы.

Аналогичный комплекс расчетов по двум группам предельных состояний предусматривается проектом свода правил для предварительно напряженных стале-фибробетонных конструкций.

В разделе «Конструктивные требования» проекта свода правил актуализированы требования по минимальным размерам сечений элементов, защитных слоев сталефибробетонных конструкций, изложены принципы и особенности их армирования, даны рекомендации по назначению гранулометрического состава бетонной смеси и по выбору параметров стальной фибры.

fj научно-технический и производственный журнал

У "rJt r=Jbr

M' r^il,

®

Список литературы

1. Волков И.В., Беляева В.А. Сталефибробетонные конструкции зданий и сооружений. М.: ВНИИНТПИ, 1990. 59 с.

2. Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно- армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технологии, конструкции. М.: АСВ, 2011. 646 с.

3. Шугаев В.В., Соколов Б.С., Гагуа Н.И., Столыпина Л.И., Левина С.Г. Пространственные конструкции из гну-тоформованных дисперсно-армированных элементов. Материалы семинара «Пространственные конструкции». Москва, 1991. С. 192—200.

4. Johnston C. D. Steel fiber reinforced mortar and concrete: a review of mechanical properties. Fiber Reinforced Concrete SP 44. Detroit: American Concrete Institute, 1974. Pp. 127-142.

5. Dixon J., Mayfield B. Concrete reinforced with fibrous wire // Journal of the Structural Division, 1971. Vol. 5. No. 3, pp. 73-76.

6. Kar N. J., Pal A. K. Strength of fiber reinforced concrete // Journal of the Structural Division. 1972. Vol. 98. No. ST-5, pp. 1053-1068.

7. Мухамедиев Т.А. Расчет по прочности изгибаемых фибробетонных конструкций методом предельных усилий // Строительная механика и расчет сооружений, 2016. № 5. С. 12-18.

8. Мухамедиев Т. А. К вопросу расчета фибробетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 1. С. 16-20.

References

1. Volkov I.V., Belyaeva V.A Stalefibrobetonnye konstruktsii zdanii i sooruzhenii. [Stalefibrobetonnye of a structure of buildings and constructions]. Moscow: VNIINTPI, 1990. 59 p.

2. Rabinovich F.N. Kompozity na osnove dispersno armirovannykh betonov. Voprosy teorii i proektirovanii, tekhnologiya, konstruktsii [Composites on the basis of dispersno the reinforced concrete. Questions of the theory and design, technology, design]. Moscow: DIA, 2011. 646 p.

3. Shugayev V.V., Sokolov B.S., Gagua N.I., Stolypina L.I., Levina S.G. Spatial designs from the gnutoformovannykh of the disperse reinforced elements. Seminar materials "Spatial designs". Moscow, 1991. P. 192-200.

4. Johnston C.D. Steel fiber reinforced mortar and concrete: review of mechanical properties. Fiber Reinforced Concrete SP 44. Detroit: American Concrete Institute, 1974, pp. 127-142.

5. Dixon J., Mayfield B. Concrete reinforced with fibrous wire. Journal of the Structural Division, 1971. Vol. 5. No. 3, pp. 73-76.

6. Kar N.J., Pal A.K. Strength of fiber reinforced concrete. Journal of the Structural Division. 1972. Vol. 98. No. ST-5, pp. 1053-1068.

7. Mukhamediyev T.A. Calculation for durability of the designs bent the fibrobetonnykh by method of extreme efforts. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhenii, 2016. No. 5, pp. 12-18. (In Russian).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Mukhamediyev T.A. To a question of calculation the fibrobetonnykh of designs. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2017. No. 1, pp. 16-20. (In Russian).

II Международный симпозиум по долговечности и устойчивому

J развитию конструкционного бетона DSCS 2018

* Москва, 6-7 июня 2018 г.

Организаторы:

Итальянское отделение американского института бетона (ACI IC) и Российская инженерная академия (РИА) При участии Российской академии наук (РАН) и Российской академии архитектуры и строительных наук

(РААСН)

Спонсоры конференции:

Американский институт бетона (ACI) и его комитеты: C130 (Sustainability of Concrete), C201 (Durability of Concrete), C544 (Fiber Reinforced Concrete), C549 (Thin Reinforced Cementitious Products and Ferrocement); Международная федерация по конструкционному бетону (fib); Международный союз экспертов и лабораторий в области испытаний строительных материалов, систем и конструкций (RILEM)

Тематика симпозиума

Сокращение парниковых газов в цементной и бетонной промышленности

Рециклирование и организация удаления отходов в производстве бетонов и растворов Сульфоалюминатные цементы как альтернатива портландцементу и смешанным цементам Щелочеактивированные материалы и геополимеры для устойчивого строительства

Долговечность железобетонных конструкций Оценка жизненного цикла в строительстве из бетона Повторное использование и восстановление функциональности железобетонных конструкций Ремонт и эксплуатация Контроль, инспектирование и мониторинг Примеры из практики

Место проведения конференции: Российская академия наук, Москва, Россия

http://www.aciitaly.com/events/dscs2018 Секретариат симпозиума: ACI Italy Chapter Secretary (aciitalychapter@gmail.com) Российский секретариат: Леонид Иванов, региональная группа РИЛЕМ (l.a.ivanov@mail.ru); Сергей Бронин, Национальная группа ФИБ (bronin@list.ru).

научно-технический и производственный журнал

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.