Научная статья на тему 'Поля температуры в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении'

Поля температуры в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
107
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Брыжатый Э. П., Брыжатый Э. П.

Рассмотрен вопрос повышения точности расчетов температурных полей в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнения. Установлен характер влияния влажности и количества циклов температурно – влажностных воздействий на коэффициент теплопроводности бетона.

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

Поля температури у залізобетонних конструкціях при циклічних діях кліматичних і підвищених температур та зволоження

Розглянуте питання підвищення точності розрахунків температурних полів у залізобетонних конструкціях при циклічних діях кліматичних і підвищених температур та зволоження. Встановлений характер впливу вологості і кількість циклів температурно вологісних дій на коефіціент теплопровідності бетону.

Текст научной работы на тему «Поля температуры в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении»

- установка может размещаться на рабочей площадке как в сборе, так и по блочно, а расстояние между блоками определяется длиной рукавов гидросистемы.

В перспективе планируется использовать эту установку при бурении скважин в тоннелях, бестраншейной прокладке инженерных сетей, анкеровании откосов.

Список литературы

1. СНиП 2.01.09.91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1992. - 42 с.

2. Свайные работы/Под ред. М.И. Смородинова. - М.:Стройиздат, 1988. - 222 с.

УДК 666.97.03:624.012.4

Брыжатый Э.П., к.т.н., доцент (ДонНАСА) Брыжатый О.Э., к.т.н., доцент (ДонНАСА)

ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ КЛИМАТИЧЕСКИХ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И УВЛАЖНЕНИИ

Для уточнения напряженно - деформированного состояния элементов железобетонных конструкций необходим учет всех нагрузок и воздействий. Особенно велико влияние распределения полей температуры и влажности на напряжения и деформации в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнения. Поэтому достоверное определение температурно - влажностных полей существенно влияет на оценку состояния как отдельных железобетонных конструкций, так и всего здания или сооружения.

Авторами производились эксперименты по определению температурно-влажностных полей при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении. Распределение полей температуры и влажности исследовалось на железобетонных брусах сечением 12x25 см и длиной 210 см, по высоте которых устанавливались термопары и гипсовые датчики влажности. Производилось сравнение полученных в опытах значений температуры и влажности с полями, полученными по расчету методами строительной физики. В исследуемом диапазоне температур до 150°С изменчивость коэффициентов теплопроводности — и теплоемкости с несущественно влияет на результаты, поэтому рассматривалось обычное линейное уравнение

дЬ _ „о 2

дт

_ аО%

где а _ — - коэффициент температуропроводности.

еу

На основе этого уравнения составлена программа для одномерной задачи, по которой проводился анализ результатов экспериментальных исследований. Полученные поля совпадают с экспериментальными в зонах, где бетон находится в приблизительно одинаковых значениях влажности при разных циклах. Из литературы [1, 2, 3, 4] известно, что коэффициент температуропроводности зависит от влажности материала.

Поэтому были проведены эксперименты по измерению коэффициента теплопроводности при различных значениях температуры и влажности. Испытания производились при различных температурах и значениях влажности методом «разрезной неизотермической колонки» [5], в котором дублировались условия работы опытного бруса. Разрезная неизотермическая колонка представляет собой набор из десяти бетонных пластин размерами 150x150x25 мм с прослойками из трех слоев фильтровальной бумаги между двумя смежными пластинами. Ппроизводились измерения коэффициента теплопроводности методом плоского слоя. Испытания производились при различных температурах и значениях влажности. В диапазоне до 100°С температура испытаний практически не влияла на изменчивость коэффициента теплопроводности.

Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. 2007 №9 141

При больших температурах (до 150°С) наблюдалось незначительное увеличение (до 5%) коэффициента по сравнению с диапазоном температур до 100°С, что связано, очевидно с наличием переноса тепла водяными парами в бетоне. Величина коэффициента теплопроводности в высушенном состоянии была практически одинаковой для всего диапазона температур. За нулевую влажность принята влажность образца, высушенного при 200°С.

Н.см

20 16 12 8 4

1—цикл

5-цши

10-цикя

15-цикя

2 ~1

м 1

\ V

\ д

V

\

2 К

V к

\ \ 1

\ V

N

2 \ к

1

V

\

\ V

\

2

Ч 1

V

\ Я

V V

\

20

60

100 20

60

100 20

60

100 20

60

100

Рисунок 1. -Экспериментальные (1) и теоретические (2) поля распределения температуры в образце-балке при температуре цикла до

90°С (длительный нагрев)

Полученные отклонения распределений теоретических полей температуры были проанализированы и была найдена корреляция этой изменчивости и относительной прочности бетона образца в процессе циклических температурно-влажностных воздействий.

Очевидно, причина найденных отклонений заключалась в изменении

коэффициента температуропроводности

а =

А

су

Поэтому были

произведены опыты, уточняющие отдельные компоненты коэффициента температуропроводности. Объемный вес принят постоянным при одинаковых длительностях сушки на разных циклах. Экспериментально исследовались величины коэффициента теплопроводности и коэффициента теплоемкости. Величина коэффициента теплоемкости практически не зависела от количества циклов испытаний и изменялась в пределах 1-2% (в расчетах принимается постоянной).

Рисунок 2 - Значения коэффициента теплопроводности в зависимости от влажности бетона (температура 60 °С)

Рисунок 3 - Изменение относительной прочности бетона и величины погрешности распределения теоретических полей распределения температуры по сравнению с опытными в зависимости от числа циклов

испытаний

Исследования коэффициента теплопроводности показали, что он изменяется в пределах 3-5% и характер его изменений подобен изменениям относительной прочности бетона, которая в свою очередь, отображает процессы, происходящие со структурой бетона.

А А, % 105

100

95

80

0 5 10 п

Рисунок 4 - Величина относительного изменения коэффициента теплопроводности с учетом влажности при 90°С (1) и 150°С (2) в зависимости от числа циклов испытаний

Выводы. При применении уточненного коэффициента теплопроводности существенно повысилась точность расчета полей температуры при циклических температурно-влажностных воздействиях. При учете фактического поля распределения влажности общая погрешность определения полей распределения температуры составила 5% после 10-го цикла (без учета приведенных результатов - до 20%).

Список литературы

1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика М.:"Высшая школа", 1970.-

376с.

2. Богословский В.Н. О потенциале влажности. ИФЖ. т.8, №.М:. 1965.-с.216-223.

а

Г 1

3. Богословский В.Н. Строительная теплофизика /теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха/: Учебник для вузов.-2-е изд. перераб. и доп.- М.: Высш. школа, 1982.- 443с.

4. Фомин С.Л. Расчет железобетонных конструкций на температурно -влажностные воздействия технологической и климатической среды. - К.: УМК ВО, 1992.- 164 с.

5. Тертичник Е.Н. Шкала потенциала влажности для изотермических условий влагопередачи //Сб. тр. /Московский инженерно-строительный институт. -1967.- N 53.

УДК 624.191:137

Дружко Е.Б., д.т.н.ДонНАСА), Петраков А.А., д.тн. (ДонНАСА) Фролов Э.К., к.т.н. (ДонНАСА) Самойлов В.В., ст. преп. (ДонИЖТ)

СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ОПОЛЗНЕОПАСНЫХ СКЛОНОВ

Проблема обеспечения устойчивости оползнеопасных склонов является одной из важных проблем строительства в сложных инженерно-геологических условиях. Настоящая работа посвящена разработке способа обеспечения устойчивости так называемых "прислоненных" откосов, оползневая часть которых формируется из наносных отложений, разрушенных скальных или насыпных грунтов, а ложе и замковая часть -представлены устойчивым массивом.

Характерной в этом отношении является территория южного побережья Крыма и, в частности, участок от г. Ялта до п. Форос, который представляет собой сопрягающиеся древние оползни. Головная часть их расположена у подножья Крымских гор, а языковая - в прибрежной зоне. Одним из наиболее мощных оползней является Михайловский, на котором находятся г. Алупка и Алупкинский дворцово-парковый заповедник (т.н. дворец Воронцова). Головная часть этого оползня расположена ниже

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.