CC BY
24
ПРОГИБЫ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУР
Махкамов Й.М.1, Мирзабабаева С.М.2 Email: [email protected]
1Махкамов Йулдашали Мамажонович - кандидат технических наук, доцент;
2Мирзабабаева Сахиба Мирзаакбаровна - старший преподаватель, кафедра строительства зданий и сооружений, строительный факультет, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье приведены результаты экспериментально-теоретических исследований работы железобетонных балок, испытанных при действии поперечных сил в условиях одностороннего нагрева. Выполнен анализ развития прогибов железобетонных изгибаемых балок из обычного тяжелого бетона и жаростойкого бетона на глиноземистом цементе от нагрузки. Авторы статьи считают, что при повышенных и высоких температурах прочность и модуль упругости бетона снижаются, повышается деформативность, прогибы элемента возрастают значительно быстрее, чем при нормальной температуре, особенно при высоких уровнях нагрузки, возникают дополнительные температурные прогибы. В результате сделаны выводы о характере развития прогибов изгибаемых элементов в условиях воздействия технологических температур, разработаны предложения по уточнению их расчета.
Ключевые слова: изгибаемый элемент, бетон, арматура, железобетон, температура, односторонний нагрев, поперечная сила, изгибающий момент, пролет среза, прогиб, расчет.
DEFLECTIONS OF BENDABLE REINFORCED CONCRETE ELEMENTS UNDER THE INFLUENCE OF SHEAR FORCES AND TECHNOLOGICAL TEMPERATURES Makhkamov Y.M.1, Mirzababaeva S.M.2
1Makhkamov Yuldashali Mamajonovich - Candidate of Technical Sciences, Docent; 2Mirzababaeva Sakhiba Mirzaakbarovna - Senior Teacher, CONSTRUCTION OF BUILDINGS AND INSTALLATIONS DEPARTMENT, BUILDING FACULTY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article under discussion presents the results of experimental and theoretical studies of the work of reinforced concrete beams tested under transverse forces of one-way heating conditions. The analysis of the development of deflections of reinforced concrete bendable beams made of ordinary heavy concrete and heat-resistant concrete on alumina cement from the load has been carried out. Authors of the article consider that at the raised and high temperatures strength and modulus of elasticity of concrete decreases, deformability raises, deflections of an element increase considerably faster, than at normal temperature, especially at high levels of loading, there are additional temperature deflections. As a result, conclusions have been drawn about the nature of deflections of bending elements under the influence of technological temperatures, and proposals have been developed to clarify their calculation.
Keywords: bendable element, concrete, reinforcement, reinforced concrete, temperature, one-sided heating, transverse force, bending moment, slice span, deflection, calculation.
УДК 624.131.384
Введение. Для установления общих закономерностей напряженно-деформированного состояния и получения опытных данных о развитии деформаций и прогибов изгибаемых элементов, установления их численных значений и уточнения методики расчета были выполнены экспериментально-теоретические исследования сопротивления изгибаемых железобетонных элементов из обычного и жаростойкого бетонов действию поперечных сил в условиях воздействия повышенных и высоких температур [1].
Методика экспериментальных исследований. Опыты проводились на железобетонных балках прямоугольного сечения 16х30см длиной 240см из обычного тяжелого бетона и из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе классов В35, армированных двумя продольными стержнями 018 или 20 мм из стали класса А-Ш и хомутами из арматурной проволоки 0 6 мм класса А-I. Испытание балок производили на специальной установке, состоящей из электрической нагревательной печи и системы нагружения. При нагревании и нагружении до разрушения поперечными силами прогибы балок измерялись прогибомерами с ценой деления 0,001мм.
Анализ результатов экспериментов. Проведенные опыты показали, что прогибы изгибаемых железобетонных элементов при действии поперечных сил и одностороннего нагрева зависят от температуры нагрева сжатой грани бетона, величины пролета среза и нагрузки.
В балках из обычного тяжелого бетона без хомутов при нормальной температуре прогибы возрастают практически линейно с увеличением нагрузки. При пролете среза c=ho прогибы были почти в 2 раза больше чем при а=2,5^.
При повышенных температурах прогибы возрастают значительно быстрее, чем при нормальной температуре, особенно при уровнях нагрузки выше 0,6 от разрушающей Qp. С повышением температуры до 2000С прогибы балок на стадиях нагружения, близких к разрушающей, увеличились в среднем в 2-2,5 раза (рис. 1).
В балках с хомутами при одних и тех же температурах нагрева и уровнях нагружения прогибы были больше, чем в балках без хомутов. Однако в зависимости от абсолютной величины нагрузки прогибы балок с хомутами и без хомутов примерно одинаковы (рис. 2). Армирование хомутами повышает деформативность изгибаемого элемента при одностороннем нагреве.
Рис. 1. Прогибы балок из обычного тяжелого бетона без поперечной арматуры: а-при пролете среза а=Ь0; б-при а=2,5Ь0; 1-20°С; 2-70°С; 3-100°С; 4-200°С на нагреваемой грани сжатой зоны бетона: - опытные, — ~ - теоретические
Рис. 2. Прогибы балок из обычного тяжелого бетона с хомутами: а-при пролете среза а=ho; б-при а=2,5Ь0; 1-20°С; 2-100°С; 3-200°С на нагреваемой грани сжатой зоны бетона: - опытные, — ~ - теоретические
В балках из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе без хомутов при нормальной температуре прогибы были в среднем в 1,5 раза больше, чем в балках из обычного тяжелого бетона. Это объясняется повышенной деформативностью жаростойкого бетона. В балках с укороченными хомутами прогибы были почти одинаковы с прогибами балок с хомутами из обычного тяжелого бетона.
Повышение температуры нагрева на сжатой грани жаростойкого бетона приводит к значительному увеличению прогиба балок, особенно это заметно при уровнях нагрузки выше 0,4 Qp. Прогибы балок при температуре 8000С на сжатой грани сечения при пролете среза а=На увеличились в 1,6-1,8 раза, при а=2,5На в 2,8-3 раза (рис. 3).
В балках с укороченными хомутами при одних и тех же температурах нагрева были почти такие же прогибы, как и в балках без хомутов (рис. 4).
о/о,
<■о ф
да
01, 0,2 О 0,8 00 О.ь о,г
и 0,2 0:1/ 0,6 0,8 1,0 1,2 ем
Рис. 3. Прогибы бачок из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе без поперечной арматуры: а-при пролете среза а=Ь0; б-при а=2,5Ь0; 1-20°С; 2-300°С; 3-500°С 4-800°С на нагреваемой грани сжатой зоны бетона: ^^-опытные, — ™™ "" - теоретические
Рис. 4. Прогибы балок из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе с хомутами: а-
при пролете среза а=Ь0; б-прп а=2,5Ь0; 1-20°С; 2-300°С; 3-500°С 4-800°С на нагреваемой грани сжатой зоны бетона:
'-опытные.
■ -теоретические
При повышенных и высоких температурах развитие значительных неупругих деформаций в обычном и жаростойком бетонах и арматуре от воздействия внешней нагрузки приводит к увеличению прогибов изгибаемого элемента. В изгибаемых элементах, эксплуатирующихся в условиях воздействия повышенных и высоких температур, величина прогиба от температуры и нагрузки не должна превышать допускаемых нормами, поэтому кроме расчета на прочность необходимо также рассчитывать их прогибы. Теоретические прогибы балок определялись с учетом поперечных сил в соответствии с требованиями и рекомендациями СНиП 2.03.04-98 [2] по формулам:
прогиб fm , обусловленный деформацией изгиба:
l_ 1
^ = \ М (х)-( *)*, о Р
где: М(Л") - изгибающий момент в сечении x от действия единичной силы, приложенной по направлению искомого перемещения элемента в сечении по длине пролета, для которого определяется прогиб;
— (х) - полная величина кривизны элемента в сечении х от нагрузки и усилий,
Р
вызванных температурой, при которой определяется прогиб;
прогиб ^ , обусловленный деформацией сдвига:
I _
fQ = { Q(х)Ге (х)сйх ,
где х) - поперечная сила в сечении х от действия по направлению искомого перемещения единичной силы, приложенной в сечении, где определяется прогиб;
Ус (х) - деформация сдвига, определяемая по формуле:
Ус (х) = х),
Gpbbh
здесь: бС-О - поперечная сила в сечении х от внешней нагрузки; О-модуль сдвига бетона;
-коэффициент, учитывающий снижение модуля упругости бетона при
нагреве;
х) -коэффициент, учитывающий влияния трещин на деформации сдвига; прогиб /ь обусловленный деформациями от неравномерного нагрева бетона по высоте сечения балки, для свободно опертых и консольных балок:
Г( = — $212,
Р
где--кривизна от воздействия температуры; $ 2 -коэффициент,
Рг
принимаемый для для свободно опертых балок равным 1/8 и для консольных
балок-1/2; I -пролет балки.
В расчетах полный прогиб балок определяется как сумма прогибов от
изгибающего момента- fm , поперечных сил - fQ и температурного воздействия -
Было установлено, что при нагреве прочность и модуль упругости бетона снижается, повышается деформативность, и это приводит к уменьшению жесткости, увеличению прогибов изгибаемого элемента.
Сравнение опытных прогибов балок с теоретическими показало, что они в целом удовлетворительно совпадают (см. рис.1-4). При учете прогиба / по принятой схеме нагружения балок сходимость опытных и теоретических прогибов балок ухудшаются, поэтому в случаях, когда его учет приводит к уменьшению полного прогиба элемента следует им пренебречь. При эксплуатационных нагрузках (0,4-0,7)Мр опытные прогибы балок были меньше допустимых - 1/75 вылета консоли и 1/200 пролета.
Выводы. При повышенных и высоких температурах прочность и модуль упругости бетона снижается, повышается деформативность, прогибы элемента возрастают значительно быстрее, чем при нормальной температуре, особенно при высоких уровнях нагрузки, возникают дополнительные температурные прогибы. Полный прогиб элемента определяется как сумма прогибов от изгибающего момента, поперечных сил и температурного воздействия. Если учет температурного прогиба приводит к уменьшению полного прогиба элемента, тогда следует им пренебречь.
Список литературы /References
1. Махкамов Й.М., Мирзабабаева С.М. Температурные прогибы железобетонных балок в условиях воздействия технологических температур.//Проблемы современной науки и образования". № 11-1 (144), 2019 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/artide/n/temperaturnye-progiby-
zhelezobetonnyh-balok-v-usloviyah-vozdeystviya-tehnologicheskih-temperatur/ (дата обращения: 12.12.2019).
2. Махкамов Й.М.,Мирзабабаева С.М. Образование и развитие трещин в изгибаемых железобетонных элементах при высоких температурах, их деформации и жесткость. Научно-технический журнал ФерПИ. № 3. 2019. С. 160.
3. Бахромов М.М., Рахмонов У.Ж. Дефекты при проектировании и строительстве оснований и фундаментов // Проблемы современной науки и образования, 2019.№ 3 (136). [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberlemnka.ш/artide/n/defekty-pri-proektirovami-i-stroitelstve-osшvamy-ifundamentov/ (дата обращения: 12.12.2019).
4. Мирзаахмедов А.Т., Мирзаахмедова УА., Максумова С.М. «Алгоритм расчета предварительно напряженной железобетонной фермы с учетом нелинейной работы железобетона». Актуальная наука. Международный научный журнал. М.: № 9. (26), 2019. С. 15-20. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://e64í9e97-223d468fa5fde095d169621a.filesusr.com/ugd/c22b2f_e76d3b62ae5b404a8ae4aa16a2cb97e 9.pdf/ (дата обращения: 12.12.2019).
5. Тешабоева Н.Д. Способ определения капиллярной проницаемости бетона в условиях сухого жаркого климата. 70-72 стр. Евразийский союз ученых (есу)., Ежемесячный научный журнал. № 10 (67), 2019. 7 часть. [Электронный ресурс]. Режим доступа:
https://euroasia-science.ru/wp-content/uploads/2019/11/Euroasia_1067_7_oct_2019.pdf/
(дата обращения: 12.12.2019).
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ СИЛ НЕГАТИВНОГО
ТРЕНИЯ ПО БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ СВАИ
1 2 Бахромов М.М. , Рахмонов У.Ж.
Email: [email protected]
1Бахромов Махмуд Маматханович - кандидат технических наук, доцент;
2Рахмонов Улмасбек Жуманазарович - ассистент, кафедра строительство зданий и сооружений, строительный факультет, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье приведены результаты экспериментального определения механических характеристик песка, необходых для вычисления удельных сил негативного трения, показана аналогия сдвиговых процессов при плоском сдвиге песка по металлической поверхности и модельных испытаний свай. Также приведены определение коэффициента бокового давления грунта в трех разных приборах, а также предоставлены их результаты. Авторы статьи считают, что достоверность определения величины сил негативного трения наряду с правильностью расчетной модели механического взаимодействия грунта со сваей обусловлена также и способами определения механических характеристик грунтов. Ключевые слова: трения грунта, плоский сдвиг, шереховатость, нормальное напряжения, коэффициент бокового давления.
THE REGULARITIES OF THE NEGATIVE FRICTION EFFECTS ON THE SIDE SURFACE OF THE PILE Bakhromov M.M.1, Rakhmonov U.J.2
1Bakhromov Makhmud Mamatkhanovich - Candidate of technical sciences, Associate Professor; 2Rakhmonov Ulmasbek Jumanazarovich - Assistant, CONSTRUCTION OF BUILDINGS AND INSTALLATIONS DEPARTMENT, BUILDING FACULTY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article presents the results of an experimental determination of the mechanical characteristics of sand necessary for calculating the specific forces of negative friction,
