CC BY
27
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МОДЕЛИ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КВАДРАТНОГО СИЛОСА
Ю.К. Басов, Абу Махади Мохаммед Ибрагим, В.И. Елфимов
Кафедра строительных конструкций и сооружений Российский университет дружбы народов ул. Орджоникидзе, 3, Москва, Россия, 115419
Рассматривается задача о величинах и распределение температурных напряжений в стенках модели квадратного монолитного железобетонного силоса
Ключевые слова: железобетон, модель, силос, температурные напряжений, эпюры.
При проектировании железобетонных стен силосов для хранения горячего сыпучего материала следует учитывать воздействие температуры на стены силоса при расчете по второй группе предельных состояний: деформация, образование и раскрытие трещин. При возгорании зерна также возможно увеличение температуры в стенках силосов. Поэтому величины температурных напряжений в стенах монолитных железобетонных квадратных силосов, их распределение представляют большой интерес и должны учитываться при проектировании силосов.
В работе рассматривается задача о распределении и величинах температурных напряжений в модели монотипного железобетонного квадратного силоса, стенки которого нагреты до определенной температуры (рис. 1). При симметричном нагреве расчетная схема модели представлена на рис. 2.
Рис. 1. План и поперечный разрез модели силоса
Стенки модели силоса равномерно по толщине нагреты до температуры, что показано на рис. 2.
Модель силоса представляет собой систему квадратных монолитных силосов с ячейками 130 х 130 мм. Поле температуры полагается постоянным по высоте и симметрично убывающим от центра.
X
III
IV
IV
V
III
о О О О О С!
13 см
13 см
26 см
I У
5 С
Рис. 2. Температурный нагрев стенок модели силоса
Определение напряжений в стенках модели силосов осуществлялось по программе на ЭВМ, реализующей вариационно-разностный метод, в основу которого положен принцип Лагранжа — принцип минимума потенциальной энергии.
П = U - A,
где U — энергия деформации; А — работа внешних сил.
Эпюры температурных напряжений оx и оу в сечении модели силоса I—I представлены на рис. 3.
Рис. 3
Эпюры напряжений оx и оу в сечении II—II представлены на рис. 4.
II
II
I
V
16 С
1,52 Мл
N(t'vI
0Т7ИВ
Рис. 4
Эпюры напряжений öx и Су в сечении III—III представлены на рис. 5.
О Л М1Э
1.77МП
Рис. 5
Эпюры напряжений öx и Су в сечении IV—IV представлены на рис. 6.
Диаграммы распределения температурных напряжений сх и су и их величины в модели монолитного железобетонного силоса представлены на рис. 7—14.
Рис. 7
0.2 о л о -0,1 ■02 -0,3 -<м -0.5
о з.; 15 б.: 9.* 13 16.23 ■-И 15 26
/
ч. V /
<У Т I —
\ / У
СМ
Рис. 8
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
Рис. 12
40
30
20
10
^IV-IV
©
0,2
0,4
0,6
0,8 Рис. 13
1,2
1,4
1,6
40
20 V
с? IV-IV 10 © >
V/ 0 -i
■U -1.6 -1,4 -1,2 -1,0
-0,8 -0,6 -0,4
Рис. 14
-0.2
0.2 0,4 0,6
Эпюры напряжений в стенках рассматривались в целях выяснения их влияния на образование трещин в стенках силосов эливаторов.
Растягивающее напряжение су max = 1,77 МПа достигло максимальной величины в верхней части внутренней стенки силоса, что может составлять больше предельных напряжений бетона на растяжение.
Растягивающее напряжение cx max = 0,77 МПа достигает максимальной величины в нижней части внешней стенки силоса.
Таким образом, на основании полученных результатов установлено:
1) температурные напряжения могут достигать значительных величин, поэтому их следует учитывать при проектировании монолитных квадратных силосов;
2) наибольшие растягивающиеся напряжения возникают в верхних волокнах центральной части силоса, т.е. больше предельных напряжений бетона на растяжение.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Байков В.Н. Железобетонные конструкции. Специальный курс. — М.: Стройиздат, 1981. — С. 304—318.
DISTRIBUTION OF TEMPERATURE TENSION IN MODEL OF A MONOLITHIC FERRO-CONCRETE SQUARE SILO
Yu.K. Basov, Abu Mahadi Mohamed Ibrahim, V.I. Elfimov
Peoples' Friendship University of Russia Micluho-Maklaja str., 6, Moscow, Russia, 117198
The task about sizes and distribution of temperature tension in walls of model of a square monolithic ferro-concrete silo is considered.
Key words: reinforced concrete, model, silo, temperature tension.
