CC BY
34
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОГИБЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУР Махкамов Йу.М.1, Мирзабабаева С.М.2 Em ail: Makhkam [email protected]
'Махкамов 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 действительной работы железобетонных балок, испытанных в условиях воздействия повышенных и высоких технологических температур. Сделан анализ напряженно-деформированного состояния, влияния основных факторов на температурные прогибы опытных образцов-балок, сформулированы выводы о характере развития температурных прогибов изгибаемых элементов, а также даны предложения по их расчету. Автор статьи считает, что при нагреве в изгибаемых железобетонных элементах 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.
Ключевые слова: бетон, арматура, железобетон, температура, нагрев, поперечная сила, изгибающий момент, пролет среза, прогиб, расчет.
TEMPERATURE BENDING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS UNDER CONDITIONS OF TECHNOLOGICAL TEMPERATURES
INFLUENCE Makhkamov Yu.M.1, Mirzababaeva S.M.2
'Makhkamov Yuldashali Mamajonovich — Candidate of technical sciences, Associate Professor;
2Mirzababaeva Sakhiba Mirzaakbarovna - Senior Teacher, CONSTRUCTION OF BUILDINGS AND INSTALLATIONS DEPARTMENT, BUILDING FACULTY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article presents the results of experimental and theoretical studies of the actual operation of reinforced concrete beams, tested under conditions of exposure to elevated and high technological temperatures. The analysis of the stress-strain state, the influence of the main factors on the temperature deflections of the prototype beams has been made, conclusions have been drawn on the nature of the development of the temperature deflections of the bent elements, besides proposals have been suggested for their calculation. The author of the article believes that in heating reinforced concrete elements in bending, additional temperature deflections occur. The total deflection of an element is defined as the sum of the deflections from the bending moment, shear forces and temperature effects. If the total deflection of the element is reduced, taking into account the temperature deflection, it should be neglected.
Keywords: concrete, reinforcement, reinforced concrete, temperature, heating, shear force, bending moment, shear span, deflection, calculation.
Введение. Железобетонные конструкции металлургической, химической, нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов и ряда других отраслей требует строительства производственных цехов и сооружений, конструкции которых эксплуатируются в условиях воздействия повышенных и высоких технологических температур. Применение железобетонных конструкций при строительстве таких объектов позволяет создать простые и надежные конструктивные решения, сократить сроки и снизить стоимость строительства, увеличить долговечность тепловых агрегатов. Для широкого применения железобетона в строительстве необходимо проведение новых экспериментальных исследований, которые позволяют получить более достоверные и надежные сведения о действительной работе конструкций в условиях воздействия технологических температур. В связи с этим были
выполнены экспериментально-теоретические исследования сопротивления изгибаемых железобетонных элементов из обычного и жаростойкого бетонов действию поперечных сил в условиях воздействия повышенных и высоких температур. В рамках этих экспериментов было изучено воздействие температуры на жесткость конструкций, т.е. исследовалось влияние температуры на развитие прогибов опытных образцов.
Модели образцов и методика исследований. Опыты проводились на железобетонных балках прямоугольного сечения 16x30 см длиной 240 см. Балки изготавливались из обычного тяжелого бетона класса В 35 на портландцементе с гранитным щебнем и кварцевым песком и жаростойкого бетона на глиноземистом цементе с шамотными заполнителями класса В 35. Бетон всех балок имел естественное твердение. Балки армировались двумя продольными стержнями 018 или 20 мм из стали класса А-Ш, марки 35 ГС, предел текучести которой колебался от 415 до 490 МПа, временное сопротивление от 610 до 760 МПа. Часть балок не имела поперечного армирования, другие армировались вертикальными сварными хомутами из арматурной проволоки О 6 мм класса A-I, марки СтЗспЗ с шагом 8-10 см. В балках из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе хомуты устанавливались со стороны менее нагреваемой грани на высоту 2/3h (20 см) на одной половине длины балки (рис. 1).
Испытание балок производили на специальной установке, состоящей из электрической нагревательной печи и системы нагружения. Балку пролетом 137 (58) см и двумя консолями по 51,5 (91) см устанавливали на опоры, предусмотренные в печи, армированной зоной к верхней части.
©
г-н
* Ü X 5
|Н МИНИНА [ ¿so | а ¿HlfUu 2Н Í сниш пи 250
1-1
1
i § sí"
j ■
SO i 80
2-2
-$- tr.
i
i
isc:
.80 [SO
тттт
ттттт
(/,Ohe¡ 2.5he)
4-4
и
T^wfTTT £
тт
ттттт
3 Ч
а
ПТГГП
(/360-, s¿о) Yг7о; eso)
i
ZSO
! L-j-J ¡a
80 .30
I
цл
Рис. 1. Схема армирования, нагревания и нагружения балок: 1 - балки без поперечной арматуры; 2 - балки с поперечной арматурой; X - хромель-алюмелевые
термопары
Балки, предназначенные для испытания при нагреве, сначала нагревали со стороны сжатой зоны бетона со скоростью 100° С в час до заданной температуры, выдерживали при этой температуре 2 часа, затем нагружали двумя сосредоточенным силами, симметрично прикладываемыми на консольные участки. Нагрузка давалась гидродомкратом ступенями, равными 0,05-0,1 от разрушающей. При нагружении температура в печи поддерживалась постоянной. Испытание балок производили при нормальной температуре и одностороннем нагреве при пролетах среза (расстояние от опоры до груза) равных /г0 и 2,5/г0. Температура крайнего волокна сжатой зоны бетона в балках из обычного тяжелого бетона составляла 70, 100 и 200° С, в балках из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе - 300, 500 и 800° С. При нагревании и нагружении замерялись деформации продольной, поперечной арматуры и бетона в зоне среза, прогибы балки, проскальзывание продольной арматуры, ширина раскрытия трещин, температура продольной и поперечной арматуры и бетона по высоте сечения балки.
Результаты экспериментов и их анализ. При одностороннем нагреве температура по высоте сечения балок распределяется по криволинейному закону, особенно на начальных этапах нагрева, по мере истечения времени оно уменьшается. В продольной арматуре от температурного перепада по высоте сечения возникают сжимающие деформации, с повышением температуры они увеличиваются до четырёх раз.
При одностороннем нагреве от температурного перепада по высоте сечения балки получили температурный прогиб с выпуклостью в сторону печи. Величина температурного прогиба зависит от температурного перепада по высоте сечения и пролета среза (вылета консоли). Величина температурного прогиба в середине пролета был незначительным по сравнению с прогибом в консольной части балки.
С повышением температуры от 70 до 2000 С температурные прогибы балок из обычного тяжелого бетона увеличились при пролете среза а=^ от 1,4 мм до 3,3 мм (на 136%) при а=2,5^ от 1,7 мм до 4,2мм (на 147%). В балках из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе при повышении температуры от 3000 С до 8000 С температурные прогибы увеличились при а=^ от 3,2 мм до 6,1 мм (на 88%), при а=2,5^ от 3,8 мм до 8,5мм (на 124%). При нагружении балок постепенно уменьшались деформации продольной арматуры и хомутов. Температурный выгиб балки также уменьшается и развивается прогиб в направлении приложения нагрузки. Было установлено, что поперечное армирование не оказывает существенного влияния на величину температурного прогиба балок.
В балках из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе без хомутов при нормальной температуре и нагреве прогибы были в среднем в 1,5 раза больше, чем в балках из обычного бетона. Это объясняется повышенной деформативностью жаростойкого бетона.
Значения опытных температурных прогибов балок удовлетворительно согласуются с теоретическими (рис. 2), определенными по формулам [1].
Прогиб / , обусловленный деформациями от неравномерного нагрева бетона по высоте
1
сечения балки, для свободно опертых и консольных балок:
Л
где: -- кривизна от воздействия температуры; $ ~
Рг
для свободно опертых балок равным 1/8 и для консольных балок - I - пролет балки.
В расчетах полный прогиб балок определяется как сумма прогибов от изгибающего момента, поперечных сил и температурного воздействия. Было установлено, что при нагреве прочность и модуль упругости бетона снижается, и это приводит к уменьшению жесткости изгибаемого элемента [2, 3].
=— ^1
коэффициент, принимаемый для
Рис. 2. Температурные прогибы балок при пролете среза: а-равном h0, б-равном 2,5ho;
70, 100, 2000 С - температуры нагрева балок из обычного тяжелого бетона;
300, 500, 800"С - температуры нагрева балок из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе;
- опытные; — — — - теоретические, для балок из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе; ~ * ~~ * ~~ - температуры нагрева балок из обычного тяжелого бетона
На начальных этапах одностороннего нагрева уровень максимальных растягивающих напряжений самоуравновешенной эпюры в бетоне находится ближе к нагреваемой грани сечения. При температурном перепаде 100-1200 С в обычном бетоне и при 150-1800 С в жаростойком бетоне на глиноземистом цементе в пределах высоты сечения балки возникают вертикальные температурные трещины шириной раскрытия 0,01 - 0,08 мм, которые несколько снижают трещиностойкость и жесткость изгибаемого элемента.
Выводы. При нагреве в изгибаемых железобетонных элементах 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. КМК 2.03.04-98. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур. Т., 1998. C. 115.
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. C. 160.
3. Махкамов Й.М., Турсунов С.Т., Хамралиев А.А., Мирзабабаева С.М. Прочность и деформативность бетонов при нагреве. Известия Ошского технологического университета. 2/2005. Ош., 2005. C. 82-87.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ХЛОПКА-СЫРЦА ОТ МЕЛКИХ СОРНЫХ ПРИМЕСЕЙ Усманов Д.А.1, Умарова М.О.2, Абдуллаева Д.Т.3, Ботиров А.А.4 Email: [email protected]
'Усманов Джасур Аминович — кандидат технических наук, доцент;
2УмароваМунаввар Омонбековна — старший преподаватель;
3Абдуллаева Доно Тошматовна — ассистент;
4Ботиров Алишер Ахмаджон угли — ассистент, кафедра начертательной и инженерной графики, строительный факультет, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: данная статья рассматривает вопросы исследования эффективности очистки хлопка-сырца от мелких сорных примесей. Как утверждают авторы, отличие по форме и конструкции сороудаляющей сетки, а также колков барабанов вызвало необходимость в экспериментальном изучении остальных параметров очистителей хлопка-сырца. Создана специальная стендовая установка с широкой возможностью регулирования скоростного режима колково-планчатого барабана в сочетании с сороудаляющей поверхностью, а также зазора между рабочими органами очистителя. Для интенсивного выделения мелкого сора и улучшения ударного воздействия колков на хлопок-сырец, на сороудаляющей поверхности сделаны «карманы», принцип действия которых состоит в том, что после первого удара снижается линейная скорость хлопка-сырца и при падении с кармана он получает новый удар. Ключевые слова: очистка, сор, хлопок-сырец, удар, карман, поверхность, мелкий, скорость, линейный, удар, падение, принцип, очистительный барабан.
STUDY OF THE EFFECTIVENESS OF CLEANING COTTON RAW FROM THE MINOR WEEDY ADMIXTURES Usmanov D.A.1, Umarova M.O.2, Abdullaeva D.T.3, Botirov A.A.4
'Usmanov Djasur Aminovich — Candidate of technical sciences, Docent;
2Umarova Munavvar Omonbekovna — Senior Teacher; 3Abdullaeva Dono Toshmatovna - Assistant;
4Botirov Alisher Akhmadjohn o'g'li - Assistant, DESCRIPTIVE AND ENGINEERING GRAPHICS DEPARTMENT, BUILDING FACULTY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article under discussion examines the study of the effectiveness of cleaning raw cotton from minor weedy admixtures. According to the authors, the difference in the shape and design of the debris net, as well as the drum splitting, necessitated an experimental study of the remaining parameters of the raw cotton cleaners. A special bench installation has been created with a wide possibility of regulating the speed regime of the peg-and-bar drum in combination with a trash removal surface, as well as a gap between working parts of the cleaner. To isolate intensely fine litter and improve the impact of spikes on the raw cotton, "pockets" are made on the decontamination surface, the principle of the actions is revealed in decrease of the linear speed of the raw cotton after the first impact and receiving a new blow in falling from the pocket.
