Материал: 2323

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

качественном включении конструкции обоймы в работу. Главным образом увеличение жесткости тяжей сказывается на уменьшении значений эквивалентных напряжений, следовательно, повышая прочность образца. Из графика можно увидеть, что зависимость между диаметром тяжей и уменьшением эквивалентных напряжений идет по затухающей кривой. Одной из причин потери «эффекта обжатия» заключается в ограниченной относительно не высокой изгибной жесткости продольного уголка.

Анализ результатов расчета позволил численно подтвердить предполагаемую эффективность усиления бетонных призм стальными обоймами:

Применительно к таблице 1:

1)Естественно, что при работе бетонной призмы в стальной сплошной обойме максимально стеснены поперечные деформации образца, практически не возникает поперечного расширения бетона и значения эквивалентных напряжений достигает максимума по модулю. Использование обоймы в качестве усиления практически вдвое позволяет повысить прочность элемента.

2)Изменение шага тяжей непропорционально сказывается на изменение эквивалентных напряжений и усилий в тяжах. Эта «нелогичность» объясняется влиянием местных напряжений возникающих в сечениях с тяжами при относительно малой жесткости уголков обоймы (20х3). Максимальное значение прочности бетонного образца прогнозируется (кроме сплошной

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Y

Загружение 1

Изополя эквивалентных напряжений NE18 Средний слой Единицы измерения - кг/см**2

96

Y

X

Рис. 4. Распределение эквивалентных напряжений а) в уровне между тяжами б) в уровне тяжей

Применительно к таблице 2:

1)Увеличение площади поперечного сечения тяжей при постоянном шаге вызывает существенное снижение поперечных относительных деформаций бетона с тяжами (почти в 10 раз)

ипропорциональное увеличение усилия в тяжах. Однако поперечные относительные деформации бетона между тяжами снизились всего лишь на 4%. А именно снижение этих деформаций будет обуславливать величину предельной нагрузки на конструкцию. Следовательно, прямое увеличение площади сечения тяжей не дает существенного эффекта и при проектировании его необходимо рассматривать в совокупности с шагом тяжей и жесткостными характеристиками обоймы.

Применительно к таблице 3:

1)Увеличение изгибной жесткости уголков обрамления приводит к выравниванию относительных поперечных деформаций бетона в уровне тяжей и между ними (при фиксированных диаметре и шаге стержней). Увеличение изгибной жесткости уголков повышает

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Заключение

Результаты расчетов, приведенные в табл. 1-3 подтверждают, что эффективность усиления существенно зависит от характеристик обоймы (шага и диаметра тяжей, характеристик сечения уголков обоймы). Продолжение исследований намечены в направлениях: поиска оптимального сочетания параметров системы «колонна + уголки обоймы + тяжи»; учета особенностей дискретной работы связи между уголками и бетоном, а именно расчетное выключение расстянутых связей; эффективности предварительного напряжения тяжей; учет физической нелинейности.

Библиографический список

1.Берг, О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона / О.Я. Берг – М., Стройиздат, 1962. – 96с.

2.Карпенко, Н.Н. Об одной характерной функции прочности бетона при трехосном сжатии / Н.Н. Карпенко

//Строительная механика и расчет сооружений. – 1982. – №2. – С.33-36.

3.Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона/ Н.И. Карпенко.– М.: Стройиздат, 1996.– 416 с.

4.Аман Эль-Дин Маамун Дауд. Усиление железобетонных колонн предварительно напряженными элементами и методы их расчета: автореф. дис. … канд. техн. наук: 5.23.01 / Маамун Дауд Аман Эль-Дин; науч. рук. д.т.н., проф. П.В. Иванов/ Ростовская-на-Дону академия стр-ства. – Ростов-на-Дону, 1993. – 23 с.

5.Гулицкая, Л.В. Прочность полых цилиндрических бетонных элементов при трехосном сжатии: автореф. дис. … канд. техн. наук: 5.23.01 /Л.В. Гулицкая; науч. рук. д.т.н., проф. Л.К. Лукша ;БГПА. – Минск, 1991. – 16 с.

COMPUTER SIMULATION OF TRIAXIAL STATE OF STRESS PRISM COMPRESSED CONCRETE

REINFORCED WITH METAL CLIP

M.V. Mosin, A.A. Alexandrov, E V. Tishkov

Abstract. The paper presents the mechanism of destruction of concrete columns on the example of concrete prisms. A con-struction prisms gain compression based on the nature of the destruction of the prisms. The numerical experiment and the results of numerical simulation of a triaxial state of stress of the concrete prism crimped metal clip. Optimization of the cage design parameters for specific sizes of baa-ton prism.

Keywords. Strengthening columns, triaxial, the cage effect, reinforced concrete columns, LIRA SAPR.

97

Мосин Максим Владимирович (Россия, г. Омск) – аспирант группы ТТС-14АСП2, ФГБОУ ВО «СибАДИ»

(644080, г. Омск, пр. Мира, 5; e-mail: maksim.mosin@mail.ru ).

Александров Александр Александрович (Россия, г. Омск) – доктор технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5; e-mail:omsk-aaa@rambler.ru).

Тишков Евгений Владимирович (Россия, г. Омск) – кандидат технических наук, доцент кафедры

«НиСБ» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5; e-mail: evgen2713@mail.ru).

Mosin Maxim Vladimirovich (Russian Federation, Omsk) – graduate student group TTS-14ASP2, FSBEI HE «SibADI» (644080, Omsk, Mira Ave., 5; e-mail: maksim.mosin@mail.ru).

Alexandrov Alexander Aleksandrovich (Russian Federation, Omsk) – doctor of engineering, the associate professor «Building constructions» FSBEI HE «SibADI» (644080, Omsk, Mira Ave., 5; e-mail: omsk-aaa@rambler.ru).

Tishkov Evgeny Vladimirovich (Russian Federation, Omsk) – Candidate of Technical Sciences, the associate professor of FSBEI HE «SibADI» (644080, Omsk, Mira Ave., 5; e-mail: evgen2713@mail.ru).

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

УДК 625.7/8

ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОЛОШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ В ПРИБОРАХ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

А.А. Лунёв, В.В. Сиротюк

ФГБОУ ВО «СибАДИ», Россия, г. Омск

Аннотация. В статье рассматриваются результаты лабораторных испытаний золошлаковых смесей из отвала Омской ТЭЦ-4, работающей на Экибастузском угле. В статье описывается порядок c способ изготовления образцов разной плотности, методика испытаний в приборах трехосного сжатия и результаты исследования.

По результатам экспериментов построены эмпирические зависимости деформационных параметров золошлаковой смеси в зависимости от плотности скелета грунта. Сделаны выводы касательно свойств этого техногенного грунта по сравнению с природными грунтами.

Ключевые слова: золошлаковая смесь, лабораторные испытания, деформативные характеристики, приборы трехосного сжатия.

Введение

В пригородах многих мегаполисов Российской Федерации идет активное строительство объектов транспортной инфраструктуры и подготовка площадок под строительство зданий и сооружений. При этом повсеместно в окрестностях крупных городов отмечается дефицит грунтов пригодного качества. При этом около большинства мегаполисов имеются отвалы угольных теплоэлектростанций, вмещающие миллионы тонн золошлаковых отходов. Согласно многим исследованиям было установлено, что ЗШС могут быть использованы для отсыпки земляного полотна автомобильных дорог и планировочных насыпей при выполнении 98 вертикальной планировки территорий [1-8].

Несмотря на то, что в последние годы отмечается повышенный интерес к использованию этого техногенного грунта в дорожном, промышленно и гражданском строительстве масштабных исследований по определению механических свойств и прочностных параметров золошлаков до сих пор не проводилось. Поэтому многие организации оставляют без внимания этот класс материалов.

В данной статье приведены только результаты испытаний образцов золошлака, чтобы определить зависимость между степенью уплотнения (коэффициентом уплотнения) и деформационными параметрами золошлаковой смеси (модулем упругости Ey, и коэффициентом Пуассона μ), в условиях трехосного сжатия.

Изготовление образцов

Отбор проб золошлаковых смесей производился на золоотвале Омской ТЭЦ-4, в разных местах, как в плане, так и по глубине намыва согласно ГОСТ 12071 [9].

Для исследований в приборе трехосного сжатия (стабилометре) изготавливали образцы нарушенной структуры с заданной плотностью. Для этого использовали большой прибор стандартного уплотнения СоюзДорНИИ. Его заполняли послойно с уплотнением каждого слоя заранее установленным числом ударов.

После уплотнения, прибор стандартного уплотнения с ЗШС помещали в гидравлическое устройство. Гильзу для изготовления образца смазывали тонким слоем технического вазелина и устанавливали режущей кромкой на центр верхней части подготовленного массива грунта. Затем вдавливали гильзу в грунт, используя устройство гидравлического вдавливания производства НПП ГЕОТЕК. Далее, форму размыкали и вынутую гильзу зарезали заподлицо с краем гильзы. В случае выкрашивания частиц с торца образца, он браковался. Процесс вырезания образца показан на рисунке 1.

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Рис. 1. Изготовление образцов для стабилометрических испытаний:

а – вдавливание гильзы в массив ЗШС; б – срезка образца заподлицо с краями гильзы

Готовые образцы взвешивали для контроля степени уплотнения, визуально осматривали кромки и производили консервацию путем заматывания гильзы с образцом в пленку из полиэтилена. Готовые образцы хранились в холодильной установке при температуре 4°C.

Проведение экспериментов

Модуль деформации определяли в камере прибора трехосного сжатия в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при:

Рис. 2. Установка образца в резиновую форму:

а – резиновая форма в обойме; б – образец с закрепленным пористым штампом.

Перед снятием разъёмной формы, подключали устройство для создания вакуума: подключали трубки на верхний и нижний дренаж стабилометра и снижали давление внутри образца на 20 кПа. После этого снимали форму, не опасаясь разрушения образца (создавалось всестороннее обжатие в 20 кПа за счет атмосферного давления).

Готовый образец выдерживали в течение 15 минут и при сохранении пониженного давления устанавливали в камеру прибора. В нижней и верхней частях камеры устанавливались резиновые уплотнители, промазанные техническим вазелином для герметизации камеры от утечек, и устанавливали стеклянный корпус прибора, закрепляя его тремя становыми винтами.

В верхней части устанавливали шток для передачи вертикальной нагрузки, а следом камеру