Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кудзис А.П. Предварительно-напряженный полимерцементный бетон

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
8.99 Mб
Скачать

А. П. КУДЗИС

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО­ НАПРЯЖЕННЫЙ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН

Издательство «Минтис» Вильнюс — 1974

A. KUDZYS

ITEMPTASIS

POLIMERCEMENTINIS

BETONAS

Leidykla „Mintis"

Vilnius — 1974

A. KUDZYS

PRESTRESSED

POLYMERCEMENT

CONCRETE

"Mintis" publishing house Vilnius — 1974

УДК 624.012.46:691.175

Предварительно-напряженный полимерцементный бетон.

А. П. Кудзис. Издательство «Минтис», Вильнюс, 1974, 200 стр. Таблиц 31. Иллюстраций 39. Библиографий 112.

В монографии излагается вопрос применения водорас­ творимых полимерных добавок в бетоне, предназначенном для изготовления предварительно-напряженных конструкций. Опи­ сываются некоторые технологические особенности и основ­ ные механические свойства полимерцементного вибрированного и центрифугированного бетона при кратковременном и дли­ тельном нагружении.

Рассматривается напряженное состояние предваритель­ но-напряженных элементов. Излагаются новые методы расче­ та потерь предварительного напряжения от усадки и ползуче­ сти бетона, а также способы определения деформаций преднапряженных элементов. Приводятся результаты исследований деформаций, трещиностойкости и прочности конструкций из предварительно-напряженного полимерцементного бетона, в том числе бетона, твердеющего в условиях инфракрасного об­ лучения. Даются алгоритмы расчета рациональных предвари­ тельно-напряженных элементов с применением ЭВМ. Рас­ сматривается вопрос эффективности применения полимерце­ ментного бетона в предварительно-напряженных конструкциях.

Книга предназначена для широкого круга читателей: ин­ женерно-технических работников проектных и строительных организаций и предприятий сборного железобетона, а также для научных работников, аспирантов и студентов.

I

>

i

Г

 

 

РКоН |-

 

чш альк':

 

/А333

0329—018

124—73

М851(10)—74

(g) Вильнюс, издательство «Минтис», 1974.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Широкое использование в индустриальном строительстве новых эф­ фективных строительных материалов и конструкций обеспечивает по­ вышение качества, надежности, долговечности и экономичности зданий и сооружений, а также снижение материальных и трудовых затрат. Железобетон как важнейший материал в капитальном строительстве по­ лучит дальнейшее развитие, поэтому успешное решение проблем ин­ дустриального строительства в значительной степени зависит от того, какими новыми прогрессивными свойствами будут обладать бетон и железобетон.

Основными направлениями технического прогресса железобетона являются дальнейшее совершенствование предварительно-напряженных конструкций, а также повышение прочности, качества бетона и арма­ туры. Решению этих задач может эффективно способствовать исполь­ зование в строительстве конструкций из полимерцементного бетона, представляющего собой цементный бетон с добавками полимерных смол.

Исследования, проведенные во Всесоюзном научно-исследователь­ ском институте новых строительных материалов, в Ленинградском и Московском институтах инженеров железнодорожного транспорта и дру­ гих научных учреждениях, показали, что полимерные добавки могут значительно увеличить водонепроницаемость, трещиностойкость, моро­ зостойкость, износостойкость и долговечность бетона. При этом улучше­ ние физических, механических и реологических свойств бетона дости­ гается применением сравнительно небольшого количества полимерных смол.

Полимерцементный бетон позволяет не только увеличить долговеч­ ность железобетонных конструкций, но и способствует повышению их прочности, трешиностойкости и жесткости, что приводит к значитель­ ному облегчению веса несущих элементов. Применение предваритель­

5

но-напряженного полимерцементного бетона может быть весьма эффек­ тивным, особенно в тех случаях, когда конструкции находятся в агрес­ сивной среде, испытывают воздействие высоких и низких температур, а

также работают под динамической или ударной нагрузкой. Очень пер­ спективно применение предварительно-напряженного полимерцементно­

го бетона в строительстве подводных, плавучих и других морских соору­ жений.

Удобоформуемость полимерцементных бетонных смесей и неболь­ шая продолжительность тепловой обработки изделий позволяют повы­ шать производительность труда при изготовлении и возведении железо­ бетонных конструкций.

Однако физико-механические свойства полимерцементного бетона изучены еще недостаточно, не определены области рационального ис­ пользования такого бетона. В отечественной и зарубежной литературе содержится весьма мало данных о результатах исследования и приме­ нения полимерцементного бетона в несущих конструкциях, армирован­ ных предварительно-напряженной и ненапряженной арматурой. Отсут­ ствие достаточно полного научного обоснования надежной работы эле­

ментов из предварительно-напряженного полимерцементного

бетона

под нагрузкой и другими внешними воздействиями является

опреде­

ленным препятствием для проектирования и возведения новых прогрес­ сивных конструкций.

В настоящей монографии приводятся основные результаты иссле­ дования механических свойств конструктивного полимерцементного бе­ тона с водорастворимыми полимерными добавками и напряженно-де­ формированного состояния предварительно-напряженных элементов из такого бетона, полученные на кафедре железобетонных конструкций Вильнюсского инженерно-строительного института. Экспериментальные исследования выполнили кандидаты технических наук В. И. Вайткявичюс, Р. А. Гаралявичюс, А. Б. Квядарас, Г. В. Марчюкайтис, И. Ю. Мотеюнас, Р. С. Подагель и А. Л. Шнюкшта.

Автор выражает благодарность д-ру техн. наук, проф. О. Я. Бергу и его сотрудникам за ценные замечания, сделанные ими при чтении рукописи монографии, а также Г. К. Тульцявичюте, осуществившей графическую подготовку рукописи к печати.

6

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Т — время;

Ti и %2 — время соответственно начала и окончания обжа­ тия бетона;

ti и t2 — время начала и окончания приложения длитель­ но действующей части внешней нагрузки на элемент;

Т\ и Т2 — время начала и окончания приложения кратко­ временной части внешней нагрузки на элемент; Ан и А'н ■— напрягаемая продольная арматура, расположен­ ная в зоне соответственно растянутой и сжатой

действием внешней нагрузки;

FHи F'H— площади сечения арматуры соответственно Ав и

А'в,

h ш Н0 — фактическая и расчетная высота сечения; b — ширина сечения или его ребра;

Fa

и /с — площадь и момент инерции бетонного сечения;

Ун

и Ун — расстояния от центра тяжести бетонного сече­

 

ния до арматур соответственно Лн и Ан';

 

Уб — то же, до крайнего фибра сжатой от внешней

 

нагрузки зоны;

г=у„+ун; Еа — модуль упругости арматуры;

Еб(Т)

— модуль упругости бетона в момент времени Т;

п(Т)= EJEa(T)-,

 

FB(T), Ia(T), W0(T),

— геометрические

характеристики приведенного

Уя(П Ун (Л. Уб(Л

сечения в момент времени Т;

 

Гяв(Т) и гкл(Т) — расстояния от

центра тяжести приведенного се­

 

чения соответственно до нижней и верхней яд­

 

ровой точки в момент времени Т;

1

 

FBC — приведенная по стоимости площадь поперечного

 

 

сечения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eyn(ti) — упругая

относительная

деформация

бетона при

 

 

мгновенном обжатии;

 

 

 

 

еуп(тг) и eyn(ti)

— то же, в момент времени соответственно т2 и ti;

8 6 (^2 ,1 1 ) и

гоОьп)

— суммарная

(упругая,

пластическая

и

усадоч­

 

 

ная) относительная деформация бетона в момент

 

 

времени соответственно т2 и t\\

 

 

 

еуп(йг)

— упруго-мгновенная

относительная

деформация

 

 

бетона в момент времени U от длительно дейст­

 

 

вующей части нагрузки;

 

 

 

ее(Ju h)

— неупругая относительная деформация бетона в

 

 

момент времени Т\ от совместного действия уси­

 

 

лий обжатия и внешней нагрузки;

 

 

 

v (т2)

= еуп(т2)/еб(т2,Т1)

и i|)(7 i) = Syu(t\)h5(t\,%\)

коэф­

 

 

фициенты упругой деформации бетона в момент

 

 

времени соответственно т2 и ti;

 

 

 

vy (r2)

= 8yn(Ti)/86(T2,Ti)

и i|5y(^i)=eyn(Ti)/e6(7/ti)

— ко­

 

 

эффициенты условной упругой деформации бето­

 

 

на в момент времени соответственно т2 и t\\

 

 

— характеристика

неупругой

деформации

бетона

 

 

в момент времени Т\\

 

 

 

 

 

и cto(ti) — средние значения предварительного напряжения

 

 

арматуры соответственно Ан

и А» в момент на­

 

 

чала обжатия бетона; при натяжении арматуры

 

 

на упоры учитываются потери от релаксации

 

 

напряженной стали, деформации анкеров и

 

 

стальных форм или разности температур арма­

 

 

туры и устройств, воспринимающих усилие на­

 

 

тяжения; при натяжении арматуры на затвер­

 

 

девший бетон учитываются потери от деформа­

 

 

ции анкеров, трения арматуры о стенки каналов

 

 

и деформации обжатия швов между сборными

 

 

блоками;

 

 

 

 

 

 

 

сг0(т2) и gq(т2) — то

же,

в

момент

окончания

обжатия бетона;

Со^)

и cto(?i) — то

же,

в

момент

начала приложения

внешней

 

 

нагрузки;

 

 

 

 

 

 

 

8

сн(тг) и Стн (т2) — средние

значения фактического напряжения

ар­

 

матуры

соответственно Ав и

А’н

в

момент

вре­

 

мени п;

 

 

 

 

 

 

cH(?i) и cth(?i) — то же, в момент времени

 

 

 

 

<уб(ту) и (Тб (тх) — нормальные

напряжения бетона

на

уровне

ар­

 

матуры

соответственно Ая и

А'н

при упруго­

 

мгновенном обжатии;

 

 

 

 

стб (т2) и стб (т2) — то же, в момент времени т2;

 

 

 

 

сб((1) и <3б (fj)

— то же, в момент времени

 

 

 

 

стб.д (h) и ®б.д (*2) — нормальные

напряжения бетона

в

момент

вре­

 

мени t2

на

уровне арматур

соответственно

Лн

аб(?2) и об (t2)

и Лн от длительно действующей части нагрузки;

— то же, от усилий обжатия и внешней нагрузки;

<Tn.y(*i,Ti)

— потери предварительного напряжения арматуры

 

от усадки бетона;

 

 

 

 

ti)

— то же, от усадки и ползучести бетона;

 

N0 = No(T)

— равнодействующая усилий в напрягаемой арма­

 

туре в момент времени Т при напряжении бе­

ео= ео(Т)

тона, равном нулю;

 

 

 

 

— эксцентриситет этой равнодействующей;

 

Ф0(Т) и Ф'0(Т)

— характеристики сечения, выражающие величину

 

отношения напряжения бетона к предваритель­

 

ному напряжению арматуры

соответственно

Аа

 

и Ав' в момент времени Г;

 

 

 

 

Фв(Т) и Ф'в(Т) — то же, к фактическому напряжению арматуры;

Япр(Т) и R(T)

— призменная и кубиковая прочности бетона в мо­

 

мент времени Т;

 

 

 

 

Rp(T)

— прочность бетона при растяжении в момент вре­

 

мени Т;

 

 

 

 

 

 

Rp (Т) — то же, после длительного сжатия бетона;

 

t)(ti) = ac(T i)/^(n)

— относительное обжатие бетона;

 

 

 

/b(ti)

упруго-мгновенный выгиб элемента;

 

 

fв(тг, Ti) и fB(^ь Tj)

выгибы элемента в моменты времени соответст­

 

венно Х2 И t \ \

 

 

 

 

 

fn(t2, ^i)

— начальный прогиб элемента от длительно дейст­

 

вующей части нагрузки;

 

 

 

 

fn(Ti,t2)

— прогиб элемента вследствие неупругих деформа­

 

ций бетона от длительного действия нагрузки;

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ