Учет коррозионных повреждений железобетонных конструкций при динамических воздействиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Макаренков, Егор Александрович

• Макаренков, Егор Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Макаренков, Егор Александрович

Оглавление

Оглавление

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса исследования. Цели и задачи исследования

1.1 Влияние различных видов коррозии на прочность железобетонных конструкций

1.2 Влияние различных видов динамических нагружений на прочность железобетонных конструкций

1.3 Выводы. Цели и задачи исследования

Глава 2. Факторы, влияющие на несущую способность железобетонных конструкций, подверженных динамическому нагружению и коррозии

2.1 Влияние простой ползучести на деформативные характеристики бетона

2.2 Влияние виброползучести на деформативные характеристики бетона

2.3 Длительная прочность и выносливость как показатели работы железобетонных конструкций при динамических нагрузках

2.4 Влияние коррозии и динамических нагружений на жесткость и отпорность

железобетонных конструкций

Глава 3. Теоретическое исследование возможностей анализа напряженно-деформированного состояния при действии динамических нагрузок на подверженные коррозии железобетонные конструкции методом конечных элементов

3.1 Деформационные зависимости для бетона в записи метода конечных элементов

3.2 Деформационные зависимости для железобетона в записи метода конечных элементов

3.3 Метод дополнительных конечных элементов и возможность его применения к рассматриваемой проблеме

3.4 Общие принципы формирования дополнительной расчетной схемы на основе дополнительных нагрузок и дополнительных конечных элементов

Глава 4. Применение метода дополнительных конечных элементов и учет реальных физических факторов работы конструкции

4.1 Описание рассматриваемой конструкции

4.2 Определение модулей деформаций и пределов прочности поврежденных участков конструкции методом интегральных оценок

4.3 Метод конечных элементов применительно к оценке напряженно-

деформированного состояния поврежденной конструкции

Выводы

Список литературы

Приложение 1

Справка о внедрении результатов исследования, полученных в ходе работы над диссертацией

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Учет коррозионных повреждений железобетонных конструкций при динамических воздействиях»

Введение.

С XIX века железобетон используется как один из основных строительных материалов во всем мире. Ввиду массовости его применения постоянно увеличивалось количество научных исследований технологии изготовления железобетонных конструкций, разработки методов расчета конструкций при различных воздействиях, поведения материала во времени. Прочностные и деформативные свойства железобетона, как известно, меняются в процессе эксплуатации железобетонных конструкций, причем, эти изменения могут оказывать как позитивное, так и негативное влияние на надежность и пригодность к эксплуатации зданий и сооружений. На изменения прочностных и деформационных параметров железобетона влияет множество факторов, например, нелинейные и реологические свойства бетона, уровень и характер силовых воздействий, параметры среды, в которой эксплуатируется конструкция, предыстория нагружений и т.д. Понимание реальных физических и химических процессов, происходящих в бетоне при различных воздействиях на него, обеспечивает сохранность конструкции и пригодность ее к эксплуатации во время всего срока службы. Поэтому изучение физических процессов, отражающих реальную работу конструкции с учетом предыстории нагружений, параметров эксплуатационних условий и разрушения бетона имеет актуальное значение. Проблемы обеспечения безопасной эксплуатации, функционального технологического соответствия и, в конечном итоге, долговечности зданий, сооружений, коммуникационных и транспортных систем, ввиду объективно непредотвратимых факторов экстремального природного, технологического, техногенного или диверсионного происхождения, и неминуемых износа и коррозионных дефектов материалов не могут быть досконально решены в устоявшихся условиях существующих расчетных, композиционных, объемно-планировочных и конструктивных концепций. В то же время сокращение объемов капитального строительства новых производственных мощностей ведет к значительным объемам вложений средств, направленных на реконструкцию,

переоборудование, связанное с интенсификацией производственных процессов и использованием более современного оборудования, или усиление как промышленных, так и гражданских зданий и сооружений. В этих условиях встает вопрос об экономичном увеличении силового сопротивления железобетонных конструкций, в том числе эксплуатируемых при динамических воздействиях с учетом того, что конструкции могут быть подвержены коррозии, что, несомненно, влияет на их несущую способность, и другие негативные факторы должны быть устранены или их влияние должно быть минимизировано.

Динамическим воздействиям в той или иной мере подвержены все конструкции зданий, как высотных, тенденция к возведению которых обнаруживается в последние годы как в крупных городах, так и небольших населенных пунктах, так и одноэтажных каркасных, в особенности промышленных зданий. В существующей нормативной документации вопросам учета динамических воздействий при расчете железобетонных конструкций уделено не достаточное внимание, что недопустимо ввиду того, что в процессе реальной эксплуатации железобетонные конструкции всегда подвергаются влиянию динамических воздействий, в том числе и случайных, возникающих в процессе эксплуатации конструкций. Динамические воздействия, оказывающие на конструкции непосредственное влияние, вызывают нарастание силовых несовершенств, бетона, выражающихся в виброползучести и диссипативных потерях, которые не затрачиваются на полезную работу. В [13] также отмечается, что в промышленных зданиях, например, помимо непосредственного динамического, воздействия вибрации от оборудования, могут передаваться через грунт к расположенным в непосредственной близости конструкциям зданий. Данные вибрационные воздействия одновременно вызывают колебания конструкций, а также ведут к изменению физико-механических свойств грунтов оснований путем формирования дополнительных осадок. Очевидно, что подобный эффект передачи вибрации через грунт приведет к резкому снижению прочностных и эксплуатационных качеств строительных конструкций, а в особо опасных случаях может привести к потере несущей способности и, в конечном счете, к разрушению.

Актуальность диссертационной работы обусловлена:

• имеющейся необходимости модернизации производственных мощностей, связанной с устареванием промышленного оборудования, а также необходимостью улучшить производственные показатели предприятий с помощью более современных технологий, использующих машины с динамическими режимами работы;

• развитием городов, а, следовательно, и транспортной системы, строительством новых линий метро, прокладка наземного железнодорожного транспорта, все эти мероприятия обусловливают возникновение динамических воздействий на существующие здания и сооружения;

• изношенностью железобетонных несущих конструкций как гражданских, так и промышленных зданий, обусловленной эксплуатацией в агрессивных средах, отсутствием либо нерегулярностью технического осмотра конструкций, аварийных ситауций на производстве, сопровождающихся выбросом химически агрессивных к бетону веществ, а также нарушением условий эксплуатации;

• отсутствием алгоритма расчета, достаточно подробно описывающего реальные физические процессы, протекающие в железобетонных конструкциях, подверженных коррозии и испытывающих динамические воздействия.

Целью диссертационного исследования является разработка на основе теоретических и экспериментальных данных модели расчета железобетонных конструкций, учитывающей такие факторы, влияющие на конструкции в процессе эксплуатации, либо могущие возникнуть в той или иной экстремальной ситуации, как предыстория нагружений, изменение режима нагружений, интенсификация внешних воздействий на конструкцию, в том числе и коррозионных, и другие. Составленную таким образом модель расчета необходимо применить с привлечением современных средств расчета. Так как современные методы расчета используют метод конечных элементов при оценке напряженно-деформированного состояния, то есть необходимость адаптировать модель расчета к этому методу, для чего необходимо будет создание дополнительной расчетной схемы с заданием конкретных нелинейных и динамических

характеристик, а также характеристик жесткости конкретным конечным элементам.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

• проведен анализ методик определения запаса несущей способности железобетонных конструкций;

• разработана методика определения коэффициента виброползучести и модуля деформаций с учетом предыстории и режима действовавших нагружений;

• выведены определяющие выражения для применения метода дополнительных конечных элементов к анализу напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций при моделировании конструкции объемными конечными элементами;

• разработан алгоритм оценки напряженно-деформированного состояния поврежденной конструкции с учетом предыстории нагружений и интенсификации динамического воздействия на нее, справедливый также и при смене режима нагружений;

• проведена экспериментальная проверка и апробация результатов исследования в практической деятельности.

Объектом исследования является процесс оценки НДС поврежденных конструкций, испытывающих динамические воздействия, в ходе их технического обследования с целью определения пригодности их к дальнейшей эксплуатации.

Предметом исследования являются современные методы оценки технического состояния железобетонных конструкций на основании проведенных технических обследований с учетом возможности массового их применения в инженерной практике при использовании конечноэлементного моделирования при проведении работ.

На защиту выносятся наиболее существенные результаты исследования, имеющие научную и практическую значимость:

• Основные положения методики определения параметров нелинейного расчета с помощью метода интегральных оценок с учетом коррозионных повреждений.

• Теоретические принципы формирования расчетных моделей методом дополнительных конечных элементов.

• Объединение возможностей создания нелинейных расчетных схем с помощью дополнительных конечных элементов и дополнительных нагрузок.

• Общий алгоритм оценки НДС конструкции при анализе результатов технического обследования с объединением метода интегральных оценок и метода дополнительных конечных элементов.

• Экспериментальная проверка и апробация разработанного алгоритма и результатов теоретического исследования диссертационной работы.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке следующих теоретических положений:

• выведении обобщенных аналитических выражений для определения основных начальных параметров нелинейной оценки НДС железобетонных конструкций с учетом их повреждений и предыстории нагружений;

• определении выражений для матриц жесткости объемных КЭ при использовании метода дополнительных КЭ;

• переопределении законов зависимостей при формировании дополнительных нагрузок на расчетную схему;

• общего алгоритма оценки НДС поврежденных железобетонных конструкций с помощью объединения метода интегральных оценок и метода дополнительных конечных элементов;

• учета и оценки с помощью разработанного алгоритма НДС поврежденных железобетонных конструкций на основе анализа конечноэлементной модели, составленной по результатам технического обследования.

Практическая значимость результатов исследования. Разработанный алгоритм оценки технического состояния конструкций предназначен для практической деятельности специализированных организаций, проводящих

мониторинг технического состояния зданий и сооружений, как гражданских, так и промышленных, в связи с возникновением новых внешних факторов, влияющих на работу конструкций. При переоснащении производственных мощностей, а также в случае аварий или планового контроля физического износа конструкций оценка НДС конструкций по разработанному алгоритму позволит спрогнозировать поведение конструкции во время ее дальнейшей эксплуатации, либо же своевременно принять решение о замене конструкции. Более точное моделирование рассматриваемой конструкции позволит отследить опасные скачки напряжений в теле конструкции, а применение достаточно широко распространенного в инженерной среде программного обеспечения позволит применять разработанный алгоритм массово.

Внедрение результатов работы. Положения и результаты настоящей работы использовались в 2012-2014 г.г. при оценке технического состояния некоторых конструкций различных объектов промышленного назначения организацией ОАО «ГИПРОНИИАВИАПРОМ».

Апробация работы. Основные положения проведенных исследований по теме диссертации докладывались автором на международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности», г. Москва, 2013 г.; на Московской научно-практической конференции «Студенческая наука», г. Москва, 2011 г.; на VIII научно-технической конференции «Пути развития науки и образования в проектировании, строительстве и реконструкции зданий и сооружений», г. Москва, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 3 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 статьи в сборниках трудов международных и всероссийских научно-практических и научно-технических конференций.

Структура и объемы работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка из 109 наименований, и

содержит 174 страницы машинописного текста, 112 рисунков, 2 таблиц, 12 графиков и 1 приложение.

Диссертационная работа выполнена в 2010-2014 годах на кафедре Реконструкции и ремонта объектов жилищно-коммунального комплекса ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», Института жилищно-коммунального комплекса под руководством доктора технических наук, профессора Михаила Васильевича Берлинова.

Глава 1. Современное состояние вопроса исследования. Цели и задачи

исследования.

1.1 Влияние различных видов коррозии на прочность железобетонных

конструкций.

Структура бетона меняется в зависимости от возраста, влажности, температуры, условий эксплуатации; режима, уровня, знака и продолжительности воздействия нагрузки, а также при нетрадиционных воздействиях окружающей среды, таких как химиеская коррозия, электромагнитные воздействия и другие.

Кинетика коррозионных повреждений бетона и железобетона рассматривает взаимосвязь скорости и глубины развития коррозии с учетом величины остаточного ресурса силового сопротивления, существенно зависящего от уровня и знака напряженно-деформированного состояния бетона. Проницаемость коррозионно поврежденного сжатого бетона до определенного уровня действующих напряжений существенно ниже, чем проницаемость растянутого бетона. При напряжениях сжатия, пористость бетона временно снижается засчет его уплотнения. При этом продукты коррозии большинства химагрессоров, продвигаются вглубь бетонного тела, «закупоривают» поры и этим уменьшают вероятность дальнейшего проникновения коррозии вглубь тела бетона, скорость продвижения и глубину повреждения с постепенным обнулением скорости и фиксацией предельной глубины. Однако, если в дальнейшем напряжения сжатия увеличатся, произойдет разрушительная деструктуризация и проницаемость бетона для химагрессоров значительно увеличится, что приведет к снижению кольматационного эффекта и, в конечном итоге, изменению типа повреждений -кольматационный тип коррозионного повреждения преобразуется в фильтрационный, что означает беспрепятственное дальнейшее продвижение коррозии вглубь бетонного тела.

Действующие нормативные документы дают оценку степени агрессивности газообразных, жидких и твердых сред в зависимости от концентрации агрессивных веществ среды и характеристик бетона по водонепроницаемости и

вида цемента. Однако в оценке степени агрессивности среды не регламентированы продолжительность ее воздействия, характер и степень повреждений, глубина коррозионного поражения, не учитываются напряженное состояние бетона, арматуры, вторичная защита, температурные, конструктивные и другие факторы.

Среды, в зависимости от содержания и концентрации компонентов, по степени агрессивности подразделяются на неагрессивные, слабо-, средне- и сильноагрессивные. При этом они дифференцированы для бетона и железобетона.

Существующие прикладные методики расчета конструкций, эксплуатирующихся в условиях интенсивных коррозионных воздействий, не учитывают неравновесный и нелинейный характер деформирования железобетонных конструкций. Поэтому для получения достоверных результатов при их расчете и проектировании требуется более полный учет реальных физико-механических свойств материалов на основе феноменологической теории деформирования нелинейного упруго-ползучего тела.

Для качественной оценки силового сопротивления строительных конструкций, эксплуатирующихся в условиях интенсивных коррозионных воздействий, необходимо обеспечить правильный выбор физической модели исследования.

Известно, что силовое сопротивление твердых тел сопровождается диссипацией энергии. Это явление объективно обусловлено физической природой материалов. Любые изменения качества материала, в том числе вызванные несиловыми факторами (старением, износом, физико-химическими повреждениями различного происхождения), а также трансформацией напряженного состояния влияют на процессы рассеивания энергии. Сохранившийся ресурс энергии деформирования определяет потенциал силового сопротивления конструкции.

Современная теория сооружений, за исключением некоторых динамических задач [19, 21, 36, 80 и т.д.], диссипацию энергии не учитывает, а влияние несиловых факторов на процесс диссипирования энергии не принимает во

внимание. Между тем, учет диссипации энергии при деформировании строительных материалов существенен, в частности, для задач устойчивости, отпорности, приспособляемости статически неопределимых конструкций.

Необходимое для решения соответствующих задач построение расчетной модели осуществлено в [20] с использованием следующих предпосылок:

1. Из двух возможных состояний силового сопротивления бетона внешним воздействиям - устойчивого, соответствующего эксплуатационным уровням нагружений и характеризуемого затуханием во времени коррозионных повреждений и деформацией ползучести, и неустойчивого - соответствующего предельно высоким уровням нагружения и характеризуемого лавинным развитием указанных процессов, ограничиваемся первым, устойчивым состоянием и простейшими объектами исследования [18, 20].

2. На этой базе, фиксируя неизменными во времени внешние воздействия и рассматривая эксплуатационную стадию существования сооружения, в [20, 53] принимается трехзонная модель повреждения бетонного тела, испытывающего агрессивные физико-химические воздействия по внешней контактной поверхности и воспринимающую нормальные сжимающие напряжения (рисунок 1.1.1).

Агрессивная среда

в

N.

Ю

а *

о «

а я

и «

"От §

X

_

«

а

н

сЗ

*

О

«

а

я

и

й

«

о.

с

«а

X

Зона А

а

Рисунок 1.1.1 «Трехзонная модель коррозионного повреждения бетонного

тела»

* *

х , а, в - геометрические размеры бетонного тела; г - толщина зоны полного разрушения бетона (Зона А); 5 - глубина коррозионных повреждений (Зона Б);

р - толщина неповрежденной части сечения (Зона В).

В зоне А обнулены все характеристики сопротивления (Яь - прочность бетона, Емг - модуль мгновенных деформаций, Евр - временный модуль

деформаций [21]). По мере удаления от зоны А указанные характеристики восстанавливаются и на границе зон Б и В становятся равными исходным. На

границе зон Б и В имеет место их сопряженный переход. Это позволяет искать

*

функцию повреждений К в виде полинома второй степени:

1=2

(

о<к 1

/=0

ж* (г) %2. I

——=

/=о

/-1

(1.1.1)

где а1 - коэффициенты членов полинома, вычисляемые из условий: при г = р К*{р)=\

( ^. /-1У*» = ш12 V /=о

А ,^ = 0 (1Л.2)

при г = р + Ъ к*(р + 5)= 0,

р 2р 1

откуда а0=1--^; ^ = —; а2 = ~ у (1-1-3)

5 5 5

*/ \ Р2 2р 1

т.е. К (2) = \-у +^2- (1.1.4)

5 5 5

3. Значение 5 определяется как с учетом сочетания номинации и интенсивности воздействий физико-химической коррозионной среды и номинации бетона, так и с учетом напряжений сжатия, влияющих на структуру бетона и его проницаемость. В связи с этим для вычисления 5 принимается методика [17], согласно которой:

6(0 =/и (<х ,та)5кр, (1.1.5)

что вытекает из расчетной модели, учитывающей пропорциональные каждому уровню нагружения параметры противокоррозионного и силового сопротивления,

предложенной в [23], из исходного уравнения, данного с обобщением за счет введения изменчивости параметров кинетики повреждений:

^ = аИ8МГ,где Д5« = 1 ^^, (1.1.6)

dt M'oJ

здесь 5(Mo) " текУЩая глубина повреждения;

Ъкр (/0) - критическое значение глубины повреждений 5, которое определяет

также предельную глубину повреждений Ъкр в случае протекания

кольматационного процесса коррозии, либо определяет начало лавинного разрушения бетона при экстремальных воздействиях на материал; A8(i) - текущий относительный дефицит повреждений; ¿0, t - время начала и время текущего наблюдения;

а,т - параметры кинетики развития повреждений, зависящие от уровня действующих напряжений.

Тогда при т = 0 f0(t)= + a(t-t0) (1.1.7)

при тп — \ f\{t)=\ - А5 и

d-1.8)

Ъкр

при тФ\ (1.1.9) где А6(0 = -, А5(/0 J = -

Ькр Ькр

здесь bKp,b{to),QL,m - параметры, определяемые по эмпирическим данным с

а

учетом уровня расчетных напряжений сжатия г\ = —. Соответствующие функции

Rb

для этих параметров выбираются в виде полинома третьей степени, коэффициенты которых qi находятся из систем алгебраических уравнений по

фиксированным экспериментальным точкам [23]:

i=3

™(л) = Е/т/Л' /=0

(1.1.10)

Графически траектории повреждений представляются рисунком 1.1.2 [23].

5 (t,tQ)

траектория лавинного повреждения ш<0

траектория фильтрационного повреждения ш=1

траектория кольматационного повреждения т>0

Рисунок 1.1.2 «Схема кинетики повреждений в зависимости от знака и

величины параметра т»

В [20] и [23] отмечается, что 8 могут быть вычислены с помощью других алгоритмов, отражающих влияние уровня напряжений сжатия. В связи с этим, знак параметра т служит индикатором состояния силового сопротивления: при т > 0 имеет место устойчивое состояние - происходит кольматационное торможение проникновения повреждений вглубь бетона, а общая их глубина ограничена некоторой асимптотической величиной ^(¿о) ~~ область А;

неравновесные процессы затухают во времени асимптотически стремясь к некоторой предельной величине 8 ;

при т < 0 имеет место неустойчивое состояние; происходит лавинный процесс развития коорозионных повреждений, характеризующийся беспрепятственным продвижением агрессивной среды вглубь материала с неизменной скоростью. [23].

Значения характеристики а в зоне сжатия в зависимости от уровня напряжений находятся эмпирическим путем. В [23] отмечено, что ввиду недостатка

эмпирических данных для параметров проницаемости и сопротивления коррозии растянутого бетона, приходится вынужденно ограничиваться областью сжатия,

а ат

поэтому на данном этапе в области растяжения и при > назначается

ЯЪ ЯЬ

8кр>8пр, т.е. соответственно принимается т- 0. Это будет соответствовать

фильтрационной или лавинной кинетике коррозионной агрессии. Для кольматационного типа повреждений это равнозначно требованию Ъпр (/0) < х

(или более жестко 8 (¿0)< х0, даже 8пр (?0) ^ ), где х1 - высота сжатой зоны изгибаемого железобетонного элемента (причем х0 - некоторое проектное значение; х^ - то же, в случае коррозионного повреждения растянутой рабочей арматуры).

Отсюда следует, что при 8кр>х необходимо учитывать вероятность

5(/) > л:, что равноценно продвижению фронта напряжений в зону растяжения поперечного сечения элемента. Подобное продвижение в свою очередь спровоцирует смену типа коррозионных повреждений, так как в точке е кольматацинный процесс перерастет в фильтрационный (рисунок 1.1.3).

Шо) 1 1 т<0/т=0

А В и £ тХ)

'О {0 1кр г

Рисунок 1.1.3 «Схема перехода от кольматационного к фильтрационному

типу повреждений»

В эксплуатационном состоянии, даже при установившихся внешних воздействиях, различные сечения конструкций могут испытывать различые во времени уровни напряженного состояния. Вместе с тем, каждому постоянному уровню напряженного состояния соответствует свой набор экспериментальных констант Ькр, т, а. С учетом форм кривых зависимости этих параметров от

, данных в [23] (рисунки 1.1.4, 1.1.5), искомые функции можно принимать в виде полинома:

го 1=3 ГО

с 1А у = 2>8, /=0 с А;

38

кр

С ~ N ас

\КЪ)

N

ас

= 5>8;

7 = 0

\къ)

т

(^ \

ас

\КЪ)

1=3

= 1«

/=0

ГП:

А _ V ас

дт

¡V

1=з Л'"1

ст„

=

1=0

V ^ У

(1.1.11)

(1.1.12)

зависимости от уровня сжатия бетона о/Иь»

зависимости от уровня напряжения о/Кь»

Параметры , дт , да. в выражениях (1.1.11) и (1.1.12) находятся в [23] с помощью систем линейных алгебраических уравнений и некоторых

определенных значений искомых параметров, определяемых эмпирически из условий,что

при

= 0

Ькр = 50

(1.1.13)

т = т

при

ЯЬ ЯЬ

при

ЯЬ КЪ

о

§кр ~ §0'

т = тл;

8кР=5г'>

т = 0;

Э5

V А;

дт

/" ' \

А У

о

= 0

(1.1.14)

(1.1.15)

л

здесь - соответствует окончанию процесса линейного деформирования и КЪ

появлению первых микротрещин;

Я,

соответствует началу процесса лавинного образования трещин и

предшествует разрушению бетона.

Также в [23] отмечено, что с ростом напряжений ст(?) в интервале 0-стл

величина Ъкр уменьшается, а т увеличивается. По мере последующего

увеличения напряжений а (7) в интервале а <<зл<Я величина Ъкр

увеличивается, а т уменьшается, стремясь к нулю.

В [23] также подчеркивается, что уровень напряженного состояния, влияет на параметры Ъкр, т и а, и, в то же время, определяет интенсивность и тип

повреждений, т.е. силовое сопротивление бетона.

ст ал

При неубывающем ступенчатом нагружении в интервале — = —

КЬ КЬ

происходит для Ькр - уменьшение, для т - рост параметров. Это означает, что при протекании кольматационного процесса коррозии происходит их

°т Сс стл

торможение. В интервале > — >— установлены рост окр, уменьшение ш,

КЪ КЬ кь

т.е. процесс коррозионного повреждение интенсифицируется. Наконец, в стадии ас аг

г?-!

происходит максимальное увеличение 8 , полное уменьшение КЪ КЪ

значения т до нулевого значения. Смысл последнего утверждения заключается смене кинетического типа повреждений, так как процесс протекания коррозии переходит от кольматационной стадии к фильтрационной, при которой неозбежно разрушение конструкции.

Одновременно в [20] отмечается, что поскольку значения К {г) устанавливается только исходя из геометрических условий сопряжения, постольку выражение (1.1.4) справедливо для всех механических характеристик бетона:

- прочности Яъ(г)= К*(г)Ль (1.1.16)

- меры мгновенной деформации Емг(г) - К*(г)- Емг (1.1.17)

Г°

* / \

- меры ползучести С (г)= (1.1.18)

К {г)

* * / \

- временного модуля деформации Еврл=К (г)Евр л (1.1.19)

- обратимой деформации еоб(г) = К (г)£об, гоб= Ко6б (1.1.20)

4. Аналогично действующим нормативным документам вводится квазилинейная запись реологического уравнения бетонов при сжатии, аффинно отражающая как уровень действующих напряжений и режим (и

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Макаренков, Егор Александрович, 2014 год

Список литературы

1. Аванесов М.П., Бондаренко В.М., Римшин В.И. Теория силового сопротивления железобетона / Под. ред. В.М. Бондаренко/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1996 г. - 169 с.

2. Александровский C.B. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести. Москва. Стройиздат. 1973 г.-432 с.

3. Александровский С. В., Бондаренко В.М., Прокопович И.Е. Приложение теории ползучести к практическим расчетам железобетонных конструкций. В кн. Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций (состояние, проблемы и перспективы развития) - Москва. Стройиздат, 1976 г. - 351 с.

4. Арутюнян H. X. Некоторые вопросы теории ползучести. Москва, Ленинград. Гостехтеориздат. 1952 г. - 327 с.

5. Арутюнян H. X. Ползучесть стареющих материалов. Ползучесть бетона. // Инженерный журнал «Механика твердого тела», №6, 1967 г.

6. Байков В.Н. Проектирование плоских и пространственных систем с учетом совместной работы сборных железобетонных элементов. // В кн.: VI конференция по бетону и железобетону. Материалы секций конференции, подготовленные центральным направлением НТО Стройиндустрии, третья секция. Москва, 1959 г. -с. 3-9.

7. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -Москва. Высшая школа. 1968 г. - 531 с.

8. Белов H.H., Д.Г. Копаница, О.Г. Кумпяк, Н.Т. Югов Расчет железобетонных конструкций на взрывные и ударные нагрузки. Изд-во Нортхэмптон. Томск. 2004 г.-с. 165-168.

9. Берг О.Я. Физические основы теории бетона и железобетона. Москва. Государственное издательство по строительству, архитектуре и строительным матриалам. 1962 г. - 96 с.

10. Берг О.Я., Писанко Г.Н., Хромец Ю.Н. Исследование физического процесса разрушения бетона под действием статических и многократно повторных нагрузок. // Труды ВНИИ транспортного строительства. Вып. 19. 1961 г.

11. Бердичевский Г.И., Макаров H.A., Павлов С.П. О предельных величинах обжатия бетона в предварительно напряженных конструкциях. // Известия ВУЗов. Вып. №5. Строительство и архитектура. 1968 г.

12. Берлинов М.В. Основания и фундаменты — Москва. Высшая школа. 1999 г. -161 с.

13. Берлинов М.В. «Основы комплексной оценки динамической работы строительных конструкций при вибрационных воздействиях промышленного оборудования». Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук. Москва. 2005 г. - 302 с.

14. Биби Э.В., Нараянан P.C. Руководство для проектировщиков к Еврокоду 2: проектирование железобетонных конструкций: Руководство для проектировщиков к EN1992-1-1 и EN1992-1-2. Еврокод 2: проектирование железобетонных конструкций. Общие правила и правила для зданий. Противопожарное проектирование строительных конструкций. Пер. с англ. М.: -Изд-во МГСУ. 2012 г. - с. 74-79.

15. Бидный Г. Р. Расчет железобетонных контрукций методом конечных элементов. Кишинев. Изд-во «Штиинца. 1979 г. - 224 стр.

16. Боговис Виталий, Водопьянов Роман Программный комплекс ЛИРА версии 9.6 для автоматизированного расчета и проектирования конструкций. // САПР и графика. Вып. №4 - 2009 г. - с. 105-105.

17. Бондаренко В.М. Диссипация энергии при цикловом нагружении конструкции и её влияние на их силовое сопротивление. // Строительная механика и расчет сооружений. Вып. №3. 2008 г. - с. 12-15.

18. Бондаренко В.М. К вопросу об учете диссипации энергии при оценке устойчивости. // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - Вып. №4. - 2008 г.

19. Бондаренко В.M. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона, Изд-во Харьковского госуниверситета. Харьков. 1968 г. - 323 с.

20. Бондаренко В.М. О влиянии коррозионных повреждений на диссипацию энергии при силовом деформировании бетона. // Бетон и железобетон. Вып. №6. 2009 г. - стр. 24-27.

21. Бондаренко В.М. О назначении оптимальных поперечных сечений колеблющихся конструкций. // Вестник Академия строительства и архитектуры УССР. Вып. №4. Киев. 1959 г. с. - 23-28.

22. Бондаренко В.М. Расчет виброползучести бетона. - В кн.: «Ползучесть и усадка бетона». Киев. 1969 г. - 172 с.

23. Бондаренко В.М. Феноменология кинетики повреждений бетона железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивной среде. // Бетон и железобетон. Вып. №2. 2008 г. - с. 25-28

24. Бондаренко В.М., Бондаренко C.B. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. - М: Стройиздат, 1982 г. - 285 с.

25. Бондаренко C.B., Санжаровский P.C. Усиление железобетонных конструкций при реконструкции зданий. - М: Стройиздат, 1990 г.

26. Бондаренко В.М., Ягупов Б.А. Жесткость и отпорность поврежденного коррозией железобетона, оцениваемая с учетом диссипации энергии // Бетон и железобетон. Вып. №6. 2008 г. - с. 24-28.

27. Бондаренко В.М., Ягупов Б.А. К вопросу о расчетной оценке ползучести бетона. // Academia, архитектура и строительство. Вып. № 3. Изд. РААСН. 2006 г.

28. Васильев П.И. Связь между напряжениями и деформациями в бетоне при сжатии с учетом влияния времени // Известия ВНИИГ. Т. 45, Госэнергоиздат, 1957.-с. 78-92.

29. Гвоздев A.A. Некоторые особенности деформирования бетона и теория ползучести. - В книге: Ползучесть строительных материалов и конструкций. Москва. Стройиздат. 1964 г.

30. Гвоздев A.A. Расчет несущих конструкций по методу предельного равновесия. Москва. Госстройиздат. 1949 г. - 280 с.

31. Гвоздев A.A., Залесов JI.C. К расчету прочности наклонных сечений железобетонных элементов. // Бетон и железобетон. Вып. № 11. 1978 г. - с. 27-28.

32. Гвоздев A.A., Залесов JI.C., Титов И.А. Силы зацепления в наклонных трещинах. // Бетон и железобетон. Вып. № 7. 1975 г. - с. 44-45.

33. Гвоздев A.A., Карпенко Н.И. Работа железобетона с трещинами при плоском напряженном состоянии // Строительная механика и расчет сооружений. Вып. № 2. 1965 г. - с. 20 - 23.

34. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона - М.: Стройиздат, 1974 - 316 с.

35. ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля». Москва. Стандартинформ 2014. - с. 14.

36. Давиденков H.H. О рассеивании энергии при вибрациях // Ж.Т.Ф., т. VIII, 1938 г.-с. 42-68.

37. Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий. Пер. с англ. Минск. Минстройархитектуры. 2010 г.-с. 176-178.

38. Ермакова A.B. Дополнительные нагрузки для расчета конструкций по предельным состояниям методом конечных элементов. // Вестник УГТУ-УПИ №11 (41). Строительство и образование. Сборник научных трудов. -Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2004 г. - с. 100-102.

39. Ермакова A.B. «Метод дополнительных конечных элементов для расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям». - М.: Издательство АСВ. 2007 г. - 126 с.

40. Ермакова A.B. Нелинейный расчет железобетонных конструкций методом дополнительных конечных элементов. // Бетон и железобетон. Вып. №6. 2009 г. -с. 28-30

41. Ермакова A.B. Расчет железобетонных конструкций, работающих в условиях плоского напряженного состояния, методом конечных элементов с учетом специфических свойств железобетона. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук. Челябинск. ЧПИ. 1990 г. - 259 с.

42. Ермакова A.B. Расчет железобетонных конструкций, работающих в условиях плоского напряженного состояния, с помощью программы «Элемент-1» // Исследования по бетону и железобетону. Челябинск. ЧПИ, 1989 г. - с. 15-18.

43. Журков С.Н. «Проблема прочности твердых тел». // Вестник АН СССР. Вып. № И. 1957 г. - с. 78-82.

44. Зайцев Ю.В. Упрощенный способ расчета железобетонных рам с учетом перераспределения усилий. // Материалы научно-технической конференции, посвященной 50-летию Великой Октябрьской социалистической революции. Вып. № 9. Москва. 1968 г.

45. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Москва. Изд-во Мир. 1975 г.-541 с.

46. Ивашенко Ю.А. Безригельные сборные железобетонные конструкции одно-и многоэтажных зданий. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук. Челябинск. ЧПИ. 1989 г. - 436 с.

47. Ильюшин A.A., Огибалов П.М. Метод малого параметра и теория нелинейной вязкоупругости. // Прикладная механика. Вып. № 5. 1966 г.

48. Карапетян К.С. Влияние старения бетона на зависимость между напряжениями и деформациями ползучести. // Изв. АН Армянской ССР. Серия физ.-матем. наук. т. XII. Вып. № 4. 1959 г.

49. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. Москва. Стройиздат. 1996 г.-416 с.

50. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. Москва. Стройиздат. 1976 г. - 208 с.

51. Карякин A.A. Расчет железобетонных балок методом конечных элементов с учетом пластичности бетона, образования трещин, дискретного расположения арматуры и ее сцепления с бетоном. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук. Челябинск. ЧПИ. 1978 г. - 289 с.

52. Клованич С.Ф., Безушко Д.И. Метод конечных элементов в нелинейных расчетах пространственных железобетонных конструкций. Одесса. Издательство ОМНУ. 2009 г. - 90 с.

53. Комохов В.П., Латыпов В.М., Латыпова М.В. Долговечность бетона и железобетона. Уфа. Изд-во «Белая Река». 1998 г. - 216 с.

54. Корзун С.И. О зависимости деформаций ползучести бетона от напряжений. - В книге: Ползучесть и усадка бетона. Москва. Стройиздат. 1969 г.

55. Кулыгин Ю.С., Белоборов И.К. Деформации бетона при многократно повторяющихся нагрузках. // VI конференция по бетону и железобетону. 1966 г. Материалы секций конференции, подготовленные НИИ бетона и железобетона, вып. I. Москва. 1966 г.

56. Лейтес Е.С. Построение модели деформирования бетона на основе теории пластического течения. // Строительная механика и расчет сооружений. Вып. № 2. 1987 г.-с. 36-39.

57. Лермит Р. Проблемы технологии бетонов. Пер с фр. / Под ред. и с предисл. А. Г.Десова. Изд. 2-е. - М.: Издательство ЖИ. 2007 г. - 296 с.

58. Макаров Е. Инженерные расчеты в МаЙ1сас1 15: Учебный курс. - СПб.: Питер. 2011 г.-400 с.

59. Макаров Е. Теория пластичности и ползучести для инженеров: курс лекций и пакет МаШсаё-программ по курсу. - СПб.: Питер. 2013 г. - 86 с.

60. Малашкин Ю.Н., Прядко Н.В. Ползучесть бетона при напряженном состоянии сжатие-расжатие. // Бетон и железобетон. Вып. № 3. 1979 г. - с. 26-27.

61. Мигунов В.Н. Влияние внутренних факторов железобетонных конструкций на коррозионную сохранность арматуры класса А-1 и А-Ш в трещинах бетона. // Изв. вузов. Строительство. Вып. № 11. 2001 г. - С. 125-129.

62. Мигунов В.Н. Влияние внутренних факторов на скорость образования продольных трещин железобетонных конструкций с учетом коррозионного поражения арматуры класса А-1 и А-Ш // Изв. вузов. Строительство. Вып. № 3. 2003 г.-с. 121-123.

63. Мигунов В.Н. Влияние переменной нагрузки и амплитуды изменения ширины раскрытия трещин на коррозионное поражение арматуры в трещинах железобетонных конструкций // Изв. вузов. Строительство. Вып. № 10. 2002 г. -с. 134-137.

64. Мигунов В.Н. Прогнозирование долговечности железобетонных конструкций с учётом образования продольных трещин. // Изв. вузов. Строительство. Вып. № 11-12. 2009 г. - с. 101-107.

65. Митрофанов В.П. Напряженно-деформированное состояние, прочность и трещинообразование железобетонных элементов при поперечном изгибе. Автореферат диссертации на соискание научной степени кандидата технических наук. - М., 1982 г. - 41 с.

66. Михайлов К.В. Основы расчета железобетонных конструкций на выносливость. — В книге: Расчет и конструирование элементов железобетонных конструкций. Москва. Стройиздат. 1964 г.

67. Назаренко В.Г., Ярин Л.И. Оптимальное проектирование равнопрочных изгибаемых статически неопределимых стержневых систем из упругопластического материала. // Исследование по теории сооружений. Вып. № 19. Москва. 1972 г.

68. Оатул A.A. Предложения к построению теории сцепления арматуры с бетоном. // Бетон и железобетон. Вып. № 12. 1968 г. - с. 8-10.

69. Оатул A.A., Карякин A.A., Кутин Ю.Ф. Расчет и проектирование элементов железобетонных конструкций на основе применения ЭВМ. Конспект лекций. - Ч. 4 / Под ред. А. А. Оатула. Челябинск. ЧПИ. 1980 г. - 67 с.

70. Одинг И.А., Иванова B.C., Бурдукский В.В. и др. Теория ползучести и длительной прочности металлов. Москва. «Металлургия». 1959 г.

71. Орлов С. Л. Экспериментальные исследования физических причин разрушения бетона в конструкциях под воздействием различных нагрузок. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук. Москва. 2003 г. - 130 с.

72. Писаренко Г.С. Колебания упругих систем с учетом рассеяния энергии в материале. Киев. Наукова думка. 1957 г. - 240 с.

73. Пособие к СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ЦНИИПромзданий. НИИЖБ. - М.: ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005 г. - 214 с.

74. Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций. - JL: Судостроение. 1977 г. - 280 с.

75. Прокопович И. Е. Влияние длительных процессов на напряженное и деформированное состояние сооружений. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. Москва, 1963 г.-254 с.

76. Прокопович И. Е. Основы прикладной линейной теории ползучести. Киев. Вища школа. 1978 г. - 144 с.

77. Прокопович И.Е., Зедгенидзе В. А. Прикладная теория ползучести - Москва. Стройшдат. 1980 г. - 240 с.

78. Прокопович И. Е., Улицкий И.И. О теориях ползучести бетонов. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. Вып. № 10. 1963 г.

79. Ребиндер П.А. Физико-химические закономерности процесса деформации твердыъ тел. // в кн.: Юбилейный сборник, посвященный тридцатилетию Великой Октябрьской социалистический революции. 4.1. Москва-Ленинград. Изд-во АН СССР. 1947 г.-с. 553-575.

80. Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций. / НИИЖБ Госстроя СССР. - Москва. Стройиздат. 1988 г.-120 с.

81. Руководство пользователя Лира 9.0 [Электронный ресурс] Режим доступа: http://sdb.su/svalka/468-kniga-l-rukovodstvo-polzovatelva-lira-versiva-9-0-chast-2-iz-2.html

82. Скудра A.M. Длительная прочность нелинейно-деформирующегося упруговязкого тела. // В сборнике: Ползучесть строительных материалов и конструкций. Москва. 1964 г. - с. 254-261.

83. Смирнов А.Ф., Александров A.B., Лащенников Б.Я., Шапошников H.H. «Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений. - Москва. Стройиздат. 1984 г. - 415 с.

84. СНиП 2.03.01-84* Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. - М.: ОАО «ЦНИИПромзданий», в ред. 1.02.1989. - 155 с.

85. Сонин С.А. Сборно-монолитные тавровые балки перекрытий подземных сооружений с бесшпоночным контактом и передачей нагрузки на сборную часть. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук. Челябинск. ЧПИ. 1985 г. - 255 с.

86. Сонин С.А., Карякин A.A. Экспериментальные и теоретические исследования сборно-монолитных балок таврового сечения. Исследования по строительной механике грунтов. Челябинск. ЧПИ. 1979 г. - с. 144-154.

87. Сорокин Е.А. Динамические характеристики строительных материалов и конструкций. // в кн.: Строительная динамика сооружений. Москва. Стройиздат, 1972 г.

88. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. Москва. 1960 г. - 275 с.

89. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. - Москва. ОАО «ЦНИИПромзданий». 2004 г. - 78 с.

90. Техническое заключение. Арх. № 021-011-005 «Обследование технического состояния строительных конструкций цеха ремонта и сборки авиадвигателей». // ОАО «ГИПРОНИИАВИАПРОМ». г. Москва. 2011 г.

91. Улицкий И.И. Определение величин деформаций ползучести и усадки бетонов. Госстройиздат УССР. Киев. 1963 г. - 131 с.

92. Улицкий И.И. Теория и расчет железобетонных стержневых конструкций с учетом длительных процессов. Издательство «Буд1вельник». Киев. 1967 г. - 345 с.

93. Якутии Г.С. Испытание конструкций динамическими нагрузками. Изд-во ДГУПС. Хабаровск. 2006 г. - 53 с.

94. Яшин A.B. Ползучесть бетона в раннем возрасте. // Тр. НИИЖБ. выпуск 4. Исследование свойств бетона и железобетонных конструкций. Москва. Стройиздат. 1959 г. - с. 18-73.

95. Яшин А.В. Рекомендации по определению прочностных и деформационных характеристик бетона при неодноосных напряженных состояниях. - Москва. НИИЖБ. 1985 г.-72 с.

96. Beeby A.W. and Narayanan R.S. «Designers' guide to Eurocode 2: Design of concrete structures. Designers' guide to EN1992-1-1 and EN1992-1-2. Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for buildings and structural fire design». London. Thomas Telford Publishing. 2010.

97. Davis R.E., Davis H.E. «Flow of Concrete Under the Action of Sustained Loads». Journal of the American Concrete Institute, vol. 2, № 7, March, 1931.

98. Davis R.E., Davis H.E., Brown E.H. «Plastic Flow and Volume Changes of Concrete». Proceedings of the American Society for Testing Materials, vol. 37, 1937.

99. Fenwik R.C., Paulay T. «Discussion of the paper by J.NJ. Kani» // ACI Journal. - 1964.-Proc. Vol. 61.-№12.

100. Fenwik R.C., Paulay T. «Mechanisms of the Shear Resistance of Concrete Beams». // Proc. of the ASCE. - Oct. 1968. - Vol. 94. - NST 10.

101. Garofalo F. «Fundamentals of creep and creep-rupture in metals». New York. 1965, XIV, 258 pp. ill., 4.50 doll. Amer. Book. Pabl. Rec. 2, 1965, 6.

102. Glanville W.H. «Studies in Reinforced Concrete». Building Research Technical Paper, №12, III, The Creep or Flow of Concrete Under Load, 1930.

103. Glanville W.H. and Thomas F.G. «Further Investigations on the Creep or Flow of Concrete under Load, Studied in Reinforced Concrete IV». Building Research Technical Paper, №21, London, 1939.

104. Kotsovos M.D. A mathematical description of the strength properties of concrete under generalized stress // Magazine of concrete research.-1979.-Vol.31.-№108.-P. 151157.

105. Мое I. «Discussion: Shear and Diagonal Tension by ACI-ASCE Committee 426». // ACI Journal. - 1962. - Proc. Vol. 59. - №9.

106. Shank J.R. «Discussion of a Paper of R.E. Davis - Flow of Concrete under Sustained Compressive Stress». Journ. of the Amer. Concr. Inst., vol. 24, Proc. 1928.

107. Stroeven P. «Some morphometric aspect of load transfer in cracked sections of sfrc. Механика и технология на композицонните материале»: Докл. 3 нац. конф. -Варна. 1982.-с. 568-571.

108. Taylor H.P.J. «Investigation of the forces carried across cracks in reinforced concrete beams in Shear by interlock aggregate». London. Cement and Concrete Association. TRA 447. - Nov. 1970.

109. Walrraven J.C. «Scheurvertandigung». - Cement, 1981.- XXXIII. №6. - P. 406412.