Проектирование зданий в особых условиях строительства и эксплуатации. Анотонов В.М - 128 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

10.5 ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ
Железобетонные конструкции. В результате коррозии бетона происходит деградация защитного слоя и коррозия арматуры.
Продукты коррозии вызывают образование трещин, ориентированных вдоль арматуры, и отслаивание защитного слоя бетона. При
этом изменяются механические свойства материалов, характер сцепления арматуры с бетоном, снижается долговечность
конструкций и в целом зданий и сооружений.
С целью совершенствования методов расчета предложены различные математические модели, описывающие деформирование
и разрушение конструкций. Так, по предложению И. А. Овчинникова и его учеников в качестве модели проникания агрессивной
среды принята схема "размытого" фронта в виде
()
(
)
()
()
()
2
0
0,
,,,
1
xLt
Cxt x Lt
xx
C
Lt Lt
〉
=≤

−α +β



(10.3)
где С(x, t) – концентрация агрессивной среды по сечению; x – координата сечения; t – время; С
0
– концентрация агрессивной среды
на поверхности конструктивного элемента; α, β – коэффициенты; L(t) – закон продвижения границы размытого фронта вглубь
конструктивного элемента;
(
)
,
nj
jj
tmtL = (10.4)
где m, n – эмпирические коэффициенты; j = 1 – для растянутой зоны сечения, j = 2 – для сжатой.
Совокупность процессов химического воздействия агрессивной среды, например, сульфатов с бетоном, интегрально
описывается уравнением химического взаимодействия, составленным относительно параметра µ,
()
,1 µ−=
µ
gC
d
t
d
(10.5)
где g – коэффициент пропорциональности.
Модель деформирования бетона, как линейно-деформируемого материала без агрессивных компонентов
<σε−ε
>σε−ε
=σ
;0,
;0,
3
3
cc
pp
BA
BA
(10.6)
для материалов с сульфатами
<σεµ−εµ
>σεµ−εµ
=σ
,0,)()(
;0,)()(
3
3
cc
pp
BA
BA
(10.7)
где А
р
, А
с
, В
р
, В
с
, А
р
(µ), А
с
(µ), В
р
(µ), В
с
(µ) – коэффициенты, определяемые из условия наилучшей аппроксимации
экспериментальных данных.
В качестве модели деформирования ненапрягаемой арматуры принимается зависимость
3
,
ss
AB
σ
=ε−ε (10.8)
где А
s
, B
s
– экспериментально определяемые коэффициенты.
Модель коррозионного поражения арматуры принимается в виде равномерного по периметру износа
>−α
≤
=δ
β
,,)(
;,0
)(
incinc
inc
tttt
tt
t
(10.9)
где δ – толщина прокорродированного металла; t – время; t
inc
– время достижения концентрацией сульфатионов в зоне
расположения арматуры критического значения; α, β – коэффициенты модели.
Считается, что коррозия арматуры начинается после достижения критической концентрации среды и проходит в соответствии
с законом
>σ+
≤
=
δ
,,
;,0
0 incu
inc
ttmV
tt
dt
d
(10.11)
где V
0
– скорость коррозии ненапряженного металла; m – коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния на
скорость коррозии; σ
u
– интенсивность напряжений.
Стальные конструкции.
Сложной задачей является вычисление геометрических и жесткостных характеристик прокатных
профилей при коррозионном износе. Во времени изменяются: положение центра тяжести, направления центральных осей, площадь
поперечного сечения, статические, осевые и центробежные моменты инерции. Часто вводится понятие о равномерном износе.
Площадь поперечного сечения А
δ(t)
в произвольный момент времени t равна (Г. В. Воронкова)
() ()
0
,
tt
AAL
δδ
=
−δ (10.12)
где А
0
– начальная площадь поперечного сечения; L
δ(t)
– периметр поперечного сечения в момент времени t;
δ
– глубина
коррозионного повреждения.

Страницы