Delist.ru

Влияние динамического нагружения на прочностные и деформативные свойства бетона при одноосных и двухосных напряженных состояниях (06.11.2007)

Автор: Цветков Константин Александрович

Константин Александрович

ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ НА ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА БЕТОНА ПРИ ОДНООСНЫХ И ДВУХОСНЫХ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЯХ

Специальность: 01.02.04 - Механика деформируемого твердого тела

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2007

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор

Малашкин Юрий Николаевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Савостьянов Вадим Николаевич;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Пятикрестовский Константин Пантелеевич.

Ведущая организация – Федеральное государственное унитарное предприятие «Атомэнергопроект».

Защита состоится «06» ноября 2007г. в 15-30 на заседании диссертационного совета Д 212.138.12 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу:115114, Москва, Шлюзовая наб., д.4, ауд.608.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГСУ.

Автореферат разослан « » _____________ 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета АНОХИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

? Актуальность темы.

Для совершенствования расчетов строительных конструкций на особое сочетание нагрузок, а также при выполнении поверочных расчетов для оценки последствий аварийного динамического воздействия на конструкции, необходимо иметь достоверные сведения о прочностных и деформативных характеристиках конструкционных материалов.

Установлено, что для материалов с неоднородной структурой, к которым относится в первую очередь бетон, прочностные и деформативные характеристики зависят от вида напряженного состояния и скорости приложения нагрузки.

При этом можно отметить, что поведение бетона при динамическом нагружении как в условиях одноосных, так и сложных напряженных состояний остается мало изученным. Несмотря на то, что данная проблема в разное время рассматривалась в работах многих исследователей, до сих пор до конца не решенным остается целый ряд вопросов: описание диаграммы деформирования бетона с учетом влияния скорости нагружения, нет единого мнения о влиянии скорости нагружения на коэффициент поперечных деформаций и предельные деформации и др.

Следует отметить, что исследования бетона при динамическом воздействии в большинстве случаев проводились при одноосном сжатии. О поведении бетона при динамическом нагружении в условиях напряженных состояний отличных от одноосного сжатия имеются ограниченные и противоречивые сведения.

Кроме того, данные о влиянии динамического нагружения на свойства

бетона относятся, в основном, к прочностным характеристикам. Объем исследований, касающихся изучения деформативных свойств ограничен, что

вызвано известными сложностями экспериментального определения деформаций при быстропротекающих процессах.

Таким образом, для оценки влияния скорости нагружения и вида напряженного состояния на прочностные и деформативные характеристики бетона представлялось необходимым осуществить проведение экспериментально-теоретических исследований, которые позволили бы развить существующие представления о поведении бетона при динамическом нагружении в условиях различных напряженных состояний.

? Цель диссертационной работы.

На основании результатов экспериментальных исследований выявить основные закономерности влияния динамического нагружения на свойства бетона в условиях различных напряженных состояний: одноосном сжатии, одноосном растяжении, двухосном сжатии и напряженном состоянии «сжатие-растяжение». Разработать зависимости для критерия прочности и границ микротрещинообразования с учетом скорости нагружения и вида напряженного состояния. Записать универсальные для различных скоростей нагружения и вида напряженного состояния зависимости между главными напряжениями и деформациями в объемной постановке. На основании решения тестовой задачи оценить практическую значимость использования в расчетах уточненных зависимостей.

? Метод исследования.

Основные результаты работы получены на основании осуществленных автором экспериментальных исследований. При обобщении результатов экспериментальных исследований математическими зависимостями за основу был взят аппарат теории пластичности. При этом в известные зависимости были внесены корректировки, отражающие особенности поведения бетона под нагрузкой с учетом скорости нагружения и вида напряженного состояния.

? Достоверность результатов.

Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечена глубиной проработки методических вопросов, значительным объемом идентичных экспериментов с получением близких результатов. Кроме того, где это было возможно, полученные результаты были сопоставлены с данными предыдущих исследователей, при этом было отмечено близкое совпадение результатов.

? Научная новизна.

1. Разработаны и изготовлены испытательные стенды, позволяющие производить статические и динамические испытания бетона.

2. Предложена методика испытаний и регистрации нагрузок и деформаций при быстропротекающих процессах с использованием авторских установок и современных электронных средств.

3. Экспериментальным путем получены прочностные и деформативные характеристики при статическом и динамическом нагружении в условиях одноосного сжатия, одноосного растяжения, двухосного сжатия и напряженного состояния «сжатие-растяжение».

4. Результаты испытаний обобщены в зависимостях для прочности, границ микротрещинообразования и физических уравнениях связи напряжений с деформациями, учитывающих вид напряженного состояния и скорость роста напряжений.

5. Был произведен расчет толстостенной бетонной трубы, загруженной динамически приложенным внутренним и внешним давлением, с использованием уточненных зависимостей.

загрузка...