Поля температуры в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении

- установка может размещаться на рабочей площадке как в сборе, так и по блочно, а расстояние между блоками определяется длиной рукавов гидросистемы.

В перспективе планируется использовать эту установку при бурении скважин в тоннелях, бестраншейной прокладке инженерных сетей, анкеровании откосов.

Список литературы

1. СНиП 2.01.09.91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1992. - 42 с.

2. Свайные работы/Под ред. М.И. Смородинова. - М.:Стройиздат, 1988. - 222 с.

УДК 666.97.03:624.012.4

Брыжатый Э.П., к.т.н., доцент

ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ КЛИМАТИЧЕСКИХ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И УВЛАЖНЕНИИ

Для уточнения напряженно - деформированного состояния элементов железобетонных конструкций необходим учет всех нагрузок и воздействий. Особенно велико влияние распределения полей температуры и влажности на напряжения и деформации в железобетонных конструкциях при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнения. Поэтому достоверное определение температурно - влажностных полей существенно влияет на оценку состояния как отдельных железобетонных конструкций, так и всего здания или сооружения.

Авторами производились эксперименты по определению температурно-влажностных полей при циклических воздействиях климатических и повышенных температур и увлажнении. Распределение полей температуры и влажности исследовалось на железобетонных брусах сечением 12x25 см и длиной 210 см, по высоте которых устанавливались термопары и гипсовые датчики влажности. Производилось сравнение полученных в опытах значений температуры и влажности с полями, полученными по расчету методами строительной физики. В исследуемом диапазоне температур до 150°С изменчивость коэффициентов теплопроводности — и теплоемкости с несущественно влияет на результаты, поэтому рассматривалось обычное линейное уравнение

дЬ _ „о 2

дт

_ аО%

где а _ — - коэффициент температуропроводности.

еу

На основе этого уравнения составлена программа для одномерной задачи, по которой проводился анализ результатов экспериментальных исследований. Полученные поля совпадают с экспериментальными в зонах, где бетон находится в приблизительно одинаковых значениях влажности при разных циклах. Из литературы [1, 2, 3, 4] известно, что коэффициент температуропроводности зависит от влажности материала.

Поэтому были проведены эксперименты по измерению коэффициента теплопроводности при различных значениях температуры и влажности. Испытания производились при различных температурах и значениях влажности методом «разрезной неизотермической колонки» [5], в котором дублировались условия работы опытного бруса. Разрезная неизотермическая колонка представляет собой набор из десяти бетонных пластин размерами 150x150x25 мм с прослойками из трех слоев фильтровальной бумаги между двумя смежными пластинами. Ппроизводились измерения коэффициента теплопроводности методом плоского слоя. Испытания производились при различных температурах и значениях влажности. В диапазоне до 100°С температура испытаний практически не влияла на изменчивость коэффициента теплопроводности.

Збiрник наукових праць Дон1ЗТ. 2007 №9 141

При больших температурах (до 150°С) наблюдалось незначительное увеличение (до 5%) коэффициента по сравнению с диапазоном температур до 100°С, что связано, очевидно с наличием переноса тепла водяными парами в бетоне. Величина коэффициента теплопроводности в высушенном состоянии была практически одинаковой для всего диапазона температур. За нулевую влажность принята влажность образца, высушенного при 200°С.

Н.см

20 16 12 8 4

1—цикл

5-цши

10-цикя

15-цикя

2 ~1

м 1

\ V

\ д

V

\

2 К

V к

\ \ 1

\ V

N

2 \ к

1

V

\

\ V

\

2

Ч 1

V

\ Я

V V

\

20

60

100 20

60

100 20

60

100 20

60

100

Рисунок 1. -Экспериментальные (1) и теоретические (2) поля распределения температуры в образце-балке при температуре цикла до

90°С

Полученные отклонения распределений теоретических полей температуры были проанализированы и была найдена корреляция этой изменчивости и относительной прочности бетона образца в процессе циклических температурно-влажностных воздействий.

Очевидно, причина найденных отклонений заключалась в изменении

коэффициента температуропроводности

а =

А

су

Поэтому были

произведены опыты, уточняющие отдельные компоненты коэффициента температуропроводности. Объемный вес принят постоянным при одинаковых длительностях сушки на разных циклах. Экспериментально исследовались величины коэффициента теплопроводности и коэффициента теплоемкости. Величина коэффициента теплоемкости практически не зависела от количества циклов испытаний и изменялась в пределах 1-2% (в расчетах принимается постоянной).

Рисунок 2 - Значения коэффициента теплопроводности в зависимости от влажности бетона

Рисунок 3 - Изменение относительной прочности бетона и величины погрешности распределения теоретических полей распределения температуры по сравнению с опытными в зависимости от числа циклов

испытаний

Исследования коэффициента теплопроводности показали, что он изменяется в пределах 3-5% и характер его изменений подобен изменениям относительной прочности бетона, которая в свою очередь, отображает процессы, происходящие со структурой бетона.

А А, % 105

100

95

80

0 5 10 п

Рисунок 4 - Величина относительного изменения коэффициента теплопроводности с учетом влажности при 90°С (1) и 150°С (2) в зависимости от числа циклов испытаний

Выводы. При применении уточненного коэффициента теплопроводности существенно повысилась точность расчета полей температуры при циклических температурно-влажностных воздействиях. При учете фактического поля распределения влажности общая погрешность определения полей распределения температуры составила 5% после 10-го цикла (без учета приведенных результатов - до 20%).

Список литературы

1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика М.:"Высшая школа", 1970.-

376с.

2. Богословский В.Н. О потенциале влажности. ИФЖ. т.8, №.М:. 1965.-с.216-223.

а

Г 1

3. Богословский В.Н. Строительная теплофизика /теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха/: Учебник для вузов.-2-е изд. перераб. и доп.- М.: Высш. школа, 1982.- 443с.

4. Фомин С.Л. Расчет железобетонных конструкций на температурно -влажностные воздействия технологической и климатической среды. - К.: УМК ВО, 1992.- 164 с.

5. Тертичник Е.Н. Шкала потенциала влажности для изотермических условий влагопередачи //Сб. тр. /Московский инженерно-строительный институт. -1967.- N 53.

УДК 624.191:137

Дружко Е.Б., д.т.н.ДонНАСА), Петраков А.А., д.тн.

СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ОПОЛЗНЕОПАСНЫХ СКЛОНОВ

Проблема обеспечения устойчивости оползнеопасных склонов является одной из важных проблем строительства в сложных инженерно-геологических условиях. Настоящая работа посвящена разработке способа обеспечения устойчивости так называемых "прислоненных" откосов, оползневая часть которых формируется из наносных отложений, разрушенных скальных или насыпных грунтов, а ложе и замковая часть -представлены устойчивым массивом.

Характерной в этом отношении является территория южного побережья Крыма и, в частности, участок от г. Ялта до п. Форос, который представляет собой сопрягающиеся древние оползни. Головная часть их расположена у подножья Крымских гор, а языковая - в прибрежной зоне. Одним из наиболее мощных оползней является Михайловский, на котором находятся г. Алупка и Алупкинский дворцово-парковый заповедник (т.н. дворец Воронцова). Головная часть этого оползня расположена ниже