книги из ГПНТБ / Ахвердов И.Н. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона

А н а л и з н а п р я ж е н н о г о

состояния бетона при д е ф о р ­

мации усадки

на

модели

показывает, что

вследствие

возникновения

р а с т я г и в а ю щ и х

и с ж и м а ю щ и х

н а п р я ж е ­

ний в цементном

камне

(или

растворе) в местах наи­

вия

д л я о б р а з о в а н и я

усадочных

трещин .

2.

Распределение

напряжений в двухкомпонентной

модели материального

цикла

При исследовании распределения напряжений в элемен­

тах

структуры

определялись

коэффициенты

концентраций

касательных напряжений

в

матрице

моделей

на

грани с

неоднородностью К =

тт

д х

и значения

т" С Т

[10],

а так-

т

т

ср

1 ср

ж е

величины главных напряжений ог

и о2

в

местах

мат­

рицы

с наибольшей концентрацией касательных

напряжений

т т а х

.

Коэффициент К

вычислялся

по

изохромам

в

порядке

убывания соотношения Ев/Еч

->• 1.

Н а

рис. 23

показано

изменение

касательных

напря ­

жений по сечениям 1—/

и 2—2

в зависимости

от

соотно­

шения Ев/Ем.

И з а н а л и з а

графиков

следует,

что

остро­

угольная форма включений с углом

от 30 до 60° вызыва ­

ет

в матрице

м а к с и м а л ь н ы е концентрации

н а п р я ж е н и й .

м а т р и ц а

испытывает

наибольшие

концентрации

напря ­

жений,

во включении

т а к ж е имеет

место б л и з к а я по ве­

личине

концентрация .

Распределение касательных н а п р я ж е н и й в

моделях

формы последних. Н а п р и м е р , в геометрическом

центре

включений в виде ромбов величины касательных

напря ­

жений больше,

чем

в центре включений

других

форм .

Различен и х а р а к т е р

изменения

касательных

н а п р я ж е ­

ний по сечению

2—2

в матрице моделей

при

подходе

к

неоднородности.

П о

поверхности

р а з д е л а

«матрица

—

кальному (направление

внешнего

н а г р у ж е н и я ) .

Н а моделях I I I серии

установлено (рис. 24),

что с

уменьшением д и а м е т р а включений

концентрации

напря -

ж е н ий почти

не изменяются, а величина

м а к с и м а л ь н ы х

касательных

напряжений при Ев/Еы=12

и

аС р =

= 30 кгс/см2

составляет

т Ш а х = 28

кгс/см2.

Сопоставление эпюр

концентраций

напряжени й в

матрице над

верхним и

нижним

сводом включений

(ди­

неоднородностью в зависимости от Ев/Еш,

формы

и

раз ­

мера включений

изображено на

рис. 25.

И з

анализа

рис. 25 следует, что коэффициент

концентраций

К

при

прочих равных условиях зависит от геометрической

фор­

мы заполнителя;

при

Ев/Ен = 3—4,

соответствующих

со­

отношению упругих

постоянных

компонентов тяжелого

мо

от его р а з м е р а ;

если Ев/Ем-+1,

то

/С->1.

Структура

тяжелых бетонов отличается

большой

неод­

нородностью

по

упругим

характеристикам

компонентов

Е3

»

Е1{. Под воздействием

внешней

нагрузки

в таком бе­

тоне

возникает

некоторая цикличность

в

величинах

внут­

П о достижении в процессе нагружения т т а х = ~

созда­

если — - > 1, и позднее, если

Е3^ЕК.

Е*

Д л я разделения напряжений 0 j

и 0 2

использован метод

разности касательных напряжений. На

рис. 26

показаны

изоклины и траектории напряжений

для

моделей

с в к л ю -

компонентной модели в зависимости

от

по сечениям / — / и 2—2:

/ — £ в / £ м = 12; II — 5; III

—3,2,

IV — £ „ / £ „ = 2 , 1

чениями

в виде равностороннего

треугольника при — ^-=12;

5,0;

3,2;

2,1

( о с р

=

30

кгс/см2).-

Е

График (рис.

27)

показывает

влияние

соотношений

—

M

Ем

на

величины

главных

напряжений

а х и а 2 в

точке

мат­

рицы. Напряжение

о х

— положительное,

растягивающее, а

сг2 — отрицательное,

сжимающее.

Как только о2

начинает

Е

превосходить

о с р ,

при

— > 1 появляется а1ш

Соотношение

между абсолютными

значениями

а1

и а 2

для

данного

вида

Е

включения—величина

переменная,

зависящая

от — .

При-

Ем

сутствие

растягивающего напряжения а 1

в матрице модели

жений.

Таким

образом, в развитии

начальных процессов

р а з ­

рушения

о п р е д е л я ю щ у ю

роль

играют

нормальные

на­

п р я ж е н и я

в цементном

камне

бетона,

обусловленные