Научный архив: статьи

Усталость является одним из последствий структурной деградации цементосодержащих композитов при нестационарных внешних воздействиях различного происхождения. Одним из апробированных направлений повышения их усталостного сопротивления является модификация структуры мелкодисперсными волокнами материалов высокой прочности и растяжимости, физически совместимых с цементной матрицей. В статье анализируются статистически представительные экспериментальные данные по изменению демпфирующего потенциала обычного и фиброполипропиленармированного бетона при немногократных циклических воздействиях, уровень которых моделирует колебания напряжений в конструкциях при фоновых сейсмических воздействиях. Приведены результаты динамических испытаний призматических образцов с различными уровнями максимальных напряжений, находящихся в диапазоне R°crc… Rvcrc, и нулевом коэффициенте асимметрии. Отклик конструкций рассматривается как колебательный процесс, кинетика которого оценивается по изменению энергии разрушения в стандартизированных условиях монотонного нагружения. Испытания проведены на универсальном испытательном комплексе Instron 5989 в жестком режиме циклического и последующего монотонного сжатия с постоянной скоростью деформирования 0,04 мм/с вплоть до разрушения. Использована оригинальная методика многофакторного автоматизированного контроля параметров, времени поэтапного сопротивления, энергии разрушения и других параметров на каждом цикле нагрузки и разгрузки. Приведена сравнительная оценка энергетического потенциала бетона и фибробетона и кинетика энергетических показателей на этапах циклических нагружений. Установлена высокая чувствительность композитов к циклическим воздействиям принятой интенсивности, подтвержденная ощутимым снижением энергии постциклического сжатия (разрушения). Доказана возможность и технико-экономическая целесообразность усиления усталостного сопротивления железобетонных элементов посредством введения мелкодисперсных полипропиленовых волокон.

Рассматривается вопрос проектного прогнозирования в рамках методологии предельных состояний жизненного цикла железобетонных конструкций, эксплуатируемых в суровых климатических условиях. Предлагается в качестве критериального показателя функциональной пригодности конструкций принять индекс надежности β, условно регламентированного нормами для расчетных предельных состояний. Кинетика индекса надежности β в процессе циклического замораживания и оттаивания ценивается посредством многофакторного периодического экспериментального контроля показателей прочности и деформативности в замороженном и оттаявшем состояниях. Испытания велись на призматических (100×100×400 мм) и кубических (100 мм) образцах зрелого бетона (180 суток) класса В25, марки по морозостойкости F270. При этом параметрический отказ элемента отождествляется с моментом достижения критериальным параметром порогового значения. Его выбор и величина устанавливается (с требуемой обеспеченностью!) по нормативным функциональным моделям предельного состояния, преобразованным к виду, характеризующему зависимость параметра сопротивления бетона от величины расчетного усилия и параметров сечения. Периодичность испытаний принята с учетом специфики морозной деструкции бетонов как многостадийного процесса структурной приспособляемости, образования и накопления микротрещин. Статистические аспекты параметров сопротивления определялись по опытным данным с использованием метода максимума правдоподобия и критерия Пирсона (χ2) в оценке их согласованности теоретическим распределением. Рассматриваются дополнительные переходные расчетные ситуации, учитывающие термо-влажностное состояние конструкций, и приводятся статистически представительные экспериментальные данные, подтверждающие приемлемость предлагаемого подхода.