СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА КОРРОЗИОННЫХ БАЛОК ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТРАПЕЦЕВИДНОГО СЕЧЕНИЯ
Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №13(192)
Рубрика: Технические науки
Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №13(192)
СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА КОРРОЗИОННЫХ БАЛОК ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТРАПЕЦЕВИДНОГО СЕЧЕНИЯ
Для анализа рационального использования бетона в балках разной формы поперечного сечения введем показатели относительной эффективности распределения материала (бетона) по сечению в предельных состояниях, которые количественно характеризуются коэффициентами удельной прочности сечения при изгибе Ku и удельной трещиностойкости сечения при изгибе Kcrc.
В качестве анализируемых данных будем использовать параметры, полученные в ходе экспериментальных исследований, а также данные численного эксперимента для бетонов классов В30 и В50 с коэффициентом армирования 1%. Трапециевидные балки возьмем с соотношением сторон 1 к 2.
Удельная прочность сечения при изгибе. В качестве искомого показателя принимаем отношение предельного (разрушающего) изгибающего момента Mu к площади поперечного сечения балок [1].
Удельная трещиностойкость сечения при изгибе. В качестве искомого показателя принимаем отношение величины изгибающего момента трещинообразования Mcrc на этапе появления первой трещины к площади поперечного сечения балок. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Удельная трещиностойкость сечения при изгибе балок различных форм поперечного сечения
|
Балка |
Момент трещинообразования Мcrc, кН*м |
Площадь поперечного сечения А, см2 |
Kcrc = Мcrc/А |
|
Экспериментальные данные |
|||
|
БПexp |
7.44 |
168 |
0.0443 |
|
БТexp |
4.65 |
120 |
0.0388 |
|
БТРВexp |
5.04 |
126 |
0.0400 |
|
БТРНexp |
5.23 |
126 |
0.0415 |
|
Теоретические данные для бетона класса В30 при коэффициенте армирования 1% |
|||
|
БПВ30 |
23.38 |
720 |
0.032 |
|
БТ В30 |
16.11 |
450 |
0.036 |
|
БТРВ В30 |
17.86 |
540 |
0.033 |
|
БТРН В30 |
15.95 |
540 |
0.030 |
|
Теоретические данные для бетона класса В50 при коэффициенте армирования 1% |
|||
|
БП В50 |
30.74 |
720 |
0.043 |
|
БТ В50 |
20.54 |
450 |
0.046 |
|
БТРВ В50 |
23.00 |
540 |
0.043 |
|
БТРН В50 |
20.22 |
540 |
0.037 |
Анализ данных из таблицы 1 позволяет выявить следующие закономерности:
- среди экспериментальных балок наиболее рациональными с точки зрения удельной трещиностойкости сечения при изгибе (Kcrc → max) оказались балки прямоугольного сечения БПexp. Отношение момента трещинообразования к площади поперечного сечения в них на 12,42%, 9,7% и 6,32% выше, чем у балок БТexp, БТРВexp, БТРНexp, соответственно;
- самый низкий показатель удельной трещиностойкости сечения при изгибе Kcrc выявлен у балок серии БТexp. Он оказался на 3% и 6,51% ниже, чем у балок БТРВexp, БТРНexp, соответственно.
В математическом эксперименте наблюдается иная картина:
- для классов В30 и В50 наиболее эффективными оказались балки таврового сечения, удельная трещиностойкость Kcrc которых составила 0,36 кН*м/см2 и 0,46 кН*м/см2, соответственно;
- удельная трещиностойкость балок БТВ30 оказалась на 11,11%, 8,33% и 16,67% выше, чем для балок БПВ30, БТРВВ30, БТРНВ30, а для балок БТВ50 больше на 6,52% чем для балок БПВ50, БТРВВ50 и на 19,57% выше чем у балок серии БТРНВ50;
- для балок БТРВВ50, БПВ50 значения удельной трещиностойкости Kcrc оказались одинаковыми и составили 0,043 кН*м/см2, что на 6,52% ниже, чем для прямоугольных образцов;
- значение удельной трещиностойкости у балок серии БТРВВ30 оказалось ниже на 9,09% чем у балок БТВ30, и на 3,03%, 9,09 выше чем у балок БПВ30и БТРНВ30, соответственно.
Таким образом, балки трапециевидного сечения с верхней широкой гранью (БТРВ) при любых классах бетона оказались более рациональными по показателям удельной прочности и удельной трещиностойкости, чем наиболее распространенные в практике строительства балки прямоугольного сечения. Следует отметить, что по удельной прочности они проигрывают только балкам таврового сечения, но всегда оказываются лучше по показателю удельной трещиностойкости [2].
