Меню

  • На главную

Поиск

  • Теория старения

    Posted 7/31/2009 в 8:07:00 ПП

    Теория ползучести бетона развивалась не только в различных направлениях, но и параллельными путями, имея при этом всегда единую цель — предсказать с той или иной степенью точности поведение бетона во времени при переменных режимах его нагружения и на основе этого оценить влияние ползучести на состояние и работу конструкций.
    Исторически первые попытки в этом направлении с учетом старения материалов были сделаны в тридцатых годах К. С. Уитни и несколько позже Ф. Дишингером. Уитни обратил внимание на то, что кривые ползучести бетонных образцов, загруженных в различном возрасте одинаковыми напряжениями, начиная с некоторого времени, становятся почти параллельными друг другу в том смысле, что имеют параллельные касательные в точках, соответствующих одному и тому же времени наблюдения. Иначе говоря, кривую ползучести бетона для данного возраста можно получить из кривой ползучести для более раннего его возраста, если отбросить ту часть последней кривой, которая соответствует разности возрастов.Теория старения применительно к исследованию напряженного и деформированного состояний бетонных и железобетонных сооружений развивалась в работах Ф. Дишингера (Bauingenieur, 1937), Н. 33—36, 39— 40), Л. В. Столярова (1941), Н. А. Буданова (1949), И. Е. Скрябина (1949), В. Л. Федорова (1941), И. И. Улицкого (1948, 1960, 1963) и многих других авторов. Эта теория вошла в немецкие нормы по предварительно напряженным конструкциям.  Теория старения не обладает достаточной общностью для описания процессов деформирования упруго-наследственного материала (в частности, бетона), свойства которого меняются во времени. Более того, она в известном отношении противоречит опытам, поставленным для проверки и уточнения некоторых основных положений и результатов этой теории. С другой стороны, теория старения, имея в своей основе определенную физическую предпосылку, исходит из реологического уравнения  которое позволяет получить с достаточной точностью простые решения для определенного круга прикладных задач. К числу таких задач относятся, например, перераспределение напряжения между бетоном и арматурой в центрально сжатых  железобетонных элементах, потеря предварительного напряжения вследствие усадки и ползучести бетона и другие задачи этого рода, когда нас интересует только конечное состояние, к которому стремится данная конструкция вследствие ползучести.
    Но при переменных напряжениях, особенно если они меняются достаточно интенсивно, теория старения приводит к неправдоподобным результатам. Основной недостаток этой теории заключается в том, что скорость изменения деформации ползучести бетона получается не зависящей от истории его нагружения, т. е. от свойств наследственности материала, а это существенно расходится с данными макроэксперимента.
    Недостатки теории старения проявляются особенно сильно при повторных нагрузках и особенно при разгрузке. Вопреки экспериментам по этой теории получается полная необратимость деформации ползучести и, как следствие этого, отсутствие процесса восстановления напряжения при релаксации. В итоге это приводит к интенсификации процесса релаксации напряжения во времени и к существенному завышению степени релаксации, особенно при загружении бетона в молодом возрасте (С. В. Александровский, 1966; И. Е. Прокопович и И. И. Улицкий, 1963). Можно показать (И. Е. Прокопович, 1963), что меру ползучести бетона, определяемую соотношением (2.12) и принятую в теории старения, можно получить из выражения для меры ползучести С (t — т), принятой ?в теории упругой наследственности, если разложить С (t — т) в ряд Тейлора и, удержав два первых члена, изменить масштаб времени. Это обстоятельство естественно привело к идее попытаться синтезировать своеобразным способом меры ползучести теории старения и теории упругой наследственности с таким расчетом, чтобы те факты, которые не укладываются в рамки теории старения, могли быть объяснены с помощью теории упругой наследственности, и наоборот.
    Первая попытка в этой области принадлежит Д. Макгенри (Ргос. Amer. Soc. Test. Mater., 1943, vol. 43), предложившему своеобразное сочетание мер ползучести теории упругой наследственности и теории старения. В дальнейшем аналогичные предложения были сделаны И. Е. Прокопови-чем и И. И. Улицким (1963), а также Е. А. Яценко (1964). Однако эти попытки, в том числе и первая, наиболее удачная из них, не отражают с достаточной точностью основные свойства явления ползучести бетона во времени, а именно его старение и наследственность, что, впрочем, признает и сам Макгенри.

    Тэги: