Поля напряжений между спиральной арматурой и наружной опалубкой

Во всех расчетных вариантах модуль упругости спиральной арматуры принят равным 1.8 105 МПа, полиэтилена 1,5 102 МПа, а коэффициент Пуассона соответственно 0,32 и 0,4. Характеристики бетонной смеси однородны. Модуль упругости ее изменяли, принимая равным 8, 24 и 72 МПа, а коэффициент Пуассона оставался постоянным 0,45. Варьирование толщины защитного бетонного слоя спиральной арматуры осуществлялось с целью оптимизации напряженно-деформированного состояния, возникающего в бетонной смеси в процессе гидрообжатия. Но уменьшать толщину защитного бетонного слоя арматуры без дополнительной ее защиты от коррозии нельзя. Поэтому в расчетах приняты также варианты с защитным слоем арматуры из полиэтилена. Тех, кого интересует проектирование дренажа, рекомендуем веб-портал ecohydroproject.ru.

Установлено, что с изменением в исследуемых пределах модуля упругости бетонной смеси напряженно-деформированное состояние рассмотренной системы практически не изменяется. В идентичных расчетных вариантах с полиэтиленовым покрытием арматуры и без него результаты расчетов отличаются незначительно. Наиболее существенно изменяется напряженно-деформированное состояние в одинаковых расчетных моделях с изменением толщины защитного бетонного слоя арматуры.

Поля напряжений при различной толщине защитного слоя. Характерной их особенностью является равномерное распределение напряжений на большей части стенки трубы от внутренней ее поверхности до границы, отстоящей от спиральной арматуры на расстоянии около 1 см. В районе спиральной арматуры расчетами определена существенная неоднородность напряжений. Перед арматурой со стороны действия усилий обжатия концентрация сжимающих напряжений тем выше, чем больше диаметр арматуры. Между ее витками напряжения в 1,5-2 раза меньше средних сжимающих. За арматурой, со стороны наружной опалубки, расчетами установлены растягивающие напряжения при защитном бетонном слое 15 мм. Эти напряжения определены в небольшом районе только возле арматуры. Ближе к наружной опалубке сжимающие напряжения достигают 0,6 МПа, а в расчетной модели трубы диаметром 1000 мм с большим диаметром арматуры — 1,2 МПа.

Следует отметить, что в реальных условиях такие напряжения в районе между спиральной арматурой и наружной опалубкой возникнуть не могут. Известно, что тарировочные болты могут выдерживать давление на наружную опалубку 0,12-0,13 МПа. Поэтому по мере превышения этих напряжений наружная опалубка будет раздвигаться, а с увеличением свободных деформаций напряжения в этом районе стенки трубы уменьшатся. Невозможно также образование в реальной бетонной смеси выявленных расчетом растягивающих напряжений, так как она практически не имеет предела прочности при растяжении. Следовательно, в районе, где в силу идеализации расчетной схемы такие напряжения определены, возможна временная потеря сплошности бетонной смеси, а при наличии защитного полиэтиленового покрытия арматуры — нарушение сплошности по их контакту. С уменьшением толщины защитного бетонного слоя растягивающие напряжения в указанных районах модели расчетами не установлены. Таким образом, потеря сплошности в бетонной смеси и по границам контакта составляющих невозможна.