Влияние отрицательных температур на прочность и деформативность железобетонного элемента

Одной из основных составляющих экономического развития Российской Федерации является современная тенденция освоения территорий Крайнего Севера и Арктики. Необходимость такого развития закреплена на государственном уровне в различных программах. Опыты по исследованию влияния отрицательных температур на работу арматурной стали показывают, что при понижении температуры наблюдается повышение прочности и модуля упругости. При этом нет единых рекомендаций по деформативно-прочностным свойствам арматуры для расчета железобетонных конструкций в условиях низких и сверхнизких отрицательных температур. Нормы РФ не учитывают влияние климатических (до -70°С) и технологических (до -196°С) отрицательных температур на деформативные и прочностные характеристики арматурной стали. Цель данной работы заключалась в экспериментальном исследовании влияния отрицательных температур (до -196°С) на деформативно-прочностные свойства арматуры, бетона и железобетонных стержневых элементов. В качестве опытных образцов были приняты бетонные призмы 10х10х40 см, образцы арматуры периодического профиля класса А400 и железобетонные призматические стержни с размером сечения 12х18 см и процентом армирования 1,45%. При этом варьировалась отрицательная температура испытаний. В результате проведенных исследований с центрально-растянутыми железобетонными элементами установлено, что понижение температуры до -165°С приводит к увеличению усилия трещинообразования на 162%; прочности на 85%. Предложены эмпирические зависимости для определения деформативно-прочностных характеристик арматурной стали в зависимости от отрицательной температуры.

1. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Ярмаковский В.Н., Ерофеев В.Т. О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2015. №1. С.93-103.

2. Струлев В.М., Р.А. Яркин Р.А. О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций // Вестник ТГТУ. 2003, том 9. №2. С.277-281.

3. Гузеев Е.А., Пинус Б.И. Оценка надежности железобетонных конструкций при низких температурах // Бетон и железобетон. 1984. №10. С. 9-10.

4. Тамразян А.Г. Бетон и железобетон: проблемы и перспективы // Промышленное и гражданское строи-тельство. 2014. № 8. С. 30-33.

5. Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. № 1 (1). С. 5-18.

6. Карпенко Н.И, Ярмаковский В.Н., Карпенко С.Н., Кадиев Д. З. О построении диаграммного метода рас-чета стержневых железобетонных конструкций в условиях действия низких температур // Известия ву-зов. Строительство, –2018, –№6, –С. 5-17.

7. Слейдж Г. Работа стали при низких температурах // Криогенный бетон. М.: Стройиздат. – 1986. С.106-116.

8. Пинус Б.И., Пинус Ж.Н., Хомякова И.В. Изменение конструктивных свойств бетонов при охлаждении и замораживании // Вестник ИрГТУ. 2015. №2(97). С. 111-116.

9. Ярмаковский В.Н. Прочностные и деформативные характеристики бетона при отрицательных темпера-турах. / Бетон и железобетон. 1971. №10. С.24-25.

10. Черных И.В. Влияние низких отрицательных температур на деформативно-прочностные свойства бето-на // Проблемы освоения и перспективы развития Южно-Якутского региона. 2001.-С. 127-130.

11. Истомин А.Д., Александров Е.Н., Огурцова Л.П. Влияние способа водонасыщения бетона и отрицатель-ной температуры на его деформативно-прочностные характеристики // Наука и техника в дорожной от-расли. 2018. №4. С. 40-42.

12. Элайсез М. Предварительно напряженный криогенный бетон. Обзор исследований, проведенных в Ис-пании // Криогенный бетон. М.: Стройиздат. 1986. С.114-125.

13. Михайлов К.В., Милованов А.Ф., Самойленко В.Н. Учет влияния низкой температуры при расчете желе-зобетонных изотермических резервуаров // Криогенный бетон. М.: Стройиздат. 1986. С.58-63.

14. Слышенков С.О. Хладостойкая арматура для железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. 2007. № 3. С.18-20.

15. Мулин Н.М., Мешков В.З. Области применения арматурной стали в конструкциях, эксплуатируемых при низких температурах // Бетон и железобетон. – 1977, № 1. С.18-20.

16. Мулин Н.М., Мешков В.З. О механических свойствах горячекатаных арматурных сталей при низких тем-пературах. /Проблемы прочности. –1970, – №8, – С. 18-21.

17. Мулин Н.М. Стержневая арматура железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1974, 232 с.

18. Кугушин А.А. и др. Высокопрочная арматурная сталь. М.: Металлургия. 272 с.

19. Мадатян С.А. Арматура железобетонных конструкций. М.: Воентехлит. 2000. 256с.

20. Аояги Ю., Самойленко В.Н. Работа изгибаемых элементов при действии низких температур // Бетон и железобетон. 1982. №3. С. 19-20.

21. Горчаков Г.И., Гузеев Е.А., Сейланов Л.А. Совместное влияние нагрузки и отрицательной температуры на деформативность изгибаемых элементов // Бетон и железобетон. 1980. № 9. С. 7-9.

22. Попов В.М., Черных И.В. Пинус Б.И. Влияние замораживания на несущую способность изгибаемого же-лезобетонного элемента // Актуальные проблемы современной науки: Архитектура, строительство, транспорт. Самара, 2003. С. 56-58.

23. Истомин А.Д., Кудрявцев А.В. Работа статически неопределимых железобетонных элементов в условиях отрицательных температур // Промышленное и гражданское строительство. 2016. №7. С.51-55.