Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук. — Научно-исследовательский институт
энергетических сооружений. — Москва, 2008. — 48 с.
Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения. Целью работы является развитие и совершенствование теории железобетона в направлении разработки новой нелинейной теории ползучести бетона и, на ее основе, решение многочисленных задач инженерной практики, позволяющих более правильно прогнозировать во времени напряженное состояние, надежность ответственных железобетонных сооружений и их функциональную пригодность.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Впервые экспериментально исследован характер изменения компонентов деформирования ползучести бетона и сформулированы гипотезы, позволяющие построить уравнения нелинейной теории ползучести бетона.
Разработана новая нелинейная ( двухкомпонентная) теория ползучести бетона, учитывающая экспериментально обнаруженные свойства бетона проявлять необратимые деформации, не связанные со старением и позволяющая одновременно учитывать свойство старения и наследственность бетона.
Представлены решения нелинейных уравнений теории ползучести бетона, полученные в конечном виде (в виде формул), удобном для пользователей при расчете сооружений.
Впервые разработан метод расчета перераспределения напряжений между бетоном, арматурой и герметичной облицовкой ответственных инженерных сооружений (защитные оболочки АЭС, водоводы большого диаметра ГАЭС, и др.), позволяющий оценить длительную трещиностойкость этих сооружений (с учетом нелинейности и необратимости деформирования бетона) и определить функциональную пригодность сооружений.
Доказано, что обнаруженные особенности деформирования бетона могут приводить к потере длительной трещиностойкости сооружений, хотя рассчитанная железобетонная конструкция формально удовлетворяет требованиям СНиП.
Разработан новый принцип (принцип Гвоздева - Галустова ), согласно которому влияние ползучести бетона на напряженное состояние конструкции ищется как произведение упругих напряжений той же задачи на функцию релаксации напряжений.
Доказано, что предлагаемая нелинейная теория ползучести бетона является общей, из которой, как частные случаи, вытекают известные теории ползучести бетона: теория упругой наследственности, теория старения, наследственная теория старения.
Впервые доказана теорема о скорости необратимой деформации ползучести бетона, согласно которой ее скорость определяется только действующим напряжением. Напряжения большего (ранее действовавшего) уровня не оказывают на нее влияния. Скорость необратимой деформации ползучести бетона может вычисляться как функционал по истории нагружения.
Диссертантом разработаны новые типы наплавных энергетических сооружений, которые защищены многочисленными патентами и свидетельствами на изобретения.
Практическая значимость работы. Решена научно-техническая проблема учета основных деформативных свойств бетона при расчетном обосновании железобетонных сооружений.
Разработан фундаментальный принцип Гвоздева–Галустова, который позволяет на основе простых, физически ясных формул прогнозировать характер изменения напряженного состояния железобетона.
На базе разработанных новых методов расчета железобетонных конструкций впервые получены следующие практические результаты:
Доказано, что в проекте предварительно напряженного железобетонного водовода ГАЭС необходимо отказаться от варианта конструкции, когда металлическая, герметичная облицовка толщиной 3 мм расположена в теле железобетона. Доказано, что в результате перераспределения напряжений, вследствие ползучести бетона, напряжение в облицовке переходит уровень пластического напряжения металла и облицовка не может обеспечить герметичность водовода ГАЭС, а следовательно теряет свою функциональную целесообразность.
Установлено, что в защитной оболочке пятого блока Нововоронежской АЭС, вследствие ползучести бетона, напряжения в ненапряженной арматуре (со временем) увеличатся более чем в 2 раза, что подтверждено данными натурных наблюдений.
Предложены новые типы наплавных, блочных энергетических сооружений, в 1,5 раза уменьшающие стоимость сооружений и сокращающие сроки их строительства.
На новые решения для железобетонных сооружений автором получено 14 патентов и авторских свидетельств.
Расчетные исследования проводились по заказам: специальных КБ, НИИ, проектных, строительных и эксплуатационных организаций.
Разработанная теория ползучести бетона позволяет не только более правильно рассчитывать ответственные железобетонные конструкции, но и объяснять многие явления, обнаруженные ранее (экспериментально), но не объясняемые существующими теориями ползучести бетона.
Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения. Целью работы является развитие и совершенствование теории железобетона в направлении разработки новой нелинейной теории ползучести бетона и, на ее основе, решение многочисленных задач инженерной практики, позволяющих более правильно прогнозировать во времени напряженное состояние, надежность ответственных железобетонных сооружений и их функциональную пригодность.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Впервые экспериментально исследован характер изменения компонентов деформирования ползучести бетона и сформулированы гипотезы, позволяющие построить уравнения нелинейной теории ползучести бетона.
Разработана новая нелинейная ( двухкомпонентная) теория ползучести бетона, учитывающая экспериментально обнаруженные свойства бетона проявлять необратимые деформации, не связанные со старением и позволяющая одновременно учитывать свойство старения и наследственность бетона.
Представлены решения нелинейных уравнений теории ползучести бетона, полученные в конечном виде (в виде формул), удобном для пользователей при расчете сооружений.
Впервые разработан метод расчета перераспределения напряжений между бетоном, арматурой и герметичной облицовкой ответственных инженерных сооружений (защитные оболочки АЭС, водоводы большого диаметра ГАЭС, и др.), позволяющий оценить длительную трещиностойкость этих сооружений (с учетом нелинейности и необратимости деформирования бетона) и определить функциональную пригодность сооружений.
Доказано, что обнаруженные особенности деформирования бетона могут приводить к потере длительной трещиностойкости сооружений, хотя рассчитанная железобетонная конструкция формально удовлетворяет требованиям СНиП.
Разработан новый принцип (принцип Гвоздева - Галустова ), согласно которому влияние ползучести бетона на напряженное состояние конструкции ищется как произведение упругих напряжений той же задачи на функцию релаксации напряжений.
Доказано, что предлагаемая нелинейная теория ползучести бетона является общей, из которой, как частные случаи, вытекают известные теории ползучести бетона: теория упругой наследственности, теория старения, наследственная теория старения.
Впервые доказана теорема о скорости необратимой деформации ползучести бетона, согласно которой ее скорость определяется только действующим напряжением. Напряжения большего (ранее действовавшего) уровня не оказывают на нее влияния. Скорость необратимой деформации ползучести бетона может вычисляться как функционал по истории нагружения.
Диссертантом разработаны новые типы наплавных энергетических сооружений, которые защищены многочисленными патентами и свидетельствами на изобретения.
Практическая значимость работы. Решена научно-техническая проблема учета основных деформативных свойств бетона при расчетном обосновании железобетонных сооружений.
Разработан фундаментальный принцип Гвоздева–Галустова, который позволяет на основе простых, физически ясных формул прогнозировать характер изменения напряженного состояния железобетона.
На базе разработанных новых методов расчета железобетонных конструкций впервые получены следующие практические результаты:
Доказано, что в проекте предварительно напряженного железобетонного водовода ГАЭС необходимо отказаться от варианта конструкции, когда металлическая, герметичная облицовка толщиной 3 мм расположена в теле железобетона. Доказано, что в результате перераспределения напряжений, вследствие ползучести бетона, напряжение в облицовке переходит уровень пластического напряжения металла и облицовка не может обеспечить герметичность водовода ГАЭС, а следовательно теряет свою функциональную целесообразность.
Установлено, что в защитной оболочке пятого блока Нововоронежской АЭС, вследствие ползучести бетона, напряжения в ненапряженной арматуре (со временем) увеличатся более чем в 2 раза, что подтверждено данными натурных наблюдений.
Предложены новые типы наплавных, блочных энергетических сооружений, в 1,5 раза уменьшающие стоимость сооружений и сокращающие сроки их строительства.
На новые решения для железобетонных сооружений автором получено 14 патентов и авторских свидетельств.
Расчетные исследования проводились по заказам: специальных КБ, НИИ, проектных, строительных и эксплуатационных организаций.
Разработанная теория ползучести бетона позволяет не только более правильно рассчитывать ответственные железобетонные конструкции, но и объяснять многие явления, обнаруженные ранее (экспериментально), но не объясняемые существующими теориями ползучести бетона.