Babych, Y. M.

Filipchuk, S. V.

Бабич, Є. М.

Філіпчук, С. В.

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  52 УДК 624.012.25: 539.319 Є.М. Бабич докт. техн. наук, проф., С.В. Філіпчук канд. техн. наук, доц. Національний університет водного господарства та природокористування, Україна  ДОСЛІДЖЕННЯ ЗЧЕПЛЕННЯ АРМАТУРИ З ВИСОКОМІЦНИМ БЕТОНОМ  Y.M. Babych Dr., Prof., S.V. Filipchuk Ph.D., Assoc. Prof. THE RESEARCH OF ARMATURE ADHESION WITH HIGH-STRENGTH CONCRETE  Зчеплення арматури з бетоном є важливою якістю залізобетону, яка визначає йо-го несучу здатність, жорсткість та тріщиностійкість, залежить від великої кількості фа-кторів: міцності бетону, виду і діаметра арматури, довжини зароблення стержнів у бе-тон, товщини захисного шару бетону, характеру навантаження, тривалих процесів, гра-нулометричного складу суміші, природи наповнювачів, умов твердіння, розташування стержнів при бетонуванні тощо. На сьогодні в певній мірі досліджено зчеплення арматури з бетоном класів до С60 залежно від основних факторів, таких як міцність бетону, діаметр арматури, дов-жин анкерування, характеристики профіля арматури [1]. Системний аналіз передбачає математичне моделювання, що дозволяє кількісно визначити характер і ступінь впливу окремих факторів на напруження зчеплення, а та-кож їхню взаємодію. Цим вимогам відповідає матриця плану Бокса – Бенкіна [2]. Математична модель на підставі виконання математично планованого експери-менту знаходиться у вигляді поліному  ...y xbxbxbb ikiiijkijiki ++++= ∑∑∑∧21110,                              (1) де ∧y  – розрахункове значення параметра оптимізації;      b,bb,b iiiji ,0 – коефіцієнти регресії, які визначаються статистичним шляхом на під-ставі експериментальних даних;      xxx k,...., 21 – незалежні змінні, які можна варіювати при виконанні експерименту. В планованому експерименті за фактори впливу (незалежні змінні) прийнято: х1 – діаметр стержнів; х2 – довжина анкерування стержня (довжина заробки стержнів  в бетон); х3 – товщина захисного шару бетону. Повні квадратичні рівняння регресії для описання максимальних напружень зчеплення можна записати у такому вигляді: +++++++= xbxbxbxbxbxbbf b2333222221113322110  xxbxxbxxb 322331132112 ++                                         (2) де b0, bi, bii, bij – вільний член рівняння регресії та коефіцієнти лінійних, квадратичних факторів та факторів взаємодії. nfbni b00001∑ == ;                                                             (3) ( )fTb bi i3= ;                                                            (4) ( ) (( ) ( )fTfTfTb bbibij ijij 023 154 −+= ∑ = ;                              (5) Матеріали VІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 16-17 листопада 2017.  53 ( )fTb bij ij6= ,                                                         (6) де  fb0 – вихідні параметри на нульовому рівні;       n0 – кількість дослідів на нульовому рівні (кількість нульових точок);       i, j – номери дослідів (в дослідах i = 1…3; j = 1…3);       fb – вихідні параметри (експериментальні дані);      T2; T3; T4; T5; T6 – розрахункові значення параметрів, які визначаються для конкрет-них планів методами математичної статистики. Вільний коефіцієнт, який визначений за формулою (3) за результатами дослідів в нульових точках виявився рівним b0 = 9,45 МПа. Інші коефіцієнти визначали за форму-лами (4) – (6), в яких розрахункові параметри для визначення коефіцієнтів знаходилися за формулами: ( ) fxf bmN ibi ∑= 1 ;                                                   (7) ( ) fxf bmNb iij ∑= 1 2 ;                                                (8) ( ) fxxf j bmNibij ∑= 1 ;                                             (9) ( ) fxf bmNb ∑= 1 00 ,                                               (10) де  N – число точок плану. Таким чином рівняння регресії, яке можна вважати як математичну модель для визначення граничних напружень зчеплення на поверхні контакту бетону і арматури, за результатами досліджень можна записати у такому вигляді:  xxxxxxxxf ........b 21232221321 172050261390490454973459 −−−−+++=      (11) Отримане рівняння регерсії адекватно описуює результати експериментальних досліджень, оскільки розрахункове значення F-критерія Фішера менше за табличне значення. Розрахункове значення F-критерія Фішера знаходили за формулою { }SSFАДpf b22=                                                         (12) де  { }S f b2 - дисперсія відтворюваності вихідного параметра, яка визначається за [2];        S АД2  – дисперсія адекватності, яку визначали за [2]. Дисперсія відтворюваності вихідного параметра (граничних напружень зчеплен-ня) склала { } 9102 .S f b=  а дисперсія адекватності S АД2 = 0,76. За формулою (12) розраху-нкове значення F-критерія Фішера Fр = 1,2. Табличний коефіцієнт з забезпеченістю 0,95 для дослідів дорівнює Fm = 2,66. Оскільки табличний критерій більше розрахунко-вого, то побудоване рівняння регресії адекватно описує отримані експериментальні да-ні. Таким чином, отримане рівняння регресії (11) може бути використане для аналізу впливу окремих факторів на граничні напруження на поверхні бетону з арматурою, а також для нормування граничних напружень зчеплення. Література 1. Зчеплення з бетоном арматури серпоподібного профілю та її анкерування в згинальних залізобетонних елементах: Монографія / Є. М. Бабич, В. Є. Бабич, О. Є. Поляновська .- Рівне: «Волинські обереги», 2017. – 160 с. 2. Дворкін Л.Й. Розв’язування будівельно-технологічних задач методами ма-тематичного планування експерименту / Л.Й. Дворкін, О.Л. Дворкін, В.В. Житковсь-кий. – Рівне: НУВГП, 2011. – 174 с. 

The research of armature adhesion with high-strength concrete

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/22825/2/CAZST_2017vI_Babych_Y_M-The_research_of_armature_52-53.pdf

The research of armature adhesion with high-strength concrete

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University