3.2 Особенности работы конструкций при динамических нагрузках.

В ряде случаев железобетонные конструкции могут воспринимать динамические нагрузки, вызванные аварийными или производственными взрывами, порывами ветра, малоцикловыми перегрузками, технологическими импульсными нагрузками и т.д. Возникающие в конструкциях напряжения и деформации больше, чем при статическом их приложении.

В то же время прочностные показатели бетона и арматуры оказываются выше, чем при статическом нагружении. Вследствие этого требуется всесторонняя оценка, как параметров нагрузки, так и механических свойств материалов.

Поведение конструкций зависит от скорости деформации ε^/= dε/dt и скорости нагружения σ^/=dσ/dt. С увеличением ε^/ предел текучести стали σ_yd растет. Отмечено удлинение площадки текучести (при скоростях в 50 … 100 раз превосходящих скорости при стандартных испытаниях).

Динамический предел текучести σ_yd чаще всего определяется умножением статического предела текучести σ_y на коэффициент динамического упрочнения:

σ_yd = k_d σ_y,

где k_d = y_d/y_s; y_d – динамические деформации; y_s – прогиб от статической нагрузки.

При σ > σ_y наблюдается эффект запаздывания пластической деформации. Для определения прогибов элементов в любой стадии напряженно деформированного состояния необходимо находить усилия и жесткости элемента в различных сечениях. Если для I стадии жесткость изгибаемого элемента постоянна по его длине и эпюра прогибов 1/ρ = M_I / В_I плавная и повторяет эпюру моментов, то для II стадии в средней части блока, где происходит трещинообразование, жесткость ступенчато снижается, а эпюры прогибов ступенчато возрастают. В нормально армированных элементах прочность исчерпывается вследствие разрушения сжатой зоны после начала текучести растянутой арматуры. Интенсивность сил сцепления между арматурой и бетоном изменяется по длине балки и зависит от деформации арматуры в сечении с трещиной.

Изгибаемые железобетонные элементы, армированные сталями с площадкой текучести, рассчитывают с использованием билинейной или полигональной диаграмм текучести.

3.3 Строительство на подрабатываемых территориях. Принципы расчёта и проектирования.

При разработке полезных ископаемых подземным способом в грунтовом массиве остаются полости, а на поверхности – чашеобразные впадины (мульды сдвижения). Размеры мульды зависят от размеров выработки, толщины пласта, глубины разработки, физико-механических свойств грунта. Деформации земной поверхности бывают в виде провалов, трещин, уступов с трещинами, плавных оседаний. Параметрами мульды оседания являются: вертикальная составляющая прогиба поверхности η; горизонтальные сдвижения ξ; относительные горизонтальные деформации, равные отношению разности горизонтальных сдвигов двух точек мульды к расстоянию между ними ξ_h; наклоны, равные отношению разности оседания двух точек мульды к расстоянию между ними i; радиус кривизны R; кривизна мульды сдвижения k.

Подрабатываемые территории подразделяются на четыре группы (табл. 9.1).

Пригодными для строительства считаются участки вне зон возможного образования провалов, затопления атмосферными осадками и подземными водами, выходов тектонических нарушений, возможного образования оползней. Под действием смещений в конструкциях появляются трещины, перекосы, расстройства соединений. Показателем суммарной деформации является величина

Δl_Σ = Δl_ε + Δl_K (ε_h + H/R) z, (9.1)

где Δl_ε и Δl_K – компоненты суммарных деформаций от воздействия относительных горизонтальных деформаций и искривления земной поверхности; z и H – длина и высота здания.