Приведены основные положения теории ползучести строительных материалов, а также практические методы расчета конструкций гражданских и промышленных зданий, гидротехнических и мостовых сооружений на длительные воздействия — нагрузки и вынужденные деформации. Описаны математические модели отдельных характеристик длительных деформаций, в частности деформации бетонов, даны их статистические оценки и практические рекомендации по определению соответствующих параметров. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций.

Введение

Глава I. Деформирование и сопротивление бетона при длительных воздействиях
1. Особенности строения и деформирования бетона
2. Влияние уровня напряжений на деформации ползучести бетона. Функции напряжений
3. Длительное сопротивление бетона. Влияние предшествующего загружения
4. Кривые простой ползучести и усадки. Эталонный бетон
5. Влияние возраста к моменту загружения на деформативные свойства бетона
6. Ползучесть бетона при напряжениях, переменных во времени
7. Ползучесть бетона при растяжении
8. Коэффициенты поперечных деформаций бетона
9. Особенности ползучести бетона при плоском напряженном состоянии

Глава II. Деформирование и сопротивление древесины при длительных воздействиях
1. Строение и характер деформирования древесины. Длительное сопротивление
2. Влияние уровня и продолжительности действия постоянных напряжений
3, Длительное деформирование древесины при переменных напряжениях. Принцип наложения
4. Учет влияния переменной во времени влажности на длительное деформирование древесины

Глава III. Зависимости и уравнения линейной теории ползучести стареющего тела
1. Гипотезы и предпосылки линейной теории ползучести стареющего тела
2. Зависимости между напряжениями и деформамациями
3. Основное интегральное уравнение линейной теории ползучести
4. Зависимость между деформациями и напряжениями, представленная с помощью резольвенты
5. Решение основного интегрального уравнения линейной теории ползучести
6. Вычисление напряжений с учетом влияния ползучести и старения в стержне, жестко заделанном по концам
7. Экспериментальные исследования напряжений в стержнях, вызванных вынужденными деформациями
8. Зависимости и уравнения, применяемые для описания трехмерного напряженно-деформированного состояния однородного изотропного тела

Глава IV. Основные задачи линейной теории ползучести
1. Напряженное состояние однородного изотропного сплошного тела при действии внешних сил и наличии вынужденных деформаций
2. Системы, составленные из однородных изотропных элементов
3. Решение плоской контактной задачи с учетом ползучести
4. Длительное деформирование и устойчивость сжатого стержня, выполненного из материала, обладающего ползучестью. Расчет по деформированной схеме
5. Влияние ползучести на устойчивость нелинейно-деформирующихся систем

Глава V. Некоторые сведения из нелинейной теории ползучести
1. Гипотезы и предпосылки нелинейной теории ползучести стареющего тела
2. Нелинейная наследственная теория старения
3. Решение релаксационной задачи с помощью нелинейной наследственной теории старения
4. Применение нелинейной наследственной теории старения к решению задачи устойчивости сжатого стержня
5. Краткие сведения из механики длительного разрушения

Глава VI. Железобетонные конструкции, работающие без трещин
1. Напряженное состояние железобетонных элементов с одиночной арматурой
2. Железобетонные стержни
3. Напряженно-деформированное состояние тела, обладающего линейной ползучестью и усиленного упругими связями
4. Решение задачи о напряженном состоянии железобетонного стержня с учетом нелинейной ползучести бетона
5. Напряженное состояние железобетонного элемента в процессе термообработки
6. Длительное деформирование сжатого железобетонного стержня

Глава VII. Напряженное и деформированное состояния железобетонных конструкций, работающих с трещинами
1. Зависимости между напряжениями и деформациями
2. Напряженное и деформированное состояния преднапряженных железобетонных стержней при длительном действии нагрузки
3. Вывод формулы для определения ψ_a (t)
4. О практических способах определения перемещений железобетонных балок при длительном действии нагрузки
5. Несущая способность изгибаемых железобетонных стержней при длительном действии нагрузки

Список литературы

Введение

Решения XXV съезда Коммунистической партии Советского Союза предусматривают глубокие качественные сдвиги в структуре и техническом уровне народного хозяйства, существенное изменение его облика. В строительной индустрии одним из направлений дальнейшего прогресса является снижение массы, трудоемкости и стоимости, а также повышение качества конструкций зданий и сооружений. В выполнении этого существенную роль играет более строгий подход к проектированию, более полный учет всех возможностей и реальных свойств применяемых материалов. В частности, весьма важны отказ от представления о стационарности состояний строительных конструкций, правильное понимание и учет особенностей их поведения, связанных с длительным деформированием под нагрузками, или, как говорят, с ползучестью.

Основы современной теории ползучести заложены Л. Больцманом и В. Вольтерра, сформулировавшими линейные зависимости, получившие название наследственных, и создавшими достаточно общий математический аппарат. Существенный вклад в создание теории упругой наследственности внесли А.А. Ильюшин, А.Ю. Ишлинский, А.К. Малмейстер, Ю.Н. Работнов, А.Р. Ржаницын, М.И. Розовский и другие ученые. Поскольку для этой теории характерны инвариантные во времени ядра ползучести и соблюдение замкнутого цикла Вольтерра, то она в классической форме неприменима к стареющим материалам.

Последнее, вероятно, и послужило основной причиной появления теории ползучести, названной «теорией старения» и созданной применительно к расчету железобетонных конструкций. Эта теория основана на предложенной С. Уитни гипотезе о «параллельности» кривых простой ползучести и развита Ф. Дишингером. Существенный вкладов теорию старения внесли В.А. Бовин, Н.А. Буданов, И.И. Улицкий, А.Б. Голышев, Я.Д. Лившиц, О.Я. Берг и E.Н. Щербаков. Несмотря на ряд существенных недостатков, связанных с гипотезой о «параллельности» к соответствующей полной необратимостью деформаций ползучести, эта теория привлекает многих авторов простотой решений, наиболее существенно проявляющейся в нелинейном варианте.

Весьма существенным шагом, в развитии теории длительного деформирования стало создание наследственной теории старения (теории упругоползучего тела, теории Г.Н. Маслова — H.X. Арутюняна). В основе этой теории лежат зависимости и уравнения, записанные Н.Г. Масловым применительно к расчету температурных напряжений в бетонных массивах, т. е. к задаче, решение которой не может быть получено на основе теории упругой наследственности или теории старения. Н.Х. Арутюнян выполнил построение законченной математической теории и показал эффективность ее применения для расчета железобетонных конструкций. Для этой теории характерен учет влияния возраста материала на упругомгновенные деформации и ползучесть, а также частичной необратимости длительных деформаций, связанной со старением. В последнее время эта теория развивается весьма интенсивно, причем наиболее существенные результаты получены в трудах С.В. Александровского, В.М. Бондаренко, П.И. Васильева, А.А. Гвоздева, К.С. Карапетяна, А.П. Кудзиса, М.М. Манукяна, Н.Я. Панарина, И.Е. Прокоповича, А.Р. Ржаницына и М.М. Розовского.

Изложение в книге проводится на базе наследственной теории старения. Используются физические зависимости, построенные на феноменологической основе, т. е. на основе кривых зависимостей напряжения — деформации, полученных опытным путем. Данные о влиянии строения материала привлекаются только для разъяснения качественной картины особенностей длительного деформирования. В связи с ограниченностью объема в книге не затрагиваются вопросы, связанные с использованием реологических моделей, моделированием ползучести поляризационно-оптическим методом, а также виброползучесть и ряд других вопросов.

В книге в основном рассмотрена теория ползучести бетона применительно к расчету бетонных и железобетонных конструкций. Это можно объяснить следующими причинами: во-первых, бетон все еще является основным строительным материалом и, судя по прогнозам, будет оставаться таковым в обозримом будущем. Благодаря освоению производства высокомарочных и специальных цементов, совершенствованию технологии изготовления бетона, индустриализации производства изделий и развитию всех отраслей народного хозяйства область применения бетонных и железобетонных конструкций непрерывно расширяется. Во-вторых, вопросы ползучести и длительного сопротивления бетона проработаны значительно полнее, чем других строительных материалов. Естественно, что результаты, полученные для бетона и железобетона, в феноменологическом плане имеют достаточно общий характер. Для иллюстрации этого в книге на основе работ Ф.П. Белянкина, Ю.М. Иванова и В.Ф. Яценко и других исследователей приводятся краткие сведения о ползучести древесины и иллюстрируется соответствие в описании длительного деформирования и сопротивления двух рассмотренных строительных материалов.

Глава I написана авторами совместно, главы II, III, IV, VI, а также п. 4 главы V написаны И.Е. Прокоповичем, главы V и VII — В.А. Зедгенидзе.

Авторы пользуются приятной возможностью выразить глубокую благодарность проф. А.А. Гвоздеву, просмотревшему рукопись книги и сделавшему ценные замечания по ее содержанию.