В книге рассмотрен ряд практически важных инженерных вопросов о расчете распределения температуры и влажности, а также связанного с ним напряженно-деформированного состояния бетонных и железобетонных конструкций. Особое внимание уделено повышению практической ценности получаемых при этом решений. Приведены результаты широких экспериментальных исследований ползучести, влажностных и температурных деформаций бетона, а также температурно-усадочных напряжений в нем. Содержится иллюстративный материал и необходимые числовые примеры расчета, отвечающие требованиям действующих норм проектирования; приводятся таблицы, а также библиография по рассматриваемой проблеме. Книга предназначена для научных работников, инженеров-строителей, проектировщиков бетонных и железобетонных конструкций гражданских, промышленных и гидротехнических сооружений, мостостроителей.

Об авторе: Александровский Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор, почетный член Российской Академии Архитектуры и Строительных Наук, лауреат Премии Правительства России в области науки. Окончил с отличием Днепропетровский и Новосибирский инженерно-строительные институты с перерывом на участие в войне и аспирантуру МИСИ им. В.В. Куйбышева. Докторскую диссертацию защитил в НИИЖБ Госстроя СССР. Опубликовано свыше 180 научных работ, в том числе 9 монографий (3 из них в соавторстве) и получено 10 авторских свидетельств на изобретения. Участник Великой Отечественной войны; был тяжело ранен на фронте. Имеет боевые правительственные награды. Сфера научной деятельности: теория тепло- и влагопроводности, теория ползучести и термоползучести наследственных стареющих сред, методы расчета температурных и влажностных напряжений в конструкциях и их долговечности.

Предисловие

Часть I. Методы теории теплопроводности и влагопроводности, используемые при расчете температурных и влажностных напряжений в бетонных и железобетонных конструкциях

Глава I. Основные уравнения теории теплопроводности бетона при распределенных источниках тепла, зависящих от температуры. Классические методы решения задачи
Теплопроводность. Основное уравнение теории теплопроводности бетона при распределенных источниках тепла
Граничные и начальное условия
Теплофизические свойства бетона
Экзотермия бетона
Уравнение теплопроводности при скорости экзотермии, зависящей от температуры процесса
Классический метод решения задачи теории теплопроводности при распределенных источниках тепла, зависящих от температуры
Первая классическая задача теории теплопроводности. Одномерный тепловой поток в плите
Вторая классическая задача теории теплопроводности. Одномерный тепловой поток в плите

Глава II. Упрощение задачи теории теплопроводности при распределенных источниках тепла, зависящих от температуры. Метод дополнительного фиктивного источника
Упрощение задачи теории теплопроводности при распределенных источниках тепла, зависящих от температуры. Метод автора
Аппроксимация графика температуры наружного воздуха в форме, удобной для приложений
Первая основная задача теории теплопроводности. Случай замкнутого решения
Первая основная задача теории теплопроводности. Температурный режим прямоугольной призмы. Случай незамкнутого решения
Вторая основная задача теории теплопроводности. Одномерный тепловой поток в плите
Вторая основная задача теории теплопроводности. Двухмерный тепловой поток в прямоугольной призме
Вторая основная задача теории теплопроводности. Тепловой поток в неограниченном цилиндре
Третья основная задача теории теплопроводности. Одномерный тепловой поток в плите
Третья основная задача теории теплопроводности. Двухмерный тепловой поток в прямоугольной призме
Третья основная задача теории теплопроводности. Тепловой поток в неограниченном цилиндре
Экспериментальная проверка теории
Пример расчета распределения температуры в массивной бетонной плите

Глава III. Асимптотические задачи теории теплопроводности
Об асимптотических решениях задач теории теплопроводности
Асимптотическое решение задачи теории теплопроводности в прямоугольных координатах. Случаи замкнутого решения
Асимптотическое решение задачи теории теплопроводности в прямоугольных координатах для прямоугольной призмы. Случай незамкнутого решения
Асимптотическое решение задачи теории теплопроводности в цилиндрических координатах

Глава IV. Некоторые общие вопросы теории теплопроводности
О теореме Дюамеля в теории теплопроводности
Обобщение метода фиктивного источника на случай переменных теплофизических характеристик материала среды
Нелинейная задача теплопроводности при учете влияния температуры на теплофизические характеристики материала среды
Об аналогии «эквивалентной однослойной стенки» в теории теплопроводности многослойных наружных ограждений

Глава V. Прикладные методы теории влагопроводности бетона
Влагопроводность. Основные уравнения прикладной теории влагопроводности бетона
Граничные и начальное условия. Равновесная влажность бетона
Влагофизические свойства бетона
Аналитическое выражение для скорости гидратации, зависящей от температуры процесса
Уравнение влагопроводности при распределенном стоке влаги, зависящем от температуры. Упрощение и метод решения задачи теории влагопроводности
Задачи теории влагопроводности. Одномерный поток влаги в плите
Пример расчета распределения влажности в массивной бетонной плите

Часть II. Расчет напряженно-деформированного состояния конструкций, вызываемого изменениями их температуры и влажности методами теории ползучести

Глава VI. Температурные и влажностные деформации бетона
Температурные деформации бетона
Вода в бетоне
Усадка бетона
Набухание бетона
Физические свойства бетона, связанные с его влажностными деформациями
Влияние длительного внешнего нагружения на режим высыхания и усадку бетона
Некоторые особенности усадки и набухания бетона, существенные для расчета влажностных напряжений

Глава VII. Некоторые вопросы теории ползучести бетона
Экспериментальные основы теории ползучести бетона
Рабочие гипотезы современной линейной теории ползучести бетона
Основные уравнения линейной теории ползучести бетона. Одномерная задача при наличии вынужденных деформаций
Физический смысл наследственных функций бетона
Общая трехмерная задача линейной теории упруго-ползучего тела при наличии вынужденных деформаций
Некоторые общие замечания по поводу метода решения рассматриваемых задач линейной теории ползучести
О наследственных функциях теории ползучести бетона
Об основных разновидностях современной теории ползучести бетона и наследственных функциях, фигурирующих в их уравнениях
Удобные аналитические выражения для наследственных функций теории ползучести бетона
Экспериментальные исследования областей применимости основных разновидностей теории ползучести бетона
О методике аппроксимации кривых меры ползучести бетона с помощью формулы

Глава VIII. Упруго-мгновенная задача теории упругости при наличии вынужденных деформаций. Общие уравнения и метод решения
Общая трехмерная упруго-мгновенная задача теории упругости
Плоская упруго-мгновенная задача теории упругости. Основные уравнения
Плоская упруго-мгновенная задача. Метод решения
Повышение точности решений плоской упруго-мгновенной задачи
Одномерная упруго-мгновенная задача для бесконечного полупространства
Одномерная упруго-мгновенная задача для прямого бруса

Глава IX. Некоторые упруго-мгновенные задачи о температурных напряжениях
Напряжения в бесконечном полупространстве при неравномерном изменении его температуры
Напряжения в прямом брусе при линейном распределении температуры вдоль его оси
Напряжения в призматическом брусе со свободными гранями при неравномерном распределении температуры по его сечению
Напряжения в призматических прямоугольных брусьях при изменениях их температуры, неравномерных по высоте бруса
Напряжения в плите при неравномерном изменении температуры по ее толщине
Напряжения в прямоугольном блоке, защемленном по основанию при равномерном разогреве (торцы блока закреплены от тангенциальных смещений)
Напряжения в защемленном по основанию прямоугольном блоке при равномерном разогреве (торцы блока свободны от напряжений)
Температурные напряжения в блоке, защемленном по основанию и имеющем свободные торцы, в общем случае его неравномерного разогрева
Некоторые замечания по поводу рассмотренных упруго-мгновенных задач

Глава Х. Учет ползучести при расчете напряжений в бетоне, вызываемых его вынужденными деформациями
Общие указания
Методика учета ползучести при расчете напряжений, вызываемых вынужденными деформациями
Случай стационарной вынужденной деформации
Коэффициент приведения упругих напряжений в старом бетоне

Глава XI. Некоторые задачи о температурных и усадочных напряжениях в бетоне
Некоторые одномерные задачи о температурных напряжениях в старом бетоне с учетом его ползучести
Напряжения в бетонной плите от экзотермии при учете изменений температуры наружного воздуха
Напряжения в бетонных блоках при их разогреве от экзотермии
Экспериментально-теоретические исследования температурных напряжений в бетоне
Экспериментально-теоретические исследования усадочных напряжений в бетоне
Экспериментально-теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния центрально-обжатых элементов из высокопрочного бетона и потерь напряжений в арматуре

Глава XII. Напряженно-деформированное состояние железобетонных элементов без трещин при наличии вынужденных деформаций
Напряженно-деформированное состояние армированных сжато-изогнутых элементов со свободными торцами
Релаксация напряжений и усилий в железобетонном элементе

Глава XIII. Учет температурно-влажностных воздействий при расчете железобетонных конструкций с трещинами приближенными методами
Общие методические указания
Расчет железобетонных конструкций на изменения их температуры и влажности
Определение перемещений железобетонных конструкций при их расчете на изменения температуры и влажности
Расчет распределения температуры бетона по сечению элементов конструкций и выбор средней расчетной температуры и расчетного перепада температуры
Расчет распределения влажности бетона по сечению элементов конструкций и выбор средней расчетной влажности и расчетного перепада влажности
Числовой пример расчета железобетонной статически неопределимой рамы на изменения температуры и влажности бетона

Часть III. Основы теории термоползучести бетона

Глава XIV. Физические свойства бетона и арматуры при повышенных температурах
Влияние температуры на модуль упругости и ползучесть бетона
Наследственные функции бетона при влиянии температуры на его физические свойства
Модуль упругости, ползучесть и коэффициент линейного температурного расширения арматурных сталей при повышенных температурах

Глава XV. Основные уравнения теории термоползучести бетона при стационарном воздействии повышенных температур
Рабочие гипотезы теории термоползучести бетона
Общая объемная задача теории термоползучести в прямоугольных координатах
Упрощенная объемная математическая модель общей задачи теории термоползучести в прямоугольных координатах
Частный случай объемной задачи теории термоползучести. Поле изменения вынужденной деформации зависит только от одной координаты    

Глава XVI. Прикладные задачи теории термоползучести бетона при стационарных воздействиях температуры
Напряженно-деформированное состояние призматических прямоугольных брусьев при изменении температуры, неравномерном по их толщине
Напряженно-деформированное состояние плит при изменении температуры, неравномерном по их толщине
Числовая иллюстрация применения математической модели теории термоползучести на примере одноосной задачи о релаксации температурных усилий в бетонной плите с защемленными гранями
Напряженно-деформированное состояние бесконечного полупространства, неравномерного по глубине при изменении его температуры
Напряженно-деформированное состояние армированного элемента со свободными от защемлений торцами
Напряженно-деформированное состояние армированного элемента с защемленными торцами

Глава XVII. Задача теории термоползучести в цилиндрических координатах при стационарном воздействии повышенной температуры
Общая объемная задача теории термоползучести бетона
Упрощенная объемная математическая модель общей задачи теории термоползучести
Частный случай Математической модели задачи теории термоползучести для цилиндрического тела вращения. Поле изменения температуры зависит только от одной координаты

Глава XVIII. Основные уравнения теории термоползучести бетона при нестационарном воздействии повышенных температур
Общая объемная задача теории термоползучести бетона
Упрощенная объемная математическая модель нестационарной задачи теории термоползучести
Одномерная по координатам нестационарная задача теории термоползучести
Численная иллюстрация применения теории термоползучести на примере нестационарной задачи о релаксации температурных усилий в стене пропарочной камеры

Приложения
Список литературы