Изложены основные положения проектирования долговечности железобетонных конструкций инженерных сооружений, существующие методы ее оценки, прогнозирования и повышения, понятия и критерии, связанные с долговечностью. Рассмотрены основные типы, конструктивные особенности, дефекты и повреждения сооружений для хранения сыпучих материалов и жидкостей. Дан анализ механизмов основных деградационных процессов в бетоне и арматуре железобетонных конструкций и соответствующих моделей долговечности. Приведены результаты оценки статистических параметров эксплуатационных нагрузок инженерных сооружений на основе представления нагружения как нестационарного случайного процесса. Изложены результаты исследований сопротивления железобетонных элементов и их моделей малоцикловым длительным нагрузкам. Приведена методика расчета срока службы железобетонных элементов инженерных сооружений в формате метода предельных состояний. Представлены результаты применения метода конечных элементов для численного исследования напряженно-деформированного состояния и долговечности железобетонных силосов. Практические аспекты отражены в рекомендациях при выборе материала, конструктивной формы, объемно-планировочных решений, диагностике состояния конструкций, методах устранения дефектов и повреждений, методах защиты бетона и арматуры при работе сооружений в характерных агрессивных средах. В книгу включены примеры вероятностного расчета долговечности железобетонных конструкций. Для студентов строительных факультетов, инженеров, научных работников, практиков в области железобетонных конструкций, специалистов по оценке недвижимости, контролю качества строительной продукции, защите окружающей среды.

Предисловие

Глава 1. Основные положения проектирования долговечности железобетонных конструкций: современное состояние
Введение
1.1. Общее состояние исследований по теме
1.2. Основные подходы для прогнозирования срока службы железобетонных конструкций
1.3. Понятия и критерии, связанные с долговечностью
1.4. Срок службы железобетонных конструкций
1.5. Соотношение меду долговечностью и качеством
1.6. Вероятность разрушения
Замечания

Глава 2. Конструктивные особенности инженерных сооружений для хранения сыпучих материалов и жидкостей
2.1. Классификация основных типов емкостных сооружений
2.2. Анализ конструктивных решений железобетонных стен и конструкций подсилосного этажа силосов зерновых элеваторов
2.3. Конструкции сборно-монолитных и монолитных круглых в плане и прямоугольных резервуаров для нефти, нефтепродуктов, воды и сжиженных газов
2.4. Особенности работы железобетонных конструкций силосов, бункеров и резервуаров при первичном загружении и эксплуатации
2.5. Расчетные предпосылки и принципы обеспечения долговечности резервуаров и силосов при проектировании
Замечания

Глава 3. Анализ дефектов и повреждений железобетонных конструкций эксплуатируемых силосов, бункеров и резервуаров
3.1. Дефекты и повреждения, основные положения
3.2. Факторы, определяющие долговечность железобетонных конструкций силосов бункеров и резервуаров в реальных условиях
3.3. Классификация и анализ причин повреждений
3.4. Методы оценки повреждений; оценка технического состояния
3.5 Накопление повреждений. Влияние повреждений на надёжность
Замечания

Глава 4. Анализ основных деградационных процессов в бетоне и арматуре железобетонных конструкций инженерных сооружений
4.1. Введение
4.2. Влияние структуры бетона на его долговечность
4.3. Механизмы образования и накопления повреждений при силовых и несиловых воздействиях
4.3.1. Коррозионные процессы в бетоне
4.3.2. Климатические воздействия на бетон; действие отрицательных температур
4.3.3. Механизмы образования и накопления повреждений при химических воздействиях. Химические процессы в бетоне
4.3.4. Биологические и абразионные процессы в бетоне
4.3.5. Коррозия арматуры в бетоне
4.3.6. Механизм микроповреждений при длительных малоцикловых нагрузках
4.3.7. Механизмы образования трещин в бетоне и влияние трещин на процессы коррозии
4.3.8. Механизм образования повреждений в стенах железобетонных круглых силосов в виде вертикальных трещин большой протяженности
Замечания

Глава 5. Анализ моделей долговечности для основных деградационных процессов в бетоне и арматуре
5.1. Состояние вопроса. Исследование моделей долговечности для оценки срока службы
5.2. Модели долговечности для отдельных деградационных процессов
5.2.1. Действие отрицательных температур. Виды деградации
5.2.1.1. Моделирование повреждений бетона при действии отрицательных температур
5.2.2. Поверхностный износ. Формы износа
5.2.2.1. Моделирование поверхностного износа
5.2.3. Коррозия арматуры
5.2.3.1. Бетон как защитный материал для арматуры
5.2.3.2. Моделирование коррозии арматуры
5.2.3.3. Модели для оценки периодов инициации t0 и развития t1
5.2.3.4. Продолжительность периода коррозии арматуры в трещинах бетона
5.2.4. Абразивные процессы в бетоне. Формы износа
5.3. Деградационная модель износа железобетонных конструкций инженерных сооружений при малоцикловом нагружении и коррозионном воздействии среды
Замечания

Глава 6. Исследование статистических параметров эксплуатационных нагрузок инженерных сооружений
6.1. Состояние вопроса, цели и задачи исследований
6.2. Выбор основных типов железобетонных конструкций и классификация нагрузок
6.3. Определение и оценка статистических характеристик загруженности силосов
6.3.1. Схематизация загруженности и статистические характеристики для периода первичного загружения
6.3.2. Определение структуры загруженности для эксплуатационного периода
6.3.3. Методика первичной обработки исходных данных за эксплуатационный период
6.4. Анализ загруженности методами теории нестационарных случайных процессов
6.4.1. Основные положения теории случайных процессов
6.4.2. Анализ временных рядов для отдельного силоса и для силосного корпуса
6.5. Модель изменения во времени горизонтального давления зерна на стены круглых силосов при эксплуатационном режиме
Замечания

Глава 7. Экспериментально-теоретические исследования сопротивления железобетонных элементов инженерных сооружений малоцикловым длительным нагрузкам
7.1. Сопротивление бетона и железобетона деформированию и разрушению при длительных переменных нагрузках: состояние вопроса
7.2. Задачи экспериментальных исследований
7.3. Испытания фрагментов подсилосного этажа малоцикловыми длительными сжимающими нагрузками
7.3.1. Методика испытаний
7.3.2. Анализ составляющих относительных деформаций бетона при малоцикловых длительных сжимающих нагрузках
7.3.3. Влияние силовых и несиловых факторов на развитие усадочных процессов в моделях
7.3.4. Влияние малоциклового длительного сжатия на структурные изменения в бетоне железобетонной конструкции
7.3.5. Перераспределение внутренних усилий при малоцикловом длительном сжатии
7.3.6. Исследование механизма разрушения подсилосного этажа
7.3.7. Сопоставление опытных и расчетных значений
7.3.8. Статистический анализ математических моделей для прогнозирования необратимых деформаций
7.3.9. Статистическая оценка коэффициента асимметрии цикла напряжений при малоцикловом длительном сжатии железобетонных элементов
7.4. Исследование трещиностойкости предварительно напряженных растянутых элементов стен круглых силосов при сложных режимах работы
7.4.1. Методика экспериментальных исследований
7.4.2. Сопротивление деформированию модели стен предварительно напряженных железобетонных круглых силосов
7.4.3. Параметры трещиностойкости опытных образцов при сложных режимах циклических воздействий
Замечания

Глава 8. Расчёт долговечности железобетонных элементов инженерных сооружений в формате метода предельных состояний
8.1. Введение. Анализ и особенности применения детерминированных и вероятностных методов для оценки долговечности железобетонных конструкций
8.1.1. Детерминированный метод расчета
8.1.2. Вероятностный метод
8.2. Основные положения метода расчета долговечности железобетонных конструкций, основанного на применении коэффициента безопасности по сроку службы
8.2.1. Исследование особенностей метода
8.2.2. Определение коэффициента безопасности по сроку службы
8.2.3. Определение характеристик надежности при логнормальном законе распределения срока службы
8.3. Практическая оценка срока службы железобетонных элементов с учетом стохастического характера коррозионного процесса в бетоне и арматуре
8.4. Методики определения вероятности разрушения и срока службы железобетонной конструкции стохастическим методом по признаку нейтрализации бетона защитного слоя углекислой средой и при отсутствии специальных защитных мероприятий
8.5. Исходные предпосылки методики расчета долговечности железобетонных элементов емкостных сооружений с применением коэффициента безопасности по сроку службы
Замечания

Глава 9. Применение метода конечных элементов для численного исследования долговечности железобетонных силосов
9.1. Введение
9.2. Особенности применения нелинейного МКЭ при оценке долговечности железобетонных конструкций при локальных повреждениях
9.3. Применение нелинейного конечного элемента для исследования долговечности стен силосов цилиндрической формы
9.3.1. Постановка задачи
9.3.2. Расчетные предпосылки
9.3.3. Методика и алгоритм решения задачи
9.3.4. Анализ результатов численного эксперимента
9.4. Применение линейного конечного элемента для анализа напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов силосного корпуса при вариациях схем нагружения и деформативных свойств основания
Замечания

Глава 10. Практические методы повышения долговечности железобетонных конструкций инженерных сооружений на стадиях проектирования и эксплуатации
10.1. Учет требований долговечности при проектировании железобетонных конструкций
10.2. Диагностика состояния железобетонных конструкций инженерных сооружений при эксплуатации
10.3. Методы по устранению и усилению железобетонных конструкций инженерных сооружений
10.3.1. Введение
10.3.2. Методы усиления поврежденных силосов и бункеров
10.3.3. Методы усиления резервуаров и водонапорных башен
10.3.4. Повышение водонепроницаемости, коррозионной стойкости и износостойкости стен, днищ воронок
Заключение

Приложение 1 к главе 8. Примеры вероятностных расчетов сроков службы железобетонной стены инженерного сооружения по признаку карбонизации защитного слоя бетона
Приложение 2 к главе 8. Пример определения показателей безопасности и срока службы железобетонной колонны инженерного сооружения, находящейся в условиях длительного нагружения и агрессивной среды, прямым вероятностным методом при квазилинейном законе изменения сопротивления
Приложение 3 к главе 8. Пример расчета долговечности железобетонной колонны подсилосного этажа силосного корпуса из сборного железобетона
1. Исходные данные
2. Предварительный расчет несущей способности колонны
3. Расчет долговечности по признаку коррозии бетона и арматуры
4. Окончательный расчет
5. Расчет долговечности по признакам коррозии бетона, арматуры и снижения сопротивления при малоцикловых нагрузках
Приложение 4 к главе 3
Приложение 5 к главе 8
Библиографический список
Предметный указатель