Влияние контактных слоев на трещиностойкость изгибаемых трехслойных конструкций

Introduction. In the present-day construction practice, multilayer building envelopes are applied; their layers are made of concretes having diff erent physical and mechanical characteristics. When diff erent concretes are poured in successive layers, contact layers are formed; their physical and mechanical properties are unlike those of the adjacent layers. The strength and stress-strain characteristics of the contact layers can aff ect the behaviour of a multilayer structure. Materials and methods. Numerical and experimental methods are applied to study the stress-train state of such structures exposed to loading. Bending three-layer structural models, having external layers made of strong structural concrete and the middle layer made of low-strength concrete, were applied in the research project. A contact layer is formed in the process of their manufacturing; its geometrical, strength and stress-strain characteristics are simulated in the process of numerical studies. Results. The co-authors have identified the eff ects produced by geometrical, strength and stress-strain characteristics of contact layers on the analysis of bending multilayer structures. Design models and a novel method of analysis have been developed for bending multilayer reinforced concrete structures with account taken of the influence of geometrical, strength and stress-strain characteristics of the contact layer. According to the results of numerical calculations, diff erences between cracking moments can reach 4.3% or more for three-layer reinforced concrete beams. As for the practical calculations, if the thickness of the contact layer is below 0.4 cm, one can ignore the influence produced by the contact layer on the calculation result. Conclusions. The results of the research help to identify the rational parameters for the design of multilayer enclosing structures having varying strength reinforced concrete layers interconnected by the monolithic contact layer. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Введение. В практике современного строительства применяются многослойные ограждающие конструкции, слои которых состоят из бетонов с различными физико-механическими характеристиками. При последовательной по- слойной укладке различных бетонов между ними образуются контактные слои, обладающие физико-механическими характеристиками, отличными от смежных с ними слоев. Прочностные и деформативные характеристики контакт- ных слоев могут оказывать влияние на работу многослойной конструкции. Материалы и методы. Для изучения напряженно-деформированного состояния (НДС) таких конструкций под воз- действием нагрузок применяют, наряду с экспериментальными, численные методы. Исследования проведены на изгибаемых трехслойных конструктивных моделях с использованием в наружных слоя х прочного конструкционного бетона, а в среднем слое -- бетона низкой прочности. В процессе изготовления данных конструкций образуется кон- тактный слой, геометрические, прочностные и деформативные характеристики которого моделируются в процессе проведения численных исследований. Результаты. Установлено влияние геометрических, прочностных и деформативных характеристик контактных слоев на результаты расчета изгибаемых многослойных конструкций. Выполнено построение расчетных моделей и разра- ботана методика расчета изгибаемых многослойных железобетонных конструкций с учетом влияния геометрических, прочностных и деформативных характеристик контактного слоя. По результатам проведенных численных расчетов различия момента при трещинообразовании трехслойных железобетонных балок могут достигать 4,3% или больше. В практических расчетах, если толщина контактного слоя меньше 0,4 см, можно не учитывать влияние контактного слоя на результат расчета трехслойных железобетонных конструкций. Выводы. Полученные результаты исследования позволяют определять рациональные параметры для проекти- рования многослойных ограждающих конструкций с железобетонными слоями различной прочности, связанными между собой монолитным контактным слоем. [ABSTRACT FROM AUTHOR]