ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ

Железобетонные конструкции. В результате коррозии бетона происходит деградация защитного слоя и коррозия арматуры. Продукты коррозии вызывают образование трещин, ориентированных вдоль арматуры, и отслаивание защитного слоя бетона.

С целью совершенствования методов расчета предложены различные математические модели, описывающие деформирование и разрушение конструкций. Так, по предложению И. А. Овчинникова и его учеников в качестве модели проникания агрессивной среды принята схема "размытого" фронта в виде

где С(х, /) - концентрация агрессивной среды по сечению; х - координата сечения; I - время; С0 - концентрация агрессивной среды на поверхности конструктивного элемента; а, Р - коэффициенты; Ь(р) - закон продвижения границы размытого фронта вглубь конструктивного элемента;

(10.4)

где т, п - эмпирические коэффициенты;] = 1 - для растянутой зоны сечения,] = 2 - для сжатой.

Совокупность процессов химического воздействия агрессивной среды, например, сульфатов с бетоном, интегрально описывается уравнением химического взаимодействия, составленным относительно параметра р,

(10.5)

где g - коэффициент пропорциональности.

Модель деформирования бетона, как линейно-деформируемого материала без агрессивных компонентов

(10.6)

(10.7)

для материалов с сульфатами

где Ар, Ас, Вр, Вс, Ар(р), Ас(р), Вр(р), Вс(р) - коэффициенты, определяемые из условия наилучшей аппроксимации

экспериментальных данных.

В качестве модели деформирования ненапрягаемой арматуры принимается зависимость

(10.8)

где А„, В2 - экспериментально определяемые коэффициенты.

Модель коррозионного поражения арматуры принимается в виде равномерного по периметру износа

(10.9)

где 8 - толщина прокорродированного металла; I - время; - время достижения концентрацией сульфатионов в зоне

расположения арматуры критического значения; а, Р - коэффициенты модели.

Считается, что коррозия арматуры начинается после достижения критической концентрации среды и проходит в соответствии с законом

(10.11)

где У0 - скорость коррозии ненапряженного металла; т - коэффициент, учитывающий влияние напряженного состояния на скорость коррозии; сти - интенсивность напряжений.

Стальные конструкции. Сложной задачей является вычисление геометрических и жесткостных характеристик прокатных профилей при коррозионном износе. Во времени изменяются: положение центра тяжести, направления центральных осей, площадь поперечного сечения, статические, осевые и центробежные моменты инерции. Часто вводится понятие о равномерном износе. Площадь поперечного сечения Аад в произвольный момент времени I равна (Г. В. Воронкова)

(10.12)

где А0 - начальная площадь поперечного сечения; Гад - периметр поперечного сечения в момент времени /; 8 - глубина коррозионного повреждения.

Если площадь профиля рассматривать как сумму прямоугольных сечений, то