ivdon3@bk.ru
В статье приведены результаты опытных испытаний ряда железобетонных внецентренно сжатых конструкций, усиленных композитными материалами в продольном и поперечном направлении. В ходе проведения исследования было установлено, что композитное внешнее армирование работает в железобетонных конструкциях не одинаково, а зависит от зоны расположения композитных материалов на конструкции. Это связано с разной концентрацией напряжений по длине железобетонных конструкций от действия изгибающих моментов и поперечных сил. Следствием данного неравномерного напряжённого состояния в композитных материалах является преждевременное их отслоение и занижение общей эффективности системы усиления. В данной статье представлены результаты экспериментальных данных значений относительных деформаций εf композитных материалов железобетонных усиленных стоек, гибкостью λh=10, испытанных при большом эксцентриситете приложения нагрузки (е0 = 4 см или 0,32h), выходящей за ядро сечения. В данной работе рассматриваются различные варианты композитного усиления расположенного, как в продольном, так и в поперечном направлении. Деформации фиксировались тензодатчиками с базой 2,0 см, на всех уровнях нагрузки. В результате, были зафиксированы максимальные относительные деформации композитных материалов, выявлены наиболее эффективные зоны расположения поперечных хомутов и места, где деформация вдоль волокон не развивались, следовательно, композит в системе усиления, не работал. Полученные данные дают возможность разрабатывать наиболее рациональные варианты усиления.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
В данной работе представлен новый способ усиления железобетонных колонн с использованием металла и композитного материала. Проведен анализ существующих традиционных и современных методов усиления железобетонных сжатых элементов и выявлены основные их недостатки, с учетом которых разработан новый способ усиления. В этом исследовании представлены результаты проверки эффективности нового метода усиления, расписаны по детально основные схемы, технология и порядок выполнения работ по усилению. Приведены результаты проведенных экспериментальных исследований. Выполнено сравнение прочности эталонных образцов с усиленными. Разработаны предложения по усилению железобетонных колонн металлическими элементами, расположенными в продольном направлении и композитными материалами, наклеенными в качестве хомутов с расположением волокон в поперечном направлении.
Ключевые слова: сталь, железобетон, тяжелый бетон, испытание, стойка, композитный материал
Представлена новая разработанная методика расчета, включающая положения нормативного расчета и учитывающая особенность работы внецентренно сжатых железобетонных конструкций, работающих при больших эксцентриситетах приложения нагрузки. В методику расчета внесены коррективы, учитывающие следующие факторы: в нормативной методике используется максимальное сопротивление арматуры растяжению, разработаны предложения по определению фактического сопротивления растянутой арматуры, которое, по сути, будет значительно ниже предельного. Даны предложения, учитывающие предельные деформации бетона, которые, в свою очередь, будут являться ключевой величиной для определения сопротивления растянутой арматуры в поперечном сечении. Представлены результаты экспериментальных исследований гибкой железобетонной стойки, работающей с эксцентриситетом приложения нагрузки, равным e0=0,32h. Проведен анализ теоретических расчетов и экспериментальных исследований. Разработана формула, позволяющая определить реальное сопротивление растянутой металлической арматуры в момент, предшествующей разрушению. Составлен алгоритм расчёта. При сравнении теоретических и опытных прочностей разница не превышала 5%.
Ключевые слова: сталь, тяжелый бетон, железобетон, испытания, стойка
Данная работа является продолжением научного исследования по определению эффективности композитных материалов на основе углеткани, в области усиления изгибаемых и сжатых элементов. Статья посвящена определению геометрических характеристик опытных образцов, описанию строения внутреннего металлического каркаса и методики усиления железобетонных образцов. Важность данной научной работы заключается в том, что одна из наиболее популярных фирм, реализующих композитные материалы в России («Гидрозо»), предлагает использовать новую технологию усиления железобетонных конструкций, отличающуюся от рекомендуемой в нормах. Однако, по утверждению специалистов завода-изготовителя, данная методика не просто обеспечивает надёжное сцепление и совместную работу материалов усиления и бетона конструкции, но и существенно увеличивает эффективность композитного материала.
Ключевые слова: сталь, тяжелый бетон, железобетон, композитный материал, усиление, углепластик, испытание, стойка, балка, образец
В данной работе представлена, разработанная авторами настоящей научной статьи, методика расчета по прочности железобетонных внецентренно сжатых стоек по действующей нормативной методике, согласно СП 63.13330.2018. Особенностью данной методики является условие, что, при расчёте по прочности, неизвестна внешняя сила, в свою очередь, нормативная методика, наоборот, ориентирована на вычисление площади поперечного сечения металлической арматуры при условии заранее известной внешней силы. Обратная задача нормами не предусматривается, так как используется в основном в научных целях. Следовательно, разработанная нами методика имеет большую ценность для научно-исследовательских работ, где важным фактором является определение прочности образцов для последующего сравнения с прочностью соответствующих эталонных образцов и разработки новых предложений к методикам расчёта. Для удобства читателя, разработанная методика расчёта представлена в виде примера расчета по прочности одного внецентренно сжатого железобетонного образца, с пояснениями и ссылками на формулы нормативной литературы. Рассчитанный образец был реально изготовлен и испытан в лаборатории кафедры ЖиКК ДГТУ и все его характеристики были найдены опытным путём, следовательно, расчётная методика основывается на сравнении с результатами экспериментальных исследований.
Ключевые слова: сталь, тяжелый бетон, железобетон, испытание, стойка, эксцентриситет, прочность, внецентренное сжатие
Рассмотрены результаты, полученные в ходе экспериментальных исследований, прогибов железобетонных стоек двух гибкостей λh=10 и 20, испытанных при трех эксцентриситетах приложения нагрузки е0=0; 2,0см (0,16h) и 4,0см (0,32h). Выполнены теоретические расчеты прогибов согласно действующего свода правил (СП 63.13330.2018). На основании экспериментальных данных и результатов расчета было установлено, что значения теоретических прогибов существенно отличаются от экспериментальных. Был выполнен анализ влияния эксцентриситета приложения нагрузки и гибкости образцов на сходимость теоретических и экспериментальных значений прогибов образов, рассмотрены возможные причины несовпадения и разработаны предложения по совершенствованию расчетной методики.
Ключевые слова: бетон, железобетон, сжатые элементы, гибкость, эксцентриситет, вторая группа предельных состояний, прогиб
Железобетонные конструкции с предварительно напряжённой арматурой являются проблемой при возникновении необходимости их восстанавливать или усиливать, особенно когда предварительно напряженная арматура повреждена или имеет существенную коррозию. Обычно такие конструкции имеют большие габариты или перекрывают большие пролёты. Учитывая масштаб работ по замене таких конструкций, разработка вариантов усиления или восстановления является актуальным вопросом. Одной из наиболее сложных конструкций с предварительно напряженной арматурой является высотная опора ЛЭП кольцевого сечения. Её работа в естественной среде подвергается воздействию разрушающих факторов, которые приводят к удалению и разрушению предварительно напряженной арматуры. Данная статья посвящена разработке метода усиления повреждённого участка железобетонной опоры ЛЭП путём замены и предварительного напряжения разрушенного стержня. В работе приведена технология метода усиления и основные положительные свойства.
Ключевые слова: тяжелый бетон, опора ЛЭП, железобетон, сжатые элементы, резьбовые муфта, усиление
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
Результаты проведенных исследований показали, что от производителя фирмы композитных материалов для усиления железобетонных конструкций, зависит и методика произведения работ по усилению, свойства материалов и их конфигурация. Такое положение дел требует изучение свойств, используемых в строительстве материалов. Именно этому вопросу посвящена данная статья. А именно, разработана программа испытаний усиления конструкций неизученными, но наиболее распространёнными композитными материалами в России, в частности, в Ростовской области. Определены параметры усиленных конструкций, которые в процессе испытания будут изучены. Программа эксперимента разработана таким образом, чтобы охватить наиболее важные железобетонные конструкции, используемые в строительстве.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) ,
Выбор вариантов усиления железобетонных конструкций основывается на большом количестве факторов, основанных на технических возможностях и экономической эффективности. Современное строительство требует новых методов усиления, позволяющих сократить трудозатраты и время производства работ, при этом, сохранить эстетический облик строящегося или восстанавливаемого здания. Камнем преткновения становится цена вопроса и надёжность новых методов усиления. С этой целью было проведено сравнение известных и используемых методов усиления, основанных на таких материалах, как железобетон и металл, с достаточно новым методами усиления, используемыми материалы на основе углеткани. В настоящей статье приведены примеры и результаты расчётов усиления колонны железобетонной, металлической и композитной обоймой. Исходя из результатов расчётов было выполнено технико-экономическое сравнение существующих вариантов усиления.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) ,
Использование композитных материалов для усиления железобетонных конструкций пользуются большой популярностью за рубежом, а в последние годы постепенно завоевывают российский рынок строительных материалов. Недостаточно полный объём научно-исследовательской деятельности не позволяет в полной мере использовать композитные материалы в области усиления железобетонных конструкций. К тому же, отсутствует единый сортамент, в котором композитные материалы разных производителей обладают одинаковыми свойствами. Учитывая непростую политическую обстановку в России, ряд фирм производителей композитов, перестали подставлять свои материалы в страну. В связи с этим существует необходимость в исследовании новых производителей и их материалов усиления. Учитывая большую ответственность, предъявляемую к проектам усиления несущих конструкций, характер поведения и свойства материалов усиления должны быть изучены. В данной работе приведено сравнение материалов и методик технологии выполнения работ по усилению 2-х разных фирм, надёжность и эффективность одной из них «BASF» была проверена в результате научно-исследовательских работ, но данная фирма перестала работать в России, другая фирма «Гидрозо» - является наиболее распространённой, но мало изученной. Также в работе приведены все положительные и отрицательные свойства технологий выполнения работ, произведен анализ относительно перспектив использования материалов усиления
Ключевые слова: бетон, железобетон, усиление, углепластик, композитный материал, арматура, углеткань
В последние десятилетия композитные материалы широко используются в области усиления и изготовления железобетонных конструкций. Однако, объем экспериментальных и научно-исследовательских работ в России не достаточно большой, для того, чтобы можно было определить все возможности и реальную эффективность композитных материалов в данной области. В данной работе приведены предложения по совершенствованию методики расчета прочности железобетонных гибких внецентренно сжатых стоек, усиленных композитными материалами в поперечном направлении. Разработанные предложения базируется на результатах экспериментальных исследований. Предложения разработаны в области определения добавочной прочности бетона на сжатие от действия композитных материалов, расположенных в поперечном направлении. В работе расписаны недостатки нормативный методики расчёта и разработан коэффициент, корректирующий в формулу определения сопротивления усиленного композитными материалами бетона Rb3.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
Работа посвящена обзору исследования композитного материала на основе углепластика в области усиления железобетонных конструкций. Рассмотрены основные работы по изучению эффективности углепластика при усилении изгибаемых элементов по нормальному и наклонному сечениям и сжатых гибких элементов. Установлены основные достижения и выводы, а также рассмотрены недостатки расчетных методик и технологии усиления. Цель данной работы рассмотреть уже изученные области и определить перспективные темы для дальнейшего изучения композитного материала.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
Рассмотрены результаты экспериментальных исследований по образованию трещин железобетонных стоек двух гибкостей λh=10 и 20, испытанных при трех эксцентриситетах приложения нагрузки е0=0; 2,0см (0,16h) и 4,0см (0,32h). На основании экспериментальных данных и результатов расчета по образованию трещин было установлено, что значения теоретических моментов трещинообразования опытных сжатых элементов существенно отличаются от экспериментальных. Был выполнен анализ влияния эксцентриситета приложения нагрузки и гибкости образцов на сходимость теоретических и экспериментальных моментов трещинообразования в образцах, а также рассмотрены возможные причины изменения несущей способности образцов.
Ключевые слова: бетон, железобетон, сжатые элементы, гибкость, эксцентриситет, трещина, трещиностойкость
На основании экспериментальных данных было установлено, что при расчёте гибких железобетонных стоек, усиленных композитными материалами в поперечном направлении, недооценивается нормами прочность элементов. Влияние композитного усиления не учитывается при расчете жесткости D, условной критической силы Ncrc и коэффициента гибкости η. Опытные данные проведенных экспериментов показали, что прогибы усиленных стоек были меньше аналогичных, не усиленных образцов, следовательно влияние имеет место. На основе анализа результатов экспериментов, в методику норм при вычислении D внесены предложения, которые учитывают шаг поперечного усиления при разных эксцентриситетах приложения нагрузки.
Ключевые слова: бетон, железобетон, углепластик, композитный материал, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы
В статье приведены данные о влиянии внешнего композитного армирования железобетонных сжатых элементов на их деформативные свойства. Установлено, что деформации усиленных образцов, найденные по действующим нормам имеют значительные расхождения с опытными значениями. На основе анализа результатов экспериментов, в методику норм при расчете предельных деформаций бетона на сжатие εb3 внесены предложения, которые учитывают вид и процент композитного армирования и обеспечивают хорошее совпадение опытных и теоретических значений.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, сжатые элементы