Обзор статьи

Методика расчета прочности, трещиностойкости и жесткости железобетонных балок, усиленных сталефибробетоном, на основе нелинейной деформационной модели

УДК: 

624.012:69.059.3

DOI: 

10.23968/1999-5571-2022-19-5-37-53

Страницы: 

37-53

Аннотация: 

Перспективным способом усиления железобетонных балок является использование рубашки из сталефибробетона. По трудоемкости изготовления устройство такой рубашки сопоставимо с нанесением обычной штукатурки, а наблюдаемое увеличение несущей способности усиленных балок вполне сравнимо с применением стальной обоймы. Анализ литературы показал, что методик расчета рассматриваемого способа усиления, которые бы учитывали особенности сталефибробетона как материала, а также особенности совместной работы рубашки с усиляемой балкой, на момент подготовки публикации не обнаружено. Для получения такой методики наиболее подходящим, на наш взгляд, является численный диаграммный метод, в основе которого лежит дискретная нелинейная деформационная модель. С ее использованием и разработан подробный алгоритм расчета прочности, трещиностойкости и жесткости рассматриваемого способа усиления балок по нормальному сечению. Выполнено сравнение результатов расчета с собственными экспериментальными данными и данными других авторов: установлено, что отличие в моменте разрушения составило 0,7…16,5 %, для момента трещинообразования - 0,4…19,6 %, для значений прогибов - до 19 %, что говорит о работоспособности предложенной методики и возможности применения ее для практических расчетов.

Список цитируемой литературы: 

  1. Фардиев Р. Ф., Каюмов Р. А., Мустафин И. И. Расчёт внецентренно сжатого элемента, усиленного железобетонной обоймой с учётом предыстории загружения и нелинейных свойств бетона // Известия КГАСУ. 2011. № 1 (15). С. 109-114

  2. Фардиев Р. Ф., Мустафин А. И. Исследование усиленных обоймой внецентренно сжатых железобетонных элементов с учётом напряжённого состояния до усиления // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: сб. тр. конф. М.: МГСУ, 2012. С. 152-157

  3. Фардиев Р. Ф., Мустафин И. И. Результаты экспериментальных исследований внецентренно сжатых элементов, усиленных железобетонной обоймой // Строительная индустрия: вчера, сегодня, завтра: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. Пенза: МНИЦ ПГСХА, 2010. С. 105-109

  4. Лазовский Д. Н. Усиление железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений. Новополоцк: Изд-во ПГУ, 1998. 240 с

  5. Franssen R., Guner S., Courard L., Mihaylov B. A study on the numerical modelling of UHPFRC-strengthened members // MATEC Web of Conferences. ICCRRR - International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting. 2018. Vol. 199. № 09001. Pp. 1-10

  6. Bahraq A. A., Al-Osta M. A., Ahmad Sh., Al-Zahrani M. M. et al. Experimental and Numerical Investigation of Shear Behavior of RC Beams Strengthened by Ultra-High Performance Concrete // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2019. №. 13 (6). Pp. 1-19

  7. Anusree K., Anuragi P. Study on Strengthening of RC Beams Overlaying With UHPFRC // International Journal of Applied Engineering Research. 2019. Vol. 14. № 12. Pp. 10-14

  8. Holschemacher K., Iqbal Sh., Ali A., Bier Th. A. Strengthening of RC beams using lightweight self-compacting cementitious composite // Procedia Engineering. 2017. Vol. 172. Pp. 369-376

  9. Капустин Д. Е. Сталефибробетонная опалубка в качестве несущего конструктивного элемента // Научное обозрение. 2015. № 14. С. 77-80

  10. Капустин Д. Е. Технико-экономическое обоснование применения сборно-монолитного метода при строительстве АЭС // Энергетик. 2015. № 10. С. 55-59

  11. Радайкин О. В., Сабитов Л. С., Ахтямова Л. Ш., Аракчеев Т. П. Общий случай расчёта стержневых элементов из армированного бетона диаграммным методом // Строительство и реконструкция. 2021. № 1 (93). С. 26-37

  12. Радайкин О. В. Теоретические основы диаграммного метода расчёта стержневых элементов из армированного бетона // Строительство и реконструкция. 2020. № 6 (92). С. 26-42

  13. Карпенко Н. И., Соколов Б. С., Радайкин О. В. Проектирование бетонных, железобетонных, каменных и армокаменных элементов и конструкций с применением диаграммных методов расчёта. М.: АСВ, 2019. 194 с

  14. Радайкин О. В. К построению диаграмм деформирования бетона при одноосном кратковременном растяжении/сжатии с применением деформационного критерия повреждаемости // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6 (65). С. 71-78

  15. Карпенко Н. И., Соколов Б. С., Радайкин О. В. К определению деформаций изгибаемых железобетонных элементов с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры // Строительство и реконструкция. 2012. № 2 (40). С. 11-19

  16. Карпенко Н. И., Радайкин О. В. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах // Строительство и реконструкция. 2012. № 3 (41). С. 10-16

  17. Карпенко Н. И., Травуш В. И. и др. Статически неопределимые железобетонные конструкции. Диаграммные методы автоматизированного расчета и проектирования. М., 2017. 197 с

  18. Степанов М. В., Моисеенко Г. А. Диаграммы деформирования мелкозернистого высокопрочного бетона и высокопрочного сталефибробетона при сжатии // Строительство и реконструкция. 2019. № 3 (83). С. 11-21

  19. Лазовский Д. Н. Теория расчета и конструирование усиления железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений: дис. … д-ра техн. наук. Минск, 1998. 308 с

  20. Щербань Е. М., Стельмах С. А., Нажуев М. П., Насевич А. С., Гераськина В. Е., Пошев А.У.-Б. Влияние различных видов фибры на физико-механические свойства центрифугированного бетона // Вестник Евразийской науки. 2018. Т. 10. № 6. URL: https://esj.today/PDF/14SAVN618.pdf (доступ свободный)

  21. Денисов А. В., Рогачев К. В., Иваненко С. В. Результаты проверки модели структуры фибробетона, разработанной для аналитического определения его термических и радиационных изменений, по экспериментальным данным усадки при твердении // Науковедение. 2016. Т. 8. № 4 (35). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/43TVN416.pdf (доступ свободный)

  22. Красновский Р. О., Капустин Д. Е., Рогачев К. В. Зависимость усадки сталефибробетона с цементно-песчаной матрицей от типа фибры и процента армирования // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. № 4 (29). С. 4

  23. Красновский Р. О., Капустин Д. Е., Рогачев К. В., Горбунов И. А., Денисов А. В. Влияние содержания и характеристик фибры на усадку сталефибробетона с цементно-песчаной матрицей // Бетон и железобетон - взгляд в будущее: сб. докл. III Всерос. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону. Москва, 12-16 мая 2014 г. М.: МГСУ, 2014. Т. II. C. 585-591

  24. Moiseenko G. A. Method for construction of isochrondiagrams of high-strength steel fiber concrete and its matrix // Строительство и реконструкция. 2020. № 5 (91). С. 32-45

  25. Радайкин О. В., Шарафутдинов Л. А. Экспериментальные исследования железобетонных балок, усиленных сталефибробетонной рубашкой // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2020. № 3. С. 34-45

  26. Paschalis S. A., Lampropoulos A. P., Tsioulou O. T. Experimental and numerical study of the performance of ultra high performance fiber reinforced concrete for the flexural strengthening of full scale reinforced concrete members // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 93. Pp. 351-366

  27. Lampropoulos A. P., Paschalis S. A., Tsioulou O. T., Dritsos S. E. Strengthening of reinforced concrete beams using ultra high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) // Engineering Structures. 2016. Vol. 106. Pp. 370-384

  28. Martinola G., Meda A., Plizzari G. A., Rinaldi Z. Strengthening and Repair of RC Beams with Fiber Reinforced Concrete // Cement & Concrete Composites. 2010. Vol. 32 (9). Pp. 731-739

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Радайкин О. В. Казанский государственный энергетический университет Казань, Россия

Шарафутдинов Л. А. Казанский государственный энергетический университет Казань, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 5 (94) Октябрь 2022