РОБОТА НОРМАЛЬНИХ ПЕРЕРІЗІВ ЗГИНАЛЬНИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЕЛЕМЕНТІВ, ПІДСИЛЕНИХ КОМПОЗИТНИМИ МАТЕРІАЛАМИ ЗА ДІЇ МАЛОЦИКЛОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, викладено мету й завдання досліджень, зв’язок роботи з науковими програмами, наукова новизна, практична цінність роботи, наведено її загальну характеристику.

У першому розділі виконано аналіз вітчизняних та закордонних досліджень, у яких вивчали роботу підсилених у розтягненій зоні згинальних залізобетонних елементів. Розглянуто різні методи підсилення та методики їх розрахунків. Особливу увагу приділено підсиленню згинальних залізобетонних елементів композитними матеріалами на основі вуглепластиків (CFRP).

Дослідженню підсилення розтягненої зони згинальних залізобетонних елементів присвятили свої роботи Б.А. Ашимов, А.Я. Барашиков, Є.М. Блалі, З.Я. Бліхарський, Б.А. Боярчук, О.І. Валовой, І.В. Васильєв, Є.О. Гриневич, С.С. Давидов, А. Касасбех, В.Г. Кваша, М.І. Кисиліер, М.Д. Климпуш, О.П. Кричевський, С.О. Кричевський, А.І. Мальганов, І.В. Мельник, Л.А. Мурашко, А.Я. Мурин, С.М. Новікова, Ф.Н. Рабінович, Я.В. Римар, А.К. Салех, М.Ю. Смолянінов, О.П. Сунак, П.О. Сунак, Г.К. Хайдуков, О.Л. Шагін та ін.

Одним із найперспективніших напрямків підсилення розтягненої зони згинальних залізобетонних елементів, особливо значних габаритних розмірів, є підсилення без зміни розрахункової схеми та напруженого стану конструкції. Таким є підсилення CFRP, яке, починаючи із 70 – 80 років ХХ століття, почало широко застосовуватися у світі. За кордоном проведено велику кількість досліджень даного методу підсилення такими науковцями, як U. Meier, P. Ritchie, M.E. Kaminska, R. Kotynia, R. Al-Mahaidi, A. Hіі, А.Ф. Бернадський, Д.В. Картузов, О.А. Омельченко, Л.А. Панченко, В.І. Римшин, В.П. Установ, А.О. Шилін та ін. В Україні даним питанням займалися В.Г. Кваша, М.Д. Климпуш, І.В. Мельник, А.Я. Мурин, Р.З. Добрянський, В.М. Барабаш та ін. Більшість з цих досліджень спрямовані на вивчення роботи підсилених згинальних залізобетонних елементів на дію одноразового навантаження, і відсутні будь-які дослідження даного методу підсилення на дію малоциклового навантаження.

Вивченням впливу малоциклових навантажень на залізобетонні згинальні елементи присвятили свої роботи В.Є. Бабич, Є.М. Бабич, Р.М. Багаутдинов, А.Я. Барашиков, О.Я. Берг, О.П. Борисюк, О.І. Валовой, М.О. Валовой, В.С. Дорофєєв, О.С. Залєсов, Н.І. Ільчук, П.М. Коваль, Ю.О. Крусь, Л.П. Макаренко, Ю.М. Панчук, А.П. Погореляк, Р.І. Полюга, В.В. Руденко, Г.Н. Ставров, А.А. Федосєєв та ін. Проведено невелику кількість досліджень щодо впливу повторних навантажень на роботу підсилених матеріалами CFRP згинальних залізобетонних елементів. Варто приділити увагу роботам В.Г. Кваші та М.Д. Климпуша, які провели експериментально-теоретичні дослідження напружено-деформованого стану, несучої здатності, тріщиностійкості та деформацій залізобетонних балок, підсилених вуглепластиковими композитами, при статичних і багаторазово повторних навантаженнях. Автори розробили методику їх розрахунку за І-ю та ІІ-ю гр. гр. станів. Результати впроваджено при реконструкції залізобетонного моста з підсиленням його балок.

Проаналізувавши стан питання підсилення згинальних залізобетонних елементів у розтягненій зоні перерізу, можна зробити висновок, що на сьогодні існує велика кількість різних методів їх підсилення, розроблених і досліджених науковцями з усього світу. Кожен із цих способів відновлення несучої здатності залізобетонних конструкцій є особливим і має свої переваги та недоліки.

Відсутність єдиної чіткої методики розрахунку підсилених згинальних залізобетонних конструкцій, зокрема композитними матеріалами, яка б відповідала новим нормам проектування та враховувала всі можливі силові впливи, зумовлює необхідність їх додаткового вивчення.

У другому розділі наведено програму й методику проведення експериментальних досліджень нормальних перерізів згинальних залізобетонних елементів, підсилених композитними матеріалами в розтягненій зоні.

Для досягнення поставленої мети й реалізації завдань було виготовлено 12 дослідних балок, 18 бетонних призм та 18 бетонних кубів. Залізобетонні балки виготовляли розмірами 100×160×2000 мм із бетону класу С20/25. Дослідні зразки армували таким чином, щоб запобігти виникненню похилих тріщин і забезпечити мінімальне армування нормальних перерізів. Усі балки заармовані поздовжньою робочою стержневою арматурою 2Ø10 А 500С та поперечною арматурою Ø6 А 240С, яку встановлювали з кроком 50 мм, крім зони чистого згину