НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ЗГИНАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ, ПІДСИЛЕНИХ ВАЖІЛЬНО-СТРИЖНЕВОЮ СИСТЕМОЮ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі до дисертації обґрунтовується актуальність та новизна наукової роботи, яка полягає в розробленому конструктивному вирішенні системи підсилення залізобетонних згинальних елементів та ідеї використання енергії зовнішнього навантаження для раціонального перерозподілу зусиль між стисненою та розтягнутою зонами балкової конструкції; сформульовано мету і задачі дослідження, наведено основні наукові результати проведених теоретичних і практичних досліджень.

Перший розділ містить огляд вітчизняних і закордонних досліджень залізобетонних згинальних елементів, підсилених зовнішньою арматурою; розглядаються особливості їх НДС; подається аналіз їх конструктивних вирішень.

Питанню підсилення залізобетонних згинальних елементів зовнішньою арматурою присвячені роботи вітчизняних авторів: Абовського М.П.,     Ахмеднабієва Р.М., Гамбарова Г.А., Гитлевича М.Б., Голишева А.Б.,                 Гриневича Є.О., Губія М.М., Динельта Ю.Б., Домбаєва І.А., Зубарева А.Н.,             Ізбаша М.Ю., Калініна А.А., Клименка Є.В., Клименка Ф.Е., Кліменка В.З., Крижанівського В.Н., Онуфрієва М.М., Перельмутера А.В., Родіна С.В.,    Сальникова В.І., Салії Г.Ш., Саляхова М.А., Семірненка Ю.І., Ткаченка І.Н., Фейгина Е.М, Фомиці Л.Н., Шагіна О.Л. та закордонних: Cai X.-D., Dischinger F., Fastabend M., Freyssinet E., Ivanyi G., Leonhardt F., Li C.-G., Schücker B., Wilhelm B., Wu Z.-H, та ін., в яких відзначені широкий спектр можливостей зовнішніх систем підсилення та їх зручність для практичного застосування.

Для оцінки ефективності таких систем за критеріями міцності та деформативності традиційно вивчається напружено-деформований стан підсилених залізобетонних елементів. Дослідженню НДС перерізів згинальних елементів присвячені праці  Алексєєнка В.М., Бабича Є.М., Бамбури А.Н., Барашикова А.Я., Берга О.Я., Ватагіна С.С., Вахненка П.Ф., Гвоздєва О.О., Гладишева Д.Г.,         Голишева А.Б., Городецького О.С., Демчини Б.Г., Дехтяра А.С., Дорофеєва В.С., Зайцева Л.Н., Залєсова А.С., Карпенка М.І., Кінаша Р.І., Клімова Ю.А.,               Коковіна О.А., Крилова С.М., Кукунаєва В.С., Мурашова В.І., Нікіфорової Т.Д., Погребного Я.Ф., Попова П.П., Рассказова О.О., Савицького М.В., Семка О.В., Столярова Я.В., Шмуклера В.С., Янкелевича В.А. та ін. Серед сучасних закордонних вчених, що займалися розробкою розрахункового апарату для оцінки НДС підсилених залізобетонних конструкцій, можна виділити Bujnak J., Burdet O.,  György D., Kalman K., Kalman S., Katalin R, Milasinovic D., Renaud F., Rossier S.

Як випливає з досліджень, використання традиційних горизонтальних затяжок у нижній розтягнутій зоні балкової конструкції підвищує її міцність та жорсткість шляхом створення поздовжнього зусилля обтиску. Проте, затяжки сповільнено реагують на зростання зовнішнього навантаження. Для включення їх у роботу необхідне значне попереднє напруження, яке мало впливає на властивості опору стисненої зони бетону перерізів. Тут неможливий штучний перерозподіл зусиль між обтиском нижнього пояса та безпосереднім розвантаженням верхнього пояса залізобетонного згинального елемента відповідно до величини зовнішнього навантаження. Шпренгельні затяжки, в тому числі і комбіновані, мають ті ж недоліки, що й горизонтальні, а щодо стисненої зони бетону, то вони не підсилюють, а довантажують її. Негативним наслідком може стати передчасна поява тріщин у зоні верхньої фібри балкової конструкції.

Відсутні цілеспрямовані дослідження, які розглядають підсилення залізобетонних згинальних елементів шляхом надання зусиль розтягу у верхній стисненій зоні, пов’язаного  з обтиском нижньої розтягнутої фібри балкової конструкції. Використовуючи аналіз літературних джерел, сформульовано мету і задачі досліджень, які подані вище.

У другому розділі запропоновано варіанти реалізації способу підсилення залізобетонних балок ВСС, наведено методику розрахунку НДС таких елементів прямокутного і таврового перерізів.

Як відомо, негативним наслідком дії значного згинального моменту на балку є не тільки утворення тріщин у розтягненій нижній зоні, а й надмірний стиск її верхньої фібри. Це може спричиняти передчасне руйнування стисненої зони. Підсилення стисненої зони збільшенням поперечного перерізу, введенням додаткової стисненої арматури, обмеженням поперечних деформацій конструкції, що підсилюється, викликає значні матеріальні витрати і збільшення габаритів елемента, а втрата стійкості верхньої арматури прискорює досягнення моменту руйнування стисненої зони. Для попередження цього пропонується проводити підсилення згинального елементу за рахунок взаємопов’язаної дії розтяжок у верхній стисненій та затяжки в нижній розтягнутій зонах балки.