Встановлення найбільш ефективного способу підсилення балок у розтягнутій зоні. Особливості напружено-деформованого стану залізобетонних згинальних елементів, підсилених у розтягнутій зоні. Вплив тріщин, які утворилися до підсилення, на міцність балок.
При низкой оригинальности работы "Порівняння ефективності методів підсилення залізобетонних згинальних елементів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Київський Національний університет будівництва і архітектуриРобота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури (КНУБА) Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник - доктор технічних наук, професор БАРАШИКОВ Арнольд Якович, Київський національний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедри залізобетонних та камяних конструкцій. Офіційні опоненти:-доктор технічних наук, професор ШАГІН Олександр Львович, Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедри залізобетонних та камяних конструкцій; кандидат технічних наук, доцент ГЕТУН Галина Вячеславівна, Київський національний університет будівництва і архітектури, доцент кафедри архітектурних конструкцій. Захист відбудеться 1 липня 2005 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.04 в Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03037,м.Основною метою роботи є встановлення найбільш ефективного способу підсилення балок у розтягнутій зоні, виконано на основі аналізу експериментальних досліджень. Для досягнення поставленої мети були зроблені: - дослідження особливості напружено-деформованого стану залізобетонних згинальних елементів, підсилених у розтягнутій зоні шаром важкого бетону, сталефібробетону та приклеюванням склосітки; дослідження впливу тріщин, які утворилися до підсилення, на міцність, тріщиностійкість та деформації підсилених балок; Наукова новизна одержаних результатів: - узагальнені, проаналізовані та співставленні напружено-деформовані стани залізобетонних балок, підсилених у розтягнутій зоні ефективними сучасними матеріалами; У табл.1 прийняті такі умовні позначення: Б-1 - непідсилені зразки балок; БС, БСН, БСФ - балки, підсилені шаром сталефібробетоном без попереднього навантаження (БС) та з попереднім навантаженням інтенсивністю 0,6.0,8 від руйнівного (БСН, БСФ); БП, БПН, Б12УВ - балки, підсилені шаром полімербетону без попереднього навантаження (БП) та з попереднім навантаженням (БПН, Б12УВ); БФ - балки, у яких шари з важкого бетону та сталефібробетону (підсилення) були забетоновані одночасно (комбіновані конструкції), БСНУ - балки, підсилені двома шарами склосітки.Враховуючи, що реальні закони розподілення напружень за нормальним перерізом достатньо складні, при розрахунках залізобетонних елементів приймають деякі спрощуючі припущення: 1) напруження в бетоні стиснутої зони у граничному стані приймають такими, що дорівнюють опору бетону Rb, а деформації - eb; При виконанні умови максимальний згинальний момент обчислювали за співвідношеннями: для балок без підсилення висота підсилюючого шару. при підсиленні армованним шаром матеріалу у випадку, коли шар підсилення, оточуючий арматуру при руйнуванні не працює , (7) де - коефіцієнт умов роботи, який враховує напруження у арматурі вище межі текучості за рахунок зчеплення з шаром полімербетону; , - граничний опір та площа арматури підсилення. Дещо більше впливає наявність початкових тріщин: балки, підсилені з тріщинами у розтягнутій зоні, мали приблизно на 15% прогини більше за балки, підсилені без тріщин.
Список литературы
1. Барашиков А.Я., Блали эль Мостафа. Влияние способа усиления на прочность трещиностойкость и прогибы железобетонных балок // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. - Рівне: УДУВГП, 2003. - Вип.9. - С.416-424.
2. Барашиков А.Я., Блалі Мостафа, Боярчук Б.А. Дослідження надійності розрахункових формул імовірнісної оцінки міцності залізобетонних балок // Бетон и железобетон в Украине, 2003. - №1 - С.5-11.
3. Барашиков А.Я., Блали эль Мостафа. Расчет прочности железобетонных балок, усиленных эффективными материалами в растянутой зоне // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. - Рівне: УДУВГП, 2003. - Вип.10. - С.252-258.
4. Барашиков А.Я., Боярчук Б.А., Мостафа Блали. Дослідження надійності розрахункових формул імовірнісної оцінки міцності залізобетонних балок // Вісник Сумського національного аграрного університету. Наук. - метод. журнал. Серія "Будівництво". - Суми, 2002. - Вип 8. - С.12-20.
5. Блалі ель Мостафа. Порівняння ефективних способів підсилення залізобетонних балок // Тези доповідей 65-ї науково практичної конференції: У4-Х4 // Відповідальний за випуск П.В. Кривенко. - К: КНУБА, 2004. - У 4.4 - С.119.
6. Барашиков А.Я., Колякова В.М., Блали М. Экспериментальные исследования трещиностойкости железобетонных балок, усиленных различными материалами // Будівельні конструкції. Київ: НДІБК, 2005. - Вип. - 61 - С.
Анатоція
В роботах [1…6] дисертантом виконано узагальнення та аналіз експериментальних досліджень, збір і обробка статистичних даних, побудова графіків.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - "Будівельні конструкції, будівлі та споруди". Київський національний університет будівництва та архітектури Міністерства освіти і науки України. - Київ, 2005.
Зібрані, узагальнені проаналізовані та співставлені результати експериментальних досліджень 15 серій залізобетонних балок, підсилених у розтягнутій зоні ефективними матеріалами: сталефібробетоном, полімербетоном, скловолокном.
Усі дослідження виконані за єдиною методикою, розробленою і апробованою в КНУБА за останні 20 років. Експериментальні зразки уявляють собою залізобетонні балки прямокутного перерізу прольотом 1800…2000 мм. У процесі короткочасних випробувань до руйнівних навантажень визначали міцність, тріщиностійкість і деформації непідсилених та підсилених зразків.
За результатами аналізу оцінювали рівень способу підсилення тими або іншими матеріалами з точки зору несучої здатності, експлуатаційних якостей та економічних показників.
Запропоновані способи розрахунку підсилених конструкцій, які враховують фізико-механічні властивості сучасних ефективних матеріалів, ступінь їх участі у спільній роботі підсилених конструкцій з урахуванням чинних нормативних документів та останніх досягнень теорії залізобетону.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и сооружения" - Киевский национальный университет строительства и архитектуры министерства образования и науки Украины. - Киев, 2005.
Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая ценность работы, дана ее общая характеристика.
В первом разделе изложено состояние вопроса и сформулированы задачи исследований. Выполнен обзор литературных источников, касающихся методов усиления железобетонных конструкций различными материалами. Проанализированы свойства эффективных материалов для усиления железобетонных изгибаемых элементов: сталефибробетоном, полимербетоном, стекловолокнистых материалов.
Анализ существующих методов расчета и конструирования позволил определить круг решаемых задач: сбор и анализ экспериментально-теоретических данных исследований, проведенных в КНУСА и касающихся усиления железобетонных балок сталефибробетоном, полимербетоном и стекловолокном;
установить особенности работы указанных конструкций и их эксплуатационные качества при различных уровнях нагружения;
усовершенствовать методику расчета усиленных конструкций с учетом совместной работы материалов усиления и усиливаемого элемента;
на основании собраных автором статистических данных методами теории надежности оценить адекватность расчетных формул реальным значениям прочности усиленных железобетонных элементов.
Во втором разделе приведены результаты сбора, обобщения и анализа экспериментально-теоретических данных о свойствах железобетонных конструкций, усиленных в растянутой зоне эффективными материалами: сталефибробетоном, полимербетоном и стекловолокном.
Проведенные исследования показали, что в результате усиления изгибаемых железобетонных элементов в растянутой зоне различными материалами повышаются эксплуатационные качества усиливаемых конструкций.
Прочность усиленных балок повышается от 5 до 60% в зависимости от материала усиления, трещиностойкость увеличивается еще более интенсивно в 2…3 раза, снижается ширина раскрытия трещин.
При уровне нагружения, составляющего 0,7…0,8 от разрушающего, изгибная жесткость усиленных балок на 40…50% выше жесткости неусиленных образцов. Соответственно уменьшаются прогибы.
Исследования показали, что с точки зрения экономической наиболее эффективным материалом оказался неармированный стержневой арматурой сталефибробетон. Он дешевле полимербетона, а по уровню улучшения эксплуатационных качеств усиленных элементов мало уступает армированному полимербетону.
В третьем разделе Даны рекомендации по усовершенствованию способов расчета железобетонных балок, усиленных эффективными материалами.
В работе предложены способы учета реальных характеристик усиливающих материалов, полученных в экспериментах. Учтена и степень участия материала при совместной работе усиливаемой конструкции с усиливающим слоем. На основании анализа сопоставления экспериментальных и теоретических данных автор вносит ряд предложений по уточнению параметров, входящих в расчетные формулы.
Четвертый раздел посвящен изложению методики оценки надежности расчета железобетонных конструкций до и после усиления.
Оценка адекватности (надежности) расчетных формул экспериментальным данным показывает, что предлагаемые расчетные зависимости не с одинаковой степенью точности прогнозируют ресурс конструкций. Наиболее близко эксперимент отражают формулы для расчета неусиленных балок и усиленных слоем сталефибробетона. Наибольший запас прочности определяют формулы для балок, армированных слоем полимербетона.
Blali El Mostafa.comparison of the efective methods of strengthenings bending reinforced concrete elements. - Manuscript.
Dissertation for application of scientific degree of the candidate of technical sciences by speciality 05.23.01. - "Building structures, building and constructions." Kyiv National University of Construction and Architecture. - Kyiv, 2005.
The result of experimental investigations on 15 series of concrete beams reinforced in tension region by effective materials: steel-fibro-concrete, organic concrete, glass fibre have been collected, summarized, analyzed and compared.
All the investigations are realized according to the unified methods, developed and approved in KNUCA during 20 years. Experimental models are reinforced concrete beams of rectangular section with beam span of 1800…2000 mm. In short-term tests on destructive loads hardness, crack formation resistance and deformation of non-reinforced and reinforced samples were defined.
According to analysis results the level of reinforcement by different materials was estimated as far as bearing capacity, maintenance qualities, economic indicators are concerned.
Methods of calculation of reinforced structures are suggested taking into account physico-mechanical properties of modern effective materials, level of their participation in joint work of reinforced structures according to functioning normative documents and the latest achievements in reinforced concrete theory.
