Робота підсилених за похилими перерізами згинальних залізобетонних елементів при малоциклових навантаженнях та удосконалення методики розрахунку

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вивченню несучої здатності, деформативності і тріщиностійкості похилих перерізів згинальних залізобетонних елементів, підсилених вуглепластиковими матеріалами та удосконаленню методів їх розрахунку з урахуванням впливу малоциклового навантаження. Розроблена програма і методика експериментальних досліджень залізобетонних балок, підсилених в приопорних ділянках зовнішньою вуглепластиковою поперечною арматурою, за дії однократного та малоциклового навантаження. Наведені результати експериментальних досліджень залізобетонних балок до та після підсилення. Проведено аналіз впливу підсилення вуглепластиковими матеріалами та дії малоциклового навантаження на напружено-деформований стан похилих перерізів. Удосконалено методику чинних норм розрахунку несучої здатності похилих перерізів та ширини розкриття похилих тріщин залізобетонних балок, підсилених зовнішньою вуглепластиковою поперечною арматурою. Методика враховує вплив передісторії навантаження, дії малоциклових навантажень, а також можливість відшарування зовнішньої вуглепластикової поперечної арматури від поверхні бетону. Встановлено задовільну збіжність експериментальних та теоретичних даних, отриманих за запропонованими методиками розрахунку. В дисертаційній роботі наведені висновки по результатам експериментальних та теоретичних досліджень. Во введении обоснована актуальность, цель и задачи исследования, научная новизна, практическое значение, апробация результатов и общая характеристика диссертации. В первом разделе сделан обзор и анализ работ зарубежных и отечественных ученых, посвященных усилению железобетонных конструкций современными материалами и их расчета, а также работа бетона и железобетона в условиях малоцикловых нагрузок. Усиление изгибаемых железобетонных конструкций главным образом выполняется с использованием таких материалов как бетон или железобетон, сталефибробетон, полимербетон. Современным эффективным и перспективным направлением усиления изгибаемых железобетонных конструкций является использование дополнительного внешнего армирования углепластиковыми лентами и тканьями. В первом разделе делается вывод о том, что на сегодняшний день недостаточно экспериментально-теоретического обоснования использования углепластиковых лент и тканей, как дополнительного внешнего армирования для усиления наклонных сечений изгибаемых железобетонных конструкций. Отсутствуют какие-либо данные из работы наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов усиленных углепластиковых материалами при воздействии малоцикловой нагрузки. Поэтому необходимы дополнительные экспериментальные и теоретические исследования для определения влияния усиления углепластиковыми материалами на наклонные сечения изгибаемых железобетонных элементов при действии малоцыкловой нагрузки. В связи с этим была сформулирована цель исследования. Во втором разделе описано программу и методику экспериментальных исследований железобетонных балок на действие однократной и малоцикловой нагрузки до и после усиления наклонных сечений углепластиковыми материалами. Было выполнено испытание 8 балок без усиления, 12 балок после усиления наклонных сечений, 18 бетонных призм, 18 бетонных кубов и 6 арматурных отрезков. Также рассмотрено конструкцию опытной установки, рассмотрены измерительные приборы и их схему расположения. В третьем разделе приведены результаты исследования напряженно-деформированного состояния наклонных сечений опытных балок до и после усиления при воздействии однократного и малоциклового нагружения. Установлена высокая эффективность использования современных углепластиковых материалов для увеличения несущей способности, уменьшения деформативности и трещиностойкости наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов. Кроме того, установлено влияние малоцикловой нагрузки на работу опытных балок до и после усиления. Анализ построенных графиков показал, что наибольшее влияние имеет верхний уровень нагрузки на циклах. В четвертом разделе описана усовершенствованная методика действующих норм расчета несущей способности наклонных сечений и ширины раскрытия наклонных трещин изгибаемых железобетонных элементов, усиленных углепластиковых материалами. Предложенная методика учитывает влияние предистории нагрузки, действия малоцикловой нагрузки, а также возможность отслоения углепластиковой поперечной арматуры от поверхности бетона. В диссертационной работе приведены выводы по результатам экспериментальных и теоретических исследований. The thesis is devoted to the study the carring capacity, deformation and crack stability of sloping sections of bending reinforced concrete elements strengthened with coal plastic materials and improving methods of their calculation after loading taking into account repeated loadings. The program and methodology of experimental research of concrete beams is developed, strengthened in the bearing areas with external coal plastic transverse reinforcement under the actions of single and repeated loading. In the thesis you can find the experimental research’s results of reinforced concrete beams before and after loading. The analysis of influence of coal plastic materials’ strengthening and actions of repeated loading on the stress-strain state of sloping sections. is described there. The stress-strain state of vertical sections were analyzed during the actions of single and repeated loading. The method of current standards is improved for the calculation the carrying capacity of sloping sections and opening width of sloping cracks of reinforced concrete beams strengthened with external coal plastic transverse reinforcement. The method takes into account the influence of background loading, actions of repeated loading and also the possibility of delamination external coal plastic transverse reinforcement of the concrete surface. The satisfactory convergence of experimental and theoretical data is established, obtained by the proposed methods of calculation. The conclusions about the results of experimental and theoretical researches are given in the thesis.