Прочность наклонных сечений многопролетных железобетонных конструкций, усиленных фиброармированными пластиками

• Автор: Юшин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цель и задачи исследования

Научная новизна исследования

Апробация работы

Практическое значение и реализация полученных результатов

Достоверность результатов исследования

Публикации

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Опыт усиления строительных конструкций
1.2 Существующие нормативные методики расчета
1.3 Полимерные композиционные материалы
1.4. Технология усиления железобетонных конструкций внешним армированием
1.5. Схемы разрушения образцов, усиленных внешним армированием ФАП
1.6. Методы оценки несущей способности усиленных конструкций
1.7 Огнестойкость систем усиления внешним армированием
1.8. Жесткость и трещиностойкость железобетонных балок, усиленных ФАП
1.9. Выводы и направление дальнейших исследований
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ
НАКЛОННЫХ СЕЧЕНИЙ МНОГОПРОЛЕТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ, УСИЛЕННЫХ ВНЕШНИМ АРМИРОВАНИЕМ ФАП
2.1 Компьютерное моделирование усиленных балок
2.2. Разработка инженерного метода расчета прочности наклонных сечений многопролетных железобетонных балок, усиленных внешним армированием ФАП
ВЫВОДЫ ПО 2-Й ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХПРОЛЕТНЫХ БАЛОК, УСИЛЕННЫХ ФАП ПО НАКЛОННОМУ СЕЧЕНИЮ
3.1 Физико-механические характеристики материалов
3.1.1 Проведение испытаний
3.1.2 Разрушение образцов
3.2. Экспериментальные исследования двухпролетных балок, усиленных ФАП по наклонному сечению

3.2.1. Постановка задач эксперимента, изготовление экспериментальных образцов
3.2.2 Подготовка образцов к испытаниям и методика испытаний.
3.2.3 Характер разрушения
3.3. СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.3. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
В промышленно развитых странах в настоящее время более 40%
капиталовложений в строительную отрасль тратится на эксплуатационный уход и ремонт сооружений из железобетона и менее 60% - для возведения новых [69]. Необходимость усиления строительных конструкций может быть обусловлена рядом причин [86] [99] [126]. Это и ошибки проектирования, и увеличение эксплуатационных нагрузок, и износ строительных конструкций в ходе деградационных процессов (коррозия арматуры, воздействие агрессивных сред на бетон), а также повышение требований, предъявляемых к конструкциям зданий и сооружений по мере введения в действие новых норм проектирования (например, повышение требований сейсмостойкости). Первым крупным проектом по усилению железобетонной конструкции в СССР считается усиление ригелей Изюмского паровозного депо в 1919 г [55]. С тех пор технологии усиления претерпели множество изменений. До недавнего времени восстановление несущей способности железобетонных
конструкций осуществляли путем их ремонта цементно-песчаными смесями, увеличением сечений с применением железобетона, а также полимербетонных композиционных материалов или путем усиления стальными обоймами, на которые передавали часть нагрузки [51]. В последние годы в мировой строительной индустрии при реконструкции и усилении кирпичных, бетонных и железобетонных конструкций все чаще используют не традиционные стальные элементы, а полимерные материалы на основе углеродных, стеклянных или арамидных волокон, имеющие общее название фиброармированные полимеры (ФАП).
В данной диссертации впервые исследуется задача оценки прочности наклонного сечения, усиленного ФАП, при совместном действии перерезывающих сил и изгибающего момента.

Испытывались две идентичные колонны с толщиной изоляции 57 и 32 мм. Критерии огнестойкости были приняты следующие:
а) Потеря колонной несущей способности;
б) Деламинация системы ФАП из-за деградации адгезива;
в) Сгорание ФАП;
Также во время опыта на колонны через силовую раму передавалась испытательная нагрузка, изменяющаяся в ходе опыта.
Испытания показали, что для достижения температуры 100°С (условная величина температуры стеклования эпоксидного адгезива) требуется 180 мин. Для колонны с толщиной изоляции 57 мм и 82 мин, для колонны с толщиной изоляции 32 мм. В ходе эксперимента не удалось никак охарактеризовать процесс нарушения сцепления ФАП с поверхностью колонн, этот факт и не подтвержден и не опровергнут. Однако авторы предполагают повышение температурной устойчивости адгезива при его работе совместно с углеродной тканью в системе композитной структуры. В этом случае огнестойкость конструкции будет обеспечена при большей продолжительности огневого воздействия.
Возгорание композита на обеих колоннах произошло после 5-ти часового огневого воздействия. Разрушение колонны произошло после увеличения испытательной нагрузки на 180% через 5,5 часов после начала испытания.
Подобного рода испытания проводились авторами [27] на колоннах квадратного сечения (406x406x3800мм), тавровых балках и плитах толщиной 150мм. По результатам этих исследований, в целом, можно сделать вывод о том, что применение эффективной теплоизоляции систем усиления железобетонных конструкций позволяет при пожаре сохранить на поверхности углепластика температуру ниже температуры стеклования в течение нескольких часов. Как известно, существующими нормами требования