ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, УСИЛЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Попов Владимир Мирович — доцент кафедры строительных конструкций
ФГОУ ВПО «Костромская ГСХА», кандидат технических наук


Применение внешнего армирования композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стеклянных волокон (фиброармированные пластики, далее ФАП), несмотря на высокую стоимость, получает все большее распространение для усиления строительных конструкций. Этому способствуют их высокие прочностные и деформативные характеристики, малый вес, стойкость в агрессивных средах, легкость транспортировки, простота технологии усиления конструкций и возможность проведения работ без остановки производства.

Расчет изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных ФАП, по нормальным сечениям приведен в [1; 4].

Рассмотрим методику расчета на основе условий равновесия усилий в предельном состоянии, как в соответствии с положением норм [2], так и [3].

Для железобетонного изгибаемого элемента прямоугольного сечения с двойным армированием стальной арматурой и арматурой ФАП в растянутой зоне несущая способность относительно центра тяжести сечения сжатой зоны бетона:

 Uravnenie_ravnovesiya_prodolnyx_usilij

 Predelnaya_deformaciya_betona_pri_centralnom_szhatii

Подставив выражения для напряжений в растянутой стальной арматуре и арматуре ФАП в уравнение равновесия продольных усилий, получим:

Napryazheniya_v_rastyanutoj_armature

Izgibaemyj_zhelezobetonnyj_element_pryamougolnogo_secheniya

Некоторые результаты расчетов, приведенные на рис. 1, 2 и в табл. 1, 2, показали хорошую сходимость результатов расчета несущей способности по всем методикам.

Zavisimost_nesushhej_sposobnosti_izgibaemogo_zhelezobetonnogo_elementa_01

Zavisimost_nesushhej_sposobnosti_izgibaemogo_zhelezobetonnogo_elementa_02

Zavisimost_nesushhej_sposobnosti_izgibaemogo_zhelezobetonnogo_elementa_03

Zavisimost_napryazhenij_v_stalnoj_armature_ot_deformacii_krajnej_szhatoj_fibry_betona_04

Zavisimost_napryazhenij_v_ugleplastikovoj_armature_ot_deformacii_krajnej_szhatoj_fibry_betona_05

Места «перелома» кривых на графиках рис. 1 соответствуют достижению напряжения предела текучести стальной арматуры.

Из графиков на рис. 3 и 5 следует, что при небольших процентах армирования (до 1,5% при классе бетона В30) напряжения в углепластиковой арматуре достигают расчетного сопротивления, однако в бетоне сжатой зоны краевые фибровые деформации меньше расчетных значений, равных 3,5‰ и возникает опасность разрыва арматуры ФАП. При больших процентах армирования прочность арматуры ФАП не может быть реализована в полном объеме (рис.5).

Rezultaty_raschetov 01

Rezultaty_raschetov 02

Rezultaty_raschetov 03

Библиографический список
  1. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными матриалами. М., 2006.
  2. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР, 1991.
  3. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. М., 2004.
  4. Шилин А.А. и др. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами / А.А. Шилин, В.А. Пшеничный, Д.В. Картузов. М.: ОАО «Издательство «Стройиздат», 2004.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

prevdis.ru © 2014 Frontier Theme