Георгиев Сергей Валерьевич, доцент кафедры «Железобетонные и каменные конструкции»), кандидат технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Sergey V. Georgiev, Cand.Sci. (Engineering), Associate Professor of the Reinforced Concrete and Stone Structures Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Маилян Дмитрий Рафаэлович, профессор кафедры «Железобетонные и каменные конструкции», доктор технических наук, профессор
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Dmitry R. Mailyan, Dr.Sci. (Engineering), Professor of the Reinforced Concrete and Stone Structures Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Соловьева Анастасия Ивановна, инженер и ассистент кафедры «Железобетонные и каменные конструкции», ассистент
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Anastasia I. Solovyova, Engineer and Assistant at the Reinforced Concrete and Stone Structures Department
1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, 344003
Введение. Использование композитных материалов для повышения эксплуатационных характеристик строительных конструкций при реконструкции в последние годы постепенно вытесняет методы, разработанные еще в середине ХХ века и основанные на использовании для этих целей железобетона и металла. Однако нормативная база, регламентирующая процесс усиления несущих конструкций зданий и сооружений, разработана на основе недостаточного количества экспериментальных данных. Это привело к тому, что большой объем конструкций, выходящих за нормативные ограничения, невозможно усиливать композитными материалами или это приводит к существенным экономическим затратам. Таким образом, экспериментальные исследования в области усиления композитными материалами железобетонных конструкций являются перспективными и актуальными на сегодняшний день. Целью настоящей работы стал анализ результатов ряда экспериментов, проведенных для исследования применения композитных материалов в строительстве и их эффективности.
Материалы и методы. Для определения напряжения в композитных углеродных материалах внешнего армирования внецентренно сжатых железобетонных стоек были проведены испытания четырех опытных образцов. Все образцы имели разные схемы усиления. В наиболее характерных зонах работы композитных материалов были наклеены тензодатчики с базой 2 см, которые считывали изменения относительных деформаций на каждом уровне нагрузки в процессе испытания образцов. На каждую конструкцию наклеивалось от 10 до 16 тензодатчиков в зависимости от важности зон определения деформаций.
Результаты исследования. В работе приведены результаты исследований определения эффективности композитного продольного и поперечного усиления на увеличение жесткости и прочности гибких внецентренно сжатых железобетонных стоек. Приведены экспериментальные данные прочности, прогибов и относительных деформаций композитных материалов, полученных при испытании четырех железобетонных стоек. Выполнена оценка эффективности композитного усиления при 3предельной прочности и допустимых прогибах. Определены относительные деформации в композитных материалах и произведена оценка включения системы усиления в работу железобетонных усиленных образцов.
Обсуждение и заключение. На основании полученных результатов выполнен анализ эффективности композитного усиления и разработаны предложения по проектированию систем усиления гибких внецентренно сжатых железобетонных стоек, работающих с большими эксцентриситетами приложения нагрузки.
Introduction. In recent years, the use of composite materials for improving the operational properties of the building constructions within the restoration process is gradually replacing the methods, developed for this purpose in the middle of the XXth century and implying the use of reinforced concrete and metal. However, the regulatory framework stipulating the process of strengthening the loadbearing structures of buildings and structures was developed based on the insufficient amount of experimental data. Due to this fact, the large number of structures, exceeding the normative limits, cannot be strengthened with the composite materials, or such strengthening incurs significant economic costs. Thus, nowadays, the experimental studies on strengthening the reinforced concrete structures with composite materials are considered to be forward-looking and relevant. The aim of this study is to analyse the results of a number of experiments conducted to investigate the use and efficiency of composite materials in construction.
Materials and Methods. To determine the level of stress in composite carbon materials of the external reinforcement of the eccentrically compressed reinforced concrete poles, the tests were carried out with four specimens. All specimens were strengthened using different reinforcement schemes. The strain gauges with 2 cm active measuring grid length were installed in the zones of the most evident work of the composite materials to measure the changes of relative deformation at each load level during testing of the specimens. From 10 to 16 strain gauges were installed at each structure, depending on the importance of the zones for determining the deformations.
Results. The work presents the results of the study on determining the efficiency of composite longitudinal and transverse reinforcement for increasing the rigidity and strength of flexible eccentrically compressed reinforced concrete poles. The experimental data on the composite materials’ strength, deflections and relative deformations, obtained during testing of four reinforced concrete poles, is presented. The efficiency of composite reinforcement at ultimate strength and ultimate deflections is assessed. The relative deformations in composite materials are determined and the inclusion of the reinforcement system in the work of the strengthened reinforced concrete specimens is assessed.
Discussion and Conclusion. Based on the obtained results, the analysis of the composite reinforcement efficiency has been carried out, and proposals have been developed on designing the reinforcement systems of the flexible eccentrically compressed reinforced concrete poles working with the large eccentricities of the load application.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.