Сергей Валерьевич Георгиев, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций, кандидат технических наук
344003, РФ, 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
Дмитрий Рафаэлович Маилян, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций, доктор технических наук, профессор
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Dmitry R. Mailyan, Dr.Sci. (Engineering), Professor of the Reinforced Concrete and Stone Structures Department, Professor
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Анастасия Ивановна Соловьёва, ассистент кафедры железобетонных и каменных конструкций, магистр
344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Anastasia I. Solovyeva, Assistant of the Reinforced Concrete and Stone Structures Department
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003
Введение. Выбор метода усиления железобетонных конструкций в основном зависит от стоимости и сроков проведения работ. В каждом конкретном случае решение принимается в зависимости от нагрузки, вида дефектов, особенностей эксплуатации и др. Помимо прямых затрат на обследование, выполнение проекта усиления, материалы, подъемно-транспортные услуги и, непосредственно, стоимости работ по усилению существует ряд дополнительных затрат, связанных с особенностями технологии выполнения работ. Из новых методов усиления можно отдельно выделить внешнее композитное армирование, основанное на использовании углематериалов. В отличие от ранее разработанных методов усиления, основанных на использовании железобетона и металла, композитные системы отличаются высокой мобильностью и не требуют дополнительных затрат Целью настоящего исследования является определение наиболее рационального способа усиления для сжатых конструкций.
Материалы и методы. Авторами было рассмотрено усиление тремя методами сжатых железобетонных конструкций. В работе был сделан численный эксперимент, в котором выполнялось усиление железобетонной колонны при разных коэффициентах усиления от 1,1 до 2,0, то есть от 10 % до 100 % увеличения прочности. Расчеты стоимости усиления колонны выполнялись для трех способов усиления железобетонной, металлической и композитной обоймой.
После выполнения 30-ти вариантов расчетов была построена таблица, в которой представлены все характеристики и объемы материалов. В заключительной стадии работы для каждого способа исследования был сделан расчет общей стоимости согласно прайсам фирм реализаторов.
Результаты исследования. Анализ железобетонного усиления показал, что при большинстве коэффициентов усиления имеет место минимальное конструктивное армирование. Металлическое усиление при больших уровнях нагрузки экономически нецелесообразно, так как необходимо использовать уголки большого сечения. Композитные системы внешнего армирования при всех коэффициентах повышения нагрузки являются очень материалоемкими. Учитывая высокую стоимость материалов, данный метод, в большинстве случаев, является самым экономически нецелесообразным.
Обсуждение и заключение. На основании полученных результатов выполнен анализ эффективности трех наиболее распространенных способов усиления железобетонных сжатых колонн. Разработаны предложения по рациональному проектированию систем усиления внецентренно сжатых железобетонных стоек, работающих с разными эксцентриситетами приложения нагрузки.
Introduction. The method of strengthening the reinforced concrete structures is chosen depending mainly on the cost and timeframe of the performed work. In each specific case, the decision is made depending on the load, type of defects, operational features, etc. Apart from the direct costs of inspection, strengthening project design, materials, lifting and transport services and the cost of strengthening works proper, there is a number of additional costs related to the technological features of the work performed. Among the new methods of strengthening, the method of external strengthening with the composite carbon materials can be particularly emphasised. Compared to the previously developed methods of strengthening with the reinforced concrete and metal, the composite systems are easily transportable and do not incur additional costs. The aim of this study is to determine the method of strengthening most rational for the compressed structures.
Materials and methods. The authors have examined three methods of strengthening the compressed reinforced concrete structures. In the frame of the research a numerical experiment has been carried out, in which a reinforced concrete column was strengthened at different strengthening coefficients from 1.1 to 2.0, i.e., from 10 to 100% of strength increase. The estimations of the cost of strengthening the column by three methods of strengthening have been carried out: jacketing using the reinforced concrete, metal and composite materials. After carrying out thirty variants of calculation, a table presenting all specifications and quantities of the materials has been drawn up. At the final stage of the research, the total cost of each method under investigation has been estimated based on the prices of the selling companies.
Results. The analysis of strengthening with the reinforced concrete revealed that at most of the strengthening coefficients the achieved structural reinforcement is minimal. Under the high loading levels strengthening with the metal is not economically expedient, as it implies the use of the large-section angles. The composite material systems of external strengthening are very material-consuming at all load increasing coefficients. Taking into account the high cost of materials, this method is basically the least economically expedient.
Discussion and conclusion. Based on the results obtained, the efficiency of three most common methods of strengthening the reinforced concrete compressed columns was analysed. Proposals on the rational design of the strengthening systems for the eccentrically compressed reinforced concrete poles under the different eccentricities of load applied have been developed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.