Гибкие внецентренно сжатые железобетонные стойки, усиленные композитными материалами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Георгиев Сергей Валерьевич

• Георгиев Сергей Валерьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Георгиев Сергей Валерьевич

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Традиционные способы усиления сжатых железобетонных конструкций

1.2 Методы усиления внецентренно сжатых железобетонных конструкций композитными материалами

1.3 Известные исследования сжатых железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами

1.3.1 Исследования, выполненные в России

1.3.2 Зарубежные исследования

1.3.3 Анализ результатов ранее выполненных работ

1.4 Существующие методики расчета сжатых железобетонной конструкций с внешним композитным армированием

1.5 Задачи исследования

Глава 2. Программа и методика экспериментальных исследований сжатых железобетонных стоек, усиленных углепластиком

2.1 Программа исследований и характеристики опытных образцов

2.2 Характеристика применяемых материалов

2.3 Прочностные показатели бетона и композитных материалов

2.3.1 Прочностные характеристики бетона

2.3.2 Прочностные показатели холстов из углеткани и углеламината

2.4 Методика усиления коротких и гибких стоек

2.5 Методика испытания опытных образцов

2.6 Выводы по главе

Глава 3. Результаты экспериментальных исследований прочности и жесткости опытных образцов при изменении гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки

3.1 Основные параметры варьируемых факторов, используемых при проведении эксперимента

3.2 Характер поведения и разрушения коротких стоек при Хь=10

3.3 Характер поведения и разрушения гибких стоек при Хь=20

3.4 Результаты экспериментальных исследований опытных образцов

3.4.1 Методика предварительного анализа

3.4.2 Оценка прочности сжатых элементов при различных вариантах усиления

3.4.3 Влияние различных вариантов усиления на жесткость сжатых элементов

3.4.4 Влияние различных вариантов усиления на деформативность бетона

3.5 Анализ влияния различных факторов на несущую способность опытных образцов

3.5.1 Влияние интенсивности внешнего поперечного и продольного композитного армирования на несущую способность сжатых элементов при различных варьируемых факторах

3.6 Влияние вариантов усиления на изменение прогибов и опытных значений коэффициента гибкости п

3.7 Выводы по главе

Глава 4. Предложения по корректировке расчетов по прочности стоек, усиленных композитными материалами

4.1 Расчет прочности эталонных (не усиленных) стоек по действующей методике норм

4.2 Расчет прочности по недеформированной схеме стоек, усиленных композитными материалами, расположенными в поперечном направлении

4.2.1 Результаты нормативного расчета по СП

4.2.2 Предложения по определению расчетного значения относительной деформации бетона £Ь3

4.2.3 Совершенствование методики определения условной критической силы (Ысг)

4.2.4 Предложения к определению сопротивления бетона ЯЬ3 в условиях объёмного напряженного состояния

4.3 Предложения по расчету по прочности стоек, усиленных в продольном и в поперечном направлении композитными материалами по недеформированной схеме

4.4 Предложения к определению условной критической силы (N01) стоек, усиленных одновременно в продольном и поперечном направлении

4.5 Вывод формулы определения напряжения of в углепластиковых ламелях

4.6 Выводы по главе

Глава 5. Предложения к расчету железобетонных стоек, усиленных композитными материалами, по предельным состояниям второй группы

5.1 Общие положения

5.2 Анализ результатов расчёта эталонных стоек

5.2.1 Расчет по образованию трещин

5.2.2 Расчет по деформациям (прогибам)

5.3 Результаты расчета стоек, усиленных внешним композитным армированием, расположенным в поперечном направлении

5.4 Анализ результатов расчета стоек, усиленных одновременно в продольном и поперечном направлении композитными материалами

5.5 Выводы по главе

6 Основные выводы

7 Литература

Приложение 1 Вывод коэффициентов и к^2

Приложение 2 Акты о внедрении результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гибкие внецентренно сжатые железобетонные стойки, усиленные композитными материалами»

I Введение

С ростом объемов капитального строительства возрастают и объемы ремонтно-восстановительных работ. Необходимость последних возникает из-за ряда причин: неравномерной осадки фундаментов, неправильной эксплуатации, воздействия агрессивной среды, аварийные ситуации, изменение технологических процессов и др. Отмеченное приводит к необходимости усиления конструкций. Нередки случаи возникновения дефектов на разных этапах строительства, например, при нарушении технологии изготовления конструкций или ошибок при проектировании.

Многие годы, усиление железобетонных конструкций осуществлялась традиционными методами с использованием, таких материалов, как железобетон и металл. Надежность традиционных методов усиления подтверждена обширными исследованиями и огромной практикой, однако они имеют ряд недостатков. Основные из них это высокая технологичность, особенно актуально для удалённых объектов, таких как мосты, путепроводы, эстакады, то есть объекты, не имеющие доступа к воде и электричеству, а также высокая трудоемкость работ по усилению и материалоемкость. Последняя является причиной дополнительных растрат на транспортировку и, в отдельных случаях, на подъемно-транспортные механизмы. Не забудем о таком явлении как коррозия и о мероприятиях по антикоррозионной защите для методов усиления металлом. Все, приведенные выше, недостатки ведут к удорожанию работ по усилению или увеличению сроков выполнения.

Появление на строительном рынке новых видов материалов на основе углепластиков, способствовало дальнейшему развитию новых методов усиления. Это связано с особенностью физико-механических свойств этих материалов, основными из которых является высокая прочность и деформативность, а также, схожий с металлом, модуль упругости. К тому же углепластиковая арматура не коррозирует в агрессивной среде, а использование углеткани позволяет без затруднений усиливать конструкции практически любой формы поперечного сечения.

Кроме того, технология композитного усиления имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами. Одним из которых, являются не большой штат специалистов и минимальное оборудование для выполнения усиления конструкций, что делает данный метод достаточно мобильным. Так же нет необходимости в электричестве и воде, достаточно использование инструментов на аккумуляторах, таких как строительный миксер или перфоратор. Учитывая еще тот факт, что композитные материалы и клеящие составы лёгкие и компактные, то данный метод усиления является очень перспективным, особенно для удаленных объектов и позволит сэкономить на транспортных расходах и грузоподъемных механизмах.

Несомненным плюсом выполнения усиления композитными материалами заключается в простоте усиления, которая представляет собой наклеивание композитных материалов на подготовленную железобетонную поверхность. А согласно исследованиям и практики запада, а также некоторых объектов, усиленных в России, использование композитных материалов имеет достаточно высокую эффективность и надежность.

Разработка и внедрение композитных материалов в строительстве имеет большие перспективы и дает возможность решать проблемы по усилению конструкций с меньшими затратами, а порой и является единственным решением по восстановлению или усилению конструкций.

С 2014 года в России вышел Свод правил по усилению железобетонных конструкций композитными материалами, что несомненно даст возможность массово использовать композитные материалы при усилении разных объектов. Однако, анализ вышедших норм и других исследований в России, показал, что теоретическая часть в области усиления сжатых элементов, имеется ряд недостатков. Во-первых, на основе Свода правил область усиления сжатых элементов сильно ссужена ограничениями, предъявляемыми к усиливаемым конструкциям. При этом отсутствует экспериментальные данные по усилению конструкций выходящих за пределы этих ограничений. Во-вторых, отсутствует методика расчета для конструкций, усиленных композитными материалами

одновременно в продольном и поперечном направлении, что не позволяет максимально эффективно использовать материалы усиления. В-третьих, все имеющиеся нормативные формулы были построены в основном на иностранных результатах и исследованиях, что требует апробации их в России.

Данная диссертационная работа посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям, направленным на уточнении отдельных положений норм и совершенствования метода расчета прочности и деформативности сжатых железобетонных конструкций разной гибкости, усиленных композитными материалами.

Цель и задачи работы - провести комплексные экспериментально-теоретические исследования внецентренно сжатых железобетонных стоек, изготовленных, усиленных и испытанных по единой методике, на основании которых проверить, откорректировать известные и создать новые расчетные методики.

Для достижения поставленной цели спланированы следующие задачи:

• Провести экспериментальные исследования работы усиленных железобетонных стоек, в которых в качестве варьируемых факторов использовались гибкость конструкций, эксцентриситет приложения нагрузки, разные виды поперечного и продольного композитного усиления.

• На основе полученных результатов проверить существующие методики расчета и, при необходимости, разработать предложения по их совершенствованию.

• Разработать методику расчета для сжатых железобетонных элементов, усиленных одновременно в продольном и поперечном направлении.

• Проверить эффективность новых, не описанных в литературе, нетрадиционных методов усиления.

• Найти области наиболее эффективного применения материалов усиления, расположенных в поперечном и в продольном направлении.

Объект исследования - сжатый гибкий железобетонный элемент, усиленный композитными материалами в продольном и поперечном направлении.

Предмет исследования - напряженно-деформированное состояние, прочность и деформативность сжатых железобетонных гибких стоек, усиленных разными вариантами композитного усиления.

Область исследования соответствует паспорту специальности ВАК 05.23.01 -Строительные конструкции, здания и сооружения, и относится к п.3 Создание и развитие эффективных методов расчёта экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций, наиболее полно учитывающих специфику воздействия на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности. Научная новизна:

1. На основе комплексных экспериментальных исследований, получены новые данные по прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных элементов разной гибкости при различных эксцентриситетах приложения нагрузки, изготовленных, усиленных и испытанных по одинаковой методике.

2. Получены новые экспериментальные данные о влиянии продольной композитной арматуры, установленной в сжатой зоне бетона на прочность и деформативность стоек.

3. Осуществлен поиск новых вариантов усиления и впервые получены данные по прочности и деформативности стоек с нестандартным вариантом расположения внешней поперечной арматуры (хомутов) из композитных материалов.

4. На основе экспериментальных данных установлено влияние интенсивности внешнего поперечного и продольного композитного армирования на несущую способность сжатых элементов при различных варьируемых факторах.

5. Предложены рекомендации по совершенствованию существующей нормативной методики для определения прочности и деформативности железобетонных внецентренно сжатых конструкций, усиленных композитными материалами в поперечном направлении.

6. Предложены алгоритмы расчета для определения прочности и

деформативности железобетонных внецентренно сжатых конструкций,

комбинированно усиленных в продольном в поперечном направлении композитными материалами.

7. Разработаны предложения по корректировке формулы для определения относительной деформации бетона и поправки при определении жесткости для расчета критической силы железобетонных стоек, усиленных композитными материалами в поперечном направлении.

8. Даны предложения по корректировке значения сопротивления бетона в условиях объемного напряженного состояния при усилении композитными обоймами.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в совершенствовании методики расчета прочности и деформативности сжатых железобетонных гибких элементов, усиленных композитными материалами с учетом гибкости конструкций и эксцентриситета приложения нагрузки, а также при разных вариантах усиления композитными материалами, как в продольном направлении, так и комбинированного в продольном и поперечном направлении. Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по определению прочности и деформативности гибких железобетонных стоек, усиленных композитными материалами, с целью подбора наиболее рационального варианта усиления, экономии композитных материалов, а также повышения надежности усиленных конструкций, что подтверждается актами внедрения ФГБОУ ВО "Донского государственного технического университета", ООО "СевкавНИПИ агропром", ООО «Проектюгстрой- Дон». Методология и методы исследования

Методологической основой диссертационной работы послужили общенаучные методы познания, анализ и сравнение полученных теоретических результатов с опытными данными; метод идеализации при переходе от напряженно-деформированного состояния сжатого элемента к расчетной модели; эксперимент и измерение.

Положения, выносимые на защиту:

1. Новые экспериментальные данные по прочности и деформативности железобетонных стоек, усиленных разными видами поперечного и продольного композитного усиления.

2. Новые данные о характере разрушения и несущей способности железобетонных стоек, усиленных углепластиковой арматурой и ламелями, находящимися в сжатой зоне.

3. Новые данные о влиянии нетрадиционных методов усиления, композитными материалами в поперечном направлении в виде хомутов и полуобойм, находящихся в центре стоек по длине, на несущую способность усиленных элементов.

4. Новые данные о влиянии различных вариантов усиления на жесткость сжатых элементов и деформативность бетона усиленных стоек.

5. Новые данные о влиянии интенсивности внешнего поперечного и продольного композитного армирования на несущую способность сжатых элементов при различных варьируемых факторах.

6. Рекомендации по применению композитных материалов для усиления внецентренно сжатых железобетонных стоек в строительной практике.

7. Предложение по совершенствованию алгоритма расчета по прочности и по деформативности по недеформированной, упрощенной схеме железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами в поперечном направлении.

8. Алгоритм расчета по прочности и по деформативности по недеформированной, упрощенной схеме железобетонных конструкций, усиленных комбинированно в продольно и поперечном направлении композитными материалами.

Достоверность полученных результатов эксперимента и разработанных алгоритмов расчета, а также рекомендаций к существующим расчетам по прочности и деформативности внецентренно сжатых железобетонных стоек, усиленных композитными материалами при различных варьируемых факторах обеспечена научной обоснованностью и высоким уровнем статистической

надежности, полученных при обработке большого количества результатов эксперимента.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на второй всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы городского строительства, архитектуры и дизайна в курортных регионах». (г. Сочи, СГУ, 5-9 октября, 2015г.), на международной конференции «Вопросы усиления и восстановления строительных конструкций с использованием композитных материалов» (г. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 3 мая, 2017г.), на международной конференции «Инновационные технологии усиления и восстановления строительных конструкций» (г. Ростов-на-Дону, РГСУ, 19 ноября. 2015г.), на международной конференции «Применение ремонтных и композитных материалов фирмы ООО «BASF строительные системы» в теории и практике Юга России», (г. Ростов-на-Дону, РГСУ, 28 октября, 2014г), на шестой международной конференции «Восстановление эксплуатационной пригодности строительных конструкций композитными материалами», (г. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 18 мая, 2018г.). Публикации.

Основные результаты выполненных исследований и положения диссертации опубликованы в 20 научных трудах, в том числе в 16 изданиях, курируемых ВАК и в 2-х - курируемых SCOPUS.

Диссертационная работа выполнялась в период с 2012 по 2020 г. на кафедре «Железобетонные и каменные конструкции» Донского государственного технического университета под руководством доктора технических наук, профессора, лауреата премии правительства РФ Д.Р. Маиляна и кандидата технических наук, доцента П.П. Польского.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 131 наименование и приложений. Работа изложена на 201 страницах, содержит 54 рисунков,44 таблицы и 8страниц приложений.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Традиционные способы усиления сжатых железобетонных

конструкций.

На сегодняшний день в отечественной практике накоплено достаточно много способов и конструктивных приемов усиления строительных конструкций. Наиболее содержательные труды по усилению железобетонных конструкций представлены в работах [1, 3, 4, 17, 30, 82]. На основе данной литературы и многих других современных исследований, упомянутых дальше в тексте, и был сделан обзор вариантов традиционного усиления железобетонных конструкций.

Первые усиления железобетонных стоек проводились еще в 1912 году. Тогда, для восстановления конструкций применялось нанесение растворов, обычных или армированных бетонов [42]. В 1919г. инженер В. А. Струве применил метод усиления железобетонных колонн обоймой. В тридцатые годы имели большую практику разгружающие конструкции. В 1933-1935 гг. развитию метода усиления обоймами способствовало изучение А. А. Гвоздева сцепление старого и нового бетона [5]. И. М. Литвинов в своей работе [23] предложил метод усиления односторонним наращиванием железобетона. В 1937 - 1938 гг. И. С. Шаров исследовал метод торкретирования рубашек и накладок с добавлением горизонтальной арматуры и хомутов.

Все методы усиления конструкций можно разделить на две группы: первая группа - устройство дополнительных конструкций, воспринимающих полную или частичную нагрузку, вторая группа - увеличение несущей способности существующих конструкций.

Согласно [82] в 1966 году была предложена классификация существующих способов усиления (рис 1.1) которая актуальна и на сегодняшний день.

Для сжатых железобетонных конструкций наиболее эффективные и распространённые методы усиления описаны в [61], в которой все сжатые элементы при усилении условно можно разделить на две группы. Первая группа -условно центрально сжатые конструкции, работающие со случайным эксцентриситетом и имеющие гибкость и (или) не превышающую 20к Вторая -

Рис. 1.1 Классификация основных способов усиления железобетонных

конструкций.

элементы, работающие с расчетным эксцентриситетом, превышающим случайный и (или) имеющие гибкость больше 20И.

Для стоек гибкостью меньше 14h наиболее рационально усиливать методом устройств железобетонных и металлических обоим. Самый простой тип - это обойма с продольной и поперечной арматурой. В качестве разновидности используются обойма со спиральной арматурой.

При невозможности увеличить сечение колонны или при сжатых сроках работ рекомендуется металлическая обойма, состоящая из 4-х уголков, установленных по углам усиливаемого элемента, которые соединены планками из горячекатаных полос или круглой стали. Эффективность включения металлической обоймы в работу зависит от упора по торцам обоймы, плотности прилегания уголков к телу колонны и предварительного напряжения поперечных планок.

При усилении обоймами, рубашками или одно- и двусторонним наращиванием внецентренно сжатые элементы рассчитываются как монолитные.

При значительных коэффициентах усиления и симметричном армировании предпочтительнее обойма или двусторонняя набетонка. В случаях больших

эксцентриситетов при относительно небольшом коэффициенте усиления обычно применяют одностороннее наращивание со стороны растянутой арматуры. В случае малых эксцентриситетов рекомендуется набетонка со стороны сжатой арматуры [61].

Одним из методов усиления наращиванием сечения является применение стальных предварительно напряженных распорок. Данный метод отличается высокой мобильностью и достаточно эффективен в условиях действующих предприятий, так как не требует сложных и трудоемких работ. Распорки изготавливаются централизовано, а затем монтируются на месте. Они не требуют применения специальных приспособлений для создания предварительного напряжения, так как они заложены в самой конструкции распорок. Распорки проектируются одно- и двусторонними. Первые используются для усиления только внецентренно сжатых колонн и устанавливаются только с одной стороны колонны.

Двусторонними распорками усиливаются в основном условно центрально сжатые стойки или стойки, работающие с малым эксцентриситетом.

Традиционные способы усиления сжатых железобетонных конструкций на сегодняшний день продолжают совершенствоваться. Ниже описаны некоторые исследования.

В 2009 г была опубликована научная статья [78], в которой было исследовано влияние железобетонных обойм разной ширины на прочность колонн, имеющих разное поперечное армирование.

Другое исследование [45], которым занимались ученые Тольяттинского государственного университета Поднебесов П.Г. и Терянник В.В. в 2015г, посвящено изучению эффективности усиления обоймами на основе самоуплотняющийся бетона и самоуплотняющийся сталефибробетона.

При внецентренном сжатии (е0/Ь равное от 0,143 до 0,429) прирост прочности усиленных образцов по сравнению с эталонном составил в среднем от 30 до 60%.

Обзор традиционных методов усиления показал, что вариантов усиления сжатых железобетонных конструкций множество и каждый имеет положительные и отрицательные особенности.

К положительным особенностям традиционных методов усиления можно отнести их надежность, эффективность, простату устройства, для некоторых методов усиления дешевизну материалов и др.

К основным отрицательным - относится высокая трудоемкость, существенный прирост нагрузки на существующие конструкции при усилении набетонкой, коррозия арматуры и др.

Развитие новых методов усиления, основанных на новых материалах, направлено на решение недостатков традиционных методов. Использование композита, в роли усиливающего материала, в этом плане, имеет большие перспективы, о чем говорит имеющийся опыт, особенно за рубежом.

1.2 Методы усиления внецентренно сжатых железобетонных конструкций

композитными материалами.

Наиболее полную информацию о способах усиления сжатых железобетонных элементов композитными материалами авторы Шилин А.А, Пшеничный В.А. и Картузов Д.В. представили в своей работе [90], в которой, получили свое отражение большинство зарубежных исследований [95,115, 117,118,127,128,129,131]. На основании данной литературы был сделан краткий обзор выбранной тематики раздела, который приведен ниже.

Помимо традиционных методов усиления, металлическими и железобетонными обоймами, рассмотренными ранее, не менее эффективно оказалось использование композитных обойм.

По своей работе композитные обоймы схожи со стальными обоймами или обручами. Однако стальные обоймы, в отличие от композита, требуют дополнительных мероприятий для защиты от коррозии, кроме того, металл, при достижении площадки текучести, работает не совместно с бетоном, и при дальнейшем увеличении нагрузки не вступает в работу и не оказывает эффекта усиления. В свою очередь, композитный материал не имеет площадки текучести, следовательно, вплоть до разрушения конструкции, оказывает на бетон постоянно возрастающее радиальное давление, придавая дополнительный эффект усиления.

Как показали многочисленные исследования, бетон в обойме работает как билинейный материал. Прочность бетона в направлении действия максимального напряжения возрастает и, следовательно, увеличивается прочность усиленного сжатого элемента [21,45, 96,113,115, 121].

Легче всего понять совместную работу композита и бетона, на примере поведения двухметровой бетонной колонны, усиленной пятью слоями композитного материала, при испытании [96]. В колонне на начальных уровнях нагрузки эффекта усиления не наблюдается, т. е. усиленный элемент работает как не усиленный. При высоких уровнях нагрузки, когда бетон достигает своих предельных деформаций, вступает в работу обойма, и на этой стадии кривая «напряжение-деформация» становится линейной с углом наклона пропорционально жёсткости обоймы. Прочность усиленного образца увеличилась на 57%.

Усиление композитными обоймами сжатых элементов увеличивает сопротивление осевой нагрузке, изгибающего момента и поперечных сил. К тому же увеличивает сопротивляемость изгибу продольной внутренней арматуры, увеличивает деформативность бетона и используется для сохранения защитного слоя бетона.

По технологии производства работ, усиление железобетонных конструкций композитными материалами сильно отличается от традиционных способов усиления. Есть автоматический метод усиления, с применением специального оборудования, разработанного в Японии, который позволяет усиливать не только конструкции, но и высокие сооружения, такие как башни или трубы и ручной способ, который используется для большинства конструкций.

При усилении круглых колонн, вне зависимости от способа усиления, композитная ткань наматывается по всей длине колонны создавая обойму, а также в виде отдельных бандажей или хомутов, устанавливаемых с разным интервалом. При усилении прямоугольных или квадратных образцов дополнительно необходимо скруглить углы радиусом не менее 15-25 мм, в зависимости от ширины грани колонн. В работе [113] доказано, что усиление круглых колонн намного

эффективнее квадратных или прямоугольных, так как концентрация напряжений в последних локализуется на углах и часть поперечного сечения бетона не обжимается. Поэтому перед усилением все колонны квадратного и прямоугольного сечения стараются максимально скруглить или придать форму эллипса, путем скругления углов и дополнительных набетонок.

Согласно ранее выполненных экспериментов [21] наибольший эффект дает усиление условно центрально сжатых конструкций с малой гибкостью. Эффективность использования композитного материала при усилении обоймой зависит от формы колонны и принятой схемы усиления.

Длительное действие полных эксплуатационных нагрузок на усиленный сжатый железобетонный элемент может вызвать преждевременное разрушение композитного материала. Этого можно избежать путем учета запаса прочности усиления или ограничения напряжения в усиливающем материале, согласно [130] для углепластиковой обоймы ограничение составляет 65% от предельного сопротивления растяжению.

Для внецентренно сжатых конструкций, особенно с большой гибкостью, более эффективно усиление композитными материалами в продольном направлении, а именно, приклеивание полос композитного материала в продольном направлении по аналогии с изгибаемыми элементами.

При проектировании усиления обычно выполняются расчёты и проверки на разрыв композитного материала под действием растягивающих напряжений, на разрушение обоймы в местах соединения слоев внахлестку, на разрушение колонны под действием поперечных сил и на разрушение от усталости и ползучести материала.

Использование углепластиковых обойм дает ряд преимуществ перед традиционными методами усиления. Основные из них: высокая технологичность, которая уменьшает время простоя сооружения и сокращает набор необходимых инструментов и оборудования; небольшая толщина усиления, следовательно, небольшой вес и хорошая эстетичность конструкций; время набора прочности элементов усиления; невосприимчивость материалов коррозии.

1.3 Известные исследования сжатых железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами

1.3.1 Исследования, выполненные в России.

Усиление строительных конструкций композитными материалами начало развиваться еще в Советском Союзе. Одно из первых исследований было выполнено в 1983 году [84]. Оно было посвящено усилению элементов обоймами из композита. Однако в силу событий 90-х годов двадцатого столетия и отсутствия финансирования, исследования по усилению железобетонных конструкций прекратились, вслед за этим остановилось и производство композитных материалов.

В последние 10 лет наблюдается возросший интерес к исследованию нетрадиционного метода усиления конструкций. На территории нашей страны стала производиться углеволокнистая ткань. Наиболее крупные заводы-производители - ОАО «НКП Химпроминжиниринг», ФГУП НИИ графит, НПЦ «УВИКОМ», компания «Композит».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Георгиев Сергей Валерьевич, 2020 год

■ Литература

1. Берг, О.Я. Опыт временного восстановления железобетонных мостов // О.Я. Берг - М: Трансжелдориздат - 1943. - 100с.

2. Васильев, А.П. Стыки колонн на эпоксидном полимеррастворе многоэтажного каркаса промздания // А.П. Васильев, В.В. Патуев, Н.Г. Матков и др. / Промышленное строительство - 1978 - №11 - 33-36с.

3. Восстановление основных конструкций капитальных зданий и сооружений // Под общей ред. и при участии д.т.н., проф. А.А. Гвоздева. - М: Стройиздат, -1947. - 204с.

4. Гвоздев, А.А. О перераспределении усилий в статически неопределимых железобетонных обычных и предварительно напряженных конструкциях [Текст] // А.А. Гвоздев / Научное сообщение - М: ЦНИНПС, 1955. - 30с.

5. Гвоздев, А.А. Изучение сцепления нового бетона со старым в стыках сборных железобетонных конструкций и рабочих швах [Текст] /А.А. Гвоздев, А.П. Васильев, С.А. Дмитриев / - Москва: Гл.ред.строит.лит, 1936. - 54с.

6. Гвоздев, А.А. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций // А.А. Гвоздев / М.: Стройиздат, 1978. - 208с.

7. Георгиев, С.В. К расчету по прогибам железобетонных колонн, усиленных композитными материалами. [Электронный ресурс] // С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона - 2018. - № 3 - Режим доступа: http: //i0vdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5177

8. Георгиев, С.В. К вопросу исследования гибких и коротких стоек, усиленных углепластиком // С.В. Георгиев, П.П. Польской / Научное В сборнике: СТР0ИТЕЛЬСТВ0-2014: Современные проблемы промышленного и гражданского строительства. Материалы международной научно-практической конференции. Ростовский государственный строительный университет, Институт промышленного и гражданского строительства - 2014 - С. 23-24.

9. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.-Введ.1991-01-01.-М.:Изд-во стандартов,1990. с.36

10. ГОСТ 10922-2012. Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия.

11. ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний загружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. - Взамен ГОСТ 8829-85; введ. 01.01.1998. -М.: Госстрой России ГУП ЦПП, 1997 - 33с.

12. ГОСТ 12004-81: Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. -Введ.01.07.1983. -М.: Изд-во стандартов, 1981.

13. ГОСТ 25.601-80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах.

14. Дуров, И.С. Восстановление железобетонных изгибаемых элементов композитами на основе эпоксидных смол // И.С. Дуров, Н.И. Красулин / Бетон и железобетон - 1967 - №1 - 28-30с.

15. Елшин, И.М. Синтетические смолы в строительстве (международный опыт)// И.М. Елшин, А.А. Мощанский, В.А. Олехнович, Г.М. Берман/ - Киев: Будивельник -1969 - 169с.

16. Залесов, А.С. Развитие методов расчета железобетонных конструкций в России. // 80-летие НИИЖБ им. А.А. Гвоздева. Сборник научных статей. - М.: 2007. 5-10с.

17. Иванов, Ю.В. Реконструкция зданий и сооружений: Усиление, восстановление, ремонт.// Ю.В. Иванов /- М.: А.С.В, 2012. - 312с.

18. Карпенко, Н.И. Общие модели механики железобетона - М: Стройиздат. 1996 - 412с.

19. Клебанов, Я.М. Методика расчета напряженнодеформированного состояния композитных материалов //А.Н. Давытов, Е.В. Биткина/ Инж-техн. Жур. «ANSYS Advantage. Русская редакция». - М.: 2008 - №8 -11-15с

20. Клевцов, В.А. Расчет прочности нормальных сечений изгибаемых элементов, усилен ных внешней арматурой из композитных материалов // В.А. Клевцов, Н.В. Фаткуллин/ Научно техническая конференция молодых ученых и аспирантов ЦНИНС, 2006.

21. Костенко, А.Н. Прочность и деформативность центрально и внецентренно сжатых кирпичных и железобетонных колонн, усиленных угле и стекловолокном // А.Н. Костенко/ Автореферат. дисс. канд. техн. наук - Москва, 2010 - 26с.

22. Кулиш, В.И. Совершенствование несущих конструкций пролетных строений автодорожных мостов, напряженно армированных стеклопластиковой арматурой // В.И. Кулиш / Автореферат. Дисс. доктора техн. наук. - Санкт-Петербург - 1993 - 73с.

23. Литвинов, И. М. Инструкция по усилению и восстановлению железобетонных конструкций методом И. М. Литвинова [Текст] / И. М. Литвинов. - Харьков: Харьк. обл. полигр. ф-ка - 1948 - 39 с.

24. Литвинов, А.Г. Восстановление и усиление железобетонных конструкций с помощью полимеров // А.Г. Литвинов/ - Новочеркасск: Изд-во «Наука, Образование, Культура», -2010 - 103с.

25. Литвинов, Н.М. Усиление и восстановление железобетонных конструкций. // А.Г. Литвинов/ - М - Л: Стройиздат Наркомстроя, 1942 - 96с.

26. Маилян, Р.Л. Строительные конструкции. // Р.Л. Маилян, Д.Р. Маилян, Ю.А. Веселов / - Ростов-на-Дону: Феникс -2005, 2008 - 880с.

27. Маилян, Д.Р. Методики усиления углепластиком и испытания коротких и гибких стоек [Текст] // П.П. Польской, С.В./ Георгиев / Научное обозрение - 2014. -№ 10-2. - С. 415-418.

28. Маилян, Д.Р. Конструкция каркасов и схемы испытания опытных стоек, усиленных углепластиком // Д.Р Маилян, П.П. Польской, С.В. Георгиев / Научное обозрение - 2014 - №10-3 - С. 667-670

29. Маилян Д.Р., Польской П.П., Георгиев С.В Свойства материалов, используемых при исследовании работы усиленных железобетонных конструкций [Электронный ресурс] // Д.Р Маилян, П.П. Польской, С.В. Георгиев / Инженерный

вестник Дона - 2013. - № 2 - \Режим доступа: http: //ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1673

30. Мальганов, А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий // А.И. Мальганов, В.С. Плевков, А.И. Полищук - Томск, - Атлас схем и чертежей - 1990 - 316с.

31. Микульский, В.Г. Сцепление и склеивание бетона в сооружениях // В.Г. Микульский, Л.А. Игонин / М: Стройиздат. - 1965 - 127с.

32. Микульский, В.Г. Применение эпоксидных составов в бетонных и железобетонных конструкциях (обзор) // В.Г, Микульский, Н.Г. Матков / - М: ЦНИНС Госстроя СССР - 117с.

33. Михайлов, В.В. Восстановление железобетонных конструкций с примерением расширяющегося цемента // В.В. Михайлов / М: Стройиздат Наркомстроя -1945 - 27с.

34. Михуб, А. Зарубежные методики расчета железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами // А. Михуб, П.П. Польской / сб.научн.тр. "Вопросы проектирования железобетонных конструкций". Ростов-на-Дону: РГСУ - 2011 - С.52-61.

35. Михуб, А. Расчет железобетонных балок, усиленных композитными материалами, по методу аналоговой фермы // А. Михуб, П.П. Польской, Р.В. Котеленко, А.М. Блягоз / Новые технологии, МГТУ, вып.2, Майкоп - 2012. - С. 79-88

36. Михуб, А. Сопоставление опытной и теоретической прочности железобетонных балок, усиленных композитными материалами, с использованием разных методов расчёта //// А. Михуб, П.П. Польской, Д.Р. Маилян, А.М. Блягоз / Новые технологии, МГТУ, вып.4, Майкоп - 2012. - С.101-110.

37. Мухамедиев, Т.А. Проектирование усиления железобетонных конструкций композиционными материалами // Т.А Мухамедиев / Бетон и железобетон. - № 3 -2013. - С. 6-8.

38. Мухамедиев, Т.А. Расчет прочности наклонных сечений железобетонных конструкций, усиленных композитными материалами. // Т.А. Мухамедиев, С.И. Иванов, Н.В. Фаткуллин / Бетон и железобетон - 2013. - №4 - С.12-14.

39. Мухамедиев, Т.А. Расчет внецентренно сжатых железобетонных конструкций, усиленных обоймами из композиционных материалов // Т.А. Мухамедиев, Д.В. Кузеванов / Бетон и железобетон - 2014. - № 2 - С. 18-20.

40. Мухамедиев, Расчет по прочности нормальных сечений железобетонных конструкций, усиленных композиционными материалами // Т.А. Мухамедиев, Д.В. Кузеванов / Бетон и железобетон - 2013. - № 6 — С. 20-24.

41. Овчинников, И.Г. Новые материалы и изделия в Мостостроении // Овчинников, И.Г., Кочетков А.В., Макаров В.Н., Овсянников С.В. / Автомобильные дороги и мосты: Обзонн. информ. - М.: ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР», вып. №-1 - 80с.

42. Онуфриев, Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений [Текст] /Н.М. Онуфриев. - Москва: Стройиздат - 1965. - 342с.

43. Пинаджян, В.В. К вопросу усиления железобетонных конструкций // Пинаджян, В.В. / Строительная промышленность. - 1948. - № 3 - С. 14-17.

44. Плевков, В.С. Расчет железобетонных конструкций по Российским и зарубежным нормам // Плевков В.С., Колмогоров А.Г. / Учебное пособие. - Томск: Изд-во «Печатная мануфактура» - 2009. - 496с.

45. Поднебесов, П. Г. Результаты исследований прочности и деформативности железобетонных колонн, усиленных обоймами // Поднебесов П. Г., Теряник В. В. / Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья. - 2015. - С. 42-47.

46. Польской, П.П. Влияние различных вариантов внешнего композитного армирования на жесткость гибких сжатых элементов [Электронный ресурс] // П.П. Польской, С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона. - 2017. - № 4 - Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4826

47. Польской, П.П. Деформативность бетона коротких сжатых элементов, усиленных внешним композитным армированием, при трех видах напряженного

состояния [Электронный ресурс] // П.П. Польской, С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона. - 2017. - № 4 - Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4827

48. Польской, П.П. Вопросы исследования сжатых железобетонных элементов, усиленных различными видами композитных материалов [Электронный ресурс] // П.П. Польской, С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4 -Режим доступа: http: //ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2134

49. Польской, П.П. Усиление железобетонных колонн композитными материалами [Текст] / П.П. Польской, С.В. Георгиев // В книге: Актуальные проблемы науки и техники 2019. Материалы национальной научно-практической конференции. - 2019. - С. 231-233.

50. Польской, П.П. О влиянии гибкости стоек на эффективность композитного усиления [Электронный ресурс] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев/ Инженерный вестник Дона. 2015. - №4 - Режим доступа:

http: //ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3374

51. Польской, П.П. О программе исследования сжатых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами на основе углепластика [Текст] // П.П. Польской, С.В. Георгиев / Научное обозрение. 2014. - № 10-3. -С. 662-666.

52. Польской, П.П. О несущей способности усиленных коротких стоек при больших эксцентриситетах [Электронный ресурс] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 4-1 - Режим доступа:

http: //ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2631

53. Польской, П.П. Прочность и деформативность коротких усиленных стоек при малых эксцентриситетах [Электронный ресурс] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 4-1 - Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2734.

54. Польской, П.П. Прочность и деформативность гибких усиленных стоек при больших эксцентриситетах [Текст] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Научное обозрение. 2014. - № 12-2. - С. 496-499.

55. Польской, П.П. Прочность и деформативность гибких усиленных стоек при малых эксцентриситетах [Текст] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Научное обозрение. 2014. - №№ 12-2. - С. 500-503.

56. Польской, П.П. О несущей способности коротких композитно усиленных стоек при центральном загружении [Текст] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Научное обозрение. 2014. - №2 12-2. - С. 512-515

57. Польской, П.П. Прочность и деформативность гибких стоек, усиленных углепластиком при осевом загружении [Текст] // П.П. Польской, Д.Р Маилян, С.В. Георгиев / Научное обозрение. 2014. - №2 12-2. - С. 516-518.

58. Польской, П.П. О работе внешней композитной арматуры на сжатие // П.П. Польской, С.В. Георгиев [Текст] / В сборнике: СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА-2015. Материалы международной научно-практической конференции. ФГБОУ ВПО "Ростовский государственный строительный университет", Союз строителей южного федерального округа, Ассоциация строителей Дона. - 2015. - С. 24-25.

59. Польской, П.П. Характеристики материалов, используемых при исследовании коротких и гибких стоек, усиленных углепластиком [Текст] // Польской П.П., Георгиев С.В. Научное обозрение. 2014. - № 10-2 - С. 411-414.

60. Польской, П.П. Методики усиления композитными материалами и испытания железобетонных элементов [Электронный ресурс] // Польской П.П., Михуб А., Георгиев С.В. / Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 2 - Режим доступа: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1687

61. Польской, П.П. Проектирование и расчет железобетонных конструкций усиленных наращиванием сечений [Текст] // П.П. Польской / - Ростов-на-Дону: Ростовский гос. строит. ун-т - 2011. - 164 с.

62. Польской, П.П. Проектирование изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами // Польской П.П., Михуб Ахмад, Маилян Д.Р., Георгиев С.В. / Монография канд. дис. Ростов-на-Дону: РГСУ - 2014 - 191с.

63. Польской, П.П. Композитные материалы - как основа эффективности в строительстве и реконструкции зданий и сооружений // Польской П.П., Маилян

Д.Р. / Инженерный вестник Дона. - 2012. - № 4 - Режим доступа: http: //www. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p2y2012/1307

64. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). - М.: ОАО «НИИПромзданий» - 2005.- 214с.

65. Разработка рекомендаций по применению композитных материалов при ремонте железобетонных конструкций мостовых сооружений: Отчет о НИР/ФГУП «РОСДОРНИИ», руководитель В.И. Шестаков - Контакт №5 - Н от 24.09.2007; Этапы №2 т №3 - Москва, 2007, 100с.

66. Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений - НИИСК Госстроя СССР. - М.: СИ, 1989.

67. Рекомендации по восстановлению и усилению полносборных зданий полимеррастворами //Тбил. ЗНИНЭП. - М: Стойиздат, 1990 - 160с.

68. Рекомендации по проектированию усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Надземные конструкции и сооружения. // Харьковский ПромстройНИИ проект, НИИЖБ, - М.: Стройиздат, 1992. - 191с.

69. Румшиский, Л.З. Математическая обработка результатов экспериментов // Румшиский Л.З. / М.: Наука - 1971. - 192с.

70. Сабиров, Р. X. Технология ремонта и усиления сгустителей калийной промышленности // Сабиров Р. X., Чернявский В.Л., Юдина Л.И / Химическая промышленность - 2002 - № 2 - С. 1-5.

71. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР, 1991 г

72. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва 2004.

73. СП 164.1325800.2014. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования. Москва. Минстрой России, 2015.

74. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. - М.: Госстрой России, 2004. 64с.

75. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Москва 2004.

76. СП 52-103-2007. Железобетонные монолитные конструкции зданий. - М.: ФГУПЦПП, 2007. 17с.

77. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с Изменениями N 1, 2, 3). Москва. 2013.

78. Теряник, В.В. Результаты экспериментальных исследований прочности и деформативности сжатых усиленных элементов реконструируемых зданий [Электронный ресурс] // Теряник В.В., Бирюков А.Ю. / Вестник ЮУрГУ. Серия: Строительство и архитектура. - 2009. - №35 (168). Режим доступа: https://clck.ru/QgtxD

79. Устинов, Б.В. Исследование физико-механических характеристик композитных материалов (КПМ) // Устинов Б.В., Устинов В.П. / Известия вузов. Строительство. - 2009. - № 11-12 -118-125с.

80. Хаютин, Ю.Г. Применение углепластиков для усиления строительных конструкций // Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. / Бетон и железобетон - 2001. - №6 - С. 17-20.

81. Хаютин, Ю.Г. Ремонт и усиление железобетонных конструкций в зданиях из монолитного железобетона. // Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. / Проектирование и строительство монолитных многоэтажных жилых и общественных зданий, мостов и тоннелей. Сборник докладов. - 2004 г., С. 195 - 199

82. Хило, Е.Р. Усиление железобетонных конструкций с изменением расчетной схемы и напряженного состояния [Текст] / Е.Р. Хило, Б.С. Попович. - Львов: Издательское объединение «Вища школа», т.лит, - 1976. - 147с.

83. Хишмах, М. К вопросу о деформативнности балок из тяжелого бетона, армированных стеклопластиковой и комбинированной арматурой // Хишмах

Мерват, Польской П.П., Михуб Ахмад / Инженерный вестник Дона - 2012. - №4, Режим доступа: https://clck.ru/Qgu2C.

84. Черкалина, Л.А. Экспериментально-теоретическое исследование изгибаемых бетонных и железобетонных элементов в стеклопластиковых обоймах: Дисс. канд. техн. наук - Харьков: 1983 - 173с.

85. Чернявский, В. Л. и др. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами //М.: ООО «ИнтерАква. - 2006.

86. Чернявский, В.А., Усиление железобетонных конструкций композитными материалами.// Чернявский, В.А., Аксельрод Е.З. / Жилищное строительство - 2003 -№ 3 - С. 15-16.

87. Чернявский В.Л. Современные материалы и технологии ремонта и усиления конструкций мостов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современные технические решения по повышению надежности автомобильных дорог и искусственных сооружений». Краснодар, 2001 - С.199-201.

88. Чернявский, В.Л. Применение углепластиков для усиления железобетонных конструкций промышленных зданий // Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. / Промышленное и гражданское строительство. - 2004 - №3 - С.37-38.

89. Шилин, А.А. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами // Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. / М: Стройиздат -2004 - 144с.

90. Шилин, А.А. Внешнее армирование железобетонных конструкций композитными материалами // Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.М. / -М.: ОАО «Издательство Стройиздат» - 2007 - 184с.

91. Шилов, А.А. К вопросу усиления каркасно-монолитного здания автоцентра в г. Аксае с использованием композитных материалов // Шилов А.А. / Строительство и архитектура - 2015: сб. докл. Междунар. науч-практ. конф. -Ростов-на-Дону - 2015 - С. 75-78.

92. Юрьев А.Г. Определение перемещений линейно деформируемых балочных систем из слоистых композитов // Юрьев А.Г. / Эффективные строительные

конструкции: теория и практика: сб. докл. Междунар. науч-техн. конф., Пенза -2004 - С. 291-293.

93. ACI 440.2R-02 «Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. American Concrete Institute (ACI), 2008, Committee 440.

94. ARDUINI ,M. and NANNI, A . Behavior Of Precracked RC Beams Strengthened With Carbon FRP Sheets. Journal Of Composites For Construction. U.S.A. Vol.1 , No.2 , 1997, 63-70.

95. Arduini M. et al. Il confinamento passivoo di elementi compressi in calcetruzzo con fogli di materiale composito, Industria Italiana del Cemento, 1999.

96. Benzaid R., Mesbah H.A., Amel B. Experimental investigation of concrete externally confined by CFRP composites // 5th International Conference on Integrity-Reliability-Failure (IRF). - Inegiinst engenharia mecanica e gestao industrial, 2016. - С. 595-602.

97. Chajes M.J.Bond and Force transfer of composite material plates bonded to concrete/M.J. Chajes, W.W. Finch, T.F. Januszka // ACI Structural Journal. - 1999. -V. 93, № 2.-P. 295-303.

98. CNR-DT 200/2004 «Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structures», Rome, 2004.

99. David,E.,Djelal,C.,and Buyle-Bodin,F.(1997)."Repair and strengthening of reinforced concrete beams using composite 7th Int. conf. on Struct. Faults and Repair, Vol.2,169-173.

100. Design and construction of building structures with fibre-reinforced polymers. CSA S806-12. Mississauga, Ontario, Canada: Canadian Standards Association (CSA); 2012.

101. Ehasani M.R. Design recommendation for bond of GFRP rebar to concrete / M.R. Ehasani, H. Saadatmanesh // Journal of Structural Engineering. - 1996. - V.102,№ 3.-P. 125- 130.

102. Ehasni M.R. Fiber composite plates for strengthening bridge beams / M.R. Ehasani, H. Saadatmanesh // Composite structures.- 1990. - V. 15. - P. 343 - 355.

103. El-Refaire S.A. Repair and strengthening of continuous reinforced concrete beams /S.A. El-Refaire // Ph.D. thesis,department of civil and environmental engineering, University of Bradford;UK,2001.207P

104. Emmanuelle David, Chafika Djelal, Franfois Buyle-Bodin. REPAIR AND STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS USING COMPOSITE MATERIALS . 2nd lnt. PhD Symposium in Civil Engineering. Budapest 1998 1-8.

105. Externally bonded FRP reinforcement for RC structures. Bulletin №14, FIB-TG9.3., 2001. Technical Rep., Lausanne, Switzerland.

106. Fanning,P.(1997)." Experimental testing and numerical modeling of reinforced concrete beams strengthened using fibre reinforced composite materials." Proc.,7th Int. conf. on Struct. Faults and Repair, Vol.2,211-217.

107. Finite element modeling of reinforced concrete structures strengthened with FRP laminates. final report SPR.- Oregon department of transportation,2001.113p.

108. Gorgol V. Epoxy resin finish of grand stands of sport stadium in prague. RJLEM.,Paris,1967.

109. Grace N.F. Strengthening of concrete beams using innovative ductile fiber- fiber reinforced polymer fabric / N.F. Grace, G. Abdel-Sayed, W.F. Raghed // ACI Structural Journal. - 2002. - V.99, № 5. - P. 692 - 700.

110. Horiguchi T. Effect of test methods and quality of concrete on bond strength of CFRP sheet / T. Horiguchi, N. Saeki Ritchie P.A. External reinforcement of concrete beams using fiber // Non-Metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures Conference. - Japan, 2001. - V.l. - P. 265 - 270.

111. Hutchinson,A. R., and Rahimi,H.(1996)." Flxural strengthening of concrete beams with externally bonded FRP reinforcement." Proc., 2nd Int. conf. on Advanced compos.mat.in bridges and struct.(ACMBS).519-526.

112. Hussain,M.,Sharif,A.,Basunbul,I.A.,Baluch,M.H.,and AL Sulaimani, G.J.(1995)." Flexural behavior of precracked reinforced concrete beams strengthened externally by frp plates ."ACI Struct.J.,92(1),14-22.

113. I.A.E.M. Shehata, L.A.V. Carneiro and L.C.D. Shehata. Strength of Short Concrete Columns Confined with CFRP Sheets. Materials and Structures, Vol. 35, January-Februarv 2002, pp. 50 - 58.

114. Khalifa A., Belarbi A., Nanni A. Shear performance of RC members strengthened with externally bonded FRP wraps. Proceedings of 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand, Jan 30-Feb 04, 2000. p. 305-315.

115. Lilistone D., Jolly C.K. An innovative form of reinforcement for concrete columns using advanced composites, The Structural Engineer, Vol. 78, No. 23/24, 5 December 2000.

116. Li, W., Leung C.K.Y., Effect of shear span-depth ratio on mechanical performance of RC beams strengthened in shear with U-wrapping FRP strips, Composite Structures (2017), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.06.059

117. Mander J.B., Priestly Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114 No. 8. 1988, pp. 1804-1826.

118. Matthys S Structural behavior and design of concrete members strengthened with externally bonded FRP reinforcement. Doctoral thesis, Gent University, 2000.

119. Meisam Safari Gorji. Analysis of FRP Strengthened Reinforced Concrete Beams Using Energy Variation Method . World Applied Sciences. Iran. Journal 6 (1): 2009 ,105-111.

120. Mbller S. Wiederherstellungsarbeiten im Eisenbetonbau - "Armierte Beton», 1914, №7.

121. N. Chikh, M. Gahmous, R. Benzaid. Structural Performance of High Strength Concrete Columns Confined with CFRP Sheets // Proceedings of the World Congress on Engineering 2012 Vol III. WCE 2012, July 4 - 6, 2012, London, U.K.

122. Pan J. L., Xu T., Hu Z. J. Experimental investigation of load carrying capacity of the slender reinforced concrete columns wrapped with FRP // Construction and Building Materials. - 2007. - T. 21. - №. 11. - C. 1991-1996.

123. Paula R. F., Silva M. G., Vinagre J. Influence of cross section geometry on the confinement of reinforced concrete columns with CFRP composites //International Symposium Polymers in Concrete (ISPIC 2006). - 2006.

124. Polskoy P., Georgiev S., Muradyan V., Shilov A. The deformability of short pillars in various loading options and external composite reinforcement. В сборнике: MATEC Web of Conferences 2018. С. 02026.

125. Polskoy P., Mailyan D., Georgiev S., Muradyan V. The strength of compressed structures with cfrp materials reinforcement when exceeding the cross-section size. В сборнике: E3S Web of Conferences 2018. С. 02060

126. Richart F.E., Brandtzaeg A., Brown R.L. A study of the failure of concrete under combined compressive stresses, Engineering Experimental Station, Bulletin No. 185, 1928, University of Illinois.].

127. Seible F., Burgueno R., Abdallah M.G., Nuismer R. Advanced composite carbon shell systems for bridge columns under seismic loads, Progress in research andpractice. In Proceedings of National Seismic Conference on Bridges and Highways, San Diego, 1995.

128. Spoelstra M.R., Monti G. FRP-confined concrete model. Journal of Composites for Construction. ASCE, 3(3), 1999, pp. 143-150.

129. TengJ.G., Chen J.F., Smith S Т., Lam L. FRP Strengthened RC Structures. -Copyright c 2002 John Wiley & Sons, Ltd. - 245 p.

130. The Highways Agency. Advice Note BA 30/94, Strengthening of concrete highway bridges using externally bonded plates, London, Department of Transport, 1994.

131. Triantafillou T.C. Seismic retrofitting of structures using FRPs. Progress in Structural Engineering and Materials, 3(1), 2001.

Приложение 1

Вывод коэффициентов kf±и kf2

Вывод коэффициента кг 1

Сначала были подобраны экспериментальные значения к^ , представленные в ст. 7 табл. П.1.1, таким образом, чтобы экспериментальные ^^

АЬеоо ^ ~ —

и теоретические £ьз значения относительных деформации бетона были максимально приближены друг другу.

Затем, согласно значении , была составлена формула (4.4). Значения

теоретических коэффициентов , найденных по этоИ формуле приведены в ст. 8.

Так как относительная деформация бетона £Ъ3 зависит от шага хомутов а в нормативных расчетных формулах шаг хомутов представлен через коэффициент ке (формула 6.25 [73]), то коэффициент 1 был выведен через ке.

Для гибких стоек (А^=20) экспериментальные значения относительной деформации бетона £Ь3, усиленных образцов практически, не зависят от шага хомутов и эксцентриситета приложения нагрузки. Следовательно, коэффициент усиления - величина постоянная, не зависящая от варьируемых факторов. При

£^ 1 = О,11 наблюдается наилучшее сходство экспериментальных ^^ и

Аеоо 1 „ _

теоретических £ь 3 относительных деформации бетона усиленных стоек.

Рассчитанные теоретические значения относительной деформации бетона 8ъъ°Г с учетом коэффициента к"Ц°г , для коротких стоек по формуле (4.3), а для гибких - 0,11, представлены в столбце 10, а сравнение с экспериментальными значениями ^ в столбце 11 табл. П.1.1.

Таблица П.1.1

Сравнение теоретических и экспериментальных значений предельных

относительных деформаций бетона еЬ3

Шифр Еъ, МПа К Жвот е Ь3 •103 еехр Ь 3 •103 еезр / Ь 3 / / ^1кеот / Ь3 1 Швот кп кя/ / 7 Жгот / К11 1Нвот е Ь3 •103 еезр / Ь 3 / / ^1Нвот / Ь 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Короткие стойки

АКУ-Х1 355800 0,494 5,31 3,7 0.70 0,11 0,12 0,92 3,71 1,00

АКУ-Хб 381200 0,747 5,19 4,3 0.83 0,48 0,43 1,12 4,23 1,02

АКУ-Х5 356000 1 5,31 4,7 0.89 0,67 0,75 0,89 4,85 0,97

БКУ-Х1 355800 0,494 5,31 3,7 0.70 0,11 0,12 0,92 3,71 1,00

БКУ-Х2 356700 0,637 5,3 4 0.75 0,28 0,30 0,93 4,03 0,99

БКУ-Х5 363200 1 5,3 4,75 0.90 0,71 0,75 0,95 4,82 0,99

ВКУ-Х1 366600 0,494 5,3 3,7 0.70 0,11 0,12 0,92 3,71 1,00

Гибкие стойки

АГУ-Х1 355500 0,494 5,3 3,7 0.70 0,11 0,11 1,00 3,70 1,00

АГУ-Хз 345900 0,494 5,4 3,8 0.70 0,16 0,11 1,45 3,70 1,03

АГУ-Х5 345900 1 5,4 3,7 0.69 0,11 0,11 1,00 3,70 1,00

БГУ-Х1 355500 0,494 5,3 4,2 0.79 0,39 0,11 3,55 3,70 1,14

БГУ-Хз 360400 0,494 5,3 4,2 0.79 0,39 0,11 3,55 3,70 1,14

БГУ-Х5 371600 1 5,2 3,7 0.71 0,12 0,11 1,09 3,69 1,00

ВГУ-Хз 365000 0,494 5,3 3,7 0.70 0,11 0,11 1,00 3,69 1,00

ВГУ-Х5 356000 1 5,3 3,8 0.72 0,17 0,11 1,55 3,70 1,03

Надёжность формул определения коэффициента 1, оценивается

совпадением значений и еЬ3 , столбцы 5 и 10 в табл. П.1.1. Для большинства стоек их отличие находится в пределах 5%.

Вывод коэффициента к/2

к0 — а' к0 - а'

Согласно СП [77] значение эксцентриситета е = +---—, где —-— -

расстояние между геометрическим центром колонны и центром растянутой (менее сжатой) арматуры, а е0п представлена как величина эксцентриситета, увеличенная на величину прогиба конструкции, следовательно, е0п = е0+ f ехр, где f ехр - прогиб конструкций в момент, предшествующий потери устойчивости. Имея заданные значения е0 и экспериментальные прогибы f ехр всех образов, были найдены экспериментальное значение пехр-

Вывод формулы коэффициента кр через экспериментальные прогибы fехр представлен на рис. П.1.1. В столбце слева приведены известные нормативные формулы, которые будут использоваться для вывода формул, находящихся в правом столбце. А правый столбец сверху вниз представляет собой вывод формулы коэффициента кр начиная с экспериментальных прогибов.

Рис. П.1.1.Вывод формулы определения экспериментального коэффициента .

По приведенному выше алгоритму были найдены все необходимые характеристики и коэффициенты к^г ■ Они приведены в табл. 4.5.

Анализируя полученные экспериментальные значения коэффициентов к пришли к выводу, что они зависят от следующих варьируемых факторов: от

гибкости стоек ), эксцентриситета приложения нагрузки (eo) и от коэффициента, учитывающего наличие разрывов по высоте обоймы (ke). Используя все экспериментальные значения kf^ в программе Excel, была выведена формула

(4.8). Найденные по этой формуле теоретические значения к1^ и отношение

экспериментальных и теоретических значений коэффициентов представлены в столбцах 10 и 11 табл. П.1.2.

Таблица П.1.2.

1 exp itheor

Сравнение экспериментальных kf 2 и теоретических kf 2 значений

коэффициентов

Шифр Nexp ,кН e0 ,мм j-exp мм 76ХР Nexp cr , кН DexP кН • м kfP kexp itheor kf 2 1 theor / kn / Aexp

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

АК 1150 2 0,85 1,43 3855,9 563153,7 0,333 - 1,00 -

АКУ-Х1 1190,5 2 0,6 1,30 5158,8 753450,4 0,474 1,43 1,42 1.01

АКУ-Хб 1600 2 0,5 1,25 8000,0 1168404 0,710 2,12 2,13 1.00

АКУ-Х5 1625 2 0,4 1,20 9750,0 1423993 0,937 2,81 2,81 1.00

БК 592,5 22 4,35 1,20 3589,1 524183 0,315 - 1,00 -

БКУ-Х1 778,9 22 4,9 1,22 4276,0 624512,4 0,385 1,24 1,22 1.02

БКУ-Х2 794,7 22 4,7 1,21 4514,6 659355,8 0,408 1,27 1,30 0.98

БКУ-Х5 844 22 4,8 1,22 4712,3 688238,9 0,420 1,34 1,33 1.01

ВК 422,2 42 7 1,17 2870,0 419165,1 0,236 - 1,00 -

ВКУ-Х1 482,5 42 7,5 1,18 3184,5 465098 0,267 1,13 1,13 1.00

АГ 803 4 7,4 2,85 1237,1 722689,7 0,451 - 1,00 -

АГУ-Х1 873,2 4 3,5 2,17 1621,7 947375,7 0,609 1,32 1,31 1.01

АГУ-Хз 900 4 4,5 2,13 1700,0 993143,7 0,658 1,32 1,46 0.90

АГУ-Х5 1080 4 2 1,50 3240,0 1892815 1,297 2,87 2,87 1.00

БГ 410 24 21,3 1,89 872,0 509407,9 0,305 - 1,00 -

БГУ-Х1 400 24 20,5 1,85 868,3 507258,5 0,304 1,00 1,00 1.00

БГУ-Хз 450 24 20 1,83 990,0 578360,2 0,349 1,00 1,14 0.88

БГУ-Х5 597,5 24 15,3 1,64 1534,8 896607,2 0,549 1,80 1,80 1.00

ВГ 242,5 44 23,3 1,53 700,4 409198,5 0,231 - 1,00 -

ВГУ-Хз 290 44 28,5 1,65 737,7 430977,2 0,245 1,00 1,07 0.93

ВГУ-Х5 270 44 25,3 1,58 739,6 432055,6 0,252 1,10 1,10 1.00

Использование формулы дает великолепные результаты, исключением стали 3-и стойки (АГУ-Хз, БГУ-Х3, ВГУ-Х3), объединяющим фактором которых, является нетрадиционный тип поперечного усиления (Х3).

I Приложение 2

Акты о внедрении результатов работы

МИ11И( ГК1Ч11«) M VN KM II UUOIII I о ОБРАЗОВАНИЯ 1'ОСЧ IIIH KOIÏ ФКДКРЛЦНН

федеральное государе i ней нос Гнид же i нос образовательное учреждение

высшего образовании «Донской государственнbiii техническийуниверснici» (ДГТУ)

344003. г. Ростов-на-Дону. пл. Гагарина, I Приемная ректора т. 8(863) 273-85-25 Оошим отдел т. 8(863) 273-85-11

Факе т. 8(863) 232-79-53

E-mail: receprioivv/ donstu iti

ОКНО 02069Ю2 01 РН 1026103727847 ИНН КПП 6165033136 бКЛО 1001

2$ 0£'- № о 3

На а'« _ от

В диссертационный сонет Д 212.058.09 «Донского государственного технического университета»

Сообщаем, что результаты исследований, приведенные в диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук аспиранта Георгиева Сергея Валерьевича «Гибкие внецентренно сжатые железобетонные стойки, усиленные композитными материалами» используются в учебном процессе на кафедре Железобетонных и каменных конструкций при подготовке студентов по направлению 08.03.01 Строительство, профиль «Промышленное и гражданское строительство» (в лекционных курсах по реконструкции, обследованию и усилению железобетонных конструкций и спецкурсе, в дипломном проектировании и научно-исследовательской работе студентов).

Проректор по учебной работе и подготовке кадров высшей квалификации

А.Н. Бескоиыльный

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

[ЦК. Севкавнипиагропром

Ж ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ

ИНН № 6165114498; КПП 6164)1001; ОКПО 73273970; ОКВЭД 71.12; 71.11; 71.12 45 ОГРН 1046165007294 сгт 19 04 2004 г. 344012, г Ростое-на-Дому. ул Ивановского. 38/63 Тел [phone], тел /факс (863> 232-12-43. Е-таМ (Ыо^эеукзу сот, СаЯт: иг

№

На Мв

Ректору

Донского государственного технического университета профессору Месхи Б.Ч.

Уважаемый Бесарион Чохоевич!

Сообщаем Вам, что переданные в ООО «Севкавнипиагропром» материалы диссертации Георгиева Сергея Валерьевича на соискание учёной степени кандидата технических наук по методам расчёта прочности и деформативности гибких железобетонных стоек, усиленных внешним композитным армированием, рассмотрены и одобрены ведущими специалистами института.

Рекомендации по учёту влияния гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки на эффективность усиления железобетонных колонн используются в практике проектирования института.

С уважением, Главный инженер

/ / -1*//,. •• ч/ ч

В.А. Козлов

• ■ Г.- >./: !/