Методика расчёта многослойного железобетонного покрытия с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ву Динь Тхо

• Ву Динь Тхо
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Ву Динь Тхо

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ конструктивных решений обеспечения теплозащиты ограждающих конструкций покрытий зданий различного назначения

1.2. Применение бетона низкой теплопроводности для теплоизоляции многослойных конструкций

1.3. Систематазация технических требований и формирование основных параметров для разработки конструктивного решения многослойных железобетонных покрытий зданий различного назначения для климатических условий Вьетнама

1.4. Анализ экспериментально-теоретических исследований многослойных железобетонных конструкций с использованием низкотеплопроводных

легких бетонов

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНЫХ СЛОЕВ МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Основные физико-механические характеристики материалов

2.2. Экспериментальные исследования образования и геометрических характеристик контактного слоя многослойных железобетонных конструкций

2.2.1. Изготовление образцов и подготовка к испытаниям

2.2.2. Методика испытаний

2.2.3. Результаты испытаний

2.3. Экспериментальные исследования прочности сцепления бетонных слоев при различном временных перерывах в укладке

2.3.1. Изготовление образцов и подготовка к испытаниям

2.3.2. Методика испытаний на растяжение

2.3.3. Результаты испытаний

2.4. Экспериментальные исследования определения прочности сцепления слоев различных бетонов на сдвиг (Яу) при различных временных перерывах между укладками слоев

2.4.1. Изготовление образцов и подготовка к испытаниям

2.4.2. Методика испытаний

2.4.3. результаты испытаний

Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЙ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ КОНТАКТНЫХ СЛОЕВ

3.1. Общие положения

3.2. Прочность нормальных сечений

3.3. Образование нормальных трещин

3.4. Расчет прочности наклонных сечений к продольной оси элемента

3.5. Деформации

3.6. Прочности контактных швов

3.7. Расчет сопротивления теплопередачи многослойных железобетонных панелей покрытий с использованием легкого бетона низкой теплопроводности в среднем слое по климатическым условиям Вьетнама 76 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕТОННЫХ СЛОЕВ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБАЕМЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

4.1. Общие подходы к планированию эксперимента

4.2. Математическая прогнозная модель трещинообразования и прогибов изгибаемых трехслойных железобетонных конструкций

4.3. Анализ результата расчета по трещинообразованию

4.3.1. Влияние геомнтрических характеристик и прочности контактных слоев

4.3.2. Влияния геометрических и физико- механических характеристик средного слоя

4.3.3. Влияния геометрических и физико- механических характеристик наружных слоев

4.3.4. Влияния изменения геометрических и физико-механических характеристик наружных и среднего слоев

4.4. Анализ результатов расчета по прогибам

4.4.1. влияние контактного слоя на прогибы трехслойных железобетонных конструкций

4.4.2. влияние наружных и среднего слоев

4.5. Экспериментальные исследования трехслойных железобетонных балок на изгиб

4.5.1. Подготовка образцов к испытаниям

4.5.2. Испытания опытных балок и анализ полученных результатов 120 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЙ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЯ С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИННЫМ СЛОЕМ ИЗ ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА В УСЛОВИЯХ ВЬЕТНАМА

5.1. Варианты конструктивных решений покрытий

5.2. Сравнительный анализ экономической эффективности применения трехслойных железобетонных конструкций с теплоизоляционным слоем из низкотеплопроводного полистиролбетона для условий Вьетнама

5.3. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Блок - схема расчета многослойных ЖБК

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Список публикаций автора по теме диссертационной

работы

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Патент на изобретение

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 - АКТ о внедрении результатов диссертационной работы Ву Динь Тхо на соискание ученой степени кандидата технических наук

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика расчёта многослойного железобетонного покрытия с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности»

Актуальность темы диссертации.

Особенностью ограждающих конструкций жилых и общественных зданий является обеспечение требований не только по прочности, трещиностойкости и деформативности, но и звукоизоляции, теплоизоляции, антикоррозионной и противопожарной защиты. Одним из перспективных направлений совершенствования ограждающих конструкций является использование легкого низкотеплопроводного бетона во внутреннем слое и конструкционного бетона в наружном слое многослойных железобетонных конструкций, которые до сих пор ещё не использовались во Вьетнаме. Для климатических условий Вьетнама, которые относятся по температурному влажностному режиму к тропическим, необходимо исследовать и оценить эффективность применения таких конструкций для практики современного строительства.

В технологическом цикле процесса изготовления многослойных железобетонных конструкций, при последовательной послойной укладке различных бетонов, между ними образуется контактный слой в виде пограничного слоя за счет взаимного проникновения заполнителей в толщу смежных бетонных слоев с образованием монолитной цементной матрицы. Контактный слой влияет на характер соединения слоев сечения и на напряженно-деформированное состояние конструкции под нагрузкой, и, как следствие, особенности выбора или разработки методики исследования и расчета. Различные типы связи между слоями многослойных железобетонных конструкций рассмотрены авторами в России и в других странах. Однако в большинстве исследований но не было учтено влияние технологических факторов на формирование геометрических и физико-механических характеристик контактного слоя на построение расчетных моделей и разработку соответствующей методики расчета многослойных железобетонных конструкций. Это свидетельствует об актуальности выбранной темы.

Проведение экспериментальных исследований геометрических и физическо-механических характеристик контактной зоны между различными бетонами позволит учесть особенности многослойного сечения, прочностные и деформированные характеристики всех слоев многослойных железобетонных

конструкций, и, как следствие, повысить точность и качество их расчета и проектирования.

Степень разработанности темы. Разработке и совершенствованию методов расчета многослойных конструкций с различными типами связей слоев посвящены исследования российских и зарубежных ученых. Результаты этих работ нашли отражение в научных трудах Андреева В.И., Баширова Х, З.,Беляева А.В., Зуй Н.Ф.,Козакова Д,В,, Колчунова В.И., Колчунова Вл.И., Король Е.А., Корнева Н.А., Маиляна Д.Р., Меркулова С.И., Кудрявцева А.А., Пугача Е.М., Пшеничного Г.Н., Турусова Р.А., Сапожникова П.В., Федорова В.С., Федоровой Н.В., Харламова С.Л., Харькина Ю.А., Чиненкова Ю.В., Johan. L and Mattock. Loov R E and Patnaik. A K и других.

В большинстве из этих работ не рассмотрено влияние технологии на формирование контактных слоев между наружными и внутренним слоями из различных бетонов. Вместе с тем вариативность технологических параметров при изготовлении многослойных конструкций определяет особенности построения расчетных моделей и методик расчета многослойных железобетонных конструкций. Для верификации основных расчетных предпосылок необходимо проведение экспериментальных исследований, позволяющих определять геометрические, прочностные и деформативные характеристики контактной зоны и их влияние на результаты расчета.

Целью диссертационной работы является совершенствование теоретических и методологических основ расчёта многослойных железобетонных покрытий зданий различного назначения с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности и с учетом геометрических и физико-механических параметров контактных слоев.

Задачи исследования:

- провести обобщение и анализ энергоэффективных конструктивных решений ограждающих конструкций покрытий зданий различного назначения;

- разработать техническое решение многослойного железобетонного покрытия, удовлетворяющего современным требованиям по эксплуатации и теплоизоляции в условиях Вьетнама;

- провести экспериментальные исследования геометрических и физико-механических характеристик контактных зон, образующихся при последовательной укладке бетонных слоев в едином технологическом цикле при изготовлении многослойных конструкций;

- разработать методику расчета изгибаемых многослойных железобетонных конструкций со средним теплоизоляционным слоем из низкотеплопроводного бетона по первой и торой группе предельных состояний с учетом геометрических, прочностных и деформативных характеристик контактных слоев;

- провести численные исследования и установить зависимости влияния геометрических и физико-механических характеристик контактного слоя в многослойных железобетонных конструкциях на расчетные параметры;

- провести проверочные экспериментальные исследования напряженно -деформированного состояния многослойных изгибаемых железобетонных балок и сравнить результаты;

- провести оценку технико-экономической эффективности применения многослойных железобетонных панелей с использованием внутреннего слоя из лекого низкотеплопроводного бетона во Вьетнаме.

Объектом исследования является многослойная железобетонная конструкция покрытия здания с наружными слоями из конструкционного бетона и теплоизоляционным слоем из легкого бетона низкой теплопроводности.

Предметом исследования является напряженно-деформированное состояние изгибаемой многослойной железобетонной конструкции покрытия с наружными слоями из конструкционного бетона и теплоизоляционным слоем из легкого бетона низкой теплопроводности с учетом геометрических и физико-механических характеристик контактных слоев.

Методология и методы исследований. Методологической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных авторов в области научных исследований многослойных железобетонных конструкций при различных условиях работы и эксплуатации в различных

климатических условиях. В ходе проведения теоретических исследований использовались методы аналогий. При подготовке моделей многослойных конструкций для испытаний использовались методы геометрического и физико-механического моделирования, планирования эксперимента, численных и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы заключается в разработке модернизированной методики расчета многослойных железобетонных конструкций монолитного сечения с учетом экспериментально установленных геометрических и физико-механических параметров контактной зоны на границе смежных бетонных слоев и включает следующие основные научные результаты:

построение научных гипотез, расчетных схем и моделей сопротивления многослойных железобетонных конструкций монолитного сечения по предельным состояниям первой и второй групп с учетом особенностей образования контактной зоны между наружными и средним слоем;

установленные зависимости влияния технологических перерывов на изменение прочности сцепления бетонов смежных слоев в контактной зоне;

экспериментально установленные геометрические и физико-механические параметры контактной зоны при различных технологических режимах изготовления многослойных железобетонных конструкций;

обоснованные результатами численных исследований зависимости влияния геометрических, прочностных и деформативных характеристик бетонных слоев на тркщинообразование и деформации многослойных железобетонных конструкций с монолитной связью слоев;

обоснованные численными и экспериментальными исследованиями критерии выбора рациональных параметров конструктивных решений многослойных железобетонных панелей покрытия зданий различного назначения для климатических условий Вьетнама.

Теоретическая значимость работы состоит в развитии методологических подходов к расчету многослойных железобетонных конструкций из бетонов с различными физико-механическими характеристиками и монолитной связью слоев

с учетом вариативных параметров образующихся контактных зон на границе слоев.

Практическая значимость полученных результатов состоит в реализации разработанной методики для повышения точности расчета и совершенствования конструктивных решений энергоэффективных многослойных оргаждающих конструкций покрытий зданий различного назначения применительно к климатическим условиям Вьетнама.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты обобщения и анализа конструктивных решений покрытий зданий различного назначения, удовлетворяющих современным требованиям по эксплуатации и теплоизоляции в климатических условиях Вьетнама;

- экспериментально установленные зависимости прочности на растяжение и на сдвиг контактной зоны на границе различных бетонов при различных временных перерывах между укладками слоев в технологическом цикле процесса изготовления;

- методику расчета по прочности, трещиностойкости и деформациям изгибаемой многослойной железобетонной конструкции монолитного сечения из бетонов с различными физико-механическими показателями с учетом влияния вариативных параметров контактных слоев между различными слоями бетонов;

- зависимости, которые позволяют определять изменение значения момента трещинообразования и прогибов многослойных железобетонных балок от геометрических, прочностных и деформативных характеристик бетоных слоев;

- конструктивные решения и технико-экономические показатели многослойных покрытий с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности в соответствии с особенностью климатических условий Вьетнама.

Личный вклад автора в диссертацию:

- выполнено обобщение и проведен анализ энергоэффективных конструктивных решений покрытий зданий;

- разработано новое конструктивное решение многослойного покрытия зданий с использованием лекого низкотеплопроводного бетона в среднем слое, удовлетворяющих современным требованиям по эксплуатации и теплоизоляции в условиях Вьетнама;

- выполнен анализ результатов проведенных российскими и зарубежными учеными экспериментально-теоретических исследований расчета прочности, трещиностойкости и деформативности многослойных железобетонных конструкций с использованием лекого низкотеплопроводного бетона во внутренном слое;

- проведены экспериментальные исследования структуры и параметров контактных слоев, образующихся при последовательной укладке различных бетонов с учетом влияния временных преррывов при изготовлении;

- разработаны алгоритмы расчета по прочности, трещиностойкости и деформативности изгибаемой многослойной железобетонной конструкции со средним слоем из лекого низкотеплопроводного бетона, учитывающие прочностные и деформативные характеристики контактного слоя;

- проведены численные исследования влияния геометрических и физико-механических характеристик контактного слоя на параметры прочности, трещиностойкости и деформативности многослойных изгибаемых железобетонных конструкций;

- разработана методика расчета попредельным сотояниям первой и второй группы многослойных ограждающих конструкций покрытия из бетонов с различными физико-механическими характеристиками, образующими при изготовлении контакную зону, параметры которой учитываются в расчете;

- проведены проверочные испытания на балочных моделях и экспериментально верефицированы параметры напряженно-деформационного

состояния многослойных железобетонных конструкций с внутренным слоем из лекого низкотеплопроводнного полистиролбетона;

- выполнено техническо-экономическое обоснование эффективности применения многослойных железобетонных панелей покрытия зданий с внутренним слоем из низкотеплопроводнного полистиролбетона для климатических условий Вьетнама.

Степень достоверности результатов исследования:

Достоверность полученных результатов исследовательской работы подтверждается применением стандартных методов проведения, обработки и оценки результатов испытаний, а также верификации численных и экспериментальных данных. Результаты расчетов изгибаемых многослойных железобетонных конструкций основываются набазовых положениях теории железобетона, ее развития применительно к расчету многослойных железобетонных конструкций.. Основные положения и результаты представлены и обсуждены на 10 научно-технических конференциях.

Внедрение результатов исследований:

Результаты диссертационной работы были использованы при проектировании многослойной железобетонной конструкции покрытия здания со средним слоем из лекого низкотеплопроводнного бетона в проекте «Смешанного жилищно-офисного здания по адресу: № 9, ул. Фамхунг, район Намтылием - Ханой, Вьетнам».

Апробация работы:

Результаты исследования были представлены автором на российских и международных конференциях:

- XXI Международная научная конференция «FORM 2018: Construction the formation of living environment» с 25 - 27 апреля 2018г, в НИУ МГСУ, в г. Москве.

- VI Международная научная конференция «IPSCE 2018:Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education» с 14 -16 ноября 2018 г, в НИУ МГСУ, в г. Москве.

- XXII Международная научная конференция «FORM 2019: Construction the formation of living environment» в г. Ташкенте, Узбекистан, 18 - 21 апреля 2019г.

- XXII Международная научная конференция «Modelling and Methods of Structural Analysis» с 13 по 15 ноября 2019 г, в НИУ МГСУ, в г. Москве.

- Международная научная конференция «CAEST 2019- Civil, Architectural and Environmental Sciences and Technologies», В Самарском государственном техническом университете, в г. Самаре, Россия, 19-20 ноября 2019 года.

- Конференция «Технологии в инженерно-экологическом строительстве, механизации и жилищно-коммунальном комплексе» 19-20 декабря 2017 г, в НИУ МГСУ, в г. Москве.

Публикации по результатам исследований. Материалы диссертации опубликованы в 12 научных работ, в том числе 4 статьи - в рецензируемых научных изданиях, и опубликованы 8 работ в перечень индексируемых баз Scopus, Web of science журналов, и других.

В диссертации цитированы результаты научных работ, которые выполнили авторы - соискатели ученой степени кандидата технических наук - лично и в составе соавторства. Перечень опубликованных научных работ Ву Динь Тхо приведена в Приложении 2.

Структура и объём работы:

Диссертация включает 161 страница печатного текста в себя и состоит из пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. В структуре работы 45 рисунки, 42 таблицы и 8 страниц приложения.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ конструктивных решений обеспечения теплозащиты

ограждающих конструкций покрытий зданий различного назначения

Во Вьетнаме и многих странах мира в последние годы одной проблемой является спрос на потребление энергии, в гражданских, жилых и промышленных зданиях, который увеличивается с каждым днем. Энергия, необходимая для функционирования здания, в основном направлена на обеспечение в нем теплового комфорта. Чтобы снизить потребление энергии в высотных зданиях, необходимо повышать теплоизоляцию ограждающих конструкций здания.

Вьетнам расположен в тропическом климате. Главная характеристика климата Вьетнама отличается высокой температурой в летний период, достигающей до +45°С, и высокой влажностью, превышающей 75%. В Ханое -столице Вьетнама, летом наружная температура воздуха очень высокая, иногда достигает +42Х [99, 106].

При этом, температура на поверхности конструкций покрытия здания с учетом фактора солнечной радиации может достигать +50^ [89, 100].

Для обеспечения необходимого комфорта, температура внутри здания должна составлять от +20 до +25°С, что связано с требованиями к ограждающим конструкциям, в том числе и к покрытию зданий, которое должно иметь низкую теплопередачу.

Чтобы соответствовать требованиям по теплоизоляции железобетонных однослойных конструкций необходимо увеличить толщину и создать дополнительный слой изоляции из пустотелого кирпича (рисунок 1.1а), пеноблоков или др. [89, 92], что, в свою очередь, увеличивает расходы и трудозатраты на транспортировку, монтаж и хранение [9, 20, 28].

Рисунок 1.1 Технические решения теплозащиты ограждающих конструкций покрытия с использованием полого кирпича (а), пеноблоков (б), кровельной черепицы (в), кровельных сэндвич-панелей (г) и конструкции

покрытия с блоков из полистирола (к)

В публикациях [97, 94] описываются решения по теплоизоляции крыши с использованием кровельной черепицы в сочетании с вентиляцией (рисунок 1.1в). Это решение удовлетворяет требованиям теплоизоляции, но имеет значительную трудоемкость производства работ.

Еще одним решением по увеличению теплоизоляции крыши является использование кровельных сэндвич-панелей (рисунок 1.1г), внешние слои которой выполнены из тонкой стали, а средний слой из пеноизоляции [60, 35]. Эти решения также отвечают требованиям изоляции, звукоизоляции, но их несущая способность их невелика при больших затратах на оцинковку и лакокрасочное покрытие.

Во Вьетнаме, Китае и других странах зеленая крыша является одним из направленных решений для теплоизоляционных конструкций покрытия и улучшения экологической обстановки в мегаполисах. Работы [88, 82] описывают решения по покрытию зданий зеленой кровлей для уменьшения солнечной радиации и теплопередачи (рисунок 1.1д). Однако при таком решении нужен ещё слой теплоизоляции, удовлетворяющий требованиям сопротивления теплопередачи конструкций покрытия зданий в климатических условиях Вьетнама.

Пустотная плита, пустотный блок, конструкция покрытия с блоками из полистирола (рисунок 1.1к), конструкция покрытия с шарами и т.д. - примеры конструктивных решений, уменьшающих теплопередачу [8, 36, 39, 73, 79]. Эти решения теплоизоляционной конструкции покрытия обеспечивают несущую способность, но не удовлятворяют требованиям по теплопередаче во Вьетнаме.

На сегодняшний день появилось множество новых материалов и конструкций с высокими теплоизоляционными свойствами и одновременно более простыми в производстве. Одним из таких наиболее эффективных решений для теплоизоляции крыш, применяемых в России и странах Европы, является многослойная железобетонная плита с внутренним слоем из теплоизоляционного материала -полистиролбетона [4, 11, 41, 47, 111]. Это решение удовлетворяет требованию

низкой теплопередачи и несущей способности покрытия. Однако, для климатических условий Вьетнама, необходимо провести теоретические и экспериментальные исследования, разработать методику расчета и исследовать эффективность её применения на практике.

1.2. Применение бетона низкой теплопроводности для теплоизоляции

многослойных конструкций

В настоящее время появилось множество новых материалов и конструкций со свойствами высокой теплоизоляции и одновременно с упрощением их производства. Одним из наиболее перспективных современных производств является трехслойная железобетонная панель покрытия с использованием среднего слоя из легких бетонов.

Легкие бетоны на пористых заполнителях обладают преимущественными свойствами, такими как: высокая долговечность, коррозионная стойкость, огнестойкость, водонепроницаемость, низкая теплопроводность, морозостойкость и сниженная стоимость. Низкотеплопроводные легкие бетоны с использованием таких заполнителей, как крупнопористый бетон, перлитобетон, арболит, полистиролбетон и их модификации, и т. д., всесотонне исследованы авторами и различными научно-исследовательскими организациями [3, 4, 7, 39, 44, 50, 55]. Установлено, что они могут применяться в среднем теплоизоляционном слое трехслойных конструкций.

Одним из наиболее перспективных в современном строительстве является полистиролбетон. Полистиролбетон - это композиционный материал и теплоизоляционный бетон, который состоит из портландцемента, гранул пористого заполнителя полистирола, воды, воздухововлекающих добавок [12-14]. Развитие производства бетонов с применением полистиролбетона широко используется при строительстве в РФ и других странах с опытом исследований и эксплуатации конструкций из него. В России применяется стандарт ГОСТ Р 51263-

2012 "Полистиролбетон. Технические условия" для проектирования конструкций с применением полистиролбетона.

По результатам исследований [4] выявлено, что полистиролбетон обладает наиболее низкотеплопроводными свойствами -коэффициент теплопроводности от 0,055 Вт/(мК) по сравнению с другими видами конструкционных строительных материалов (тежелый бетон, керамзитобетон, пенобетон, газобетон,древесина, керамический кирпич). В литературе [4, 29, 68] авторы отметили, что разработан полистиролбетон плотностью 150-500 кг/ м3, прочностью на сжатие 0,5 МПа до 2 МПа и рассмотрена возможность применения его во внутреннем теплоизоляционном слое при изготовлении многослойных конструкций.

Изделия и конструкции с использованием полистиролбетона позволяют повысить их теплоизоляцию и звукоизоляцию, а также снизить массу конструкции [4, 10, 19, 42, 77, 47]. В опубликованных работах [4, 29, 66, 53, 89] было показано, что железобетонные конструкции с использованием полистиролбетона в среднем слое уменьшают собственный вес конструкции примерно на 10-20%, сопротивление теплопередаче трехслойной - выше в 2,7-3,7 раза, чем сопротивление однослойных конструкций из керамзитобетона.

На основании исследований свойств и областей применения различных типов легких бетонов, в том числе и с использованием местной сырьевой базы для производства заполнителей, полистиролбетон является перспективным материалом для использования во внутреннем теплоизоляционном слое многослойных железобетонных конструкций, который соответствует требованиям низкой теплопроводности, звукоизоляции, низкой массы, и т. д.

1.3. Систематазация технических требований и формирование основных параметров для разработки конструктивного решения многослойных железобетонных покрытий зданий различного назначения для климатических условий Вьетнама

На основе анализа преимуществ и недостатков технических решений ограждающих конструкций покрвтий зданий различного назначения, обеспечивающих теплозащиту зданий в климатических условиях Вьетнама, предложено новое - трехслойная железобетонная плита со средним слоем из легкого бетона низкой теплопроводности.

Результаты исследований, описанные в публикациях [4, 28, 29, 42, 65] показали, что применение легкого низкотеплопроводного бетона в среднем слое трехслойных ограждающих железобетонных панелей могут уменьшить затраты на потреление энергии от 20 до 40 %.

По результатам анализа теплопередачи через конструкции покрытий [11, 89] толщиной 200 мм и стены толщиной 220 мм [105], авторы показывают, что трехслойная железобетонная панель с внутренним слоем из низкотеплопроводного бетона является рациональным, технологичным, конструкционным решением и может быть адаптирована к климатическим условиям Вьетнама, позволяющим обеспечить требуемые параметры микроклимата, создавая комфортный режим в здании. Однако необходимо провести расчеты, чтобы найти оптимальные толщины и теплофизические свойства внутреннего и наружнего слоев многослойных железобетонных конструкций покрытий зданий во Вьетнаме.

Конструкция трехслойной железобетонной панели включает наружные слои которые выполняются из конструкционного тяжелого бетона плотностью 2400 кг/м3, класса В12,5-В30, толщиной от 4-10 см, и внутренний слой из легкого низкотеплопроводного бетона - полистиролбетона с прочностью на сжатие до 2 МПа [12, 16, 18, 29, 66, 67]. Толщина среднего слоя (И2) зависит от

теплотехнического расчета в расположении и назначении помещений (рисунок 1.2).

(а)

(б)

(а) общий вид трехслойной плиты; (б) сечение трехслойной плиты Рисунок 1.2 Трехслойная плита

В стандарте TCVN 4605-1988 [106] показано, что летом при температуре наружного воздуха ^ = 40оС, расчетная температура наружной поверхности конструкции может быть достигать до 50оС на наружной поверхности ограждающей конструкции покрытия [89, 106] с учетом фактора воздействия солнечной радиации и других условий. Температура внутренней (4) поверхностей покрытия здания составляет Ъ = 20°С, влажность материалов в ограждающей конструкции при численном моделировании теплообмена не учитывается.

Выполнено сопоставление теплозащитных характеристик различных видов плит покрытия:

1 - трехслойная железобетонная панель включает в себя: толщина панели 200мм; наружные слои толщиной 50мм из тяжелого бетона класса В25 и средний слой толщиной 100мм из полистиролбетона класса В1;

2 - сплошная железобетонная плита из тяжелого бетона;

3 - многопустотная железобетонная плита из тяжелого бетона;

4 - железобетонная плита с блоками из пенополистирола. Геометрические и теплофизические характеристики представлены в рисунке 1.2.

Таблица 1.1. Железобетонные плиты покрытия крыш высотных зданий

N°

Вид плиты

Состав слоев

Трехслойная железобетонная плита

1,3 - Тяжелый бетон B25 толщиной 51 = 50 см. 2- Полистиролбетон В1 толщиной 52 = 100 см; X = 0,091 Вт/(моС)

Общая толщина плиты: 5 = 0,2 м.

сэ

CD СМ

1 - Плита из тяжелого бетона B25 толщиной 5 = 0,2 м. X = 1,86 Вт/(моС)

Сплошная железобетонная плита из тяжелого бетона

1 - Плита из тяжелого бетона B25 толщиной 5 = 0,2 м и диаметром пустот D = 0,1 м.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ву Динь Тхо, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев В. И., Турусов Р.А., Цыбин Н.Ю. Определение напряженно-деформированного состояния трехслойной балки с применением метода контактного слоя // Вестник МГСУ. 2016. № 4. С. 17-26.

2. Андреев В.И., Турусов Р.А., Цыбин Н.Ю. Общее решение задачи об изгибе многослойной балки в рядах Фурье // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2017. № 4. С. 34-42.

3. Афанасьев Д.О., Пантюшина Л.Н., Вербицкая Е.В. Возможности использования пористого арболита в качестве среднего слоя малогабаритных плит покрытия// Ползуновский Альманах. 2020. № 2. с.31-34.

4. Баженов Ю.М., Король Е.А., Ерофеев В.Т., Митина Е.А. Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности (основы теории, методы расчета и технологическое проектирование). М. Изд-во АСВ, 2008. 320 с

5. Баширов Х.З., Чернов, К.М., Дородных, А.А. и др. Методика экспериментальных исследований прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных составных конструкций по наклонным сечениям // Промышленное и гражданское строительство. -2013. - № 5. - С. 16-19.

6. Баширов Х.З., Колчунов В.И., Федоров В.С. и др. Железобетонные составные конструкции зданий и сооружений. М:АСВ, 2017. 248с.

7. Блещик Н.П., Лазарашвили М.Г. Технология производства изделий из крупнопористого легкого бетона// строительные материалы. 2004. №11. С35-37.

8. Самохин А.Н. Анализ применения энергоэффективного сборно-монолитного перекрытия// в сборнике: строительство и реконструкция. сборник научных трудов 2-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистров и бакалавров. 2020. С. 180-182.

9. Бухмиров В.В., Гаськов А.К. Исследование энергетической эффективности покрытий для утепления зданий// Вестник Череповецкого государственного университета. 2015. №8. С 7-11.

10. Вознюк Л.И., Демчина Б.Г., Дубижанский Д.И. Результаты исследования трехслойных плит перекрытия на изгиб// Вестник Брестского государственного технического университета. 2015. №1. С 28-32.

11. Ву Динь Тхо, Нгуен Чонг Чык, Дам Хыу Хынг Анализ эффективности теплоизоляции многослойной железобетонной плиты в климатических условиях Вьетнама// Издательство МИСИ-МГСУ. 2018. С 154-160. http://mgsu.ru/resources/izdatelskayadeyatelnost/izdaniya/izdaniyaotkrdostup/

12. Ву Динь Тхо, Король Е.А. Влияние контактных слоев на трещиностойкость изгибаемых трехслойных конструкций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 7. С. 988-998.

13. Габбасов Р.Ф. Численное решение задачи по расчету составных стержней с переменным коэффициентом жесткости шва// Архитектура и строительство.- М.:РААСН. №2. 2007. С. 86-88.

14. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Тюпин Г.А. Теория пластичности бетона и железобетона. -.: Стройдат, 1974. 314с.

15. Гольцман Б.М., Яценко Л.А., Яценко Е.А., Карандашова Н.С. Анализ эффективности применения многослойных теплоизоляционных строительных панелей// научное обозрение. 2016. №18. С23-27.

16. Горностаев И.С. Анализ и результаты экспериментальных исследований деформативности железобетонных составных балок// Строительство и реконструкция. 2014. № 4. С.3-10.

17. ГОСТ 33929-2016 "Полистиролбетон. Технические условия"

18. Денисов В.С. Исследование прочности слоистых конструкций// Бетоны и железобетонные конструкции в районах Восточной Сибири. 1984. С.89-92

19. Ибрагимов А.М., Титунин А.А., Гнедина Л.Ю., Лабутин А.Н. Полистиролбетон в промышленном и гражданском строительстве// Строительные материалы. 2016. № 10. С. 21-23.

20. Казаков Д.В. Некоторые результаты экспериментальных исследований процессов деформирования и трещинообразования в составных

железобетонных элементов// Строительство и реконструкция. -Орел: ФГОУ ВПО "Госуниверситет - УНПК". 2011. № 4(36). С.15-20.

21. Квасников A.A. Анализ экспериментально-теоретических исследований на сдвиг сопряжений сборных перекрытий// Бетон и железобетон. 2008. №1. С.2-6.

22. Клюева, Н.В., Колчунов Вл.И., Яковено И.А. и др. Деформативность железобетонных составных конструкций с наклонными трещинами// Строительная механика и расчет сооружений. -2014. № 5. С.60-66.

23. Колчунов Вл.И., Сапожников П.В. Модель сопротивления пограничного слоя между разными бетонами и методика численных и экспериментальных исследований// Третья всероссийская конференция "Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и конструкции ". Чебоксары, 2001. С. 245-250

24. Колчунов Вл.И., Сапожников П.В. Деформативность и трещиностойкость контактной зоны многослойных бетонных и железобетонных конструкций// строительство транспорт. 2004. № 2. С. 13-18

25. Колчунов В.И., Панченко JI.A., Шевченко A.B., Литовкин Н.И. Методы расчета железобетонных рамных систем с элементами составного стержня //Изв. вузов. Строительство. 2000. №7-8. С14-20.

26. Колчунов Вл.И., Горностаев С.И. Напряженно-деформированное состояние железобетонных конструкций составного сечения до появления трещин// Известия Орел ГТУ, серия «Строительство». Транспорт. 2008. 1/17 (542). С. 15-21

27. Колчунов В.И. Экспериментальные исследования трещиностойкости, деформирования и разрушения составных конструкций// Известия Орел ГТУ, серия «Строительство». Орел ГТУ. №1-2 (9-10), 2006. С. 11-15

28. Король Е.А. Актуальные вопросы энергоэффективности зданий и сооружений, пути их решения// Вестник МГСУ. 2009. №3. С 3-10.

29. Король Е. А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легких бетонов и особенности их расчета. Москва: АСВ, 2001. 256 с

30. Король Е.А., Харькин Ю.А. К вопросу о выборе программного комплекса для моделирования напряженно-деформированного состояния

трехслойных железобетонных элементов и конструкций с монолитной связью слоев// Вестник МГСУ. 2010. №3. С 156-163

31. Король Е.А., Берлинова М.Н. Особенности расчета стеновых панелей с монолитной связью слоев на стадиях монтажа, транспортирования и эксплуатации// Вестник МГСУ. 2019.Vol 14(3). С 367-375

32. Король Е.А., Пугач Е.М., Харькин Ю.А. Влияние технологических факторов на формирование связи слоев многослойной ограждающей конструкции // Вестник МГСУ. 2014. № 3. С. 67—75.

33. Король Е.А., Харькин Ю.А., Быков Е.Н. Экспериментальные исследования влияния климатических воздействий на монолитную связь бетонных слоев различной прочности многослойных конструкций// Вестник МГСУ. 2010. № 3. С. 164-169.

34. Курбатов В.Л., Колчунов Вл.И., Осовских Е.В., Стадольский М.И. Энергосберегающие многослойные конструкции стеновых блоков// Изв. вузов. Строительство. 2000. №9. С4-9.

35. Кузьмин В.А. Исследование возможностей применения отражательной теплоизоляции в многослойных сэндвич-панелях с учетом многократного отражения// Строительные Материалы. 2017. №6. С35-41.

36. Кузнецов А.В. Исследования по повышению теплотехнических качеств железобетонных плит перекрытий в монолитно-каркасных домах// Известия ПГУПС. 2011. 4. Сс 120-127

37. Мерку Д.С. Прочность составных железобетонных элементов при сложном напряженном состоянии// Известия Орел ГТУ. Серия «Строительство. Транспорт».- Орел: ОрелГТУ. 2007. №4. С48-51.

38. Микульский В.Г. Склеивание бетона.- М., 1975. 240 с.

39. Нациевский С.Ю. Перлит в современных бетонах, сухих строительных смесях и теплоизоляционных изделиях// строительные материалы. 2006. №6. С78-81.

40. Нигманов З.М. Влияние поперечного армирования на трещиностойкость, деформации и прочность изгибаемых трехслойных элементов с утеплителем из полистиролбетона низкой прочности. Дис.... канд.техн.наук. - Ташкент, 1994.

41. Носков А.С., Беляков В.А., Сальников В.Б., Веселов В.В. Анализ

возможности использования полистиролбетонов в конструкциях зданий при возведении их в районах с повышенной сейсмичностью// Технологии Бетонов.2014. № 11. С. 26-29

42. Носков А.С., Беляков В.А. Конструкции из полистиролбетона для строительства жилых зданий // Жилищное строительство. 2008. № 5. С. 24-25.

43. Пантелеев Н.Н., Митасов В.М., Логунова М.А., Себешев В.Г. Расчет железобетонных балок с применением новых деформационных моделей// Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. №10. С121-127.

44. Пичугин А.П., Хританков В.Ф., Денисов А.С., Подольский М.А. К вопросу о конструировании ограждающих конструкций из легкого крупнопористого бетона// Ресурсоэнергоэффективные Технологии В Строительном Комплексе Региона. 2013. № 3. с.86-88.

45. Пугач Е.М., Король О.А. Экспериментальные исследования работы трехслойных конструкций со средним слоем из бетона низкой теплопроводности в нестационарном тепловлажностном режиме // Вестник МГСУ. 2011. № 3-2. С. 54-56.

46. Рахманов В.А. Полистиролбетон - высокоэффективный материал для ограждающих конструкций жилых и общественных зданий// Строительство: Новые Технологии - Новое Оборудование. 2011. № 9. - с. 16-22.

47. Рахманов Виктор Алексеевич. Резервы теплозащитных и прочностных свойств полистиролбетона и эффективности его применения в строительстве// Промышленное и Гражданское Строительство. 2017. №3. С. 67-72.

48. «Рекомендации по определению расчетной стоимости и трудоемкости изготовления сборных железобетонных конструкций на стадии проектирования». Москва, Стройиздат, 1987г., 144 стр.

49. Ржаницын А.Р. Теория составных стержней строительных конструкций, -М.: Госстройиздат, 1948. 192 с.

50. Сандан А.С. Технология бетонирования при устройстве ограждающих конструкций путем внесения тепла в керамзитопенобетонную смесь//

Инновации И Инвестиции. № 4. С. 331-334.

51. Сапожников П.В. Деформативность и трещиностойкость контактной зоны многослойных бетонных и железобетонных конструкций: автореферат дисс. на соискание ... канд: техн. наук по спец. 05.23.01//Сапожников П.В. Курск. 2002. 20 с.

52. Сапожников А.И. Методика определения обобщенных изгибных и сдвиговых жесткостей сборных железобетонных перекрытий, учитывающая раскрытие швов между плитами и образование трещин по данным решения обратной задачи// Изв. вузов. Строительство. 2005. №1. С .115119.

53. Семенова Э.Е., Кошелева Д.С. Анализ применения энергосберегающих архитектурных решений при проектировании гражданских зданий// Научный вестник воронежского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 1. - с. 197-200.

54. Смолий В.А., Косарев А.С. Физико-химические свойства энергосберегающих трехслойных панелей для энергоэффективных жилых и общественных объектов крупнопанельного и каркасно-панельного домостроения// Пром-Инжиниринг Труды У Всероссийской научно-технической конференции. 2019. Сс 203-207.

55. Смолий В.А., Яценко Е.А., Гольцман Б.М., Косарев А.С. Зависимость теплоизоляционных и прочностных свойств легкого бетона от фракционного состава пористого заполнителя// Экология промышленного производства. - 2017. - № 4. - С. 13 - 15.

56. СП 50.13330.2012 " Тепловая защита зданий "

57. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. -.: Москва, 2018. 150с.

58. СП 351.1325800.2017. Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. -.: Москва, 2017. 65с.

59. СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий».

60. Сулейманова Л.А. Высококачественные энергосберегающие и конкурентоспособные строительные материалы, изделия и конструкции// Вестник БГТУ. 2017. №1. С 9-16.

61. Танг Ван Лам, Булгаков Б.И., Александрова О.В. Определение прочности сцепления слоев роликоуплотненного бетона методом осевого растяжения // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. Вып. 6 (105). С. 647-653. Б01: 10.22227/1997-0935.2017.6.647-653

62. Тхо В.Д., Лам Т.В., Король Е.А., Булгаков Б.И., Александрова О.В., Ларсен О.А. Теплоизоляционные свойства эффективных легких бетонов для трехслойных ограждающих покрытий зданий// Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 5. С.36-44.

63. Харькин Ю.А. О влиянии физико-механических характеристик бетона на прочность сцепления слоев в многослойных конструкциях при климатических воздействиях// Вестник МГСУ. 2010. №3. С170-173.

64. Харламов Л.С. Трещиностойкость составных железобетонных элементов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01. - Губкин МГОУ 2000г. 17 с.

65. Чиненков Ю.В., Король Е.А. Изгибаемые трехслойные ограждающие конструкции из легкого бетона для второго этапа теплозащиты зданий// Бетон и железобетон.1999. № 3. С. 2-5.

66. Чиненков Ю.В., Король Е.А. Особенности расчета изгибаемых трехслойных конструкций с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона//Изв. Вузов. Строительство. 1997.№9.-С.80-86.

67. Чиненков Ю.В. К расчету изгибаемых трехслойных конструкций из легких бетонов// Строительная механика и расчет сооружений. 2008. №5. С. 38-41.

68. Чиненков Ю.В. Легкие бетоны и конструкции из них// Бетон и железобетон. - 1997. - № 5. - С. 8-11.

69. Чиненков Ю.В., Король Е.А. К выбору метода расчета трехслойных ограждающих железобетонных конструкций из легких бетонов//Вестник отделения строительных наук, Вып.2. М.: РААСН, 1997. С.423-427.

70. Чиненков Ю.В., Король Е.А. Расчет по образованию трещин изгибаемых трехслойных элементов с утеплителем из легкого бетона низкой и средней плотности //Вестник отделения строительных наук. Вып.З. -М., 2000, С. 194-198.

71. Чиненков Ю.В., Король Е.А. Трехслойные панели ленточной разрезки с утеплителем из полистиролбетона//Бетон и железобетон. 1997. №4. С.2-5

72. Федоров В.С., Баширов Х.З. Расчетная модель сопротивления сдвигу составного железобетонного стержня// Academia. Архитектура и строительство. 2017. № 1. С.109-112.

73. Щепочкина Ю.А. К Вопросу О Применении Теплоизоляции Из Пенополистирола// Вестник Белорусско-Российского университета. 2017. № 4 (57). С. 151-156.

74. Andreev V.I., Robert A. Turusov, Nikita Yu. Tsybin. Application of the Contact Layer in the Solution of the Problem of Bending the Multilayer Beam// Elsevier Engineering. 2016. 153 (2016). C 59 - 65

75. Andreev V.I., Turusov R.A., Tsybin N.Yu. The contact layer method in calculating of the shear compounds// MATEC Web of Conferences. 26. RSP 2017 - 26th R-S-P Seminar 2017 Theoretical Foundation of Civil Engineering. 2017. Vol. 17. DOI: doi.org/10.1051/matecconf/201711700008.

76. Bareisis, J. Stiffness and Strength of Multilayer Beams. Journal of Composite Materials, (2005). 40(6), 515-531.

77. Benayoune A, Samad A. A. A, Trikha D. N, Ali A. A. A, & Ellinna S. H. M. Flexural behaviour of pre-cast concrete sandwich composite panel -Experimental and theoretical investigations// Construction and Building Materials, No. 22(4). Pp 580-592. doi:10.1016/j.conbuildmat.2006.11.023

78. Chen A.C.N., Chen F.T. Constitutive relations for concrete// Journal of Engineering Mechanics Division, Proc. ASCE, Vol. 101, №4, December, 1975. Pp. 465-481

79. Daniela Mackova, Marcela Spisakova, Dominik Dubecky. Comparative analysis of modern lightweight construction// International journal of interdisciplinarity in theory and practice itpb. 2015. № 6. Pp 52-55.

80. Elsharief, A., Cohen, M. D., & Olek, J. (2003). Influence of aggregate size, water cement ratio and age on the microstructure of the interfacial transition zone. Cement and Concrete Research, 33(11), 1837-1849. doi:10.1016/s0008-8846(03)00205-9

81. Johan L and Mattock. A. H. Shear transfer in reinforced concrete with moment or tension acting across the shear plane// Precast/Prestressed Concrete

Institute PCI Journal. 1975. Pp. 76-93.

82. Judit Lopez-Besora, Helena Coch, Cristina Pardal. Contemporary Roof Design Concepts: Learning from Vernacular Architecture// Sustainable Vernacular Architecture. 2019. pp 357-376. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-06185-2

83. Julio E. N. B. S, Branco. F. A. B, Silva. V. D. Concrete-to-concrete bond strength. Influence of the roughness of the substrate surface// Construction and Building Materials. 2004. Vol.18(9). Pp. 675-681. http://dx. doi. org/ 10.1016/j. conbuildmat.2004.04.023

84. Gajer G., Dux P. Simplified Nonorthogonal Crack Model for Concrete// Journal of Structural Engineering, Vol. 117, No. l, 1991.- Pp. 149-164.

85. Gara F., Ragni L., Roia D., Dezi L. Experimental behaviour and numerical analysis of floor sandwich panels// Engineering Structures. 2012. Vol 36. Pp 258-269. DOI: 10.1016/j.engstruct.2011.12.011

86. Gara F., Ragni L., Roia D., Dezi L. Experimental tests and numerical modelling of wall sandwich panels// Engineering Structures. 2012. Vol. 37. Pp 193-204. DOI: 10.1016/j.engstruct.2011.12.027

87. Gediminas Marciukaitis & Linas Juknevicius. influence of the internal layer cracks on the cracking of flexural three-layer concrete members// Journal of Civil Engineering and Management. 2002. Vol. 8(3). Pp. 153-158. DOI: 10.1080/13923730.2002.10531270

88. Korol E.A, Shushunova N, Rerikh S. New green roof and green wall systems for implementation in the coverings. E3S Web of Conferences, 97, 06023. 2019. 7p. Doi:10.1051/e3sconf/20199706023

89. Korol Elena, Vu Dinh Tho, Nguyen Huy Hoang. Analysis of the effectiveness of thermal insulation of a multi-layer reinforced concrete slab using a layer of concrete with low thermal conductivity under the climatic conditions of Vietnam. MATEC Web of Conferences 251, 04026 (2018). 8p. https://doi.org/10.1051/matecconf/201825104026.

90. Korol E.A, Berlinova M. Calculation of multilayer enclosing structures with middle layer of polystyrene concrete // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 193. P. 3020. DOI: 10.1051/matecconf/201819303020

91. Krivenko, P., Petropavlovskyi, O., Kovalchuk, O., & Gelevera, O. (2020). The Influence of Interfacial Transition Zone on Strength of Alkali-Activated Concrete. Compressive Strength of Concrete. doi:10.5772/intechopen.90929

92. Lam N.S, Hanh P.D. Thermal insulation for buildings [Теплоизоляция для зданий]. Journal of Science and Technology in Civil Engineering. 2015. No.4. Pp. 36 -41.

93. Lander V., Shauman Z. Microstructure research of contact zone aggregatehardened cement binder in filtering concretes// The 111 International Simposium on Silicate Chemestry. Brno, 2005.

94. Le Thi Hong Na, Nguyen Dang Hoang Nhat Truong. Assessment of Roof Architecture of Street Houses in Some Central Districts of Ho Chi Minh City// ICSCEA 2019. pp 143-151.

95. Loov R. E and Patnaik. A K. Horizontal shear strength of composite concrete beams with a rough interface// PCI Journal. 1994. Vol. 39. Pp. 48-69. http://dx.doi.org/10.15554/pcij.01011994.48.69

96. Mattock A. H, Hawkins. N. M. Shear Transfer in Reinforced Concrete— Recent Research// Precast/Prestressed Concrete Institute PCI Journal. 1972. Vol. 17. Pp. 55-75.

97. Nguyen Duc Luong. A critical review on Energy Efficiency and Conservation policies and programs in Vietnam// Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. № 52. Pp. 623-634. Doi:10.1016/j.rser.2015.07.161

98. Ollivier, J. P., Maso, J. C., & Bourdette, B. (1995). Interfacial transition zone in concrete. Advanced Cement Based Materials, № 2, Pp. 3038. doi:10.1016/1065-7355(95)90037-3

99. QCVN 02-2009. Vietnam building code natural physical & climatic data for construction [Вьетнамский строительный кодекс физических природных и климатических данных для строительства]. Standard. Vietnam. 2009. 324 p.

100. QCVN 09-2013. National technical regulation on energy efficiency building [Национальный технический регламент по энергоэффективности строительства]. Standard. Vietnam. 2013. 19 p.

101. Ritchie Philip A., Thomas David A., Lu Le-Wu, Connelly Guy M. External reinforcement of concrete beams using fiber reinforced plastics// ACI Struct.

J.- 1991.- Vol.88, No.4.- Pp. 490-500.

102. Santos D. S, Santos. P. M. D, and Dias-da-Costa. D. Effect of surface preparation and bonding agent on the concrete-to-concrete interface strength// Construction and Building Materials. 2012. Vol. 37. Pp 102-110.

103. Scrivener, K. L., Crumbie, A. K., & Laugesen, P. (2004). The Interfacial Transition Zone (ITZ) Between Cement Paste and Aggregate in Concrete. Interface Science, 12(4), 411-421. doi:10.1023/b:ints.0000042339.92990.4c

104. Sopilnyak A. M., Savitskiy N. V.. The results of strength and crack resistance tests of three layer reinforced concrete beams // Visnyk of Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture. -PSACEA, 2013. № 1. P. 54 - 59.

105. Tang Van Lam, Vu Dinh Tho, Vu Kim Dien, Bulgakov Boris Igorevich, Elena Anatolyevna Korol. Properties and thermal insulation performance of lightweight concrete [Свойства и теплоизоляционные характеристики легкого бетона]. Magazine of Civil Engineering. 2019. №8(84). Pp. 173-191. https://doi.org/10.18720/MCE.84.17

106. TCVN 4605-1988. Heating techniques - Insulating component - Designs standard [Методы обогрева - Изолирующий компонент - Стандарты конструкции]. Standard. Vietnam. 1988. 27 p.

107. Thong tu 10/2019/TT-BXD Bo Xay dung ban hanh dinh muc xay dung

108. Trussoni M., Hays C.D., Zollo R.F. Fracture properties of concrete containing expanded polystyrene aggregate replacement// ACI Materials Journal. 2013. Vol 110(5). Pp. 549-558. DOI: 10.14359/51685906

109. Vargas, P., Restrepo-Baena, O., & Tobon, J. I. (2017). Microstructural analysis of interfacial transition zone (ITZ) and its impact on the compressive strength of lightweight concretes. Construction and Building Materials, 137, 381-389. doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.01.101

110. Vladimir Andreev, Robert Turusov and Nikita Tsybin. Layered composite and contact layer. Normal separation and transversal strength// MATEC Web of Conferences 251(6): 04066. DOI: 10.1051/matecconf/201825104066

111. Vu Dinh Tho., Korol E.A. Influence of geometrical parameters of the cross section, strength and deformability of the materials used on stressstrain state

of three-layered reinforced concrete. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 661 (2019) 012121 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/661/1/012121

112. Xiong, G., Liu, J., Li, G., & Xie, H. (2002). A way for improving interfacial transition zone between concrete substrate and repair materials. Cement and Concrete Research, 32(12), 1877-1881. doi:10.1016/s0008-8846(02)00840-2

113. Young C. Steven, Easterling W. Samuel. Strength of composite slabs// Recent Res. and Dev. Cold-Form. Steel Des. and Constr.: 10-th Int. Spec. Conf. Cold-Formed Steel Struct., St. Louis, Mo, Oct. 23-24; 1990.- Pp. 65-80.

114. Yue Z., Xiao H. Generalized Kelvin. Solution based boundary element method for crack problems in multilayered solids // Engineering Analysis with Boundary Elements. 2002. Vol. 26. Issue 8. Pp. 691-705. DOI: 10.1016/s0955-7997(02)00038-3

115. Болдышев А.М. Работа железобетонных элементов со стале -фибробетонным слоем при статическом нагружении [Текст]: Матер. междунар. конф. "Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций"/ А.М. Болдышев, В.С. Плевков, М.П. Леонтьев //. Часть 2. - Белгород, 1995.- С. 13-14.

116. Додонов М.И. Прочность и перемещения монолитных железобетонных плит перекрытий со стальным профнастилом [Текст] / М.И. Додонов //Бетон и железобетон.- 1992.- №8.- С. 19-20.

117. Клименко Е.Ф. Сталебетонные конструкции с внешним полосовым армированием [Текст] / Е.Ф. Клименко. - Киев: Будiвельник, 1984,- 88с.

118. Мурашко JI.A. Экспериментальные исследования прочности и деформативности изгибаемых железобетонных элементов с физической неоднородностью сжатой зоны бетона [Текст] / JI.A. Мурашко, М.В. Савченко- Бельская // В кн.: Строительные конструкции. Вып. 45-46,- К.: Будiвельник, 1993.- С. 21-24.

119. Сконников A.B. Расчет железобетонных стержневых конструкций при усилении [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01/ A.B. Сконников. - JL, 1991.- 25 с.

120. Chen, A.C.N. Constitutive relations for concrete [Text] / A.C.N. Chen, F.T. Chen // Journal of Engineering Mechanics Division, Proc: ASCE, Vol. 101,

№4, December, 1975.- Pp. 465-481.

121. Беляева Н.М. Сопротивления материалов. М., 1953 г. Государственное издательство технико-технической литературы. Стр. 419-422.

122. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М. : Стройиздат, 1976. - 280 с.

123. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер. - М. : Стройиздат, 1976. - 588 с.

124. Щурин К.В. Методика и практика планирования и организации эксперимента / Оренбург, 2012. 185 с

125. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В.Е. Гмурман - М.: Высшее образование, 2007.- 404 с.

126. Меркулов С.И., Есипов С.М. О вариации подходов к расчету многослойных элементов в scad// Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию БГТУ им. В.Г. Шухова. 2019. C70-74.

127. Меркулов С.И., Есипов С.М., Есипова Д.В. Уточнение численных параметров деформационной модели многослойного изгибаемого элемента, базирующееся на экспериментальных данных // Материалы Международных академических чтений. 2019. c. 97-102.

128. Меркулов, Д.С. Результаты экспериментальных исследований железобетонных элементов составного сечения, работающих в условиях сложного сопротивления // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения: материалы международных академических чтений. Курск, 9-10 апреля 2009 г. - Курск, 2009. - С. 130-136.

129. Беляев, А.В. К определению касательных напряжений в изгибаемых слоистых железобетонных элементах / Промышленное и гражданское строительство. - 2017. - №1. - С.39-44.

130. Беляев, А.В. Информационное моделирование железобетонных конструкций / Промышленное и гражданское строительство. - 2017. -

№1. - С. 58-63.

131. Belyaev, A.V. Calculation of three-layer bent reinforced concrete elements considering fully transformed concrete deformation diagrams / MATEC Web Conf. International Science Conference SPbWOSCE-2016 "SMART City". -2017. - Volume 106. - P. 1-6

132. Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций : справочное пособие к СНиП 2.03.01-84 / НИИЖБ. - Москва : Стройиздат, 1991.- 69 с.: ил. - (Справочное пособие к СНиП)

133. Федоров В.С., Баширов Х.З. Расчетная Модель Сопротивления Сдвигу Составного Железобетонного Стержня // Academia. Архитектура и строительство. 2017. № 1. С. 109-111.

134. Федоров В.С., Баширов Х.З. Методика Расчета Прогиба Составных Железобетонных Конструкций// Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 3. С. 21-25.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Блок - схема расчета многослойных ЖБК.

Рисунок П.1. Алгоритм расчета по прочности многослойных железобетонных конструкций с использованием приведении составного

сечения к однородному двутавровому.

Рисунок П.2. Алгоритм расчета по прочности изгибаемых многослойных

железобетонных конструкций с учетом геометрических и физико-механических характеристик констактных слоев (предлагаемая методика)

Рисунок П.3. Алгоритм расчета по прочности изгибаемых многослойных железобетонных конструкций при трещинообразовании с использованием приведении составного сечения к однородному двутавровому

Шаг. 1:

Шаг. 2:

Шаг.

Шаг. 4:

Шаг. ;■:

Шаг. б:

Несходные данные: М, Ъ. И.. Ь... Е а. а" ДМ; Еь

Определения характеристик контактных слоев: (^¿прочности на сжатие (Дь-): прочности н* ЫВДуПЬ упр)ТОСТИ (ЕьО - гепщина контактных стюев растяжений Щ^О; начальны?:

=0Т? х —тт? к_а ■ л"*

^К! -Г"-----~

ЫI

ь-зе е.

111 Ь-я Е. Ь-я Е. ш ' "

-н

=п I—*и? Ь-х-а , _

Е. Ь-х

>1 ^ +Г- ф, ж—+— +—

2 ЕЬ| Е^, ^2 2 Е,., ^ З^Еь, Жш Е^, ЕЬ| Ь )

--№+-11,-Ийцьч

2 2 2 2 Е, 2 К,,

2 Е * 2 2 К. 2

К ЕДаЧЕД(Ъа)

Е. Ь

=0

И

с:'

. — ^_5 ^_:1 :1_

^Чы I «гп( )ЬЬ'+^ -ь, - д,

Шаг. 7:

-уЬу>Кя.Ь"Ь|Ь-х-

[ь-х-ф.^ЛьЧу^

-С, А^Ь-х-а+у,)

К

Ь-х-СЬ,- -)-Ь Ь-я-ф,-^-)-Ь---^-+ у.

Рисунок П.4. Алгоритм расчета по прочности изгибаемых многослойных железобетонных конструкций при трещинообразовании с учетом геометрических и физико-механических характеристик констактных слоев

(предлагаемая методика)

Шаг. 1:

Испходные данные: М: Ь, Ы, Ь, а.. а=Ды= Як. Еьь Еь2: ЕЦ

Шаг. 2:

Определения характеристик контактных слоев: толщина контактных слоев (к*); прочности на сжатие (Ль,:); прочности на растяжение начальный модуль

упругости

Шаг. 3:

=А;(^-1): Ь,= (Ь-0.5 Ю, Ь*

Шаг. 4:

- 1 2" )+А^(Ь Ь.НЛ^- +А,л-+АЛ1Ь1 + АТе.[Г-а+А.тйГ(Ь-а )

~~'^яй _А й! + + А эти—■Аэти

■'■га!

I * - Ь(г) г -- Ь '-у-ь< Ь ^ -у-»",-+Ь, .1; Ь Ь Ь

+ —

т2 у ^ _I

Б^^Ь у+аА,Су-а)-Ь ЗД=Ь Ь, (у-О ;

Шаг. 5:

♦ .л л

(т_Ь — Ь 1

Ба(гН> Ь((у — 0.5Ьг)+аА.(у — а)+Ь*Ь*(у — Ьс -0.5Ь>Ь^---~Ь'Т:

+ . л л

(Ь - у - ^)+оА,(Ь - у - а )«Ь*Ь*<Ъ - у - Ь( - 0.5Ь>Ь, Ф У ^ ЪУ

^(¡^(Ь-уАм^-у-аК^^-Ь у ; В5(г>=Ь ^+аА>-у-а )-Ь ^

Шаг. 6:

Г- _ М .2

11 Ь1!^

=к

мро

1 1м ч

Рисунок П.5. Алгоритм расчета прогибов изгибаемых многослойных железобетонных конструкций до трещинообразования с учетом геометрических и физико-механических характеристик констактных слоев

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Список публикаций автора по теме диссертационной

работы

1. Тхо В. Д., Лам.Т. В., Король Е. А., Булгаков Б. И., Александрова О. В., Ларсен О.А. Теплоизоляционные свойства эффективных легких бетонов для покрытий зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2020. Т. 5. С. 36-44.

2. Ву Динь Тхо, Король Е. А. Влияние контактных слоев на трещиностойкость изгибаемых трехслойных конструкций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15 (7). С. 988-998.

3. Tho V.D, Korol E.A, Vatin N.I, Duc H.M. The Stress-Strain State of Three-Layer Precast Flexural Concrete Enclosure Structures with the Contact Interlayers // Buildings. -2021. -V. 11. -№88. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings11030088.

4. Vu Dinh Tho, Tang Van Lam, Vu Kim Dien, Bulgakov B.I, Korol E.A. Properties and thermal insulation performance of light-weight concrete // Magazine of Civil Engineering. -2018. -V.84. -№8. p173-191. DOI: 10.18720/MCE.84.17.

5. Elena Korol, Vu Dinh Tho and Yuliya Kustikova. Model of stressed-strained state of multi-layered reinforced concrete structure with the use of composite reinforcement // Materials Science and Engineering. - 2018. - V.365. - №052033. DOI: 10.1088/1757-899X/365/5/052033.

6. Elena Korol, Vu Dinh Tho and Nguyen Huy Hoang. Analysis the effects of lightweight concrete in the middle layer of multi-layered reinforced concrete structures on the stress-strain state using the finite element method // MATEC Web of Conferences. - 2018. - V.196. - №02022. DOI: https://doi. org/10.1051/matecconf/201819602022.

7. Dinh Tho V, Korol E, Huy Hoang N. Analysis of the effectiveness of thermal insulation of a multi-layer reinforced concrete slab using layer of concrete with low thermal conductivity under the climatic conditions of Vietnam // MATEC Web of Conferences. -2018. - V.251. -№04026. DOI: 10.1051/matecconf/201825104026.

8. Elena Korol, Vu Dinh Tho. Influence of Geometrical Parameters of the Cross Section, Strength and Deformability of the Materials Used on Stress-strain State of Threelayered Reinforced Concrete // Materials Science and Engineering. -2019. - V.661. - №012121. DOI: https://10.1088/1757-899X/661/1/012121.

9. Elena Korol, Vu Dinh Tho, Yuliya Kustikova and Nguyen Huy Hoang «Finite element analysis of three-layer concrete beam with composite reinforcement» // MATEC Web of Conferences. -2019. -V.97. - №02023. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199702023.

10. Korol E. A, Tho V. D. Bond strength between concrete layers of three-layer concrete structures // Materials Science and Engineering. -2020. -V.775. -№012115. DOI: 10.1088/1757-899x/775/1/012115.

11. Korol E. A, Vu Dinh Tho. Geometric and physio-mechanical characteristics of the contact layer area of multilayer reinforced concrete structures // Materials Science and Engineering. -2021. -V.1015.- №012034. D0I:10.1088/1757-899X/1015/1/012034.

12. Ву Динь Тхо., Нгуен Чонг Чык., Дам Хыу Хынг. Анализ эффективности теплоизоляции многослойной железобетонной плиты в климатических условиях Вьетнама// сборник докладов внутривузовской научно-технической конференции «Технологии в инженерно-экологическом строительстве, механизации и жилищно -коммунальном комплексе», г. Москва, 19-20 декабря 2017 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Патент на изобретение.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 - АКТ о внедрении результатов диссертационной работы Ву Динь Тхо на соискание ученой степени кандидата технических наук.

VlÇN Kl ICN XÂY Dl/NG C()NG HQA XA IIÔI ClШ NGHÏA VJET NAM

VIÇN CiN BÊTÔNC Dûc lâp - Tu: do - Hçnh phúc

Vé àp dung kêl qua ttghiën cwti CÚQ SCS Vît Din к Thff

Vi^n Chuyên ngành Bê song - Vji^n Khoa hoc vá Công nghç Xây dyng xác nhan MCS Vu Dinh Tho, hiçn là nghiên ciru sinfl tai Бф mon "Tô h<?p nhà à và công trlnh công công" cùa Trxràng Dai hoc Xây dyng Moscow da có cong trinh úmg d^ing, cu thé

- Kit quà nghiên ciru duçrc un g dyng; phuong phép tinh uiàn sûr dyng mô hinh tin h toâq két eau mai bê lông càt Ihép nhiêu krp vói lop gitfa tù vft lïçu dân nhiçt Ihâp, vïêc tinh toán có kc den liétn kêl gicta các lóp lú be tông khác loai.

- Cdng Lriuh un g dyng tinh toàn' Du An Tóa nhà hôn tyïp nhà à- vin phông, t^i só

- FJia diêm tiên hành công vi£c tinh toàn: Viçn Chuyên ngành Fí¿ tông - Viçn Khoa hpc và Công nghç Xây dung. Dja chi tai 81 phó Trán Cung, Phirimg Nghïa Tan,

- Tính loán iheo pbuong phàp de xuâl duçrc tiin hành tai Viçn Chuyên ngành tfê tông - Viçn Khoa hoc và Công nghè Xây dung, duói sy chi'mg kién cúa óng lloàng Minh Dût- (GLâm d¿c Viçn Chuy6) ngành HO tông). bà Lê Phuyrtg Ly fphó Phóng Công nghí bê tông vè vàt iiêu xây d^mg - Vif-n Chuyên Eigành Bê long) và óng Nguyen Van Сhién {kï su Phong Công nghê bê tông và vâi liêu xây djrng - Viçn ChuySn

+ So veri khi tinh loan theo Liêu chuán ihièi kê kêl câu bê tông côi ihép tua Viçt Nam till tinh toán kit can mai nhiêu lóp theo phucmg phàp và mô h in h dS dè xuât с ho kêl quà gàn vói gíá trj th\iç tí thu duçt khi gia tài panel bê tông cit thêp nhicu I6p vói

i- Kút quîi cùng cho thây àp dung giài piiàp cách nhi^i tho kêl câu mai bâng panti bê long côt tiiëp nhiêu lóp v(M lôp giüa t£î vat itêu dan nhiêt thâp gifip tiét ki^n thói íiiíin thi công và giám giá íhánh xày dung 20-j0% so vói giài pháp sàn hê tông col

Soi nhtjn:

- MhLT trêti;

-Urn p '!"u, p, CNBTdtVUJiD,

ИНСТИТУТ С1 той ГЁЛВДЫХ

НАУК И ТЕХНОЛОГИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА

Ш; 23S020/VCNBT

] 1срснод с вьетнамского языка ¡та русский нлык

СОЦИАЛИСТИЧЕСКАЯ РЕСПУБЛИКА ВЬЕТНАМ Hciiiinu1 пмоси. - Свобода — Счастье

Ханой, 09 сентябри 2020

АКТ О ВНЕДРЕНИИ результатов кандидатской джесертацнонной работы bv линь t)to

Сйецн^сизнроаанныИ институт бйгона -- Институт строительиы| наук и технологий подтверждает, что аспирант Eíy Динь Тхо. и вастоящее время являете* аспирантом кафедры ((Жнлнщио-коммупалыюго комплекса» Московского государственною строительного университете имея применимыми работами, конкретно следующие:

- Результаты применимы:; исследовании; нерользоваивс методики расчета многослойной железобетонной конструкции покрытия эдання со средним сдоем из материала низкой теплопроводпоси, с учетом вмггвкткой юны между слоями из разных бетонов.

- Применимая расчетная работа: «Проект смешанного жилого-офисного ^данич. по адресу .Ví 9, ул, Фамяуиг. район Памтьглием Ханой, Вьетнам»

- Место проведения расчета: СнениализнрогэаЕшый институт бетоЕза ■ Инетнт> т строительные наук н Технологий, Адрес; №81. ул. Чанкукг, микрорайон Нгиатан, район Каужаи, город Ханой, Вьетнам.

- Время исполнения: от (II февраля 2020,

- Расчет по предлагаемой методике Был приведен в специалнэироиннноч hhcthtjгс Жетона - Института строительных наук и технологий, под свидетельством господина Хоанг Минь Дык (Директор спеннали кропанного института бетона), госпожи Ле Фыонг Ли (Заместитель начальника отдела технологии бетона и строительные материалов -СпециалюироваЕшый институт бетона} н господина Нгуен Ван Ччен (инженер отдела TtxHOjlOi hie йстона н ст^юн цельны я материалов - Специализированный институт остолаЪ-

- Применимые рйзульгати;

+ Flo сравнению с расчетом по нормам Проекта розан ил железобетонных конструкций во Пьетпаме расчет многослойной конструкции покрытии гю предложенной методике и модели дает результаты, близкие К фактическим значениям, полученным при нагрузке на многослойную желембетоинио панель со срсднкы слоем из материала низкой тепло i |ровод] соети около 4-5%.

+ Результаты также показывшот, что применение изоляции дли конструкций кроили с помощью многослойной железобетонной панели ео средним слоем нч материала низкой теплопроводности экономит время строительства н снижает мграты на строительство на 20-30% по сравнение« с традиционным железобетонным решением, укладкой дополнительного теплоизоляционного слоя.

Место получения:

- Как íniiiifсказало;

X ране: си с в административном отделе, отделе технологии бе тона и строительны* материалов;

( ШЦИЛЛШИРОПАННЬЕЙ ИНСТИТУТ EÉTOHA ДИРЕКТОР

Хоанг Минь Дьек (noónm-ь и ючШь)

Печать; МИНИСТЕРСТВ^ СТРО ИТ tí Л ЬСТВА

Институт строительных е iavk и texi юлогий

специализированный институт бетона