Методика расчёта усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетоном с применением нелинейной деформационной модели тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шарафутдинов Линар Альфредович

• Шарафутдинов Линар Альфредович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Шарафутдинов Линар Альфредович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Конструктивные и технологические особенности усиления изгибаемых железобетонных элементов с помощью рубашек из железобетона и сталефибробетона13

1.2. Методики расчёта изгибаемых элементов, усиленных с помощью «рубашек» из бетона и сталефибробетона

1.3. Экспериментальные данные работы изгибаемых элементов, усиленных с помощью «рубашек» из бетона и сталефибробетона

1.4. Технико-экономическое сравнение различных вариантов усиления изгибаемых элементов на основе приближенных методов

Выводы по главе

Цели и задачи работы

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НДС ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК, УСИЛЕННЫХ СТАЛЕФИБРОБЕТОНОМ

2.1. Программа экспериментальных исследований

2.2. Методика проведения испытаний

2.3. Исследование свойств бетона, арматуры и сталефибробетона

2.4. Анализ результатов экспериментальных исследований

Выводы по главе II

ГЛАВА III. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НДС ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК, УСИЛЕННЫХ СТАЛЕФИБРОБЕТОНОМ

3.1. Методика компьютерного моделирования НДС изгибаемых элементов, усиленных с помощью «рубашек» из сталефибробетона

3.2. Оценка достоверности предложенной методики компьютерного моделирования

3.3. Численный эксперимент с варьированием наиболее значимых геометрических, физических и силовых параметров

3.4. Анализ результатов компьютерного моделирования

Базовый образец Б-1

Балки натурного испытания Б-2, Б-3

Фактор 1: Высота балки к

Фактор 2: Толщина «рубашки» /

Фактор 3: Вид нагрузки

Фактор 4: Процент армирования ^

Фактор 5: Процент армирования ^'

Фактор 6: Класс бетона

Фактор 7: Диаграмма деформирования для бетона

Фактор 8: Процент содержания фибры

3.5 Численный эксперимент с варьированием варьирование уровня нагрузки на

момент усиления

Выводы по главе III

ГЛАВА IV. МЕТОДИКА РАСЧЁТА УСИЛЕНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК СТАЛЕФИБРОБЕТОНОМ НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНО-ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

4.1. Расчётные схемы нормального сечения балок с «рубашкой» усиления из сталефибробетона на всех стадиях нагружения

4.2. Системы разрешающих уравнений предлагаемой методики

4.3. Алгоритм расчёта балок, усиленных «рубашкой» из сталефибробетона на основе НДМ модели

Выводы по главе IV

ГЛАВА V. АНАЛИЗ И СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ МЕТОДИКАМ И В ЭКСПЕРИМЕНТАХ. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

5.1. Анализ и сопоставление результатов опытных и теоретических данных

5.2. Рекомендации по расчёту и конструированию изгибаемых элементов с усилением в зоне чистого изгиба «рубашками» из сталефибробетона

Выводы по главе V

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ДОКУМЕНТЫ О ВНЕДРЕНИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АЛГОРИТМ МЕТОДИКИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НДС БАЛОК УСИЛЕННЫХ СТАЛЕФИБРОБЕТОННОЙ «РУБАШКОЙ»

ПРИЛОЖЕНИЕ В. СВИДЕТЕЛЬСТВО О ГОСУДАРСТВЕННОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АЛГОРИТМ РАСЧЁТА УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК СТАЛЕФИБРОБЕТОННОЙ «РУБАШКОЙ» С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПО НОРМАЛЬНОМУ СЕЧЕНИЮ В ПК МАТИСАБ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика расчёта усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетоном с применением нелинейной деформационной модели»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В ходе эксплуатации зданий и сооружений из железобетона их несущие конструкции подвергаются различного рода воздействиям: агрессии всевозможных сред, силовым нагрузкам, температурным и т.д. Все это приводит к неизбежному накоплению повреждений и, как следствие, снижению эксплуатационных свойств конструкций. Кроме того, при реконструкции возможны увеличение нагрузок, изменение их характера действия и длительности. Всё перечисленное во многих случаях вызывает необходимость в усилении железобетонных конструкций, а использование для этих целей наиболее экономичных методов и материалов является актуальной задачей. В этой связи весьма перспективным является применение сталефибробетона (СФБ), имеющего повышенные прочность и трещиностойкость в сравнении с обычным тяжёлым бетоном и пониженную себестоимость в сравнении со сталью.

В нормативной литературе, например, в СП 349.1325800.2017 «Конструкции бетонные и железобетонные правила ремонта и усиления» [1] расчёт усиленных конструкций сводится к методике расчёта по предельным усилиям, основываясь на положениях СП 63.13330.2018 [2], но с учётом опытного коэффициента условий работы, равным 0,9. Также рекомендуется для элементов, состоящих из разных материалов, в общем случае расчёт проводить по нелинейной деформационной модели в соответствии с [2], учитывая начальное напряженное состоянии конструкции до усиления. При этом не уточняется, как это сделать. Кроме того, отсутствуют данные, как учесть ползучесть и усадку бетона, а также сцепление нового и старого бетонов. Анализ научных публикаций показал, что в них те же пробелы.

В связи с изложенным, исследования, направленные на разработку методики расчёта усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетонной «рубашкой», являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.

Степень разработанности темы исследования

Вопросами усиления железобетонных конструкций сталефибробетоном посвящены исследования главным образом зарубежных авторов: Martrn-Sanz H., Chatzi E. [3], Brühwiler E. [3 - 6], Hussein L., Amleh L. [7], Habel K. [5], Denarié E. [4, 5],

Martinola G., Meda A., Plizzari G.A., Rinaldi Z. [8, 9], Prem P.R., Murthy A.R., Ramesh G., Bharatkumar B.H., Iyer N.R. [10], Lampropoulos A.P. [11, 12], Paschalis S.A. [11 - 13], Tsioulou O.T. [11, 12], Dritsos S.E. [11], Noshiravani T. [6], Mohammed T., Abu Bakar B.H., Bunnori N.M. [14], Tanarslan H.M., Alver N., Jahangiri R., Yalçinkaya Ç., Yazici H. [15], Bahraq A.A., Al-Osta M.A. [16, 17], Ahmad S. [17], Anusree K., Anuragi P. [18], Rahman M.K., Isa M.N., Baluch M.H. [16], Holschemacher K., Iqbal Sh., Ali Ah., Bier T. [19], Mohammed A.S., Ayman A.S., Tarek M.K., Walid N.M. [20], Семенюк С.Д., Москалькова Ю.Г. [21] и др. В нашей стране усилением с применением СФБ занимались Мальганов А.И., Плевков В.С. [22, 23], Поднебесов П.Г., Теряник В.В. [24 -27], Уткин Д.Г. [23, 28] и др.

Научные работы перечисленных авторов направлены в основном на экспериментальное доказательство эффективности и целесообразности применения СФБ в том числе на основе высокопрочного бетона при усилении изгибаемых конструкций. Тем не менее полученные в них результаты не позволяют оценить вклад начального напряжённо-деформированного состояния (НДС) на работу усиленной «рубашкой» балки под нагрузкой. Отсутствуют экспериментальные данные по усилению балок, возраст которых составлял бы более 2-х лет, что отвечало бы реальной строительной практике. Не учитывается влияние длительности действия нагрузки, толщины СФБ наращивания и процента содержания фибры на прочность, жёсткость и трещиностойкость.

Кроме того, какой-либо инженерной методики расчёта рассматриваемого способа усиления с доведением до конечного практического результата найти не удалось. Она может быть получена по известным методикам для расчёта усиления, выполняемого путём наращивания обычным бетоном либо железобетоном. Например, в работах Лазовского Д.Н. [29 - 32], такой расчёт для изгибаемых и внецентренно сжатых элементов основан на нелинейной деформационной модели (НДМ). В совместных публикациях Каюмова Р.А., Фардиева Р.Ф. и Мустафина И.И. [33 - 36] рассматривается усиление колонн железобетонными обоймами с учётом предыстории нагружения и нелинейных свойств бетона. У Капустина Д.Е. [37 - 39] СФБ используется в качестве несъёмной опалубки, расчёт которой на стадии эксплуатации основан на нормативной методике предельных усилий СП 52-101-2003 [40].

Наиболее подходящей основой для получения искомой методики, на наш взгляд, является нелинейная деформационная модель, один из вариантов которой включён, например, в современные отечественные нормы по проектированию СП 63.13330 [2], СП 360.1325800 [41]. Теоретические и экспериментальные положения различных вариантов модели изложены в работах Бабича В.И., Байкова В.Н. [42], Бондаренко В.М. [43], Додонова М.И. [42], Дыховичного А.А. [44], Ерышева В.А. [45-54], Залесова А.С. [55 - 57], Ильина О.Ф. [58], Карпенко Н.И. [48, 49, 66, 67, 50, 59 - 65], Карпенко С.Н. [65, 66], Кришана А.Л. [68 - 70], Радайкина О.В. [59 - 61, 63, 67, 71 - 75], Маиляна Р.Л., Маиляна Л.Р. , Маиляна Д.Р. [76 - 81], Мордовского С.С. [82, 83], Морозова В.И. [84], Мурашкина Г.В. [83], Мухамадиева Т.А. [57, 64, 85], Римшина В.И. [69, 70], Расторгуева Б.С. [42], Сапожникова М.А. [64], Соколова Б.С. [59 - 61, 63, 67, 75, 85], Тошина Д.С. [53, 54, 86 - 91], Чистякова Е.А. [55 - 57] и др.

Цель - разработать методику расчёта усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетонной «рубашкой» с применением нелинейной деформационной модели.

Задачи исследования

1. Провести анализ проблемы на основе научно-технической и нормативной литературы по усилению изгибаемых железобетонных элементов, в том числе с использованием СФБ.

2. Разработать программу и методику эксперимента, провести натурные испытания железобетонных балок, усиленных СФБ «рубашкой», с учётом влияния разного уровня нагрузки и разгрузки до усиления, толщины «рубашки», коэффициента фибрового её армирования по объёму, прочности и возраста бетона самой балки, длительности действия нагрузки после усиления.

3. Разработать конечно-элементную модель, позволяющую учесть начальное НДС конструкции до усиления (предысторию нагружения). Разработать программу и методику компьютерного моделирования, на основе чего провести численный эксперимент с варьированием наиболее значимых параметров.

4. На основе дискретной нелинейной деформационной модели, а также результатов натурных и численных экспериментов, составить расчётную схему усилий и деформаций в нормальном сечении рассматриваемых элементов и разработать методику расчёта их прочности, жёсткости и трещиностойкости.

5. Провести сравнение результатов расчёта по предложенной методике с данными компьютерного моделирования и натурного испытания. Дать практические рекомендации по расчёту и конструированию.

Объект и предмет исследований. В качестве объекта исследования в работе приняты железобетонные изгибаемые элементы, которые по тем или иным причинам требуется усилить. Предметом исследования являются прочность, жёсткость, трещиностойкость рассматриваемых элементов.

Научная гипотеза заключается в предположении, что поставленная цель диссертации может быть достигнута с применением дискретной нелинейной деформационной модели путём дополнительного учёта в ней физико-механических и реологических свойств сталефибробетонной «рубашки», а также её контактного взаимодействия со старым бетоном усиливаемой балки.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Получены новые экспериментальные данные о статической работе железобетонных балок, усиленных сталефибробетонной «рубашкой», на основе которых найдены закономерности, учитывающие влияние разного уровня нагрузки и разгрузки до усиления, коэффициента фибрового армирования «рубашки» по объёму, длительности действия нагрузки после усиления, толщины «рубашки», прочности и возраста бетона.

2. Получены новые численные данные рассмотренных в работе балок с различными значениями параметров конструирования и нагружения с использованием новой методики компьютерного моделирования в ПК «ANSYS», позволяющей учесть начальное НДС конструкции на момент усиления (предысторию нагружения).

ЗХ Т и и и 1 и

. На основе дискретной нелинейной деформационной модели, а также результатов натурных и численных экспериментов, разработана расчётная схема усилий и деформаций нормального сечения усиленного железобетонного элемента с помощью сталефибробетонной «рубашки», которая учитывает начальное НДС элемента на момент усиления (предысторию нагружения).

4. Создана методика определения несущей способности, жёсткости, трещиностойкости рассматриваемых элементов с учётом влияния разного уровня нагрузки и разгрузки до усиления, реологических свойств старого и нового бетонов и других значимых факторов.Теоретическая и практическая значимость работы.

Предложенная методика расчёта изгибаемых железобетонных элементов, усиленных сталефибробетонной «рубашкой», позволяет учесть наиболее значимые факторы, перечисленные выше, за счёт чего она даёт возможность подобрать более экономичное конструктивное решение.

Методология и методы исследования.

Исследование напряжённо-деформированного состояния железобетонной балки до и после усиления сталефибробетонной «рубашкой» проводилось в следующей последовательности:

- Анализ проблемы. Изучение теоретических и экспериментальных работ других авторов.

- Физический эксперимент выполнен с использованием метода нагружения конструкции и способа обработки результатов испытаний в соответствии с действующими нормативными документами. Использованы сертифицированные измерительные приборы и оборудование.

- Компьютерное моделирование выполнено с использованием метода конечных элементов, представленного в сертифицированном программном комплексе «ANSYS».

- Анализ результатов. Адекватность опытных результатов оценивалась их статистической обработкой в программе Microsoft Excel.

- Разработка методики расчёта. При разработке методики и алгоритма расчёта использованы принятые положения и допущения в теории расчёта строительных конструкций на основе дискретной нелинейной деформационной модели.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментальных исследований железобетонных балок, усиленных сталефибробетонной «рубашкой», с учётом влияния разного уровня нагрузки и разгрузки до усиления, коэффициента фибрового армирования «рубашки» по объёму, длительности действия нагрузки после усиления, толщины «рубашки», прочности и возраста бетона.

2. Результаты моделирования балок с различными значениями параметров конструирования и нагружения с использованием методики компьютерного моделирования в ПК «ANSYS», учитывающей начальное НДС элемента на момент усиления.

3. Расчётная схема усилий и деформаций нормального сечения усиленного железобетонного элемента с помощью СФБ «рубашки», которая учитывает начальное НДС элемента на момент усиления (предысторию нагружения).

4. Методика расчёта несущей способности, жёсткости, трещиностойкости изгибаемых железобетонных элементов, усиленных СФБ «рубашкой», по нормальному сечению с применением дискретной нелинейной деформационной модели.

Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнялась в 2015 - 2022 гг, самостоятельно проработаны вопросы:

- анализ научно-технической и нормативной литературы по теме работы;

- проведение физического эксперимента;

- выполнение компьютерного моделирования;

- разработка методики расчёта жёсткости, прочности и трещиностойкости изгибаемых железобетонных балок, усиленных СФБ «рубашкой»;

- разработка практических рекомендаций по расчёту и конструированию.

Достоверность результатов и выводов обеспечена методами испытаний по

ГОСТ, использованием аттестованного и поверенного измерительного оборудования, достаточным количеством проведённых опытов и полученным объёмом информации по исследуемой теме. Помимо этого, проведена статистическая обработка полученных данных, показавшая удовлетворительную сходимость экспериментальных и теоретических результатов. Достоверность выводов подтверждена натурными испытаниями.

Апробация работы. Основные результаты проведённых исследований обсуждались на Всероссийском студенческом форуме «Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России» (г. Йошкар-Ола, 2015), IX академическом чтении РААСН (международной научной конференции, Санкт-Петербург, 2016), ежегодных международных научно-технических конференциях КГАСУ по проблемам архитектуры и строительства (2015 - 2021), международной молодёжной научной конференции КГЭУ Тинчуринские чтения - 2021 «Энергетика и цифровая трансформация», III и IV международной (IX и X Всероссийской) конференции «Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции» (г. Чебоксары, 2016, 2018), XIX Межрегиональной конференции-фестивале научного творчества учащейся молодёжи «Юность большой Волги» (г. Чебоксары, 2017). Также часть исследований

вошла в научные работы, удостоенные диплома 3-й степени Конкурса научных работ им. Н.И. Лобачевского (г. Казань, 2019), диплома за

1-е место Всероссийского конкурса ВКР (тип НИР) в области строительства (г. Москва, 2018), диплома и медали им. Н. В. Никитина РААСН за 1-е место в конкурсе ВКР (тип НИР) в области строительства (г. Москва, 2018), диплома стипендиата мэра г. Казани за отличную учёбу и успехи в НИР по итогам 2019/2020 учебного года.

Внедрение результатов исследований. Получены акты о внедрении результатов научных исследований институтами АО «Казанский Гипронииавиапром» и «ТатНИПИнефть» ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина при реальном проектировании. Результаты исследований приняты к использованию в учебном процессе КГЭУ и ННГАСУ для студентов строительных специальностей по дисциплинам «Диаграммные методы расчёта железобетонных конструкций», «Проектирование усиления железобетонных конструкций», «Железобетонные и каменные конструкции».

Публикации. Основное содержание результатов исследований опубликовано в 13 научных работах, из которых 3 в изданиях, включённых в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в журнале, индексируемом в международной базе данных Scopus, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и 4 приложений. Текст изложен на 256 страницах, содержит 116 рисунков, 60 таблиц, библиографический список включает 164 наименований.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности 2.1.1:

п. 3. «Развитие теории и методов оценки напряжённого состояния, живучести, риска, надёжности, остаточного ресурса и сроков службы строительных конструкций, зданий и сооружений, в том числе при чрезвычайных ситуациях, особых и запроектных воздействиях, обоснование критериев приемлемого уровня безопасности»;

п. 5. «Обоснование технических решений по реконструкции, усилению и восстановлению элементов и конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений».

Автор благодарен своему научному руководителю, а также выражает благодарность членам кафедры «Железобетонные и каменные конструкции» КазГАСУ и лично д.т.н., доц. Ил.Т. Мирсаяпову за предоставленную возможность провести

экспериментальную часть работы в лаборатории кафедры, благодарен членам кафедры «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений» КазГЭУ за оказанную поддержку.

ГЛАВА I. Анализ проблемы

1.1. Конструктивные и технологические особенности усиления изгибаемых железобетонных элементов с помощью рубашек из железобетона и

сталефибробетона

Усиление строительных конструкций - это комплекс мероприятий по увеличению их несущей способности, трещиностойкости, жёсткости и улучшению других технико-эксплуатационных качеств с целью дальнейшей безопасной эксплуатации.

Необходимость в усилении может быть вызвана следующими основными причинами:

- увеличение нагрузок на конструкции из-за изменения функционального назначения объекта, модернизации технологии производства, увеличения пропускной способности, изменения габаритов помещений, изменения расположения несущих конструкций, увеличения длины пролётов, шага колонн и т.д.;

- возникновение ошибок при проектировании, транспортировке и строительно-монтажных работах;

- нарушение правил эксплуатации объекта;

- физический износ, деструкция и коррозия материалов и т.д.;

- природные и техногенные аварии (землетрясения, взрывы, пожары и т. д.), приведшие к разрушениям.

По двенадцатой ежегодной статистике по обрушениям от Городского центра экспертиз [92] (с мая 2017 по май 2018). На долю ошибок строительно-монтажных работ приходится 32% случаев, низкое качество строительных материалов - 9%, ошибки при проектировании - 6%, нарушения условий эксплуатации - 53%. Почти в половине (47%) случаев обрушения конструкций потребность в усилении возникает до эксплуатации и ошибки могут быть обнаружены ещё на стадии строительства.

Существует множество различных способов усиления, которые рассмотрены в научной и нормативно-технической литературе [22, 23, 93 - 111]. Остановимся на конструктивных и технологических особенностях усилениях изгибаемых железобетонных элементов увеличением площади поперечного сечения с помощью «рубашек» из железобетона и СФБ.

Увеличение площади поперечного сечения железобетонного элемента является одним из старейших методов усиления строительных конструкций. Суть его заключается в присоединении дополнительного количества железобетона несущему элементу конструкции, уже находящейся в эксплуатации. Использование для этих целей СФБ относительно новый подход. Добавленный материал должен иметь требуемое сцепление со старым бетоном для образования единой несущей системы. Для увеличения сечения конструкции на небольшую толщину используется специальный строительный раствор или торкретбетон, которые наносят на усиливаемую поверхность вручную или методом набрызга. Наиболее широкое применение данный способ нашел в теплоэнергетике, гидроэнергетике, а также транспортном строительстве при восстановительном ремонте и усилении мостов [112, 113]. Причем ощутимая выгода от увеличения высоты сечения при укладке поверх имеющейся плиты дорожного полотна дополнительного слоя износа возможна только в случае совместной работы этих слоев как единого целого вплоть до достижения предельного состояния. Хорошее сцепление между слоями позволяет воспринимать сдвигающие нагрузки между ними в течение заданного срока службы.

Для обеспечения совместной работы бетона усиливаемой конструкции с бетоном усиления необходимо как при проектировании, так и при производстве работ уделять внимание мероприятиям, способствующим повышению сцепления старого бетона с новым. В частности, гладкие контактные поверхности рекомендуется подвергать пескоструйной обработке, насечке или обработке металлическими щетками. Непосредственно перед укладкой нового бетона поверхность старого должна быть промыта струей воды под давлением. При этом лишняя вода в виде лужиц должна быть удалена, так как излишнее увлажнение отрицательно влияет на сцепление.

На рисунке 1.1 приведён пример усиления [23] фибробетонной обоймой бортового элемента. Конструктивное решение, известное как «рубашка», представляет собой незамкнутую, с одной стороны, обетонку (рисунок 1.2 - 1.5). «Рубашки» рекомендуется применять в тех же случаях, что и обоймы, когда по каким-либо причинам не имеется возможности охватить усиливаемый элемент со всех четырех сторон. «Рубашки» чаще применяются при усилении монолитных балок ребристых перекрытий.

1 - 1

Рисунок 1.1 Устройство фибробетонной обоймы [23]: 1 - усиливаемый бортовой элемент; 2 - диафрагма; 3 - плита оболочки; 4 - колонна; 5 -продольная арматура обоймы; 6 - хомуты обоймы; 7 - отверстия, пробитые в плите оболочки для установкихомутов и укладки бетона; 8 - поверхность бортового элемента, подготовленная к бетонированию - зачистка, насечка, промывка водой, покрытие адгезионным составом; 9 -фибробетон обоймы

Рисунок 1.2 Устройство фибробетонной «рубашки» снизу ростверка [23]: 1 - железобетонная свая; 2 - железобетонный усиливаемый ростверк; 3 - кирпичная (бетонная) стена, возведённая до усиления ростверка; 4 - фибробетонная «рубашка», устраиваемая снизу; 5 - вертикальные арматурные каркасы «рубашки»; 6 - соединительные стержни 01ОА-1, устанавливаемые на участках между сваями через 150 мм; 7 - поверхность ростверка, подготовленная к бетонированию (зачистка, насечка)

Рисунок 1.3 Усиление монолитной балки железобетонной «рубашкой» [97]: 1 - усиливаемая балка, 2 - «рубашка», 3 - рабочая арматура «рубашки», 4 - монтажная арматура «рубашки», 5 - хомуты, 6 - насечка, 7 - стяжка

Рисунок 1.4 Устройство фибробетонной «рубашки» [23]: 1 - усиливаемые второстепенные балки; 2 - главные балки; 3 - плита; 4 - фибробетонная «рубашка»; 5 - продольная арматуры «рубашки»; 6 - хомуты «рубашки»; 7 - арматурные коротыши-отгибы, привариваемые к оголённой арматуре балок и арматуре «рубашки»; 8 -обработанная поверхность балок

Рисунок 1.5 Усиление верхних поясов сборных балок покрытия «рубашкой» [97]: 1 - усиляемая балка; 2 - плита покрытия; 3 - соединительные элементы; 4 - арматура балки; 5 -дополнительная арматура

Для усиления наращиванием, «рубашками» и обоймами рекомендуется применять портландцемент марки не ниже 400 [114]; при необходимости быстрого схватывания и твердения рекомендуется тот же цемент, но с тепловой обработкой бетона: по мягким режимам (с повышением температуры на 5 - 10° в час). Применение быстротвердеющих цементов и добавок — ускорителей твердения допускается при подборе составов, обеспечивающих нормальную усадку (не большую, чем для обычных бетонов с естественным режимом твердения). При этом следует руководствоваться [114 - 117].

Особое внимание рекомендуется [97] уделять анкеровке поперечной арматуры по концам поперечного сечения «рубашек». При усилении монолитных балок ребристых перекрытий хомуты выводятся через плиту через просверленные отверстия и анкеруются с помощью продольных арматурных стержней (рисунок 1.3). При усилении изгибаемых элементов рекомендуется применять бетоны более пластичной

консистенции, чем при усилении колонн. Если «рубашки» устанавливаются только на поврежденных участках усиливаемых элементов, то их необходимо распространять на неповрежденные части не менее длины анкеровки продольной арматуры «рубашки», не менее пяти толщин стенок «рубашки», не менее ширины грани или диаметра усиливаемого элемента и не менее 500 мм. При армировании «рубашек» не рекомендуется применять арматуру диаметром менее 8 мм для продольных стержней и сварных хомутов и 6 мм - для вязаных хомутов.

Популярными методами усиления изгибаемых железобетонных элементов на сегодняшний день, по мимо наращиванием СФБ «рубашкой», являются: усиление шпренгельной затяжкой, наклейка композитных материалов, наращивание железобетона с одной, двух и трёх сторон. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки. Рассмотрим основные достоинства и недостатки по сравнению с усилением СФБ «рубашкой».

К недостаткам усиления шпренгельной затяжки относится высокая трудоемкость в изготовлении и монтаже, потребность высокой квалификации рабочих, неблагоприятный внешний вид с архитектурной точки зрения, потребность дополнительных защитных мероприятий от коррозии, огневого воздействия, агрессивных сред. К положительным сторонам данного способа по сравнению с усилением СФБ «рубашкой» можно отнести относительно невысокую стоимость (без учёта защитных мероприятий), возможность проводить усиление при минимальной разгрузке.

К недостаткам усиления композитными материалами относится высокой стоимость на исходные материалы усиления, как следствие на комплекс работ по усилению, изменение прочностных и деформационных характеристик под действие ультрафиолета и колебаниям температур, низкая огнестойкость. К положительным сторонам данного способа по сравнению с усилением СФБ «рубашкой» можно отнести малый вес и объём материалов усиления, как следствие сохранение архитектурных объёмов.

К недостаткам усиления железобетонной обоймой относится большой вес и объём наращиваемого материала усиления, относительно высокая стоимость. Выраженных преимуществ данного способа по сравнению с усилением СФБ «рубашкой» не наблюдается.

1.2. Методики расчёта изгибаемых элементов, усиленных с помощью «рубашек» из

бетона и сталефибробетона

Нормативные методы расчёта усиления железобетонными обоймами и «рубашками» [97] рекомендуется выполнять по общему случаю расчёта железобетонных конструкций при любой форме сечения в соответствии с [2] с учётом коэффициента условий работы для бетона и арматуры равного 0,8, если усиление происходит под нагрузкой превышающей 65% расчётной и равного 1, если нагрузка не превышает 65% расчётной. То есть напряженно-деформированное состояние усиленной конструкции рассматривается в предельном состоянии с введением эмпирических коэффициентов работы. Также рекомендуется для элементов, состоящих из разных материалов, в общем случае расчёт проводить по нелинейной деформационной модели в соответствии с [2], учитывая начальное напряженное состоянии конструкции до усиления. При этом не оговаривается, как учесть начальное напряжённо-деформированное состояние, учесть ползучесть и усадку бетона, сцепление нового и старого бетона.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шарафутдинов Линар Альфредович, 2022 год

ЛИТЕРАТУРА

1. СП 349.1325800.2017. Конструкции бетонные и железобетонные. Правила ремонта и усиления. Москва: Минстрой России, 2017. 104 с.

2. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Минстрой России, Стандартинформ, 2019. 143 с.

3. Martin-Sanz H., Chatzi E., Bruhwiler E. The use of Ultra High Performance Fibre Reinforced cement-based Composites in rehabilitation projects: a review // Proceedings of the 9th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. IA-FraMCoS, 2016.

4. Bruhwiler E., Denarie E. Rehabilitation and Strengthening of Concrete Structures Using Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete // Structural Engineering International. 2013. Т. 23, № 4. P. 450-457.

5. Habel K., Denarie E., Bruhwiler E. Experimental Investigation of Composite Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete and Conventional Concrete Members // Structural Journal. 2007. Т. 104, № 1. P. 93-101.

6. Noshiravani T., Bruhwiler E. Experimental Investigation on Reinforced Ultra-HighPerformance Fiber-Reinforced Concrete Composite Beams Subjected to Combined Bending and Shear // Structural Journal. 2013. Т. 110, № 2. P. 251-262.

7. Hussein L., Amleh L. Structural behavior of ultra-high performance fiber reinforced concrete-normal strength concrete or high strength concrete composite members // Construction and Building Materials. 2015. Т. 93. P. 1105-1116.

8. Martinola G. и др. Strengthening and repair of RC beams with fiber reinforced concrete // Cement and Concrete Composites. Elsevier Ltd, 2010. Т. 32, № 9. P. 731-739.

9. Martinola G. и др. An application of high performance fiber reinforced cementitious composites for RC beam strengthening // Proceedings of the 6th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. 2007. Т. 3. P. 1541-1548.

10. Prem P. и др. Flexural Behaviour of Damaged RC Beams Strengthened with Ultra High Performance Concrete // Advances in Structural Engineering: Materials, Volume Three / под ред. Matsagar V. New Delhi: Springer India, 2015. № December. P. 1619-2647.

11. Lampropoulos A.P. h gp. Strengthening of existing reinforced concrete beams using ultra high performance fibre reinforced concrete // Proceedings of the 4th International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting, ICCRRR 2015. 2016. P. 124-125.

12. Paschalis S.A., Lampropoulos A.P., Tsioulou O. Experimental and numerical study of the performance of ultra high performance fiber reinforced concrete for the flexural strengthening of full scale reinforced concrete members // Construction and Building Materials. 2018. T. 186. P. 351-366.

13. Paschalis S.A. Strengthening of existing reinforced concrete structures using ultra high performance fiber reinforced concrete: PHD thesis. 2017. 236 p.

14. Mohammed T.J., Abu Bakar B.H., Muhamad Bunnori N. Torsional improvement of reinforced concrete beams using ultra high-performance fiber reinforced concrete (UHPFC) jackets - Experimental study // Construction and Building Materials. 2016. T. 106. P. 533-542.

15. Tanarslan H.M. h gp. Flexural strengthening of RC beams using UHPFRC laminates: Bonding techniques and rebar addition // Construction and Building Materials. 2017. T. 155. P. 45-55.

16. Al-Osta M.A. h gp. Flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened with ultra-high performance fiber reinforced concrete // Construction and Building Materials. 2017. T. 134, № 2013. P. 279-296.

17. Bahraq A.A. h gp. Experimental and Numerical Investigation of Shear Behavior of RC Beams Strengthened by Ultra-High Performance Concrete // International Journal of Concrete Structures and Materials. Springer Singapore, 2019. T. 13, № 1.

18. Anusree K., Anuragi P.. Study on Strengthening of RC Beams Overlaying With UHPFRC // International Journal of Applied Engineering Research. 2019. T. 14, № 12. P. 12-16.

19. Holschemacher K. h gp. Strengthening of RC Beams Using Lightweight Self-compacting Cementitious Composite // Procedia Engineering. The Author(s), 2017. T. 172. P. 369-376.

20. Sakr M.A. h gp. Shear strengthening of reinforced concrete beams using prefabricated ultra-high performance fiber reinforced concrete plates: Experimental and numerical

investigation // Structural Concrete. 2019. Т. 20, № 3. P. 1137-1153.

21. Семенюк С.Д., Москалькова Ю.Г. Прочность и деформативность изгибаемых железобетонных элементов, усиленных наращиванием сжатой зоны, при статическом и малоцикловом нагружениях: монография. Государственное учреждение высшего профессионального образования «Белорусско-Российский университет» (Могилёв), 2017. 274 с.

22. Мальганов А.И., Плевков B.C., Полищук А.И. Востановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий. Атлас схем и чертежей. Томск: Томский межотраслевой ЦНТИ, 1990. 320 с.

23. Плевков B.C., Мальганов А.И., Уткин Д.Г. Оценка технического состояния, восстановление и усиление железобетонных конструкций зданий и сооружений с применением фибробетона: учебное пособие / под ред. Плевков B.C. Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2016. 129 с.

24. Поднебесов П.Г., Теряник В.В. Внецентренно сжатые колонны, усиленные обоймами из самоуплотняющегося сталефибробетона // Бетон и железобетон.

2015. № 3. С. 7-10.

25. Поднебесов П.Г., Теряник В.В. Испытания внецентренно сжатых железобетонных элементов, усиленных обоймами с использованием самоуплотняющегося сталефибробетона // Вестник Южно-Уральского государственного университета.

2016. Т. 16, № 1. С. 11-16.

26. Поднебесов П.Г., Теряник В.В. О некоторых результатах экспериментальных исследований прочности и деформативности сжатых усиленных элементов обоймами с использованием самоуплотняющегося сталефибробетона // Вестник ЮжноУральского государственного университета. 2014. Т. 14, № 4. С. 31-33.

27. Поднебесов П.Г., Теряник В.В. Сопротивление сжатых элементов, усиленных обоймами с использованием самоуплотняющегося сталефибробетона, действию продольных сил // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2016. Т. 16, № 3. С. 26-30.

28. Уткин Д.Г. Совершенствование метода расчета прочности сжато-изогнутых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры при кратковременном динамическом нагружении: автореферат канд. техн. наук:

05.23.01. Томск: ГОУ ВПО «ТГАСУ», 2009. 24 с.

29. Лазовский Д.Н. Усиление железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений. Новополоцк: Издательство ПГУ, 1998. 241 с.

30. Пецольд Т.М., Лазовский Д.Н. Расчёт усиления железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений // Бетон и железобетон. 1998. № 6. С. 16-19.

31. Пецольд Т.М., Лазовский Д.Н. Расчёт усиления железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений // Бетон и железобетон. 1999. № 1. С. 11 -14.

32. Лазовский Д.Н. Теория расчета и конструирование усиления железобетонных конструкций эксплуатируемых строительных сооружений: диссертация д-ра техн. наук: 05.23.01. Минск: Белорусская государственная политехническая академия, Полоцкий государственный университет, 1998. 308 с.

33. Фардиев Р.Ф., Мустафин И.И. Исследование усиленных обоймой внецентренно сжатых железобетонных элементов с учётом напряжённого состояния до усиления // Интеграция, партнёрство и инновации в строительной науке и образовании : сборник материалов Международной научной конференции. Москва: МГСУ, 2012. С. 152-157.

34. Фардиев Р.Ф., Каюмов Р.А., Мустафин И.И. Расчёт внецентренно сжатого элемента усиленного железобетонной обоймой с учётом предыстории загружения и нелинейных свойств бетона // Известия КГАСУ. 2011. Т. 15, № 1. С. 109-114.

35. Фардиев Р.Ф., Мустафин И.И. Результаты экспериментальных исследований внецентренно сжатых элементов, усиленных железобетонной обоймой // Строительная индустрия: вчера, сегодня, завтра. 2010. С. 105-109.

36. Мустафин И.И., Фардиев Р.Ф. Обеспечение совместной работы железобетонной обоймы с усиляемым внецентренно- нагруженным элементом // Известия КГАСУ. 2008. Т. 9, № 1. С. 96-99.

37. Капустин Д.Е. Технико-экономическое обоснование применения сборно-монолитного метода при строительстве АЭС // Энергетик. 2015. № 10. С. 28-36.

38. Капустин Д.Е. Прочностные и деформационные характеристики несъёмной сталефибробетонной опалубки как несущего элемента железобетонных

конструкций: диссертация канд. техн. наук: 05.23.01. Москва, 2015. 211 с.

39. Капустин Д.Е. Сталефибробетонная опалубка в качестве несущего конструктивного элемента // Научное обозрение. 2015. № 14. С. 77-80.

40. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Москва: ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП, 2004. 59 с.

41. СП 360.1325800.2017. Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования. Москва: Стандартинформ, 2018. 74 с.

42. Байков В.Н., Додонов М.И., Расторгуев Б.С. Общий случай расчёта прочности по нормальным сечениям // Бетон и железобетон. 1987. № 5. С. 16-18.

43. Бондаренко В.М., Бондаренко С.В. Инженерные методы нелинейной теории железобетона. Москва: Стройиздат, 1982. 287 с.

44. Дыховичный А.А. Статически неопределимые железобетонные конструкции. Киев: Будiвельник, 1978. 104 с.

45. Ерышев В.А., Наклоннова М.И. К расчетам деформаций бетона и арматуры на основе нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин в изгибаемых железобетонных элементах // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2019 году. Сборник научных трудов РААСН. Москва: Издательство АСВ, 2020. С. 185-191.

46. Ерышев В.А. Численные методы расчета прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием диаграмм деформирования материалов // Вестник НГИЭИ. 2018. Т. 85, № 6. С. 17-26.

47. Ерышев В.А., Косков М.Ю. К методике определения момента трещинообразования изгибаемых железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели // Вестник НГИЭИ. 2017. Т. 79, № 12. С. 32-42.

48. Eryshev V.A., Karpenko N.I., Rimshin V.I. The Parameters Ratio in the Strength of Bent Elements Calculations by the Deformation Model and the Ultimate Limit State Method // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 753, № 2. С. 022076.

49. Karpenko N.I. и др. Deformation Models of Concrete Strength Calculation in the

Edition of Russian and Foreign Norms // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 753, № 5. С. 052043.

50. Eryshev V., Karpenko N., Zhemchuyev A. Integral parameters of concrete diagrams for calculations of strength of reinforced concrete elements using the deformation model // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2020. Т. 16, № 1. P. 25-37.

51. Eryshev V.A. Numerical simulation in diagrams for concrete deformation in computations of strength of reinforced concrete elements in deformation model // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Т. 687, № 3. P. 033027.

52. Eryshev V. Deformation method for calculating the strength of reinforced concrete bending elements using deforming diagrams for elastoplastic materials // Systems. Methods. Technologies. 2018. P. 79-84.

53. Ерышев В.А., Тошин Д.С., Латышев Д.И. Расчетная модель определения остаточных деформаций изгибаемых железобетонных элементов при разгрузке // Известия КГАСУ. 2009. № 1(11). С. 85-91.

54. Ерышев В.А. и др. Диаграммный метод оценки деформаций изгибаемых железобетонных элементов при разгрузке // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. 2009. № 12. С. 182-188.

55. Залесов А.С., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Новые методы расчета железобетонных элементов по нормальным сечениям на основе деформационной расчетной модели // Бетон и железобетон. 1997. № 5. С. 31-34.

56. Залесов А.С., Чистяков Е.А., Ларичева И.Ю. Деформационная расчетная модель железобетонных элементов при действии изгибающих моментов и продольных сил // Бетон и железобетон. 1996. № 5. С. 16-18.

57. Никитин И.К. и др. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры к СП 52-101-2003. Москва: ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005. 214 с.

58. Ильин О.Ф., Гвоздев А.А., Семенов П.П. Сопротивление кратковременному действию нагрузки железобетонных элементов произвольной формы из разных бетонов и классов арматуры при косом изгибе и внецентренном сжатии //

Исследование железобетонных коснтсрукиций при статических, повторных и динамических воздейтствиях. Сб. научн. тр. под ред. С.М. Крылова и И.К. Белоброва. Москва: НИИЖБ Госсторя СССР, 1984. С. 13-16.

59. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. Анализ и совершенствование криволинейных диаграмм деформирования бетона для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 1. С. 25-27.

60. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К совершенствованию диаграмм деформирования бетона для определения момента трещинообразования и разрушающего момента в изгибаемых железобетонных элементах // Строительство и реконструкция. 2012. № 2. С. 10-16.

61. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К определению деформаций изгибаемых железобетонных элементов с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры // Строительство и реконструкция. 2012. № 2. С. 11-20.

62. Карпенко Н.И., Травуш В.И. Методическое пособие. Статически неопределимые железобетонные конструкции. Диаграммные методы автоматизированного расчета и проектирования. Москва, 2017. 197 с.

63. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. Проектирование бетонных, железобетонных, каменных и армокаменных элементов и конструкций с применением диаграммных методов расчёта: монография. Москва: Изд-во АСВ, 2019. 194 с.

64. Карпенко Н.И., Мухамадиев Т.А., Сапожников М.А. К построению методики расчёта стержневых элементов на основе диаграммы деформирования материалов // Совершентсование методов расёта статистически неопределимых железобетонных конструкций. 1987. С. 5-23.

65. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Кадиев Д.З. О построении общей диаграммной деформационной модели расчета стержневых железобетонных конструкций при совместном действии нагрузок и низких отрицательных температур // Актуальные вопросы архитектуры и строительства. Материалы XIII Международной научно -технической конференции. Новосибирск: Новосибирский государственный

архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (Новосибирск), 2020. С. 410.

66. Карпенко Н.И. и др. Диаграммный метод расчета стержневых железобетонных конструкций в конечных приращениях в условиях действия низких отрицательных температур // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2019. Т. 381, № 3. С. 197-203.

67. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К оценке прочности, жесткости, момента образования трещин и их раскрытия в зоне чистого изгиба железобетонных балок с применением нелинейной деформационной модели // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2016. Т. 687, № 3. С. 5-12.

68. Кришан А.Л., Кришан М.А. Компьютерная программа по расчету несущей способности трубобетонных колонн // Актуальные проблемы архитектуры, строительства и дизайна. Материалы международной студенческой научной конференции института строительства, архитектуры и искусства. Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2014. С. 203-205.

69. Кришан А.Л. и др. Практическая реализация расчета несущей способности трубобетонных колонн // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2017. Т. 368, № 2. С. 227-232.

70. Римшин В.И., Кришан А.Л., Мухаметзянов А.И. Построение диаграммы деформирования одноосно сжатого бетона // Вестник МГСУ. 2015. № 6. С. 23-31.

71. Радайкин О.В. К построению диаграмм деформирования бетона при одноосном кратковременном растяжении/сжатии с применением деформационного критерия повреждаемости // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6. С. 71-78.

72. Radaikin O. V. и др. General case of reinforced concrete rod elements calculation using the diagram method // Building and reconstruction. 2021. Т. 93, № 1. С. 26-37.

73. Radaikin O. V. Strength of reinforced concrete elements of a rectangular profile under oblique out-of-center compression using a nonlinear deformation model // Building and reconstruction. 2020. Т. 87, № 1. С. 31-39.

74. Radaykin O. V. Theoretical foundations of the diagram method for calculating rod elements made of reinforced concrete // Building and reconstruction. 2020. Т. 92, № 6.

P. 26-42.

75. Соколов Б.С., Радайкин О.В. К определению кривизны бетонных и железобетонных элементов вдоль пролёта с учетом совместного действия изгибающих моментов и перерезывающих сил // Строительство и реконструкция. 2015. Т. 58, № 2. С. 38-41.

76. Коллеганов А.В. и др. К расчёту сечений, усиленных ремонтными составами // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017. Т. 44, № 3. С. 165-173.

77. Маилян Л.Р. и др. Setting a diagram approach to calculating vibrated, centrifuged and vibrocentrifuged reinforced concrete columns with a variatropic structure // Научный журнал строительства и архитектуры. 2020. № 4(60). С. 22-34.

78. Маилян Л.Р., Иващенко Е.И. Расчет железобетонных элементов на основе действительных диаграмм деформирования материалов : монография. Ростов-на-Дону: Ростовский гос. строит. ун-т, 2006. 222 с.

79. Маилян Д.Р. и др. Особенности деформационного расчета трехслойных железобетонных плитных конструкций // Инженерный вестник Дона. 2020. Т. 70, № 10. С. 302-311.

80. Маилян Д.Р., Аббут А., Джахажах Г. Метод расчета сжатых железобетонных элементов с учетом трансформированных диаграмм деформирования бетона при различных воздействиях: монография. 2008. 67 с.

81. Маилян Р.Л., Маилян Д.Р., Веселов Ю.А. Строительные конструкции: учебное пособие для вузов. Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. 875 с.

82. Мордовский С.С. Напряжения в арматуре при расчётах железобетонных колонн по методу предельных усилий // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015. № 7-3. С. 85-87.

83. Мурашкин Г.В., Мордовский С.С. Применение диаграмм деформирования для расчёта несущей способности внецетренно сжатых железобетонных элементов // Жилищное строительство. 2013. № 3. С. 38-40.

84. Морозов В.И., Опбул Э.К. Расчет изгибаемых сталефиброжелезобетонных элементов по нелинейной деформационной модели с использованием опытных диаграмм деформирования сталефибробетона // Вестник гражданских инженеров.

2016. Т. 58, № 5. С. 51-55.

85. Мухамадиев Т.А., Соколов Б.С. Новое в нормировании сталефибробетона и расчетах сталефибробетонных конструкций // Строительные материалы. 2017. № 4. С. 59-64.

86. Тошин Д.С. Деформационная модель расчета усиленных железобетонных элементов // Безопасный и комфортный город: Сборник научных трудов по материалам всероссийской научно-практической конференции. Орел, 2018. С. 121-123.

87. Тошин Д.С. Диаграммный метод расчета железобетонных элементов, усиливаемых наращиванием сечения // Научное обозрение. 2017. № 5. С. 16-19.

88. Тошин Д.С. Применение диаграммного метода в расчетах усиливаемых конструкций // Научное обозрение. 2016. № 1. С. 85-89.

89. Тошин Д.С. Нелинейный метод расчета железобетонных элементов по нормальному сечению с переменными свойствами бетона // Научное обозрение. 2016. № 22. С. 38-41.

90. Тошин Д.С. и др. Применение нелинейных диаграмм деформирования бетона при расчете конструкций, усиливаемых без снятия нагрузки // Градостроительство, реконструкция и инженерное обеспечение устойчивого развития городов Поволжья: сборник трудов IV Всероссийской научно-практической конференции (заочной). Тольятти, 2015. С. 50-54.

91. Тошин Д.С. Работа бетона при усилении конструкции под нагрузкой // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2015. № 3. С. 66-68.

92. Двенадцатый ежегодный статистический отчет по обрушениям от ГЦЭ (с мая 2017 по май 2018) [Электронный ресурс]. URL: https://www.gce.ru/index.php/press-sluzhba/statistika-obrusheniy/ (дата обращения: 07.01.2022).

93. Калинин А.А. Обследование, расчёт и усиление зданий и сооружений. Москва: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2004. 160 с.

94. Рекомендации по восстановлению и усилению полносборных зданий полимеррастворами. Москва: ТбилЗНИИЭП, Стройиздат, 1990. 160 с.

95. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений. Ленинград: Стройиздат, 1965. 342 с.

96. Бондаренко С.В., Санжаровский Р.С. Усиление железобетонных конструкций при реконструкции зданий. Москва: Стройиздат, 1990. 352 с.

97. Рекомендации по проектированию усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Надземные конструкции и сооружения. Москва: Харьковский ПромстройНИИпроект, Стройиздат, 1992. 193 с.

98. Маилян Д.Р., Сербиновский П.А., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель № 190212 U1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02, E04C 5/08. Конструкция усиления сборной железобетонной многопустотной плиты перекрытия: № 2019111368 : заявл. 16.04.2019 : опубл. 24.06.2019.

99. Маилян Д.Р., Сербиновский П.А., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель № 190218 U1 Российская Федерация, МПК E04C 5/08, E04G 23/02. Конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия: № 2019111513: заявл. 17.04.2019 : опубл. 24.06.2019.

100. Сербиновский П.А., Маилян Д.Р., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель № 179879 U1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02, E04B 5/17. Конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия: № 2018104888: заявл. 09.02.2018 : опубл. 28.05.2018.

101. Сербиновский П.А., Маилян Д.Р., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель № 179915 U1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02. Конструкция усиления растянутой зоны сборной железобетонной многопустотной плиты: № 2018104860 : заявл. 08.02.2018 : опубл. 29.05.2018.

102. Маилян Д.Р., Сербиновский П.А., Сербиновский А.В. Патент № 2610951 C1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02. Конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия: № 2015154410: заявл. 17.12.2015: опубл. 17.02.2017.

103. Маилян Д.Р., Сербиновский П.А., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель № 168410 U1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02. Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты: № 2016144110: заявл. 09.11.2016: опубл. 02.02.2017.

104. Маилян Д.Р., Сербиновский П.А., Сербиновский А.В. Патент на полезную модель

№ 171934 U1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02. Конструкция усиления растянутой зоны сборной железобетонной многопустотной плиты : № 2016139273 : заявл. 06.10.2016 : опубл. 21.06.2017.

105. Рудомин Е.Н., Биленко В.А., Харламов И.О. Усиление железобетонных балок при развитии трещин в приопорной части // Молодой ученый. 2021. Т. 394, № 52. С. 38-40.

106. Белый А.А. Подкосное усиление железобетонных балок пролетных строений эксплуатируемого автодорожного моста // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения : материалы Международных академических чтений, Курск, 18 ноября 2021 года. Курск: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2021. С. 200-207.

107. Шокбаров Е.М. и др. Усиление наклонных железобетонных балок карбоновыми углевалокнами s&p c sheet 240 // Наука и инновационные технологии. 2018. Т. 8, № 3. С. 209-212.

108. Варламов А.А., Гаврилов В.Б., Веденев А.В. Эффективная система усиления конструкций // Научный взгляд в будущее. 2018. Т. 1, № 10. С. 85-90.

109. Рабинович Е.А., Благов В.Л., Бохотский А.А. Авторское свидетельство № 1481359 A1 СССР, МПК E04G 23/02. Конструкция усиления железобетонной балки : № 4248550 : заявл. 21.05.1987 : опубл. 23.05.1989.

110. Юшин А.В., Мрозов В.И. Экспериментальные исследования двухпролетных железобетонных балок, усиленных композитными материалами по наклонному сечению // Вестник гражданских инженеров. 2014. № 5 (46). С. 50-57.

111. Овчинников И.И. и др. Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами. Часть 3. Влияние циклического нагружения // Интернет-журнал Науковедение. 2016. Т. 8, № 5 (36). С. 89.

112. Цыганкова Е.С., Белый А.А., Карапетов Э.С. Применение композитных материалов для обеспечения надежности железобетонных мостов // Актуальные проблемы безопасности дорожного движения: Материалы 71-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Санкт-Петербург, 2018. С. 32-36.

113. Абу-Хасан М.С., Егоров В.В., Надтока А.Ю. Использование композитных материалов в мостостроении // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2021. № 2(1038). С. 48-50.

114. ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. Москва: ИПК Издательство стандартов, СТАНДАРТИНФОРМ, 1987. 8 с.

115. Руководство по применению химических добавок в бетоне. Москва: Стройиздат, 1975. 67 с.

116. ГОСТ 24211-2008. Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия. Москва: Стандартинформ, 2010. 15 с.

117. Рекомендации по обеспечению надежности и долговечности железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений при их реконструкции и восстановлении. Москва: Стройиздат, 1982. 113 с.

118. Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций. Справочное пособие к СНиП 2.03.01-84. Москва: Стройиздат, 1991. 69 с.

119. Прокопович И.Е., Зедгенидзе В.А. Прикладная теория ползучести. Москва: Стройиздат, 1980. 232 с.

120. Татаренков А.И. Прочность и деформативность изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных под нагрузкой: специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Курск, 2005. 176 с.

121. Кремнева Е.Г. Прочность нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов, усиленных намоноличиванием под нагрузкой : специальность 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новополоцк, 1996. 174 с.

122. Franssen R. и др. A study on the numerical modelling of UHPFRC-strengthened members // MATEC Web of Conferences. 2018. Т. 199. P. 09001.

123. Utkin D.G. Strength of bent reinforced concrete elements with zone reinforcement made of steel fiber // Building and reconstruction. 2021. Т. 93, № 1. P. 85-95.

124. Mondal P., Kumar S.D.R. Strengthening of reinforced concrete beam using steel fiber at different depth of the beam // International Journal of Research in Engineering and Technology. 2015. Т. 04, № 01. P. 165-175.

125. Alaee F.J., Karihaloo B.L. Retrofitting of Reinforced Concrete Beams with CARDIFRC // Journal of Composites for Construction. 2003. Т. 7, № 3. P. 174-186.

126. Naaman A. High performance fiber reinforced cement composites: classification and applications // CBM-CI international workshop. Karachi, 2007. P. 389-401.

127. ЗАКЛЮЧЕНИЕ по результатам обследования технического состояния строительных конструкций объекта: «Подвальная часть здания по адресу: Братьев Петряевых, дом 5». Шифр 02-21. Казань, 2021. 74 с.

128. СП 164.1325800.2014. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Москва: Минстрой России, 2014. 56 с.

129. ФЕР 81-02-46-2001. ФЕР-2001. Часть 46. Работы при реконструкции зданий и сооружений. Москва: ООО «Стройинформиздат», 2009. 33 с.

130. ФЕР 81-02-30-2001. Сборник 30. Мосты и трубы (2020). Москва: ООО «Стройинформиздат», 2008. 24 с.

131. Письмо Минстроя России от 02.11.2020 № 44016-ИФ/09. 2020. 27 с.

132. ФССЦ 2001 Федеральный сборник сметных цен на материалы, изделия и конструкции, применяемые в строительстве. Москва: ООО «Стройинформиздат», 2010. 47 с.

133. Radaikin O. V., Sharafutdinov L.A. Reinforced concrete beams strengthened with steel fiber concrete // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Т. 890, № 1. P. 012045.

134. Radaikin O. V., Sharafutdinov L.A. Experimental studies of reinforced concrete beams strengthened with steel fiber jacket // Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov. 2020. P. 34-45.

135. Шарафутдинов Л.А. Исследование совместной работы железобетонных балок с «рубашкой» усиления из сталефибробетона на основе компьютерного моделирования в ПК «ANSYS» // Юность большой волги. Сборник статей лауреатов XIX Межрегиональной конференции-фестиваля научного творчества учащейся молодежи. 2017. С. 104-108.

136. Голышев А.Б., Полищук В.П., Колпаков Ю.А. Расчёт сборно--монолитных конструкций, с учетом фактора времени. Киев: Бущвельник, 1969. 219 с.

137. Серия 1.038.1-1 Выпуск 4. Перемычки брусковые для жилых и общественных

зданий со стенами из кирпича толщиной 88 мм. Рабочие чертежи. Москва: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 63 с.

138. ГОСТ 28570-2019. Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций. Москва: Стандартинформ, 2019. 16 с.

139. ГОСТ 8829-2018. Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости. Москва: Стандартинформ, 2019. 20 с.

140. Мехеда В.А. Тензометрический метод измерения деформаций: учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2011. 56 с.

141. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Москва: Стандартинформ, 2013. 35 с.

142. СП 297.1325800.2017. Конструкции фибробетонные с неметаллической фиброй. Правила проектирования. Москва: Минстрой России, 2017. 50 с.

143. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. Москва: Стандартинформ, 2005. 14 с.

144. ГОСТ 12004-81. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение. Москва: Стандартинформ, 2009. 11 с.

145. ГОСТ 22685-89. Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия. Москва: Стандартинформ, 2006. 10 с.

146. ГОСТ 18105-2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. Москва: Стандартинформ, 2019. 19 с.

147. Radaikin O. V., Sharafutdinov L.A. Method for calculating strength, crack resistance and stiffness of reinforced concrete beams reinforced with steel fiber concrete based on a nonlinear deformation model // E3S Web of Conferences. 2021. Т. 281. P. 01017.

148. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. К оценке прочности, жесткости и трещиностойкости изгибаемых железобетонных элементов, усиленных сталефибробетонной «рубашкой», на основе компьютерного моделирования в ПК «ANSYS» // Известия КГАСУ. 2017. С. 111-120.

149. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. К оценке совместного влияния начальных напряжённо-деформированного состояния и силовых трещин на прочность, жесткость и трещиностойкость железобетонных балок, усиляемых

сталефибробетонной «рубашкой», на основе компьютерного моделирования в ПК «ANSYS» // Известия КГАСУ. 2019. Т. 47, № 1. С. 155-165.

150. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. Компьютерное моделирование в ПК «ANSYS» НДС железобетонных балок, усиляемых сталефибробетонной «рубашкой», с учётом начальных трещин // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции. Материалы IV Международной (X Всероссийской) конференции. Чебоксары, 2018. С. 308-315.

151. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. Компьютерное моделирование нормальных и наклонных трещин в изгибаемых железобетонных элементах для оценки прочности, жёсткости и трещиностойкости // Инженерные кадры - будущее инновационной экономики России. Материалы Всероссийской студенческой конференции: в 8 частях. 2015. С. 175-176.

152. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. К определению оптимального фибрового армирования на основе компьютерного моделирования в ПК ANSYS изгибаемых железобетонных элементов, усиленных с применением сталефибробетона // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции. Материалы III Международной (IX Всероссийской) конференции. 2016. С. 138143.

153. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. К совершенствованию методики расчета усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетоном с применением нелинейной деформационной модели // Научному прогрессу -творчество молодых. 2016. С. 94-97.

154. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. Применение двухпараметрического критерия развития трещин при компьютерном моделировании изгибаемых железобетонных балок // Долговечность, прочность и механика разрушения бетона, железобетона и других строительных материалов. Сборник IX академических чтений РААСН (международная научная конференция). Санкт-Петербург. 2016. С. 60-65.

155. Vasudevan G., Kothandaraman S., Azhagarsamy S. Study on Non-Linear Flexural Behavior of Reinforced Concrete Beams Using ANSYS by Discrete Reinforcement Modeling // Strength of Materials. 2013. Т. 45, № 2. P. 231-241.

156. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции. Москва: Госстрой

России, ФГУП ЦПП, 2004. 41 с.

157. Maroliya M.K. Tensile behavior of reactive powder concrete containing steel fibres and silica fume // International Journal of Engineering Research and Development. 2012. Т. 4, № 4. P. 58-61.

158. Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий. Минск: Минстройархитектуры, 2010. 207 с.

159. Радайкин О.В., Шарафутдинов Л.А. Свидетельство № 2022613574. Расчёт усиления железобетонных балок сталефибробетонной «рубашкой» с применением НДМ по нормальному сечению: программа для ЭВМ; правообладатель ФГБОУ ВО КГЭУ. № 2022612208; заявл. 22.02.22; опубл. 14.03.2022, Бюл. № 3. 2,18 Мб.

160. Radaykin O.V. и др. General case of reinforced concrete rod elements calculation using the diagram method // Building and reconstruction. 2021. Т. 93, № 1. P. 26-37.

161. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. Москва: Стройиздат, 1996. 416 с.

162. Moiseenko G.A. Method for construction of isochrondiagrams of high-strength steel fiber concrete and its matrix // Building and reconstruction. 2020. Т. 91, № 5. С. 32-45.

163. Степанов М.В., Моисеенко Г.А. Диаграммы деформирования мелкозернистого высокопрочного бетона и высокопрочного сталефибробетона при сжатии // Строительство и реконструкция. 2019. Т. 83, № 3. С. 11-21.

164. ГОСТ Р 50779.23-2005. Статическое представление данных. Сравнение двух средних в парных наблюдениях. Москва: Стандартинформ, 2005. 8 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Документы о внедрении

Акционерное общество «Казанский Гипронииавиапром»

«Казан Гипронииавиапром» Акционерлык жэмгыяте

420127, г.Казань, ул.Дементьева, 1; Тел.[phone], факс [phone] e-mail: [e-mail]; ОКПО 07541615; ОГРН 1021603882640; ИНН/КПП 1657002101/168150001

«¿Л 201 Jfff

На№ от« » 201

На №

201 г.

АКТ О ВНЕДРЕНИИ

Результаты научных исследований магистранта кафедры ЖБ и КК Шарафутдинова Линара Альфредовича, оформленные в виде «методики расчёта усиления изгибаемых железобетонных элементов сталефибробетоном с применением нелинейной деформационной модели», применены институтом АО «Казанский Гипронииавиапром» при реальном проектировании усиления существующих ребристых железобетонных плит покрытия (путем увеличении толщины их полок) для корпуса №3 на территории РКБ "Глобус" в г. Рязань.

Зам. генерального директора, главный конструктор, кандидат технических наук, доцент

Никитин Г.П.

Исп. Симаков В.Д. тел. [phone]

ПАО «ТАТНЕФТЬ» ТАТАРСКИЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ НЕФТИ (ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ)

ул. Я. Гашека, 4, г. Бугульма, Республика Татарстан, 423230

«ТАТНЕФТЬ» А>К

ТАТАРСТАН НЕФТЬ ФЭННИ-ТИКШЕРЕНУ ЬЭМ ПРОЕКТ ИНСТИТУТЫ (ПРОЕКТ БУЛЕГЕ)

Я. Гашек ур., 4, Бегелмэ шэЬэре, Татарстан Республикасы, 423230

Телефон: [phone]; факс: [phone], Е-таН: [e-mail]

.. » 2022 г. № /УбЛ - /7

На №

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Шарафутдинова Линара Альфредовича

Результаты исследований старшего преподавателя Шарафутдинова Линара Альфредовича были использованы при выполнении работ по объекту 13469 «Капитальный ремонт многоквартирного жилого дома по адресу: РТ, пгт. Актюбинский, ул. Комарова 22».

Расчёты при проектировании усиления сталефибробетоном существующих железобетонных балок чердачного перекрытия, выполнены при использовании авторской программы: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022613574 от 14.03.2022.

Преимуществом программы является учёт влияния разного уровня нагрузки и разгрузки до усиления, за счёт чего она даёт возможность подобрать более экономичное конструктивное решение.

Зам. главного инженера -

начальник бюро ГИП по промышленному

и жилищно-гражданскому строительству

Гафуров И.И.

Документ создан в электронной форме. № 1452-Г10ргПч(750) от 21.09.2022. Исполнитель: Гафуров И.И. Страница 1 из 2. Страница создана: 21.09.2022 15:35

ТАТ1ЧЕПГ

Приложение Б. Алгоритм методики компьютерного моделирования НДС балок усиленных сталефибробетонной «рубашкой»

Препроцессор

1. 1) Очистить память 2) Изменить имя задачи 3) Выбрать директорию 4) Подписать титул экрана 5) Определить тип задачи 1. 1) -Utility menu > File > Clear & Start New... 2) -Utility menu > File > Change Jobname... 3) -Utility menu > File > Change Directory. 4) -Utility menu > File > Change Title. 5)-Main menu > Preferences > [ v-Stuctural ]

2. Добавить в проект типы конечных элементов, с которыми предстоит работать. Для бетона - Solid / concret65; для арматуры - Beam / 2 node 188 для пластины - Solid / Brick8 node185; для сталефибробетона - Solid / concret65; 2. -Main menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete. [1] Solid / concret65 > Apply [2] Beam / 2 node 188 > Apply [3] Solid / Brick8 node 185 > Apply [4] Solid / concret65 > Ok

3. Задать константы для конечных элементов Для бетона номер 25 Для сталефибробетона номер 1 3. -Main menu > Preprocessor > Real Constants> Add/Edit/Delete>Add. Type 1 SOLID65 Real Constant Set No.> 25 > Ok Type 4 SOLID65 Real Constant Set No.> 1 > Ok

4. Задать сечение арматуры Для поперечных хомутов диаметра 8мм Для верхней продольной арматуры диаметра 12мм 4. -Main menu > Preprocessor > Sections>Beam>Common Sections. ID - 1 NAME - d8 Sub-Type - выбрать сечение круг Offset To - Centroid R - 4 ID - 2 NAME - d12 Sub-Type - выбрать сечение круг Offset To - Centroid R - 6

Для нижней продольной арматуры диаметра 16мм

ID - 3

NAME - d16

Sub-Type - выбрать сечение круг Offset To - Centroid R - 8

5.

Задать свойства применяемых материалов.

Бетон класса С20/25 задать материалом с порядковым № номером 25

5.

■Main menu > Preprocessor > Material Props > Material Models.

Material > New Model > Define Material ID > 25 -Structural > Linear > Elastic > Isotropic. EX > 30000 PRXY > 0.2

-Structural>Density>DENS 0.000023

-Structural > Nonlinear > Inelastic > Non-metal Plasticity

> Concrete...

A Concrete for Material Number 25 S3 |

Concrete for Material Number 25

T1

Temperature 0

Open Shear Transfer Coef

Closed Shear Transfer Coef 0.6

Uniaxial Cracking Stress 2 2

Uniaxial Crushing Stress -25

Biaxial Crushing Stress 0

Hydrostatic Pressure 0

Hydro Biax Crush Stress 0

Hydro Umax Crush Stress 0

Tensile Crack Factor 0.6

Add Temperature Delete Temperature

Add Row Delete Row

Graph

-Structural > Nonlinear > Inelastic > Rate Independent > Kinematic Hardening Plasticity > Mises Plasticity > Multilinear (General)...

Multilinear Kinematic Hardening for Material Number 25

Stress-Strain Options stress versusTotal Strain J

T1 STRAIN 0 STRESS

1 6

2 0.0004 10.933

3 0.0006 15.237

4 o.oooa 18.836

5 0.001 21.778

a 0.0012 24 104

7 0.0014 25 855

8 0.0016 27 067

9 0.0018 27.771

10 0.002 28

11 0.0022 27 78

12 0.0024 27.138

13 0.0026 26098

14 0.002S 24.681

15 0.003 22 909

16 0.0032 20.8

17 0.0035 17 043

Add Temperature Delete Temperature Add Point Delete Point Graph

oi: Cancel Help

Material > New Model > Define Material ID > 1 -Structural > Linear > Elastic > Isotropic... EX > 30000 PRXY > 0.2

-Structural>Density>DENS 0.000023

-Structural > Nonlinear > Inelastic > Non-metal Plasticity

> Concrete.

/\ Concrete for Material Number 1

Concrete for Material Number 1

Temperature

Open Shear Transfer Coef Closed Shear Transfer Coef Uniaxial Cracking Stress Uniaxial Crushing Stress Biaxial Crushing Stress Hydrostatic Pressure Hydro Biax Crush Stress Hydro Uniax Crush Stress Tensile Crack Factor

Add Temperature Delete Temperature | Add Row| Delete Row | Graph

0K | Cancel | Help |

-Structural > Nonlinear > Inelastic > Rate Independent > Kinematic Hardening Plasticity > Mises Plasticity > Multilinear (General)...

Multilinear Kinematic Hardening for Material Number 1 Stress-Strain Qptions|stress versus lota I Strain j

12

0001 16

00015 ie

000175 20

00025 21

0.003 22

0.00375 22

0 00425 22

0.005 23

0.00575 23

0.007 24

0008 24

000875 24

00095 23

001 ?3

Add Tempe rat je | Delete Temperature | Add Point | Delete Point | Graph) OK I C»BMI I H«b |l

Material Models Number [400]: Structural > Linear > Elastic > Isotropic. EX - 255000 PRXY - 0.3

-Structural>Density>DENS 0.0000785 -Structural > Nonlinear > Inelastic > Rate Independent > Kinematic Hardening Plasticity > Mises Plasticity > Multilinear(General)...

Сталь продольной арматуры класса А400 задать материалом с порядковым № номером 400

Сталь продольной арматуры класса А240 задать материалом с порядковым № номером 240

■Material Models Number [240]: Structural > Linear > Elastic > Isotropic. EX - 200000 PRXY - 0.3

-Structural > Nonlinear > Inelastic > Rate Independent >

Isotropic Hardening Plasticity > Mises Plasticity >

Bilinear.

Yield Stss > 240

Tang Mod > 240

6.

Задать размеры бетонной части элемента

b= 300; h =500; /=2275

6.

■Main menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes > Block > By Dimensions. X > 0 > -2275 Y > 0 > 500 Z > -150 > 150

7.

Создание геометрии (копированием пластин)

7.

Select > Entities > Arreas > By Location > Y coordinates

> (ЗНАЧЕНИЕ) > From Full > Apply > Plot > Ok

■Main menu > Preprocessor > Modeling > Copy > Areas

> Pick All > По какому направлению (ЗНАЧЕНИЕ)

Задать размеры опорной

■Main menu > Preprocessor > Modeling > Create >

(грузовой) пластины. Volumes > Block > By Dimensions. X > -2250 > -2100 Y > 0 > -25 Z > -150 > 150 X > -1010 >-1160 Y > 500 > 525 Z > -150 > 150

9. Деление объемов пластинами 9. ■Main menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Divide > Volume by Area > Pick All

10. Объединение всего 10. ■Main menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items > Label Type of item to be merge > All > Ok

11. Создание объема «рубашки» 11. ■Main menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes > Block > By Dimensions. X > -2100 > -0 Y > 0 > -40 Z > -150 > 150 X > -2100 > 0 Y > -40 > 500 Z > -150>190 X > -2100 > 0 Y > -40 > 500 Z > 150 > 190

12. Склеивание объемов «рубашки» 12. ■Main menu > Preprocessor > Modeling>Operate>Booleans>Glue>Volumes>Bbi6paTb 3 блока «рубашки»>Ок

13. Создание компонентов для арматуры. Выделить продольную нижнюю арматуру. Присвоить компоненту имя. 13. Select > Entities > Lines > By Location > Y coordinates > (ЗНАЧЕНИЕ) > From Full > Apply > Plot > Ok Select > Component Manager > Creat Component > Lines > Pick entities > ИМЯ > OK > Pick All

Выделить продольную верхнюю арматуру. Присвоить компоненту имя.

Выделить поперечную арматуру. Присвоить компоненту имя. Выделить бетон. Присвоить компоненту имя.

Выделить «рубашку». Присвоить компоненту имя.

14. Деление на конечные элементы. Для бетона. Для опорных пластин. 14. Select > Component Manager >HMH>Display Companent/Assembly>Select Companent/Assembly ■Main menu > Preprocessor >Meshing>Mesh Tool> Element Attributes>Set>Bbi6paTb нужные значения>Ок

Для продольной верхней/нижней арматуры. Для поперечной арматуры. Size Controls> Global>Set> SIZE 50 (Размер КЭ)>Ок Lines>Set>Pick All>SIZE 50 (Размер КЭ)>Ок (Разбиение линий выполняется только один раз вначале) Mesh>Volumes (Lines)>Hex>Sweep>Mesh>Pick All> Ok

15. Создание контактной поверхности между «рубашкой» и бетоном 15. ■Main menu > Preprocessor >Modeling>Create>Contact Pair> Contact Wizard>Pick Target>Выбрать поверхность «Рубашки»>Ок>№х^Рюк Target>Выбрать поверхность бетона> Ok>Next>Material ID - 1> Coefficient of Friction - 0.98 Optional settings. Basic>Behavior of contact surface > Bonded Initial Adjustment> Initial penetration > Include everehing Ok Create Finish

16. Задание граничных условий и симметрии балки в разрыве 16. ■Main menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Nodes ... Выбрать точки - UX, UZ > Ok (Середина балки) Выбрать точки - UY, UZ > Ok (Опорная пластина по линии) ■Main menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C. > On Areas (Середина балки)

17. 1) Задать нагрузку Р 2) Отразить нагрузку в виде стрелок 17. 1) ■Main menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Node> Выбрать > Ok Directions of force = FY VALUE = -7321 (28шт*3721*2=410 000) 2) ■Utility menu > PlotCtrls > Simbols ...

18. Задание нагрузки от 18. Ввести в командную строку:

собственного веса

ACEL,0,-0.98,0

19.

1) -Main menu > Solution >Abridged Menu Solution > Analysis Type> Analysis Options > Newton-Raphson option > Full N-R unsymm Adaptive descent > OFF_

20.

Определить настройки решателя для задачи с железобетонным элементом. Задать критерии для определения разрушающей силы (критерии сходимости)

20.

■Main menu > Solution > Analysis Type >

SornControls...

-Basic

-Sol'n Options

- Equation Solvers

Program chosen solver <*" ¡Sparse direct c Pre-Condition CG

Speed [0 Accuracy

Nonlinear | Advanced NL]

Number of restart l files to write '

Frequency:

| Write every substep d

where N = |1

OK Cancel

-Nonlinear > Set convergence criteria ...

A Solution Controls

Basic 1 Transient 1 Sol'n Options Nonlinear | Advanced NL]

□D

- Nonlinear Options -

Line search ¡On

predictor VT Speedup föff

Equilibrium Iterations

Maximum__

number of |20 iterations

I On d

Prog Chosen d

r Cutback Control

Limits on physical values to perform bisection: Equiv. Plastic strain |T~ Expli cit Creep rati o [Ô~ï Implicit Creep ratio [Ô~~

Include strain rate effect

Set convergence criteria..

Incremental d i splacement 110000000 Points per cycle pi

Cutback according to predicted number of iterations r Always iterate to 25 equilibrium iterations

21.

Выполнить расчет

21.

■Utility menu > Select > Everything ■Toolbar > SAVE_DB

■Main menu > Solution > Solve > Current LS

22.

Построение графика «нагрузка-прогиб»

22.

■Main menu > Time Hist Postproc>

Add Ба!а>Выбрать точку в середине балки> Ok>Graph

Data

23.

Задать графические опции изображения результатов

Сделать экран светлым

23.

■Utility menu > PlotCtrls > Window Controls > Window Options

[/INFO] - Auto Legend [/LEGI] - "off" [/LEG2] - "off" > Ok [/FRAME] - "off" [/TRIADE]- At top right> Ok

■Utility menu > PlotCtrls > Style > Colors > Reverse Video

24.

Вывести подписи результатов в указанных мышью точке