Усиление изгибаемых железобетонных элементов композитными материалами

Введение…………………………………………………………………………13 Глава 1. Обзор литературы…………………………………………………...16 1.1 Обзор журнальной, учебной и нормативной литературы……..…16 1.2 Вывод………………………………………………………………..…...21 Глава 2. Методика расчета усиления изгибаемых железобетонных конструкций…………………………………………………………………….22 2.1 Расчет по предельным состояниям первой группы…………..…...24
2.1.1 Нормативные и расчетные характеристики композитных
материалов………………………………………………………………...24
2.1.2 Расчет по прочности нормальных сечений по предельным
усилиям……………………………………………………………….……26
2.2 Расчет по предельным состояниям второй группы……..…………31
2.2.1 Расчет по образованию трещин…………………………………….31
2.2.2 Расчет по деформациям……………………………………………..34
Глава 3. Практическое применение систем усиления композитными материалами на примере изгибаемых железобетонных конструкций…..36 3.1 Расчет усиления железобетонной балки…………..…………………36 3.1.1 Расчет по прочности сечения……………………………………….36
3.1.2 Расчёт усиления балки углеродными ламелями…………………..38
3.1.3 Расчёт усиления изгибаемой конструкции углеродными
тканями……………………………………………………………..……...43
3.2 Расчет усиления монолитной железобетонной плиты
перекрытия…………………………………………………………...…46
3.2.1 Расчет по прочности сечения………………………………………46
3.2.2 Расчёт усиления балки углеродными ламелями………………….48
3.2.3 Расчёт усиления изгибаемой конструкции углеродными
тканями…………………………………………………………………….53 3.3 Вывод…………………..………………………………………………...56
Заключение……………………………………………………………………...59 Библиографический список…………………………………………………..60 Приложение А…………………………………………………………………..63

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире промышленная и строительная сферы постоянно развиваются и совершенствуются. Происходит непрерывное ужесточение норм, реконструкции зданий и сооружений, где часто возникает необходимость усиления несущий конструкций и их элементов.
В последние годы в России сложилась острая ситуация с состоянием железобетонных конструкций инженерных сооружений, связанная с частичным разрушением бетона и коррозией арматуры в результате длительной эксплуатации без проведения эффективных профилактических и капитальных ремонтов. Таким образом, проблема восстановления и усиления железобетонных конструкций приобретает серьезное значение.
Самым инновационным способом в области строительных технологий является метод устройства усиливающей системы из композитных материалов [14, 15, 16, 17], который успешно применяется во всем мире и приобретает большую популярность в России.
Композитные системы усиления показывают превосходный результат как при работе конструкций в обычных условиях, так и при их работе в неблагоприятных условиях. Чаще всего используется внешнее армирование с использованием композитных материалов с углеродными волокнами.
Хочется отметить, что в отличие от традиционных методов усиления, усиление углеродными лентами позволяет полностью сохранить архитектурноэстетический вид сооружения.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Обзор литературы

Целью данного обзора является выяснение используемых принципов и методов по усилению изгибаемых железобетонных элементов композитными материалами и их обоснование.
По вопросу современных способов усиления изгибаемых железобетонных конструкций композитными материалами были рассмотрены статьи в журналах «Инженерно-строительный журнал», «Академический вестник УралНИИпроект
РААСН», научная и учебная литература (см. список литературы).

1.1 Обзор научной, учебной и нормативной литературы

В одном из выпусков «Инженерно-строительный журнал» приведены физико-механические свойства композиционных материалов, определяющиеся типом и количеством применяемых волокон; их ориентацией и распределением в поперечном сечении ленты, а также объемным соотношением волокон и отверждающего полимера в композите [1].
Также приведен расчет усиления железобетонных плит углеродными композиционными материалами [2].
В следующем выпуске были рассмотрены композитные материалы на целесообразность и особенность их применения, а также расчетные характеристики различных углеродных композиционных материалов [3].
В выпуске журнала «Академический вестник УралНИИпроект
РААСН» за 2014 года была опубликована статья [4], в которой был рассмотрен современный способ усиления автомобильных мостов, где увеличивалась несущая способность железобетонных балок таврового сечения путем послойного внешнего армирования композитным материалом. В статье приведен статические расчеты конструкции до усиления и проведена оценка несущей способности после завершения всех работ, которая показала, что новый способ усиления композитными материалами позволяет повысить несущую способность более чем в два раза по сравнению с уже существующими способами.
В выпуске за 2013 год была произведена оценка несущей способности трёх железобетонных сгустителей [5], из которых №1 и №2 были в 2005 г. были усилены внешним армированием из композитного материала, а на сгустителе №3 были проведены только подготовительные ремонтные работы.
В результате проведенной работы по оценке несущей способности автор делает заключение, что сгустители №1 и №2, усиленные композитными материалами, обладают достаточной несущей способностью для восприятия эксплуатационных нагрузок, в то время как сгуститель №3, усиление которого не было произведено, не обладает необходимой несущей способностью. Из чего делается вывод, что усиление конструкций ПКМ является эффективным и надежным способом усиления, который может повысить конкурентоспособность и увеличить прибыль предприятия.
В журнале «Вестник ТГАСУ» [8] рассмотрены исследования НИЛ “Мосты” СГУПС, в котором был проведен нелинейный анализ, целью которого было выявление всех возможных схем разрушения усиленных железобетонных элементов. К испытанию были подготовлены железобетонные балки различных схем усиления.
Также рассматривалась задача о численном моделировании работы железобетонных элементов, усиленных композитными материалами, в программном комплексе ANSYS.
Исследование показало, что программный комплекс ANSYS может быть применен при исследовании напряженно-деформированого состояния железобетонных изгибаемых элементов, усиленных композитными материалами, любых типов сечений, при этом принятые расчетные допущения и гипотезы пойдут в запас прочности.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Д.В. Курлапов, А.С. Куваев, А.В. Родионов, Р.М. Валеев. Усиление железобетонных конструкций с применением полимерных композитов, №3,
2009 г.
2. А.А. Дьячкова, В.Д. Кузнецова. Расчет усиления железобетонных плит углеродными композиционными материалами, №3, 2009 г.
3. Н.В. Параничева, Т.В. Назмеева. Усиление строительных конструкций с помощью углеродных композиционных материалов, №2, 2010 г.
4. С.В. Кудрявцев, В.А. Кудрявцев, Ю.В. Гурьянов. Эффективное решение по увеличению грузоподъемности автомобильных мостов, №1, 2014 г.
5. С.В. Кудрявцев. Оценка несущей способности железобетонных сгустителей, усиленных композитными материалами, №2, 2013 г.
6. СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами», 2015 г.
7. Высокопрочные системы усиления ITECWRAP®/ITECRESIN®.
Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами, Екатеринбург, 2006 г.
8. С.А. Бокарев, Д.Н. Смердов. Нелинейный анализ железобетонных изгибаемых конструкций, усиленных композитными материалами // Вестник ТГАСУ. 2010. №2. С. 113-125.
9. М.В. Смолина, А.Е. Прохорова. Опыт применения системы внешнего армирования железобетонных пролетных строений автодорожных мостов композитными материалами в условиях крайнего севера // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2016. №1. С. 34-40.

Весь текст будет доступен после покупки