Встановлено, що використання бетонів з піском і щебенем з відходів гірничо-збагачувальних комбінатів (ГЗК) виправдане для будь-яких несучих залізобетонних конструкцій, у тому числі і для їх підсилення. Зчеплення арматури серпуватого профілю з бетонами на відходах ГЗК менше, ніж арматури гвинтового профілю та звичайного важкого бетону, що необхідно враховувати під час визначення міцності похилих перерізів за згинальним моментом. Проаналізовано результати розрахунків міцності нормальних перерізів підсилених залізобетонних елементів таврового профілю за трьома методиками: методикою чинних норм, диференційним методом та за Єврокодом 2; оцінено ступені точності зазначених методик. Встановлено закономірності впливу повторних навантажень на ширину розкриття тріщин і прогини дослідних зразків. Відзначено суттєве збільшення зазначених параметрів, що може призвести у процесі експлуатації до перебільшення ширини розкриття тріщин і прогинів припустимих величин, встановлених чинними нормами.

Наведено результати експериментальних досліджень дослідних балок з порушеним зчепленням арматури з бетоном. Наведено теорію розрахунку таких елементів. Приведено аналіз залежності ступеню порушення зони зчеплення та її довжини на експлуатаційні характеристики дослідних балок.

Приведено типові дефекти, які виникають під час підсилення залізобетонних елементів нарощуванням. На підставі експериментальних даних встановлено вплив кожного окремого дефекту на загальний напружено-деформований стан підсилених конструкцій. Результати узагальнено та зроблено висновки.

Описано методику проведення досліджень підсилених залізобетонних балок із відходів гірничо-збагачувальних комбінатів. Наведено результати аналізу тріщиностійкості балок з різним рівнем повторного навантаження.

Наведено результати та аналіз експериментальних досліджень щодо пружно-пластичному деформування сталі за складних навантажень. Інтенсивності навантажень на конструкції збільшуються, і як наслідок, - поява пружно-пластичних деформацій. Їх врахування у роботі та визначення граничного стану конструкцій є важливим етапом безпечного їх функціонування та довговічності за правильного вибору коефіцієнтів запасу. Більшість реальних елементів конструкцій у процесі експлуатації зазнають дії комплексу термомеханічного навантаження, яке суттєво впливає на їх несучу здатність. Тривалі дослідження конструкційних матеріалів, які працюють за умов складного напружено-деформованого стану, показують, що анізотропія пластичного стану елемента матеріалу залежить як від напружено-деформованого стану та історії деформування, так і від напрямку дії напруження. Дослідження закономірностей пружно-пластичного деформування матеріалів за складного напруженого стану, виявлення впливу та оцінка цих закономірностей залежно від параметрів складного навантаження у разі ізотермічних процесів деформування є актуальною задачею механіки деформованого твердого тіла. Наведено результати та аналіз експериментальних досліджень щодо пружно-пластичного деформування сталі за складних навантажень. Зробленo висновки стосовно наведених відомостей.

Викладено результати експериментальних випробувань корозійної стійкості зразків дрібнозернистого бетону на активних заповнювачах. Встановлено ефективність використання металургійних шлаків та відходів мінераловатного виробництва у якості заповнювачів бетону.

Наведено експериментальні дані випробувань на розтяг зразків вуглепластику (CFRP) та склопластику (GFRP) за умови дії високих температур.

Наведено методику виготовлення балок. Актуальні питання зміцнення балок за рахунок посилення їх композитними матеріалами.

Описано динамічний та спектральний методи оцінки сейсмостійкості споруд. Виконано дослідження впливу поверховості будівлі на її сейсмічну стійкість. Зроблено порівняння результатів, одержаних за динамічною та спектральною методиками розрахунку.

Нові нормативні документи зобов'язують проводити проектування конструкцій на основі нелінійної деформаційні моделі. Деформаційні моделі, покладені в основу розрахунку, більш точно відображають фактичну роботу елементів під навантаженням, але, водночас, значно ускладнюють розрахунок. Проектування, навіть нескладних елементів, перетворюється на доволі трудомісткий процес або потребує використання спеціальних обчислювальних комплексів. У той же час, методики розрахунку на міцність та жорсткість наведено у відміненому СНіП характеризуються, відносною простотою але також мали значні недоліки. У зв'язку з викладеним, є порівняння результатів розрахунку залізобетонного елемента за діючими до недавна та теперішніми нормами, а також європейськими нормами з фактичними показниками його міцності, одержаними експериментально. Проведене порівняння експериментальних результатів випробування підсиленої залізобетонної балки з розрахунковими значеннями (за чинними і європейськими нормами та за деформаційним методом).

Бетон та залізобетон отримав широкого розповсюдження, як будівельний матеріал, на теренах України. Серед залізобетонних конструкцій найбільшого поширення отримали складені залізобетонні конструкції. До складених відносять більшість збірно-монолітних залізобетонних конструкцій, які поєднують в собі окремі позитивні якості як збірного, так і монолітного залізобетону, завдяки чому є дуже рентабельними і зручними для будівництва. Все більш широке застосування збірно-монолітних і складених конструкцій пов'язано з реконструкцією і відновленням будівель та споруд, в процесі яких часто виникає необхідність підсилення несучих залізобетонних елементів. Залізобетонні конструкції і конструкції, які підсилюються при реконструкції будівель і споруд характеризуються загальним опором комбінованого перерізу з різних бетонів, з інтегральними властивостями за міцністю і деформативностю. Аналіз конструктивних особливостей і структури перерізів багатошарових і складених залізобетонних елементів показує, що в місцях з'єднань двох матеріалів відбувається різка зміна характеристик і фізико-механічних властивостей матеріалів. Зважаючи на це методи розрахунку, які традиційно базуються на гіпотезі спільності деформацій старого і нового матеріалів, вимагають аналізу, уточнення і відповідного корегування. Було узагальнено частину існуючих, на теперішній час, результатів експериментальних досліджень та методик розрахунку прогинів складених залізобетонних конструкцій з похилими тріщинами. Наведено основні положення методики розрахунку деформативності залізобетонних складених конструкцій за умови наявності похилих тріщин з врахуванням умовних зосереджених зсувів в швах між бетонами та порушення суцільності бетону. Для визначення дійсного напружено-деформованого стану залізобетонних складених конструкцій, що працюють з тріщинами, виникає необхідність у розгляді та аналізі всієї картини тріщиноутворення в процесі навантаження. Виконано порівняння розглядуваної методики розрахунку з нормативною методикою на підставі їх співставлення з експериментальними даними. Результати порівняльного аналізу переміщень для дослідних конструкцій показують істотну відмінність теоретичних прогинів, розрахованих за нормативною методикою і експериментальних значень в зоні утворення й розвитку похилих тріщин.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н535.9

Рубрики:

Бетонні конструкції з неметалевою арматурою

Шифр НБУВ: Ж60802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - порівняння напружено-деформованого стану балок, армованих базальтовою арматурою (BFRP), з аналогічними залізобетонними балками. Базальтова арматура є, відносно, новим матеріалом і особливості її роботи, у складі тих чи інших будівельних конструкцій, досліджені не в повній мірі. Існує обмежена кількість відомостей про характер впливу специфічних, притаманних композитним матеріалам, фізико-механічних властивостей базальтової арматури на загальну несучу здатність та деформативність конструкцій. Вивчення, аналіз та систематизації результатів новітніх експериментальних досліджень поведінки базальтової арматури у складі будівельних конструкцій. Проведення оцінки характеру руйнування, тріщиноутворення, показників міцності та жорсткості за результатами випробувань експериментальних балок. З'ясовано відмінності в характері руйнування, тріщиноутворення, прогинах та показниках міцності балок, армованих базальтовою арматурою, порівняно з балками, армованими металевою арматурою. Встановлено потребу в удосконаленні методів оцінки прогинів балок, армованих базальтовою арматурою, зважаючи на показники жорсткості цієї арматури. Розглянуті відомості про особливості роботи балок, армованих базальтовою арматурою, порівняно з балками, армованими металевою арматурою, дають підстави стверджувати про ефективність використання базальтової арматури у складі бетонних конструкцій. Розширення бази експериментальних відомостей надасть змогу підвищити надійність конструкцій, армованих базальтовою арматурою, вдосконалити існуючу нормативну базу з розрахунку та проектування таких конструкцій. Встановлено, що балки ідентичних розмірів, виготовлені з бетону одного класу, армовані базальтовою та металевою арматурою одного діаметру, показали приріст міцності при випробуваннях на згин, до 210 % для випадку використання базальтової арматури порівняно зі зразками, армованими металевою арматурою. В той же час прогини при руйнуванні балок з базальтовою арматурою більше ніж у 2,5 рази перевищували прогини балок, армованих металевою арматурою. Прогини обох зразків балок при рівні навантажень, яке відповідає руйнівному для балок, армованих металевою арматурою, були однаковими.

Наведено і проаналізовано експериментальні дані механічних властивостей базальтової арматури та зроблено висновки про можливість її використання у складі будівельних конструкцій. Проаналізовано результати типових експериментальних випробувань згинних конструкцій армованих базальтовою арматурою. Відзначено високі показники міцності та деформативності таких конструкцій. Вказано на можливість підвищення загальної жорсткості згинних конструкцій армованих базальтовою арматуро шляхом збільшення відсотку армування перерізу, що підтверджується результатами експериментальних випробувань. Запропоновано зменшити деформативність таких конструкцій, не збільшуючи відсотку армування, шляхом використання змішаного армування, коли металева та базальтова арматура використовується сумісно в якості робочої арматури перерізу.

Мета роботи - дослідження питання сейсмостійкості існуючих споруд, будівель великої протяжності в плані зі стінами з кам'яної кладки. Їх архітектурно-конструктивні й експлуатаційні особливості передбачають високий ризик значних пошкоджень при виникненні сейсмічного впливу. Недостатність знань про поведінку протяжних кам'яних будівель під дією сейсмічного навантаження та відсутність чіткого алгоритму їх розрахунку на сейсмостійкість зумовили необхідність проведення досліджень уякі цьому напрямку. Створення універсальної моделі характерної протяжної кам'яної будівлі для подальших розрахункових досліджень на сейсмічні впливи і встановлення закономірностей напружено-деформованого стану. Наукова новизна полягає в отриманні коректної моделі визначеного виду споруд із урахуванням особливостей, які мають велике значення для відтворення картини сейсмічного впливу. Для досягнення поставленої мети було використано дані натурних обстежень. Шляхом аналізу й систематизації архітектурно-конструктивних рішень групи обстежених споруд було виділено спільні характеристики, властиві для таких будівель, які склали основу для створення розрахункової моделі. Моделювання виконано у програмних комплексах "МОНОМАХ-САПР" та "ЛИРА-САПР", що дозволяє одержати результати високої точності. Створена основа для подальших розрахункових досліджень, що дають можливість виконати розрахунок на дію сейсмічного навантаження та оцінити дійсну роботу конструкцій протяжних кам'яних будівель. Наступним завданням у даному напрямку є встановлення закономірностей напружено-деформованого стану споруд. Це дозволить створити єдину методику розрахунку протяжних кам'яних будівель на сейсмостійкість і застосовувати одержані результати для розв'язання практичних задач. Перш за все тих, які спрямовані на розроблення комплексу ефективних організаційно-будівельних заходів із підготовки будівель до сприйняття сейсмічного навантаження та приведення відповідно до чинних будівельних норм.

Мета роботи - дослідження факторів, які впливають на міцність, жорсткість та тріщиностійкість згинних конструкцій, армованих композитною арматурою. Визначення шляхів зниження деформативності таких конструкцій. Аналіз наявних відомостей про напружено-деформований стан згинних конструкцій, армованих композитною арматурою. Виконано дослідження сучасних результатів експериментальних випробувань згинних елементів, армованих композитною арматурою. Установлено, що такі конструкції мають підвищену деформативність. Розроблено програму експериментальних випробувань, запроектовано та виготовлено зразки балок зі змішаним армуванням, а також металевою арматурою та базальтовою арматурою, окремо, для визначення відмінностей їх напружено-деформованого стану. Установлено, що композитна арматура не має перешкод для армування згинних конструкцій, виходячи з вимог за першою групою граничних станів. Деформативність та тріщиностійкість таких конструкцій потребує розроблення додаткових конструктивних заходів для задоволення вимог за другою групою граничних станів. Отримано дані про ефективність впливу збільшення відсотка армування перерізу композитною арматурою на зменшення прогинів та збільшення тріщиностійкості. Визначено, що згинні елементи, армовані композитною арматурою, мають більшу несучу здатність, але меншу жорсткість порівняно з аналогічними конструкціями, армованими металевою арматурою. З'ясовано, що збільшення міцності бетону приводить тільки до підвищення несучої здатності таких конструкцій і не впливає на показники деформативності. Установлено, що збільшення відсотка армування впливає як на показники міцності, так і на жорсткість (зниження прогинів до 40 %) конструкцій, армованих композитною арматурою. Підвищена міцність та хороші антикорозійні властивості дозволяють створювати вироби з високими експлуатаційними характеристиками, підвищувати надійність та довговічність будівель і споруд. З метою дослідження ефективності використання змішаного армування для підвищення експлуатаційних показників балок, армованих базальтовою арматурою, було запроектовано та виготовлено відповідні зразки балок, розроблено програму їх випробувань.

Мета роботи - дослідження специфіки розподілу напружень за поперечним перерізом залізобетонних колон підсилених зовнішнім оклеюванням композитними полотнищами за умови різної форми їх поперечного перерізу. Систематизація та аналіз існуючих відомостей про напружено-деформований стан залізобетонних стиснутих елементів підсилених зовнішнім армуванням композитними полотнищами. Виконано дослідження існуючих в відкритому доступі результатів експериментальних випробувань стиснутих залізобетонних елементів різної форми поперечного перерізу підсилених зовнішнім армуванням композитними полотнищами. Порівняно з традиційними способами підсилення обойми з композитних матеріалів дозволяють значно підвищити загальну пластичність перерізу завдяки того, що бетон при всебічному стисканні може розвивати більш високі деформації до руйнування. Встановлено, що форма поперечного перерізу істотно впливає на показники несучої здатності даних елементів після підсилення. В круглих зразках коефіцієнт підсилення є найбільшим зменшуючись зі зменшенням кутових радіусів колони. Підсилення композитними обоймами найменш ефективне в зразках, що мають гострі кути. Встановлено, що композитні полотнища є ефективним матеріалом для підсилення бетонних та залізобетонних колон шляхом зовнішнього армування. Даний вид підсилення дозволяє відновити експлуатаційні характеристики колон, а також збільшити їх несучу здатність, в залежності від форми поперечного перерізу, до 370 %, підвищити жорсткість елементу в цілому. Встановлено, що рівень несучої здатності підсилених композитною обоймою колон круглого перерізу збільшився у 3,7 рази, а прямокутного у 1,86 рази порівняно з непідсиленими зразками відповідної форми поперечного перерізу. Вичерпання несучої здатності в прямокутних колонах підсилених композитною обоймою відбувається за рахунок руйнування композиту в кутах, де концентрація напружень найбільша за рівня навантаження, яке, в середньому, на 200 % менше ніж для колон круглого перерізу з аналогічним підсиленням. Для підвищення ефективності, даного виду підсилення потрібно, додатково, передбачати роботи по заокругленню гострих кутів колон. Мінімальні радіуси заокруглення кутів колон складають 15 - 25 мм.

Мета роботи - на сьогодні в Україні промисловими відходами відчужується до 5 тис. га земельних ділянок. Це є серйозною небезпекою для екологічного стану регіонів України і особливо Кривбасу. Відходи збагачених залізних руд займають перше місце серед відходів гірничодобувної промисловості і їх обсяг зі збільшенням видобутку корисних копалин буде зростати. У роботі висвітлено інформацію по дослідженню відходів гірничорудної промисловості Кривбасу і подальшому їх використанню в промисловому цивільному та транспортному будівництві. Методи дослідження. При збагаченні залізистих кварцитів методом мокрої магнітної сепарації виділяється велика кількість дрібнодисперсних відходів. Вони являють собою суспензію твердих частинок у воді і підрозділяються на відходи поточного виходу, які після збагачення руди не викинуті в відстійники, і хвости, що направляються гідротранспортом в сховища, де відбувається осадження твердих частинок. Для більш ефективного використання хвостів збагачення залізної руди їх фракціонують. Технологічна схема збагачення відходів зі хвостосховищ передбачає як перспективне обладнання, так і те, що серійно випускається промисловістю. Наукова новизна. Перспективним е обладнання з ударно-балістичною технологією, що розроблена на будівельному факультеті КНУ. Практична значимість. За підсумками аналізу досліджень основних фізико-механічних характеристик бетонів на дрібних відходах Г'ОК, можна відзначити, що стосовно міцності і деформативних властивостей, зазначені бетони не поступалися, а за деякими параметрами і перевершують традиційні бетони на кварцовому піску. Напрацювання результатів дослідження бетонів на заповнювачах з відходів ГЗК були використані, як основа для всебічних досліджень роботи залізобетонних конструкцій, як при короткочасному так і тривалому дії навантаження. Результати. В результаті досліджень бетону на відходах збагачення залізних руд виявлено ряд характерних особливостей фізико-механічних властивостей (підвищена міцність, знижена деформативність), які слід враховувати при розробці розрахункового апарату для залізобетонних конструкцій на зазначених бетонах. Дослідження показує можливість широкого застосування відходів збагачення залізних руд для виготовлення звичайних і попередньо напружених залізобетонних конструкцій.

Мета роботи - визначення фізико-механічних та експлуатаційних характеристик розкривних порід та хвостосховищ відходів збагачення залізних руд з метою подальшої утилізації в якості сировини для проведення робіт по улаштуванню автошляхів в кар'єрі та на відвалах. Використано комплекс методів досліджень, який охоплює аналіз та узагальнення літературних джерел відповідно до мети роботи, лабораторні методи визначення фізико-механічних характеристик щебеню, піску, щебенево-піщаної суміші з відходів видобутку та збагачення залізних руд відповідно до чинних методик проведення випробувань. Експериментальним шляхом були отримані фізико-механічні показники, дані про хімічний та гранулометричний склад щебеню та піску з відходів збагачення залізних руд методом сухої магнітної сепарації, "хвостів" рудозбагачувальної фабрики, мінералів розкривних порід - кварцитів окислених, мігматитів, амфіболітів, сланців, аркозових метапіщаників, джеспілітів окислених. Встановлено, що за хімічним та гранулометричним складом, показниками міцності, насипної щільності, пустотності, сумарної активності природніх радіонуклідів, морозостійкості, стиранності, лещадності, водопоглинення щебінь, пісок та піщано-щебеневі суміші з відходів збагачення залізних руд та мінералів розкривних порід можуть бути використані тією чи іншою мірою, при будівництві автошляхів в кар'єрі і на відвалах. Встановлено, що за показниками міцності чинні норми обмежують використання щебеню та піску з некондиційних кварцитів, окислених кварцитів, аркозових метапіщаників лише використанням для додаткових шарів основи доріг I - III категорій та шарів дорожнього одягу доріг IV - V категорій загального призначення. В зв'язку з цим їх не бажано використовувати при будівництві автошляхів в кар'єрі та на відвалах. Показники якості, міцності та довговічності доріг з використанням цих матеріалів будуть низькими, що призведе до частих ремонтів, зниження ефективності використання автосамоскидів, збільшення витрат на утримання доріг та транспортування гірської маси. При цьому немає жодних застережень до використання щебеню та піску зі сланців, відходів збагачення амфіболітів, мігматитів, джеспілітів окислених.