Экспериментальные исследования деформативности бетонных балок, армированных композитной арматурой

Цель исследования. На основе экспериментальных данных провести анализ влияния уровня нагружения на деформативность балок со стальной и композитной стеклопластиковой арматурой при длительном действии нагрузки.

Методы. Проведены экспериментальные исследования бетонных изгибаемых элементов двух серий: первая серия армирована композитной стеклопластиковой арматурой класса АСК, вторая серия армирована стальной арматурой класса А400. Исследования экспериментальных образцов проведены при действии длительных нагрузок. В ходе эксперимента производилась выдержка конструкций под нагрузкой нескольких уровней: при расчетной нагрузке, при уровне 1,2 от расчетной нагрузки и при 1,5 от расчетной нагрузки. Выполнялась фиксация деформаций бетона, прогибов экспериментальных балок двух серий.

Результаты. На основе экспериментальных данных установлены зависимости деформаций бетона экспериментальных образцов двух серий от времени при различных уровнях нагружения, зависимости нарастания прогибов от уровня приложения нагрузки, зависимости влияния уровня загружения элементов на скорость и интенсивность роста деформаций ползучести балок со стеклопластиковой и стальной арматурой. В частности, прогибы всех образцов со стеклопластиковым армированием превысили предельно допустимое значение, тогда как максимальный прогиб железобетонных балок в середине сечения не превышал предельно допустимого значения.

Заключение. На основании полученных данных сделаны выводы о характере и величине длительных деформаций балок со стеклопластиковой и стальной арматурой при различных уровнях длительной нагрузки, что является значимым в практическом смысле при применении бетонных конструкций с композитной арматурой, учитывая малое число данных исследований.

1. Антаков А.Б., Антаков И.А. Экспериментальные исследования изгибаемых элементов с полимеркомпозитной арматуры // Известия КГАСУ. 2014. №3. С. 7-13.

2. Габрусенко В.В. Особенности проектирования конструкций из бетона с композитной арматурой // Проектирование и строительство в Сибири. 2013. №6. С. 20-24.

3. Моргунов М.В., Копелиович Д.И. Экспериментальные исследования деформирования бетонной балки армированной стеклопластиковой арматурой // Инновации и инвестиции. 2019. № 4. С. 278-281.

4. Медянкин М.Д., Фаизова А.Т. Испытание бетонных элементов, армированных композитной неметаллической арматурой, на действие изгибающей нагрузки. Анализ полученных результатов // Материалы 10 Международной научно-практической конференции International innovation research. Пенза, 2017. С. 45-47.

5. О результатах экспериментального и численного исследований напряженнодеформированного состояния бетонных конструкций, армированных предварительно напряженными полимеркомпозитными стержнями / А.А. Пискунов, Т.А. Зиннуров, Д.В. Бережной, Б.Ш. Умаров, А.Р. Вольтер // Транспортные сооружения: интернетжурнал. 2018. №2. URL: https://t-s.today/PDF/02SATS218.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/02SATS218

6. Польской П.П., Маилян Д.Р. Композитные материалы – как основа эффективности в строительстве и реконструкции зданий и сооружений // Инженерный вестник Дона. 2012. №4 (ч. 2). URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1307

7. Степанова В.Ф., Степанов А.Ю. Неметаллическая композитная арматура для бетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 1. С. 45-47.

8. Римшин В.И., Меркулов С.И. Элементы теории развития бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой // Промышленное и гражданское строительство. 2015. №5. С.38-43.

9. Тур В.В., Малыха В.В Экспериментальные исследования изгибаемых бетонных элементов с комбинированным армированием стальными и стеклопластиковыми стержнями // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F: Строительство. Прикладные науки. 2013. № 8. С. 58-65.

10. Фролов Н.В., Смоляго Г.А., Полоз М.А. Экспериментальные исследования образцов армобетонных балок с различным содержанием в растянутой зоне стержней стеклопластиковой арматуры // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 1. С. 60-64.

11. Ветрова О.А., Семенихин И.О. Проблемы применения неметаллической арматуры и разработка методики экспериментальных исследований бетонных балок, усиленных стеклопластиковой арматурой // Наука и инновации в строительстве (к 45летию кафедры строительства и городского хозяйства): сборник докладов международной научно-практической конференции: в 2 т. Белгород, 2017. С. 33-37.

12. Gross S. , Yost J., Kevgas G.Time-dependent behavior of normal and high strength concrete beams reinforced with GFRP bars under sustained loads // High Performance Materials in Bridges, American Society of Civil Engineers. 2003. P. 451-462.

13. Антаков А.Б. Антаков И.А. Экспериментальные исследования изгибаемых элементов с полимеркомпозитной арматурой при длительном приложении нагрузки // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции: материалы III Международной (IX Всероссийской) конференции НАСКР–2016. Чебоксары, 2016. С. 67 – 72.

14. Берестов А.Е., Крохин А.А., Ветрова О.А. Экспериментальное исследование длительной прочности и деформативности балок с композитным армированием // Материалы VIII международной научно-практической конференции «Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная». Брянск, 2019. С. 78-81.

15. Гениев Г. А. Практический метод расчета длительной прочности бетона // Бетон и железобетон. 1995. №4. С. 25-27.

16. Никулин А.И., Колчунов В.И. Применение энергетических соотношений при построении расчетной модели для определения несущей способности сечений изгибаемых железобетонных элементов // Вестник центрального регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. 2005. № 4. С. 99.