НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ, ДЕФОРМАТИВНІСТЬ ТА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ ПОШКОДЖЕНИХ БАЛОК З ПІДСИЛЕННЯМ ФІБРОБЕТОНОМ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2024-7-83-90Ключові слова:
пошкоджена балка, сталефібробетон, стенд, несуча здатність, тріщина.Анотація
Представлені результати експериментальних досліджень несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості пошкоджених балок з підсиленням фібробетоном у стиснутій та розтягнутій зоні. Зразки для випробувань виготовлені з бетону та фібробетону. Кількість сталевої фібри у фібробетоні становить 2% обсягу виробу. Попередні випробування проводилися на призмах та кубах. При виготовленні зразків балок перед бетонуванням у зоні запланованого пошкодження встановлювався пінопластовий вкладиш, форма та розміри якого відповідали пошкодженню. Після набору бетоном 70% марочної міцності вкладиш витягувався, а порожнина, що утворилася, заповнювалася 2% сумішшю з фібробетону. Випробування зразків матеріалів показали, що введення до складу бетону сталевого фібрового волокна у кількості 2 % за обсягом збільшує межу міцності на стиск на 15,3%. Початковий модуль пружності фібробетону означеної суміші на 38,0% вище, ніж у звичайного бетону такого складу.
Проведені експериментальні дослідження пошкоджених балок показали, що балка, переріз якої на 40% пошкоджено в середній стиснутій зоні, а форма пошкодження має вигляд, близький до прямокутного, має несучу здатність 92,0 кН, або 93,9 % несучої здатності непошкодженої балки. Тріщиноутворення почалося на 4-му етапі навантаження, коли величина навантаження становила 26,0кН, тобто 28,3 % несучої здатності пошкодженої балки. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщин становила 0,6 мм. Балка, переріз якої на 40% пошкоджено в середній розтягнутій зоні, має несучу здатність 92,4 кН, або 93,2 % несучої здатності непошкодженої балки. Тріщиноутворення почалося на 5-му етапі навантаження, коли величина навантаження становила 32,5кН, тобто 35,2% несучої здатності пошкодженої балки. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщин становила 0,8 мм.
Стверджується, що посилення балки з 40% пошкодженням у стиснутій або розтягнутій зоні розглянутим у роботі способом є ефективним, оскільки дозволяє досягти її несучої здатності, яка становить понад 93 % несучої здатності неушкодженої балки.
Посилання
[1] Yu.Yu. Zyatyuk, "Rezultati eksperimentalnih doslidzhen zalizobetonnih balok pidsilenih v stisnutiy ta roztyagnutiy zonah", Mistobuduvannya ta teritorialne planuvannya, vip. 61, pp. 216-222, 2016.
[2] Yu.Yu. Zyatyuk, "Robota zalizobetonnih balok pidsilenih u stisnutIy ta roztyagnutiy zonah pri diyi malotsiklovih navatazhen", Suchasni tehnologiyi ta metodi rozrahunkiv u budivnitstvi, vip. 5, pp. 215-223, 2016.
[3] O.P. Voskobiynik, O.O. Kitaev, Ya.V. Makarenko, E.S. Bugaenko, "Eksperimentalni doslidzhennya zalizobetonnih balok z defektami ta poshkodzhennyami, yaki viklikayut kosiy zgin", Galuzeve mashinobuduvannya, budivnitstvo, vip. 1(29), pp. 87-92, 2011.
[4] E.V. Klimenko, K.V. Polyanskiy, "Eksperimentalnoe i teoreticheskoe issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya i nesuschey sposobnosti naklonnyih secheniy povrezhdennyih zhelezobetonnyih balok pryamougolnogo secheniya", Problemyi sovremennogo betona i zhelezobetona, vip. 11, pp. 147-163, 2019.
[5] E.V. Klimenko, K.V. Polyanskiy, "Eksperimentalni doslidzhennya napruzheno-deformovanogo stanu poshkodzhenih zalizobetonnih balok", Visnik Odeskoyi derzhavnoyi akademiyi budivnitstva ta arhitekturi, vip. 76, pp. 24-30, 2019.
[6] Irina Karpyuk, Roman Glibotskiy, Vasil Karpyuk, Alina Tselikova, Anatoliy Kostyuk, "Porivnyalniy analiz nesuchoyi zdatnosti etalonnih ta poshkodzhenih betonnih balok z bazaltoplastikovoyu armaturoyu, pidsilenih vugleplastikovim polotnom", Resursoekonomni materiali, konstruktsiyi, budivli ta sporudi, pp. 290-297, 2022. 10.31713/budres.v0i41.33.
[7] Nabil F Grace, G.A. Sayed, A.K. Soliman, K.R. Saleh, "Strengthening Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer (FRP) Laminates", Aci Structural Journal, 188(8), 1999.
[8] Abdul Saboor Karzad, Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer. 2020. DOI:10.13140/RG.2.2.15656.52484.
[9] Ning Zhuang, Honghan Dong, Da Chen, Yeming Ma, "Experimental Study of Aged and Seriously Damaged RC Beams Strengthened Using CFRP Composites", Advances in Materials Science and Engineering, 2018(6):1-9. https://doi.org/10.1155/2018/6260724.
[10] Md Ashraful Alam, Ali Sami Abdul Jabbar, Zamin Jumaat, Kamal Nasharuddin Mustapha, "Effective Method of Repairing RC Beam Using Externally Bonded Steel Plate", Applied Mechanics and Materials, no. 567, pp. 399-404, 2014. https://www.scientific.net/AMM.567.399.
[11] A. Al-khreisat, M. Abdel-Jaber, A. Ashteyat, "Shear Strengthening and Repairing of Reinforced Concrete Deep Beams Damaged by Heat Using NSM–CFRP Ropes", Fibers, 11(4), 35. 2023. https://doi.org/10.3390/fib11040035.
[12] S. Kulendren, C. Fernando, P. Gamage, "Strengthening of Damaged Out of Plane Curved Reinforced Concrete Beam Using Carbon Fiber Reinforced Polymer", Moratuwa Engineering Research Conference (MERCon). (2020). doi:10.1109/mercon50084.2020.9185.
[13] M.R. Gaber, H.A. Al-Baghdadi, "Response of Damaged Reinforced Concrete Beams Strengthened with NSM CFRP Strips", Key Engineering Materials, 857, pp. 3-9, 2020. https://doi.10.4028/www.scientific.net/kem.857.3.
[14] Ali Saribiyik, Bassel Abodan, Muhammed Talha Balci, "Experimental study on shear strengthening of RC beams with basalt FRP strips using different wrapping methods", Engineering Science and Technology, vol. 24, Issue 1, pp. 192-204, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2020.06.003.
[15] Mohammed Elghazy, Ahmed El Refai, Usama A Ebead, Antonio Nanni, "Fatigue and Monotonic Behaviors of Corrosion-Damaged Reinforced Concrete Beams Strengthened with FRCM Composites", Journal of Composites for Construction, 22(5), 2018. DOI:10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000875.
[16] Ali Jahami, Yehya Temsah, Jamal Khatib, "The efficiency of using CFRP as a strengthening technique for reinforced concrete beams subjected to blast loading", International Journal of Advanced Structural Engineering, pp. 411-420, 2019.
[17] Fatih Altun, Mehmet M. Köse, Canan Yilmaz, Kamuran Arı, "Experimental investigation of reinforced concrete beams with and without steel fiber under explosive loading", Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 14(6), pp. 419-426, 2008.
[18] Radaikin Oleg, Sharafutdinov Linar, "Reinforced concrete beams strengthened with steel fiber concrete", IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 890(1), 012045, 2020. DOI: 10.1088/1757-899X/890/1/012045.
[19] H. Alasmari, "Rehabilitation of overload-damaged reinforced concrete columns using ultra-high-performance fiber-reinforced concrete", Open Engineering, 13(1), 20220437, 2023. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0437.
[20] Thanh Tung Pham, Ngoc Tan Nguyen, Thi-Thanh Thao Nguyen, Ngoc Linh Nguyen, "Numerical analysis of the shear behavior for steel fiber reinforced concrete beams with corroded reinforcing bars", Structures, vol. 57, 105081, 2023. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.105081.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
