МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ПОШКОДЖЕНИХ БЕТОННИХ БАЛОК, ПІДСИЛЕНИХ ВУГЛЕПЛАСТИКОВИМ ПОЛОТНОМ В ПК «ЛІРА-САПР»
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2024-7-73-82Ключові слова:
неметалева композитна арматура, метод скінчених елементів, моделювання, несуча здатність, руйнування, базальтобетонна балка.Анотація
У дослідженні розглядається проблема збереження та покращення архітектурної спадщини в Україні. Багато будівель і споруд мають тривалий термін експлуатації або вже виходять з ладу через вік та інші фактори. Особливо це стосується конструкцій залізобетону, які часто мають різні дефекти та пошкодження. На жаль, немає чітких методів для оцінювання залишкової несучої здатності таких конструкцій. Проте дослідження показує, що залишковий потенціал пошкоджених елементів може бути значно недооцінений. Тому важливо досліджувати та застосовувати ефективні інноваційні рішення для зміцнення конструкцій.
Одним з таких рішень є використання композитних матеріалів (армованих волокнами полімерів, FRP) для зовнішнього армування конструкцій. Композитні матеріали мають багато переваг, таких як висока міцність, мала вага, стійкість до агресивних середовищ та довговічність.
У статті представлено результати чисельного експерименту, який мав на меті дослідити вплив пошкодження та підсилення вуглепластиковим полотном на напружено-деформований стан і залишкову несучу здатність бетонних балок з базальтопластиковою арматурою (BFRP). Для експерименту було підготовлено 15 балок прямокутного перерізу розмірами 2000×200×100 мм, які були розраховані нелінійно за допомогою програми “ЛІРА-САПР”, що використовує метод скінчених елементів. Дані, отримані для кожної балки, були порівняні з результатами лабораторних випробувань, які показали, що підсилення вуглепластиковим полотном збільшує залишкову несучу здатність балок, але не впливає на їх робочу деформацію. Також було проведено порівняльний аналіз залишкової несучої здатності та напружено-деформованого стану складових балок: вуглепластикового полотна, бетону та арматури. Автори стверджують, що моделювання складного напружено-деформованого стану дослідних базальтобетонних балок нелінійними звичайно-елементними розрахунками за допомогою програмного комплексу “ЛІРА-САПР” дозволяє точно відтворити результати експериментів, найімовірнішу схему роботи та руйнування, а також достовірно спрогнозувати їхню несучу здатність.
Посилання
[1] Z.Ya. Bliharskij, Zalizobetonni konstrukciyi v agresivnomu seredovishi ta za diyi navantazhennya ta yih pidsilennya: monografiya. Lviv: Vidavnictvo Lvivskoyi politehniki, 2011.
[2] DBN V.2.6-98:2009. Konstruktsii budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii. Osnovni polozhennia proektuvannia. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2009.
[3] Ye.V. Klymenko, Tekhnichna ekspluatatsiya i rekonstruktsiya budivel ta sporud. Poltava: National University "Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic", 2004.
[4] Ye.V. Klymenko, Tekhnichnyi stan budivel ta sporud. U.: Umanske komunalne vydavnychopolihrafichne pidpryiemstvo, 2010.
[5] M.S. Barabash, I.V. Genzerskyi, A.V. Pikul, O.Yu. Bashynska, "Metody modeliuvannia kompozytnykh materialiv i kompozytnykh konstruktsii v PK «LIRA-SAPR»", Industrial Machine Building, Civil Engineering, Т. 1 (48), pp. 129-137, 2017.
[6] V. Karpyuk, I. Karpyuk, A. Celikova, V. Malahov, A. Hudobich, "Modelyuvannya napruzheno-deformovanogo stanu bazaltobetonnih balok", Visnik Lvivskogo nacionalnogo agrarnogo universitetu. Arhitektura i silskogospodarske budivnictvo, no. 21, pp. 9-14, 2020. [Online]. Available: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vldau_2020_21_4.
[7] A.Ya. Murin, M.M. Ivaniv, "Modelyuvannya roboti zalizobetonnih balok, pidsilenih zovnishnoyu fibroplastikovoyu armaturoyu, u programnomu kompleksi «Lira»", Visnik Lvivskogo nacionalnogo agrarnogo universitetu, no. 13, pp. 94 – 98, 2012.
[8] Zhen-wen Zhang, Zi-hua Zhang, Xuan Wang, Chun-heng Zhou, "Dynamic and static interfacial bonding properties of CFRP-concrete subjected to freeze-thaw cycles", Structures, vol. 37, pp. 947-959, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.01.049.
[9] Ye.V. Klymenko, N.R. Antoniuk, K.V. Polianskyi, "Modeliuvannia roboty poshkodzhenykh zalizobetonnykh balok v PK LIRA-SAPR", Visnyk Odeskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury, Vyp. 77, pp. 58-65, 2019. [Online]. Available: http://visnyk-odaba.org.ua/2019-77/8.pdf.
[10] A.Ia. Muryn, M.M. Ivaniv, O.S. Serheiev, "Modeliuvannia zalizobetonnoi mostovoi balky tavrovoho pererizu, pidsylenoi zovnishnoiu kompozytnoiu armaturoiu", Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo, Vyp. 5 (35), pp. 106-110, 2012.
[11] Prohrama LIRA-SAPR, MONOMAKh-SAPR – prohramy dlia rozrakhunku konstruktsii. Ofitsialnyi sait. [Online]. Available: https://www.liraland.ua.
[12] DSTU-N B V.2.6-185:2012. Nastanova z proektuvannya ta vigotovlennya betonnih konstrukcij z nemetalevoyu kompozitnoyu armaturoyu na osnovi bazalto- i sklorovingu. Kiyiv: Minregionbud, 2012.
[13] Tehnichna karta materialu. Identifikacijnij № 020206020010000025 SikaWrap®-230 C. Tkanina z odnonapryamlenih vuglecevih volokon dlya pidsilennya budivelnih konstrukcij, chastina sistemi pidsilennya SIKA®. SikaWrap-230C-uk-UA-(02-2018).
[14] A. Bambura, O. Gurkivskij, O. Dorogova, I. Sazanova, T. Miroshnik, O. Panchenko, Yu. SobkoK, Rekomendaciyi shodo zastosuvannya kompozitnih materialiv firmi Sika dlya pidsilennya zalizobetonnih konstrukcij. Kiyiv: DP «Derzhavnij naukovo-doslidnij institut budivelnih konstrukcij», 2014.
[15] Organization Standard. Reinforcement of reinforced concrete structures with Sika® composite materials. STO13613997-001-2011. TsNIIPromzdaniy OJSC, Zika LLC, 2011.
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.
