ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ КОЛОДЯЗНИХ КІЛЕЦЬ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-11-61-67Ключові слова:
колодязне кільце, бетон, сталефібробетон, експеримент, стенд, несуча здатність, деформація, тріщиностійкість.Анотація
Запропоновано методику проведення експериментальних досліджень несучої здатності та тріщиностійкості колодязних кілець. Залізобетонні елементи кільцевого перерізу використовуються в багатьох інженерних спорудах, таких як колодязі різного призначення, напірні та безнапірні трубопроводи, опори ліній електропередач, водонапірні башти тощо. Існує ряд проблем у виробництві та експлуатації таких залізобетонних конструкцій. Перш за все, це технологічні проблеми, які виникають при виготовленні виробів через труднощі встановлення кільцевого просторового арматурного каркаса в проєктне положення. А на етапі експлуатації, особливо якщо це стосується колодязів, основна проблема – тріщиностійкість і пов’язана з нею вологостійкість. Ефективним способом вирішення цих проблем є дисперсне армування бетону сталевою фіброю. Оцінка такої ефективності потребує додаткових досліджень, насамперед експериментальних. Таких досліджень, насамперед спрямованих на вивчення колодязних кілець, дуже мало.
Для випробувань була розроблена та виготовлена спеціальна конструкція силової платформи. Встановлено, що за характером деформації кільця під дією навантаження, рівномірно розподіленого по його периметру, можна виділити три етапи. На першому етапі до рівня навантаження, що відповідає початку тріщиноутворення, спостерігається лінійна залежність деформації волокон бетону. Величини відносних деформацій практично однакові. На двох наступних стадіях навантаження відбувається різка зміна швидкості зростання деформацій. Навантаження другого ступеня зростає на 35%, а деформації внаслідок розкриття тріщин збільшуються в 1,3 рази. На третій стадії ‒ стадії руйнування ‒ навантаження зменшується (падає) на 4%, а деформації збільшуються майже вдвічі, знову ж таки за рахунок розкриття вже наявних тріщин. Результати дослідження дають можливість для подальшої оцінки впливу дисперсного армування бетону сталевими фібрами на несучу здатність і тріщиностійкість колодязних кілець.
Посилання
[1] Ž. Kos, S. Kroviakov, V. Kryzhanovskyi, I. Grynyova, "Research of strength, frost resistance, abrasion resistance and shrinkage of steel fiber concrete for rigid highways and airfields pavement repair", Applied Sciences, 12(3), 1174, 2022. https://doi.org/10.3390/app12031174
[2] M. Surianinov, S. Neutov, I. Korneieva, Z. Holovata, "Comprehensive Studies of the Mechanical Properties of Fiber Concrete", Materials Science Forum, 1140, pp. 39-46, 2024. https://doi.org/10.4028/p-12xplS
[3] C.P. Dick, Y.P. Korkolis, "Mechanics and full-field deformation study of the Ring Hoop Tension Test", International Journal of Solids and Structures, 51(18), pp. 3042-3057, 2014. doi:10.1016/j.ijsolstr.2014.04.023
[4] Anna Szymczak-Graczyk, "Selected aspects of the design and construction of reinforced concrete sunk wells", , Architectura Budownictwo, 21, 10.22630/ASPA.2022.21.3.21, 2023.
[5] M.O. Davydenko, "Calculation of the strength of fiber-reinforced concrete elements of a circular section normal to the longitudinal axis using the deformation method", Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Management of Ukraine. Series: Technology and Energy of the Agricultural and Industrial Complex, Issue 196(3), pp. 105-108, 2014.
[6] O.V. Andryichuk, "Rabota i raschet elementov koltsevoho sechenyia stalefybrobetona pru povtornukh nahruzkakh", avtoref. dys. na soyskanie uchenoy stepeny kandydata tekhnycheskykh nauk po spetsyalnosty 05.23.01 «Stroytelnue konstruktsyy, zdanyia y sooruzhenyia». Lvov, 2008.
[7] O.V. Andriichuk, Ye.M. Babych, Stalefibrobetonni beznapirni truby: monohrafiia. Lutsk: RVV Lutskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu, 2012.
[8] Ye.M. Babych, S.Ya. Babich, O.V. Andriichuk, "Vplyv bahatorazovykh navantazhen na robotu stalefibrobetonnykh kiltsevykh sektsiinykh elementiv", Resursozberihaiuchi materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy: zbirnyk naukovykh prats, vol. 20, pp. 125-132, 2010.
[9] Ye.M. Babich, S.Ya. Babich, Robota ta rozrakhunok zghynannia stalefibrobetonnykh elementiv: monohrafiia. Drobyshynets. Lutsk: LNTU, 2012.
[10] Tanaka Masafumi & Mashita Kazuhiko, "Retrofitted strength of concrete cylindrical shells reinforced with single layer under concentrated load", Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), no. 75, pp. 1681-1689, 2010. 10.3130/aijs.75.1681.
[11] Vladimir Karpov & Alexey Semenov, "Mathematical model of deformation of orthotropic reinforced shells of revolution", Magazine of Civil Engineering, no. 40, pp. 100-106, 2013. 10.5862/MCE.40.11.
[12] Shen Li, Do Kyun Kim, Qing Quan Liang, "Fibre-Based modelling for predicting the progressive collapse of cylindrical shells under combined axial compression and bending moment", Engineering Structures, vol. 272, 114988, 2022. doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114988.
[13] Rong Li, Meng Yang, Bin Liang, "A new and convenient method for strength evaluation of cracked cylindrical shell based on the ratio of crack tip stresses", Structures, vol. 52, pp. 146-157, 2023. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.03.130.
[14] DSTU B V. 2.6-106:2010. Konstruktsii betonni ta zalizobetonni kolodiaziv kanalizatsiinykh, vodoprovidnykh i hazoprovidnykh merezh. Kyiv. Minrehionbud Ukrainy. 2011.
[15] GOST 8020-2016. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii kolodiaziv kanalizatsiinykh, vodoprovidnykh i hazoprovidnykh merezh. Tekhnichni umovy. Standartinform. 2017.
[16] EN 1992-1-4: Eurocode 2: Design of concrete structures.
[17] DSTU B V.2.7-214:2009. Beton. Metody vyznachennia mitsnosti za dopomohoiu kontrolnykh zrazkiv. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2010.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
