ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПОШКОДЖЕНОЇ БАЛКИ, ПОСИЛЕННОЇ ФІБРОБЕТОНОМ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2023-6-62-68Ключові слова:
пошкоджена балка, сталефібробетон, експеримент, стенд, несуча здатність, тріщина.Анотація
У роботі наведено результати дослідження несучої здатності пошкодженої під час бойових дій балки, яка була армована сталефібробетоном. Розглядається балка з 20% пошкодженням у стиснутій зоні. Перед бетонуванням в зоні планового пошкодження встановлювався пінопластовий вкладиш, форма і розміри якого відповідали плановому пошкодженню. Після набору бетоном 70% марочної міцності вкладиш видаляли, а утворену порожнину заповнювали 2% сумішшю фібробетону. Це один із варіантів зміцнення балки в комплексній програмі випробувань пошкоджених балок, яка передбачає дослідження серії балок з різними видами пошкоджень, зони пошкодження (розтягнення і стиснення) та її розмірів, геометрії та способу зміцнення. Для тестування автори розробили спеціальний стенд. Плоско-поперечний вигин навантаження досліджуваної балки створюється за допомогою гідравлічного домкрата і металевої двотаврової балки з траверсою, яка передає на балку дві рівновеликі зосереджені сили. Створене навантаження контролюється зразковим динамометром системи Токаря і кільцевим динамометром, який виконує роль опори. Експериментальними дослідженнями встановлено, що балка, поперечний переріз якої у середній стиснутій зоні пошкоджений на 20 %, а форма пошкодження наближена до прямокутної, має несучу здатність 93,6 кН, що становить 95,0 % від несучої здатності непошкодженої балки (98,5 кН). Тріщиноутворення почалося на 5 ступені навантаження, коли значення навантаження становило 32,5 кН, тобто 34,7 % несучої здатності пошкодженої балки. При цьому в зоні чистого вигину утворилося 4 тріщини. На шостому етапі з'явилися ще три тріщини. На 9, 10 і 14 етапах навантаження утворилося ще 7 тріщин. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщини становила 0,8 мм. Протягом усього процесу випробувань фібробетонний вкладиш працював з балкою, як єдине ціле. Можна стверджувати, що підсилення балки з 20% пошкодженням у стиснутій зоні розглянутим у роботі методом дозволяє досягти її несучої здатності, яка становить 95% від несучої здатності непошкодженої балки.
Посилання
[1] Moskva Martinola, Giovanni & Meda, Alberto & Plizzari, Giovanni & Rinaldi, Zila, "Strengthening and repair of RC beams with fiber reinforced concrete", Cement & Concrete Composites, 32, pp. 731-739, 2010. 10.1016/j.cemconcomp.2010.07.001.1962.
[2] Hayder Alghazali, John Joseph Myers, "Behavior of Full-Scale Damaged Beams Repaired Using a Steel Reinforced Polymer (SRP) Technique", Special Publication, vol. 331, pp. 122-135, 2019. DOI: 10.14359/51715597.
[3] 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.
[4] A. Siddika, M.A. Al Mamun, R. Alyousef, & Y.H.M. Amran, "Strengthening of reinforced concrete beams by using fiber-reinforced polymer composites: A review", Journal of Building Engineering, 100798, 2019. doi:10.1016/j.jobe.2019.1007985.
[5] V.G. Kvasha, I.V. Melnyk, M.D. Klympush, "Rekonstruktsiia zalizobetonnoho avtodorozhnoho mosta z pidsylenniam balok prykleienymy vuhleplastykamy", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vol. 10, pp. 267-275, 2003.
[6] O.P. Borysiuk, O.P. Kononchuk, Napruzheno-deformovanyi stan normalnykh pereriziv zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv, pidsylenykh vuhleplastykamy za dii malotsyklovoho navantazhennia : monohrafiia. Rivne: NUVHP, 2014.
[7] O.M. Perlova, "Nesucha zdatnist, zhorstkist ta deformatyvnist zalizobetonnykh elementiv iz zmishanym armuvanniam", dis. … kand. tekhn. nauk: 05.23.01, Derzhavnyi NDI budivelnykh konstruktsii. Kyiv, 2008.
[8] I.V. Melnyk, R.Z. Dobryanskyi, R.I. Kanafotskyi, O.O. Kuzyk, M.V. Filipishyn, "Vyprobuvannia zalizobetonnykh balok z pozdovzhnoiu armaturoiu klasu A-II, pidsylenykh kompozytnymy materialamy Ruredil X Mesh Gold", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 20, pp. 487-492, 2010.
[9] I.V. Zadorozhnikova, "Eksperymentalni doslidzhennia trishchynostiikosti ta prohyniv balok pidsylenykh u stysnutii zoni", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 15, pp. 364-369, 2007.
[10] O.I. Valovoy, O.Yu. Eremen, "Porivniannia efektyvnosti variantiv pidsylennia zalizobetonnykh elementiv shcho pratsiuiut na zghyn", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 14, pp. 352-359, 2007.
[11] S.D. Semenyuk, Yu.G. Boloshenko, "Эksperymentalnыe yssledovanyia rabotы usylennыkh zhelezobetonnыkh balok pry malotsyklovom zahruzhenyy", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 22, pp. 841-850, 2011.
[12] D.V. Popruga, O.I. Valovoy, "Napruzheno-deformovanyi stan pidsylenykh zalizobetonnykh zghynalnykh elementiv vyhotovlenykh na vidkhodakh hirnycho-zbahachuvalnykh kombinativ", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 21, pp. 611-617, 2011.
[13] H.W. Chung, "Epoxy-Repaired Concrete Beams", ACI Journal, vol. 72, no. 5, pp. 233-234, 1975.
[14] S. Kajfasz, "Concrete beams with reinforcement bonded by gluing", International RILEM Conference, Paris, 1967.
[15] ACI 440.2R-02.2008. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, Published by American Concrete Institute, Farmington Hills, July 2008.
[16] CNR-DT 200/2004. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures - Materials, RC and PC structures, masonry structures, CNR, Italian National Reserch Council, Rome, Italy, 2004.
[17] Deutsches Institut fur Bautechnik Z-36.12-80, 2010: General Construction Authorisation for Sika® CarboDur® (Germany).
[18] Instytut badawczy drog i mostow, technical approval No. AT/2003-04- 0336, System materialow Sika CarboDur do wzmacniania konstrukcji obiektow mostowych (Polish).
[19] SIA 166. Klebebewehrungen, 2003 /2004 (CH) (Switzerland).
[20] A.Ya. Barashikov, O.P. Sunak, B.A Boyarchuk, "Eksperymentalni doslidzhennia zghynalnykh zalizobetonnykh elementiv pidsylenykh riznymy sposobamy", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 5, pp. 212-219, 2000.
[21] A.Ya. Barashikov, V.M. Kolyakova, M. Blaly, "Prohybы zhelezobetonnыkh balok posle usylenyia rastianutoi zonы razlychnыmy materyalamy", Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, vyp. 13, pp. 340-345, 2005.
[22] 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.
[23] Karzad, Abdul, "Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer", 2020. DOI:10.13140/RG.2.2.15656.52484.
[24] 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, 2018. DOI:10.1155/2018/6260724.
[25] 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, 567, pp. 399-404, 2014. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.567.399.
[26] 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.
[27] W.A. Obaid, A.K. Al-asadi, H. Shaia, "Repair andstrengthening ofconcrete beam materials using different CFRPlaminates configuration", MaterialsToday: Proceedings., 49, 2806-10, 2022.
[28] DSTU B V.2.7-214:2009. Betony. Metody vyznachennia mitsnosti za kontrolnymy zrazkamy. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2010.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
