Дослідження особливостей підсилення залізобетонних балкових конструкцій зовнішнім армуванням

V. Savyovsky, O. S. Molodid

Анотація


Постановка проблеми. Підсилення балкових конструкцій зазвичай виконують кількома класичними способами, зокрема: збільшенням поперечного перетину за рахунок нарощування; зміною статичної схеми роботи за рахунок установки затяжок, підкосів, стійок тощо. Проте влаштування додаткових конструкцій підсилення викликає зменшення міжповерхового простору, збільшення навантаження на опори і фундаменти та зміни конструктивно-планувальних рішень внутрішнього простору будівлі. Альтернативним до зазначених способів підсилення балкових конструкцій є влаштування зовнішнього армування, що полягає в наклеюванні за допомогою спеціальних клеїв на поверхню конструкцій високоміцних полотен, пластин або смужок. Проте вітчизняна науково-технічна та нормативна література фактично лишає поза своєю увагою подібні методи підсилення. Саме тому виконано низку експериментальних досліджень, метою яких було встановлення ефективності підсилення конструкцій за технологією «МАПЕІ» з використанням вуглецевого волокна та пошук альтернативних до неї вітчизняних технологій. Як альтернативні способи автори використали скловолокно, сталеві смуги та сталеві кутики, прикріплені клеєм вітчизняного виробництва. За критерій ефективності технологій прийнята несна здатність підсилених залізобетонних балкових конструкцій на згинання.

За результатами експериментальних досліджень установлено, що підсилення балочок за технологією «МАПЕІ» з використанням вуглецевого волокна збільшує їх несну здатність на 417,6 % порівнянно з непідсиленими балочками. При цьому підсилення балочок сталевими кутиками збільшило їх несну здатність на 343,9 %, сталевою пластиною – на 294,8 %, а скловолокном – на 319,4 %.

Отримані результати вказують на високу ефективність досліджуваних способів підсилення балкових конструкцій та формують напрями подальших досліджень організаційно-технологічних рішень реалізації зовнішнього армування для підсилення балкових конструкцій.


Ключові слова


балкові конструкції; підсилення; зовнішнє армування; несна здатність конструкцій; вуглецеве волокно; сталеві пластини, кутики

Повний текст:

PDF

Посилання


Remont i pidsylennia nesuchykh i ohorodzhuvalnykh budivelnykh konstruktsii ta osnov budivel i sporud: DSTU B V.3.1-2:2016 [Repair and strengthening of bearing and enclosing building constructions and foundations of industrial buildings and structures: the State Standard of Ukraine B V.3.1-2:2016]. Kyiv: UkrNDNC, 2017, 72 p. (in Ukrainian).

Ignatova I.V. Pidsylennia betonnykh konstruktsii za dopomogoiu polimersylikatnoi kompozytsii [Strengthening of concrete structures with the help of a polymer-silicate composition]. Budivelni konstruktsii [Building constructions]. Derzh. n.-d. in-t bud. konstruktsii [State Scientific-Research Institute of Building Construction]. Kyiv, 2011, iss. 75, book 2, p. 614–621. (in Ukrainian).

Rekomendacii po vosstanovleniyu i usileniyu polnosbornyx zdanij polimerrastvorami [Recommendations for the restoration and strengthening of full-fledged buildings by polymer materials]. TbilZNIIEP [Tbilisi Regional Research Institute for Experimental Design]. Moskva: Strojizdat, 1990, 160 p. (in Russian).

Savjovskij V.V. Vozvedenie i rekonstrukciya sooruzhenij [Construction and reconstruction of structures]. Kiev: Lira-K, 2015, 268 p. (in Russian).

Saviovskyi V.V., Molodid O.S. and Malets N.O. Pidsylennia zalizobetonnykh balochnykh konstruktsii zovnishnim armuvanniam [Reinforcement of reinforced concrete beam structures by external reinforcement]. Upravlinnia rozvytkom skladnykh system [Management of difficult systems development]. Kyiv. nats. un-t bud-va i arkhitektury [Kyiv National University of Construction and Architecture]. Kyiv, 2017, no. 29, pp. 198–204.

Texnologicheskaya karta: na vypolnenie rabot po vosstanovleniyu kirpichnyx, zhelezobetonnyx konstrukcij i ix zashchite [Technological card: to perform works on the restoration of brick, reinforced concrete structures and their protection]. OOO “Komposit” [LLC “Composite”]. Kiev, 2009, 7 p. (in Russian).

Shagin A.L., Bondarenko Yu.V., Goncharenko D.F. and Goncharov V.B. Rekonstrukciya zdanij i sooruzhenij. [Reconstruction of buildings and structures]. Moskva: Vyssh. shk., 1991, 352 p. (in Russian).

Shilin A.A, Pshenichnyj V.A. and Kartuzov D.V. Usilenie zhelezobetonnyx konstrukcij kompozicionnymi materialami [Reinforcement of reinforced concrete structures with composite materials]. Moskva: Strojizdat, 2004, 144 p. (in Russian).

Klebearmierung. DIAMONT. DetonabbautechnikAG. Available at: http://www.diamont-ag.ch/klebearmierungen.html. (in German).

Mapeshhrap C UNI-AH. Pokrytie uglevolokonnoe vysokoprochnoe odnonapravlennoe [Mapewrap C UNI-AH. Coating is high-strength, carbon-fiber, unidirectional]. ZAO “MAPEI”. Available at: http://rosmax.com.ua/pdf/mapey/MAPEWRAP%20C%20UNI%20.pdf. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд : ДСТУ Б В.3.1-2:2016. – Чинні з 01.04.2017 ; на заміну ДБН В.3.1-1-2002. – Київ : УкрНДНЦ, 2017. – 72 с.

 

Ігнатова І. В. Підсилення бетонних конструкцій за допомогою полімерсилікатної композиції / Ігнатова І. В. // Будівельні конструкції : міжвідом. наук.- техн. зб. / Держ. н.-д. ін-т буд. конструкцій. – Київ, 2011. – Вип. 75, кн. 2 : Механіка грунтів, геотехніка та фундаментобудування. – С. 614–621.

 

Рекомендации по восстановлению и усилению полносборных зданий полимеррастворами / ТбилЗНИИЭП. – Москва : Стройиздат, 1990. – 160 с.

 

Савйовский В. В. Возведение и реконструкция сооружений / В. В. Савйовский. – Киев : Ліра-К, 2015. – 268 с.

 

Савйовський В. В. Підсилення залізобетонних балочних конструкцій зовнішнім армуванням / В. В. Савйовський, О. С. Молодід, Н. О. Малець // Управління розвитком складних систем : зб. наук. пр. / Київ. нац. ун-т буд-ва і архітектури. – Київ, 2017. – № 29. – С. 198–204.

 

Технологическая карта на выполнение работ по восстановлению кирпичных, железобетонных конструкций и их защите / ООО «Композит». – Киев, 2009. – 7 с.

 

Реконструкция зданий и сооружений / А. Л. Шагин, Ю. В. Бондаренко, Д. Ф. Гончаренко, В. Б. Гончаров. – Москва : Высш. шк., 1991. – 352 с.

 

Шилин А. А. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами / А. А. Шилин, В. А. Пшеничный, Д. В. Картузов. – Москва : Стройиздат, 2004 – 144 с.: ил.

 

Klebearmierung // DIAMONT. DetonabbautechnikAG. – Режим доступу: http://www.diamont-ag.ch/klebearmierungen.html.

 

Mapewrap C UNI-AX. Покрытие углеволоконное высокопрочное однонаправленное / ЗАО «МАПЕИ». – Режим доступу: http://rosmax.com.ua/pdf/mapey/MAPEWRAP%20C%20UNI%20.pdf.