vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2023-25-3-120-127vestniktgasu-1517Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONРасчетное обоснование способа усиления железобетонных стропильных ферм промышленного зданияReinforcement analysis of concrete roof frames of industrial building.ПодшиваловИ. И.PodshivalovI. I.

Подшивалов Иван Иванович, канд. техн. наук, доцент

634003, Томск, пл. Соляная, 2 

Ivan I. Podshivalov, PhD, A/Professor

 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

ivanpodchivalov@list.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202325062023253120127Copyright © Подшивалов И.И., 20232023Подшивалов И.И.Podshivalov I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1517

Объектом исследования являются железобетонные стропильные фермы одноэтажного многопролетного промышленного здания, выполненного из сборных железобетонных конструкций.

Цель работы состоит в расчетном обосновании способа усиления железобетонных стропильных ферм с учетом обнаруженного коррозионного повреждения арматуры и наличия продольных трещин в защитном слое бетона шириной раскрытия в несколько миллиметров.

Расчетное обоснование способа усиления железобетонных стропильных ферм выполнено моделированием их напряженно-деформированного состояния в ПВК MicroFe с созданием расчетной модели в пространственной системе с учетом выявленных повреждений железобетонных конструкций и разработанного технического решения по усилению стропильных ферм.

Расчетным путем обосновано усиление нижнего пояса железобетонных стропильных ферм полимерным волокном с использованием двух расчетных схем – из сталежелезобетонного элемента и из элемента в виде слоистого материала с последующим сравнением полученных результатов.

Purpose

Purpose: Reinforcement analysis of concrete roof frames of one-storey industrial frame building with respect to the detected corrosion of reinforcement and longitudinal cracks with the opening width of several millimeters in the concrete protective layer.

Methodology

Methodology: The analysis is performed by using the finite element modeling in the MicroFe software, the developed model of detected damages of the concrete structures, and design solution of the roof frame strengthening.

Research findings

Research findings: Rationale is given to the lower roof frame strengthening with polymer fiber using two analytical models, namely steel reinforced element and layer material element. The obtained results are then compared.

железобетонный каркасстропильные фермыусилениеуглепластиковое волокнорасчетная модельрасчетная схемаreinforced concrete frameroof framereinforcementcarbon fiberdesign modelanalytical modelReferencesКоянкин А.А., Митасов В.М. Каркас сборно-монолитного здания и особенности его работы на разных жизненных циклах // Вестник МГСУ. 2015. № 9. С. 28–35.Koyankin A.A., Mitasov V.M. Prefabricated solid building frame and its properties in different life cycles. Vestnik MGSU. 2015; (9): 28–35. (In Russian)Ерышев В.А., Латышева Е.В., Малыш А.С. Определение эксплуатационных параметров качества железобетонных конструкций в составе здания без их физического разрушения путем натурных испытаний // Известия КГАСУ. 2015. № 1 (13). С. 75–79.Eryshev V.A., Latysheva E.V., Malysh A.S. In situ testing of performance parameters of reinforced concrete structures without physical fracture. Izvestiya KGASU. 2015; 1 (13): 75–79. (In Russian)Золина Т.В. Порядок проведения обследования здания с целью последующей оценки его остаточного ресурса // Вестник МГСУ. 2014. № 11. С. 98–108.Zolina T.V. Examination procedure for building residual operation life. Vestnik MGSU. 2014; (11): 98–108. (In Russian)Ступишин Л.Ю. Оценка сстояния несущих конструкций зданий и сооружений: ресурс несущей способности зданий с дефектами // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 10. С. 39–44.Stupishin L.Yu. Load-bearing capacity of buildings with defects. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2017; (10): 39–44. (In Russian)Золина Т.В., Туснин А.Р. Увеличение срока эксплуатации промышленного объекта введением конструктивных мер // Вестник МГСУ. 2015. № 6. С. 41–49.Zolina T.V., Tusnin A.R. Extending of operation life of industrial building. Vestnik MGSU. 2015; (6): 41–49. (In Russian)Степанова В.Ф. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии – основа обеспечения долговечности зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 1. С. 13–16.Stepanova V.F. Corrosion protection of concrete and reinforced concrete structures as a basis for building durability. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2013; (1): 13–16. (In Russian)Данилов А.И., Калугин И.А. Усиление растянутых элементов полимерами на основе высокопрочного волокна // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 12. С. 25–31.Danilov A.I., Kalugin I.A. Tensile member reinforcement with high-strength fiber polymers. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2018; (12): 25–31. (In Russian)Устинов А.М., Клопотов А.А., Потекаев А.И., Абзаев Ю.А., Плевков В.С. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев углепластика при осевом растяжении методом корреляции цифровых изображений // Известия Алтайского государственного университета. 2018. № 1 (99). С. 58–63. DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10Ustinov A.M., Klopotov A.A., Potekaev A.I., Abzaev Yu.A., Plevkov V.S. Digital image correlation of stress-strain state of CFRP surface layers under axial tension. Izvestiya Altaiskogo gosudarstvennogo universiteta. 2018; 1 (99): 58–63. DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10 (In Russian)Симаков О.А., Зенин С.А., Кудинов О.В., Осипов П.В. Расчет анкеров из углеродных волокон на вырыв и срез для систем внешнего армирования // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 4. С. 4–8.Simakov O.A., Zenin S.A., Kudinov O.V., Osipov P.V. Strength analysis of carbon fiber anchor for external reinforcement. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2020; (4): 4–8. (In Russian)Римшин В.И., Меркулов С.И. Элементы теории развития бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 5. С. 38–42.Rimshin V.I., Merkulov S.I. Elements of the theory of development of concrete structures with non-metallic composite reinforcement. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2015; (5): 38–42. (In Russian)Золина Т.В., Садчиков П.Н. Моделирование работы конструкций промышленного здания с учетом изменения жесткости в процессе эксплуатации // Вестник МГСУ. 2012. № 10. С. 69–76.Zolina T.V., Sadchikov P.N. Modelling the industrial building performance with respect to stiffness during operation. Vestnik MGSU. 2012; (10): 69–76. (In Russian)Подшивалов И.И., Пляскин А.С., Тарасов А.А. Особенности усиления железобетонных стропильных и подстропильных ферм, получивших эксплуатационные повреждения // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного универиситета. 2022. Т. 24. № 2. С. 147–160.Podshivalov I.I., Plyaskin A.S., Tarasov A.A. Reinforcement of concrete principal and secondary trusses after service damages. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturnostroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2022; 24 (2): 147–160. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.