vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-225Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONПрочность и деформативность арматуры композитной полимерной при статическом и кратковременном динамическом растяжении и сжатииStrength and Deformability of Polymer Composites Under Tensile and Compressive LoadsПлевковВасилий СергеевичPlevkovVasilii S.pvs@tomsksep.ruБалдинИгорь ВладимировичBaldinIgor V.biwem@yandex.ruКудяковКонстантин ЛьвовичKudyakovKonstantin L.konst_k@mail.ruНевскийАндрей ВалерьевичNevskiiAndrei V.lokop888@gmail.comТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation2016210220180591101Copyright © Плевков В.С., Балдин И.В., Кудяков К.Л., Невский А.В., 20182018Плевков В.С., Балдин И.В., Кудяков К.Л., Невский А.В.Plevkov V.S., Baldin I.V., Kudyakov K.L., Nevskii A.V.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/225

Представлены результаты исследований физико-механических характеристик композитной полимерной арматуры. Экспериментально определены значения основных прочностных и деформационных характеристик стекло- и углекомпозитной арматуры при статическом воздействии осевой растягивающей и сжимающей нагрузки. Дана оценка устойчивости композитных стержней к воздействию щелочной среды. Представлена диаграмма деформирования стекло- и углекомпозитной арматуры при статическом воздействии. Предложены расчетные коэффициенты динамического упрочнения композитной арматуры при кратковременном динамическом воздействии.

The paper presents the investigation results on mechanical-and-physical properties of po­lymeric composites used for reinforcement. The values of the main strength and deformation properties are experimentally obtained for glass fiber-reinforced (GFRP) and carbon fiber-reinforced polymers (CFRP) under static axial tensile and compressive loads. The alkaline medium resistance of GFRP and CFRP bars is estimated in this paper. The deformation diagram is constructed for GFRP and CFRP bars under the static loads. The estimated coefficients are suggested for the dynamic strengthening of reinforcement under the dynamic load.

арматура композитная полимернаястеклокомпозитуглекомпозитпрочностьдеформативностькоррозионная стойкостьдиаграмма деформированиядинамическое упрочнениестатическое нагружениекратковременное динамическое нагружениеpolymer composite reinforcementglass fiber-reinforced polymercarbon fiber-reinforced polymerstrengthdeformabilitycorrosion resistancedeformation diagramdynamic strengtheningstatic loadsdynamic loadsReferencesЭффективность использования инновационных композитных материалов в строительстве / И.С. Птухина, А.С. Далабаев, А.Б. Туркебаев, Д.С. Тлеуханов [и др.] // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 9 (24). - С. 84-96.Ptukhina I.S., Dalabaev A.S., Turkebaev A.B., Tleukhanov D.S. Effektivnost' ispol'zovaniya innovatsionnykh kompozitnykh materialov v stroitel'stve [Efficiency of innovative composite materials in construction]. Construction of Unique Buildings and Structures. 2014. No. 9. Pp. 84–96. (rus)Теплова, Ж.С. Стеклопластиковая арматура для армирования бетонных конструкций / Ж.С. Теплова, С.С. Киски, Я.Н. Стрижкова // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 9 (24). - С. 49-70.Teplova Zh.S., Kiski S.S., Strizhkova Ya.N. Stekloplastikovaya armatura dlya armirovaniya betonnykh konstruktsiy [Fiberglаss reinfоrсement fоr соnсrete struсture reinforcement]. Construction of Unique Buildings and Structures. 2014. No. 9. Pp. 49–70. (rus)Климов, Ю.А. Экспериментальные исследования композитной арматуры на основе базальтового и стеклянного ровинга для армирования бетонных конструкций / Ю.А. Климов, А.С. Солдатченко, Ю.А. Витковский // Бетон и железобетон. Оборудование. Материалы. Технологии. - 2012. - № 2 (7). - С. 106-109.Klimov Yu.A., Soldatchenko A.S., Vitkovskiy Yu.A. Eksperimental'nye issledovaniya kompozitnoy armatury na osnove bazal'tovogo i steklyannogo rovinga dlya armirovaniya betonnykh konstruktsiy [Experimental study of composite reinforcement based on basalt and glass roving for concrete structure reinforcement]. Beton i zhelezobeton. Oborudovanie. Materialy. Tekhnologii. 2012. No. 2. Pp. 106–109. (rus)Макушева, Н.Ю. Сравнительный анализ металлической арматуры и арматуры из композитных материалов / Н.Ю. Макушева, Н.Б. Колосова // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 10 (25). - С. 60-72.Makusheva N.Yu., Kolosova N.B. Sravnitel'nyy analiz metallicheskoy armatury i armatury iz kompozitnykh materialov [Comparative analysis of metal and fibre-reinforcement]. Construction of Unique Buildings and Structures. 2014. No. 10. Pp. 60–72. (rus)Габрусенко, В.В. Об особенностях проектирования конструкций из бетона с композитной арматурой / В.В. Габрусенко // Стены и Фасады. - 2013. - № 2 (68). - С. 45-48.Gabrusenko V.V. Ob osobennostyakh proektirovaniya konstruktsiy iz betona s kompozitnoy armaturoy [Design of concrete structures with composite rebar]. Steny i fasady. 2013. No. 2. Pp. 45–48. (rus)Степанова, В.Ф. Арматура композитная полимерная / В.Ф. Степанова, А.Ю. Степанов, Е.П. Жирков. - М. : Изд-во АСВ, 2013. - 200 с.Stepanova V.F., Stepanov A.Yu., Zhirkov E.P. Armatura kompozitnaya polimernaya [Polymer composite reinforcement]. Moscow: ASV Publ., 2013. 200 p. (rus)Фролов, Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции / Н.П. Фролов. - М. : Стройиздат, 1980. - 104 с.Frolov N.P. Stekloplastikovaya armatura i stekloplastbetonnye konstruktsii [GFRP reinforcement and structures]. Moscow: Stroyizdat Publ., 1980. 104 p. (rus)Nevsky, A.V. Strength and deformability of compressed concrete elements with various types of non-metallic fiber and rods reinforcement under static loading / A.V. Nevsky, I.V. Baldin, K.L. Kudyakov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - V. 71. DOI:10.1088/1757-899X/71/1/012037.Nevsky A.V., Baldin I.V., Kudyakov K.L. Strength and deformability of compressed concrete elements with various types of non-metallic fiber and rods reinforcement under static loading. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. V. 71. DOI:10.1088/1757- 899X/71/1/012037.Urbanskia, M. Investigation on concrete beams reinforced with basalt rebars as an effective alternative of conventional RC structures / M. Urbanskia, A. Lapkob, A. Garbaczc // Procedia Engineering. - 2013. - V. 57. - Pp. 1183-1191. DOI: 10.1016/j. proeng.2013.04.149.Urbanskia M., Lapkob A., Garbaczc A. Investigation on concrete beams reinforced with basalt rebars as an effective alternative of conventional RC structures. Procedia Engineering. 2013. V. 57. Pp. 1183–1191. DOI: 10.1016/j.Kudyakov, K.L. Strength and deformability of concrete beams reinforced by non-metallic fiber and composite rebar / K.L. Kudyakov, V.S. Plevkov, A.V. Nevsky // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - V. 71. DOI: 10.1088/1757-899X/71/1/012030.Kudyakov K.L., Plevkov V.S., Nevsky A.V. Strength and deformability of concrete beams reinforced by non-metallic fiber and composite rebar. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015. V. 71. DOI:10.1088/1757-899X/71/1/012030.Balaguru, P. FRP composites for reinforced and prestressed concrete structures. A guide to fundamentals and design for repair and retrofit / P. Balaguru, A. Nanni, J. Giancaspro. - CRC Press, 2008. - 336 p.Balaguru P., Nanni A., Giancaspro J. FRP composites for reinforced and prestressed concrete structures. A guide to fundamentals and design for repair and retrofit. CRC Press. 2008. 336 p.Лапшинов, А.Е. Перспективы применения неметаллической композитной арматуры в качестве рабочей ненапрягаемой в сжатых элементах / А.Е. Лапшинов // Вестник МГСУ. - 2015. - № 10. - С. 96-105.Lapshinov A.E. Perspektivy primeneniya nemetallicheskoy kompozitnoy armatury v kachestve rabochey nenapryagaemoy v szhatykh elementakh [Prospective use of non-metallic FRP reinforcement in compressed elements]. Scientific and Technical Journal on Construction and Architecture. 2015. No. 10. Pp. 96–105. (rus)Исследование прочности и устойчивости однонаправленных стеклопластиковых стержней при осевом сжатии / А.Н. Блазнов, В.Ф. Савин, Ю.П. Волков, В.Б. Тихонов // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2007. - № 3. - С. 426-440.Blaznov A.N., Savin V.F., Volkov Yu.P., Tikhonov V.B. Issledovanie prochnosti i ustoychivosti odnonapravlennykh stekloplastikovykh sterzhney pri osevom szhatii [Research of strength and stability of unidirectional fiberglass rods under axial compression]. Journal on Composite Mechanics and Design. 2007. No. 3. Pp. 426–440. (rus)Коррозионная стойкость полимерных композитов в щелочной среде бетона / Н.К. Розенталь, Г.В. Чехний, А.Р. Бельник, А.П. Жилкин // Бетон и железобетон. - 2002. - № 3. - С. 20-23.Rozental', N.K., Chekhniy G.V., Bel'nik A.R., Zhilkin A.P. Korrozionnaya stoykost' polimernykh kompozitov v shchelochnoy srede betona [The corrosion resistance of polymer composites in the alkaline environment of concrete]. Beton i zhelezobeton. 2002. No. 3. Pp. 20–23. (rus)Glass fiber reinforced polymer rebar. Technical brochure. - Hughes Brothers Ltd, 1997. - 15 p.Glass fiber reinforced polymer rebar. Technical brochure. Hughes Brothers Ltd. 1997. 15 p.Ramm, W. Report concerning the tests regard to the alkaline consistency of an anchoring of plastic reinforced with glass fiber concerning three-wythed facade panels according to the DEHA-TM System / W. Ramm // Technical report. - 1992. - 32 p.Ramm W. Report concerning the tests regard to the alkaline consistency of an anchoring of plastic reinforced with glass fiber concerning three-wythed facade panels according to the DEHA-TM system. Technical report. 1992. 32 p.Ramm, W. Report concerning tests regarding the alkaline durability of an anchoring system out of reinforced glass fiber plastic for three-layered facade panels according to the DEHA-TM System / W. Ramm // Technical report. - 1993. - 43 p.Ramm W. Report concerning tests regarding the alkaline durability of an anchoring system out of reinforced glass fiber plastic for three-layered facade panels according to the DEHA-TM system. Technical report. 1993. 43 p.Ray, B.C. A review on mechanical behavior of FRP composites at different loading speeds / B.C. Ray, D. Rathorea // Critical reviews in solid state and materials sciences. - 2015. - V. 40. - Pp. 119-135. DOI: 10.1080/10408436.2014.940443.Ray B.C., Rathorea D. A Review on mechanical behavior of FRP composites at different loading speeds. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2015. V. 40. Pp. 119–135. DOI: 10.1080/10408436.2014.940443Mechanical behavior of glass and carbon fiber reinforced composites at varying strain rates / R.O. Ocholaa, K. Marcusa, G.N. Nurickb, T. Franzc. // Composite Structures. - 2004. - V. 63. - Pp. 455-467. DOI: 10.1016/S0263-8223 (03) 00194-6.Ocholaa R. ., Marcusa K., Nurickb G.N., Franzc T. Mechanical behavior of glass and carbon fiber reinforced composites at varying strain rates. Composite Structures. 2004. V. 63. Pp. 455–467. DOI: 10.1016/S0263-8223 (03) 00194-6.Тарек, М.Ф.Э. Прочность преднапряженных изгибаемых балочных элементов, армированных стеклопластиковой арматурой, при действии кратковременных динамических нагрузок : дис. … канд. техн. наук. - М., 1992. - 135 с.Tarek M.F.E. Prochnost' prednapryazhennykh izgibaemykh balochnykh elementov, armirovannykh stekloplastikovoi armaturoi, pri deistvii kratkovremennykh dinamicheskikh nagruzok: dis. … kand. tekhn. nauk [Strength of prestressed tensile beam elements reinforced with fiberglass under dynamic loads. PhD Thesis]. Moscow: Kuibyshev Institute of Civil Engineering, 1992. 135 p. (rus)Попов, H.H. Расчет конструкций на динамические и специальные нагрузки / H.H. Попов, Б.С. Расторгуев, A.B. Забегаев. - М. : Высшая школа, 1992. - 319 с.Popov N.N., Rastorguev B.S., Zabegaev A.B. Raschet konstruktsii na dinamicheskie i spetsial'nye nagruzki [Structural analysis under dynamic and specific loads]. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1992. 319 p. (rus)Плевков, В.С. Динамическая прочность бетона и арматуры железобетонных конструкций / В.С. Плевков. - Томск : Изд-во Томского ЦНТИ, 1996. - 65 с.Plevkov V.S. Dinamicheskaya prochnost' betona i armatury zhelezobetonnykh konstruktsii [Dynamic strength of concrete and rebar of reinforced concrete structures]. Tomsk: TsNTI Publ., 1996. 65 p. (rus)Кумпяк, О.Г. Прочность и деформативность железобетонных конструкций на податливых опорах при кратковременном динамическом нагружении / О.Г. Кумпяк, З.Р. Галяутдинов, Д.Н. Кокорин. - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2016. - 277 с.Kumpyak O.G., Galyautdinov Z.R., Kokorin D.N. Prochnost' i deformativnost' zhelezobetonnykh konstruktsii na podatlivykh oporakh pri kratkovremennom dinamicheskom nagruzhenii [Strength and deformability of reinforced concrete structures on compliant supports under dynamic loads]. Tomsk: TSUAB Publ., 2016. 277 p. (rus)Некоторые вопросы динамики железобетона / О.Г. Кумпяк, В.С. Плевков, Д.Г. Копаница, И.В. Балдин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2000. - № 1. - С. 124-136.Kumpyak O.G., Plevkov V.S., Kopanitsa D.G., Baldin I.V. Nekotorye voprosy dinamiki zhelezobetona [Some questions of concrete dynamics]. Vestnik TSUAB. 2000. No. 1. Pp. 124–136. (rus)Плевков, В.С. Расчетные диаграммы нелинейного деформирования базальтофибробетона при статических и кратковременных динамических воздействиях / В.С. Плевков, С.Н. Колупаева, К.Л. Кудяков // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2016. - № 3. - С. 95-110.Plevkov V.S., Kolupaeva S.N., Kudyakov K.L. Raschetnye diagrammy nelineynogo deformirovaniya bazal'tofibrobetona pri staticheskikh i kratkovremennykh dinamicheskikh vozdeystviyakh [Calculating diagrams of nonlinear deformation of basalt fiber concrete under static and dynamic loads]. Vestnik TSUAB. 2016. No. 3. Pp. 95–110. (rus)Модели нелинейного деформирования углеродофибробетона при статическом и кратковременном динамическом воздействиях / В.С. Плевков, В.В. Белов, И.В. Балдин, А.В. Невский // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - № 3 (56). - С. 72-82.Plevkov V.S., Belov V.V., Baldin I.V., Nevskii A.V. Modeli nelineynogo deformirovaniya uglerodofibrobetona pri staticheskom i kratkovremennom dinamicheskom vozdeystviyakh [Models of nonlinear strain of carbon fibre-reinforced concrete under static and dynamic loads]. Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2016. No. 3 (56). Pp. 72–82. (rus)Плевков, В.С. Оценка прочности и трещиностойкости железобетонных конструкций по российским и зарубежным нормам / В.С. Плевков, А.П. Малиновский, И.В. Балдин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2013. - № 2. - С. 144-153.Plevkov V.S., Malinovskiy A.P., Baldin I.V. Otsenka prochnosti i treshchinostoykosti zhelezobetonnykh konstruktsiy po rossiyskim i zarubezhnym normam [Evaluation of strength and crack resistance of reinforced concrete structures according to Russian and International standards]. Vestnik TSUAB. 2013. No. 2. Pp. 144–153. (rus)

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