К ВОПРОСУ УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВНЕШНИМ АРМИРОВАНИЕМ КОМПОЗИТНЫМ МАТЕРИАЛОМ

Рассмотрены основные направления применения неметаллической композитной арматуры при усилении эксплуатируемых железобетонных конструкций. Сформулированы основные направления развития теории расчета конструкций с композитной арматурой. Усиленная железобетонная конструкция представляет собой сложную систему, в которой упругий элемент усиления объединяется с железобетонной конструкцией клеевой композицией, обладающей неупругими свойствами. Показано, что основным фактором, обеспечивающим надежность конструкции, является сцепление композитной стержневой арматуры с бетоном. При выполнении усиления внешним армированием композитными материалами необходимо обеспечить совместную работу элемента усиления и основной усиливаемой конструкции. Сегодня методики проектирования усиления железобетонных конструкций композитными материалами не учитывают деформации сдвига в контактном шве, сцепление композитного материала с бетоном косвенно оценивается введением коэффициента условий работы композитного материала при назначении его расчетного сопротивления.
В работе проведены экспериментальные исследования железобетонных конструкций усиленных изгибаемых элементов внешним армированием из композитных материалов различных видов. Использовались железобетонные балки с арматурой класса А500 и с арматурой класса А600. Опытные образцы балок были усилены холстами из стеклоткани и углеткани, углеламинатами. Часть образцов на торцах имели U-образные анкеры из композитного материала. Усиленные балки имели различные схемы разрушения: отслоение композита вследствие разрушения клея в зоне образования нормальных и наклонных трещин, отслоение композита с разрушением бетона защитного слоя, разрыв композита. Часть железобетонных балок до усиления имели трещины в растянутой зоне. Наличие трещин не оказало влияния на несущую способность усиленных балок.

1. Меркулов С.И., Татаренков А.И., Стародубцев В.Г. Усиление железобетонных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2017. № 4. С. 41–43.

2. Меркулов С.И., Дворников В.М., Татаренков А.И., Меркулов Д.С. Исследования усиленных железобетонных конструкций // Известия вузов. Строительство. 2009. № 9. С. 123–129.

3. Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. М.: Стройиздат, 2007, 180 с.

4. Andrae H.-P., Kusch O., Maier M. Carbon Fibre Composites, a New Generation of Rein for cement and Prestressing Tendons // Бетон и железобетон – пути развития: научные труды 2-й Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону (5–9 сентября 2005 г.). М., 2005. Т. 4. С. 535–546.

5. CNR-DT. 200/2004. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP. Systems for Strengthening Existing Structures. Rome. 2004. 144 p.

6. Banthia N. Fiber Reinforced Polymers in Concrete Construction and Advanced Repair Tecnologies. Department of Civil Engineering University of British Columbia. 37 p.

7. Cardolin A. Carbon Fibre Reinforced Polymers for Strengthening of Structural Elements. Division of Structural Engineering, Department of Civil and Mining Engineering, Lulea University of Technology, Sweden. 2003. 194 p.

8. Hoff G.W. Strong Medicine. Fiber-reinforced Polymer Materials Can Help Cure Many Ills that beset Concrete. Concrete Construction. July 2000. P. 40–47.

9. Nanni A. Guides and Specifications for the Use of Composites in Concrete and Masonry Construction in North America // Composites in Construction: A Reality: Proc. Int. Workshop. Capri, Italy, 2001. July 20-2. P. 9–18.

10. Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами. ГУП НИИЖБ. М.: ООО «Интераква», 2006. 48 с.

11. ОДМ 218.3.027–20013. Рекомендации по применению тканевых композиционных материалов при ремонте железобетонных конструкций мостовых сооружений / Росавтодор. М.: РОСДОРНИИ, 2013. 60 с.

12. Римшин В.И., Галубка А.И., Синютин А.В. Инженерный метод расчета усиления железобетонных плит покрытия композитной арматурой // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 3. С. 218–220.

13. Кустикова Ю.О., Римшин В.И., Шубин Л.И. Практические рекомендации и технико-

14. экономическое обоснование применения композитной арматуры в железобетонных конструкциях зданий и сооружений // Жилищное строительство. 2014. № 7. С. 14–18.

15. Юшин А.В., Морозов В.И. Экспериментальные исследования двух пролѐтных железобетонных балок, усиленных композитными материалами по наклонному сечению // Вестник гражданских инженеров. 2014. № 5 (46). С. 77–84.

16. Подольский П.П., Михуб Ахмад. О программе исследований изгибаемых железобетонных элементов, усиленных различными видами композитных материалов // Строительство-2012: сб. научн. трудов. Ростов н/Д, 2012. С. 51–52.

17. Кустикова Ю.О., Римшин В.И. Напряженно-деформированное состояние базальтопластиковой арматуры в железобетонных конструкциях // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 6. С. 6–9.

18. Римшин В.И., Меркулов С.И. О нормировании характеристик стержневой неметаллической композитной арматуры // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 5. С. 22–26.

19. Меркулов С.И. Анализ и перспективы развития усиления бетонных конструкций композитной арматурой // Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения: материалы международных академических чтений. Курск: Курский государственный ун-т. 2015. С. 170–175.

20. Степанов А.Ю., Римшин В.И. Напряженно-деформированное состояние конструкций зданий и сооружений, армированных композитной полимерной арматурой при сейсмическом воздействии // Строительство и реконструкция. 2015. № 1 (57). С. 57–61.

21. Vincenzo Bianco, Joaquim A.O. Barros, Giorgio Monti. Bond Model of NSM-FRP Strips in

22. the Context Strengthening of RC Beams // Journal of Structural Engineering. 2003. June. P. 619–630.

23. Михуб Ахмад, Польской П.П., Маилян Д.Р., Блягоз А.М. Сопоставление опытной и теоретической прочности железобетонных балок, усиленных композитными материалами, с использованием разных методов расчѐта // Новые технологии, МГТУ. Майкоп, 2012. Вып. 4. С. 101–110.

24. Григорьева Я.Е. Экспериментальное исследование влияния внешнего армирования изгибаемых железобетонных балок углеволокном на прочность и жесткость конструкций // Вестник МГСУ. 2011. № 8. С. 181–185.

25. Бадалова Е.Н. Экспериментальные исследования изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных приклеиванием углепластиковых пластин // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Прикладные науки. 2009. № 12. С. 45–50.

26. Бадалова Е.Н. Усиление изгибаемых железобетонных конструкций углепластиковой арматурой // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия. F. Прикладные науки. 2007. № 6. С. 54–59.

27. Параничева Н.В., Назмеева Т.В. Усиление строительных конструкций с помощью углеродных композиционных материалов // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 2. С. 19–22.

28. Римшин В.И., Меркулов С.И. Элементы теории развития бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 5. С. 38–42.

29. Меркулов С.И., Есипов С.М. Прочность и деформативность композитного материала на основе углеродной фибры при одноосном растяжении // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 11. С. 69–73.