Попередньо напружені конструкції зниженої енерговитратності зі склопластиковим і стальним армуванням

Abstract

UA: В дисертації запропонований і досліджений принципово новий клас склопластбетонних попередньо напружених конструкцій з застосуванням розробленої самозаанкереної склопластикової арматури зниженої енерговитратності. Розроблені і досліджені попередньо напружені елементи з зовнішнім і внутрішнім склопластиковим армуванням, а також комбіновані конструкції зі склопластбетонних і склопластикових елементів. Запропоновані принципи розрахунку. Розроблені локально попередньо напружені залізобетонні елементи зниженої енерговитратності заводського виготовлення, системи зміцнення і натягування арматури. Запропоновані вирішення впроваджені на об'єктах України і Грузії, в спеціальних спорудах, проекті нормативного документа України.

RU: Диссертация посвящена созданию эффективных предварительно напряженных стеклопластбетонных и железобетонных конструкций сниженной энергозатратности, их исследованию, разработке принципов расчета и внедрению в новом строительстве и реконструкции. Предложены новые виды самозаанкеренной стеклопластиковой арматуры и способы их получения; экспериментально установлены закономерности деформирования при кратковременном и длительном действии нагрузки. Получаемая намоткой двухветвевая арматура имеет временное сопротивление Rsn=800...900 МПа, модуль деформации Es=5·104 МПа; однонаправленная с петлевыми окончаниями - Rsn=500...600 МПа, Es=4·104 МПа; хаотического наполнения с анкерными окончаниями - си =350 МПа, Eс=3·104 МПа. Длительная прочность составляет примерно 0,7 от кратковременной. На основе использования разработанной арматуры предложен и экспериментально исследован принципиально новый класс предварительно напряженных стеклопластбетонных конструкций, в которых напрягаемая арматура не имеет контакта с щелочной средой бетона, анкеровка осуществляется за счет зацепления за бетон, натяжение - оттягиванием поперечной нагрузкой. Обеспечивается возможность предварительного напряжения монолитных, неразрезных систем; повышения прочности по наклонным сечениям; применения различных связующих холодного отверждения; снижения энергозатратности и стоимости. Разработаны предварительно напряженные бетонные конструкции с внешним стеклопластиковым армированием, электроизоляционные несущие элементы сниженной энергозатратности. Исследованы закономерности их деформирования и сопротивления одновременным механическим и электрическим воздействиям. В случае обжатия, создаваемого технологическим натяжением волокон, стеклопластиковые обоймы увеличивают прочность при осевом сжатии в 9...14 раз, при осевом растяжении в 1,8...2,8 раза в зависимости от толщины обоймы (1...3 мм) по сравнению с аналогичными бетонными элементами без обойм. В проведенных экспериментальных исследованиях выявлено, что в элементах, получаемых заполнением стеклопластиковых трубчатых образцов бетоном, указанный эффект роста прочности уменьшается и составляет 4-7 раз. Разработаны и исследованы элементы в обоймах и с комбинированным армированием, предварительно напряженные механическим способом. Обжатие повысило трещиностойкость при растяжении в 1,52 раза, при изгибе в 1,34 раза по сравнению с аналогичными элементами без обжатия. Аналогично возрастают величины удельных импульсных электрических напряжений перекрытия и сопротивления изоляции. Экспериментально установлено, что в отличие от железобетонных конструкций, предварительное напряжение стеклопластбетонных элементов повышает их прочность в 1,15...1,4 раза. Разработан способ повышения несущей способности гибких сжатых элементов предварительно напряженным внешним стеклопластиковым армированием. Предложены комбинированные конструкции из разработанных предварительно напряженных стеклопластбетонных элементов с внешним и внутренним стеклопластиковым армированием и стеклопластиковых оболочек и складок, получаемых способом намотки; даны решения узлов их сопряжения. Разработаны методики определения параметров одно- и многоэтапного натяжения арматуры, потерь напряжений. Предложены принципы расчета разработанных конструкций и систем на их основе по предельным состояниям с учетом физической нелинейности. При этом используется шаговый метод в сочетании с внешним и внутренним циклами итераций на каждом шаге нагружения либо догружения.

EN: Basically new class of glass-reinforced plastic concrete prestressed structures with using author developed selfanchored glass-reinforced plastic reinforcement is investigated and suggested in this thesis. Glass-reinforced plastic contact with concrete medium is excepted. Strength along inclinated section and fireprotection are provided. Reinforcement stress loses and power expenditure for manufacturing are lowered. Methods of calculating one and multiply staged reinforcement tensioning parametres and stress losses are developed. Presfressed elements with exterior and interior glass-reinforced plastic reinforcement and combined glassplastic concrete and glassplastic elements structures are suggested. Mechanism of their resistance to mechanical and electric loads, environment is studied. Suggested decisions are installed at the using activities of Ukraine and Georgia and at special structures.