» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Март, 2023 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №3 (72) 2023

Автор: Бердиёрова Юлдуз Гулмуродкизи, магистрант
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Название статьи: Исследование железобетонных конструкций гидротехнических сооружений экспериментальным методом

Статья просмотрена: 57 раз
Дата публикации: 25.02.2023

УДК 627.8

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ МЕТОДОМ.

Бердиёрова Юлдуз Гулмуродкизи

магистрант

факультет организации и технологии строительства гидротехнических сооружений,

Национальный исследовательский университет "Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства" National Research University "Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization Engineers"

г. Ташкент, Республика Узбекистан

 

Аннотация. Усиление гидротехнических сооружений важная задача при строительстве и ремонте гидротехнических сооружений (ГТС). Особый интерес вызывают методы включающие элементы усиления в работу с сооружениями, без устранения грунта засыпки со стороны тыловой грани. Материалы выбираются коррозионностойкие и композитные, однако эти материалы еще не нормированы в гидротехнике, популярность и область их применения возрастает с каждым годом. Целью экспериментальных исследования является усиление железнобетонных конструкций ГТС предварительно напряженной поперечной арматурой, включающие межблочные строительные швы и трещины.

 

Введение. Железнобетонные конструкции ГТС подвергаются воздействию нагрузок, образованию трещин в районах действия изгибающих моментов и поперечных сил. Долгая эксплуатация ГТС приводит к необходимости ремонта и усилению. Существуют много различных методов усиления железнобетонных конструкций ГТС, особенно в лицевой стороне, со стороны тыла засыпано грунтовой засыпкой во всю высоту этих сооружений. Следует обратить внимание на применение композитных материалов, стойкие к коррозии при использовании в агрессивной среде, и имеющие меньший вес, чем сталь.

            Одним из способов является усиление изгибаемых конструкций на восприятие поперечных сил при помощи преднапряженных поперечных стержней. В данном случае стержни устанавливаются по внешним сторонам усиливаемой конструкции на местах воздействия избыточной поперечной силы, стягиваясь усиливают балочный элемент в нужной степени.

При разработке техешений по усилению долго используемых железнобетонных конструкций ГТС необходимы экспериментальные исследования с целью обоснования эффективного использования предварительно напряженной поперечной арматуры, встраиваемой в основу бетона конструкции на стороне лицевой стороны ГТС- подпорного сооружения и пересекающей наклонные трещины, образовавшиеся из межблочных строительных швов.

Методы исследования. При исследования использованы методы анализа, синтеза, дедукции, экспериментальный расчёт, наблюдение, моделирование. В качестве примера использованы железнобетонные модели балочного типа, усиленные предварительно напряженной поперечной арматурой в зоне образования наклонных трещин.

Результат. Исследования были проведены на основе модели балочного типа с 2мя вертикальными межблочными строй швами. Изучение работы изгибаемой конструкции со швами и трещинами в местах совместного действия изгибающего момента и поперечной силы (зона среза), и в зоне чистого изгиба можно улучшить при помощи выбора типа модели, схемы ее опирания и нагружения, мест расположения швов, схем армирования, типа арматуры. В исследовании использовано поперечное сечение балки: прямоугольное b×h = 150×300 мм, длина – 2000 мм; класс бетона В30÷В35. При устройстве межблочных строй швов, размещенных на расстоянии 465 мм от торцов балки, бетонирование делалось 2 раза. Опытная модель сделана со стальной рабочей продольной арматурой 2Ø12 класса А400 (коэффициент армирования µ = 0,0056), этомалоармированная конструкция, присущая ГТС. Конструкция опытной балки представлена на рис. 1.

Нагрузка Р от гидравлического домкрата прикладывалась вертикально ступенями и передавалась через горизонтальную траверсу в 2х точках на расстоянии 310 мм от центра балки, расстояние между силами (зона чистого изгиба) составила 620 мм, расстояние между силами и опорами- пролет среза – 540 мм, что показано на рис.1. В опытной балке использованы контрольно-измерительные аппаратуры , на рис.2. Испытания опытной модели проводится в 2 этапа, сопровождающиеся разгружением модели и подготовки к следующему этапу:

1) Первый этап, включает испытание неусиленной конструкции. На этом этапе опытная балка испытывалась без усиления и доходила до разрушения по бетону. Разрушение балки произошло при нагрузке в 57,2 кН опытной балке обнаружены трещины (рис.2а), после раскрытия вертикальных межблочных швов на расстоянии 0,24хш, от сжатой грани в балке случилось выклинивание наклонных трещин по направлению к приложенным силам, а районе между силами в зоне чистого изгиба образована система вертикальных нормальных трещин. Вертикальная трещина по шву – наклонная трещина из шва по направлению к силе – горизонтальная трещина вдоль рабочей стальной арматуры по направлению к опоре»: а) сила Р, соответствующая образованию наклонных трещин из межблочных строительных швов – 46,8 кН (82 % от разрушающей нагрузки); б) сила Р, соответствующая хрупкому разрушению балки – 57,2 кН.

2)Второй этап, включает испытание конструкции усиленной предварительно напряженной поперечной арматурой. Экспериментальное исследование заключалось в установке в пролете среза поперечной арматуры диаметром 12мм по длине наклонных трещин, сформировавшихся из межблочных строй швов. Предварительное натяжение поперечной арматуры производилось на величину 27,2–49,2 Мпа. При увеличении нагрузки на балку деформации в поперечной арматуре увеличилось на максимальную величину εпс=69·10-5, хрупкого разрешения балки при Р=62,4 кН не осуществилось, что соответствует хрупкому разрушению балки без предварительно напряженной поперечной арматуры.

Вывод. Использование предварительно напряженной поперечной арматуры в районе формирования наклонных трещин из межблочных строй швов представляется весьма положительным при усилении малоармированных железобетонных конструкций ГТС, и со стороны лицевой стороны, со стороны тыла грунтовая засыпка во всю высоту сооружений. Эффективным является использование в качестве предварительно напряженной поперечной арматуры – базальтокомпозитную арматуру, особенно со стороны технологии производства работ и сопротивляемости агрессивных сред. Анализ результатов экспериментальных исследований привёл:

  • восстановление несущей способности малоармированной железнобетонной конструкции с межблочными строй швами.
  • работу системы усиления предварительно напряженной поперечной арматурой со всей конструкцией в целом с момента начала нагружения балки.
  • скопление величины ширины раскрытия наклонной трещины в процессе 3х испытаний в зоне действия поперечных сил.
  • снижение прогиба балки, усиленной предварительно напряженной поперечной арматурой.

Целесообразно применить комплексный подход к усилению эксплуатируемых малоармированных железобетонных конструкций ГТС с межблочными строительными швами предварительно напряженной поперечной и продольной арматурой. При выборе материала рекомендуется базальтокомпозитная арматура,  дабы обеспечить прочность и технологические параметры усиления ГТС.



Список литературы:

  1. Бадьин, С.В. Усиление строительных конструкций при реконструкции и капитальном ремонте зданий: Учебное пособие. - М.: АСВ,2008. -112 с.
  2. Мареева, О.В. Применение композитных материалов при усилении железобетонных элементов строительных конструкций / О.В. Мареева, А.В. Кловский // Доклады ТСХА: Сборник статей. М.: РГАУ-МСХА. - 2018. - вып. 290. - Ч. I. - С. 211-214.
  3. Неволин, Д.Г. Усиление железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения полимерными композиционными материалами: монография/ Д.Г. Неволин, Д.Н. Смердов, М.Н. Смердов. -Екатеринбург: УрГУПС, 2017. - 151 с.
  4. Бердиёрова Ю.Г. Исследование железобетонных конструкций гидротехнических сооружений и их усиление // Наука, образование и культура. 2022. №1 (61).


Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: