» 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
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 тех.решений 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.В 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:
- Бадьин, С.В. Усиление строительных конструкций при реконструкции и капитальном ремонте зданий: Учебное пособие. - М.: АСВ,2008. -112 с.
- 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.
- 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.
- Бердиёрова Ю.Г. Исследование железобетонных конструкций гидротехнических сооружений и их усиление // Наука, образование и культура. 2022. №1 (61).
Комментарии:
