НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ, ДЕФОРМАТИВНІСТЬ ТА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ ПОШКОДЖЕНОЇ БАЛКИ, ПІДСИЛЕНОЇ ФІБРОБЕТОНОМ У СТИСНУТІЙ ЗОНІ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2786-7269.2024.7.297-309Ключові слова:
пошкоджена балка, сталефібробетон, експеримент, несуча здатність, тріщинаАнотація
Наведено результати дослідження несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості пошкодженої балки, підсиленої фібробетоном у стиснутій зоні. Розглядається балка з 40% пошкодженням. Дослідження проходили у два етапи. На першому етапі проведені випробування призм і кубів з бетону та фібробетону, які показали, що введення до складу бетону сталевого фібрового волокна у кількості 2 % за обсягом збільшує межу міцності на стиск на 15,3%. Початковий модуль пружності фібробетону означеної суміші на 38,0% вище, ніж у звичайного бетону такого складу. За результатами експериментальних досліджень призм побудовано діаграму деформування бетону, характер зміни відносних лінійних деформацій фібробетону, а також графіки, що відображують порівняння характеру деформування бетону та фібробетону. На другому етапі на спеціально розробленому стенді проведені випробування зразку балки. Перед бетонуванням в зоні планового пошкодження встановлювався пінопластовий вкладиш, форма і розміри якого відповідали плановому пошкодженню. Після набору бетоном 70% міцності вкладиш видаляли, а утворену порожнину заповнювали 2% сумішшю фібробетону. Встановлено, що балка, переріз якої на 40% пошкоджено в середній стиснутій зоні, а форма пошкодження має вигляд, близький до прямокутного, має несучу здатність 92,0 кН, або 93,9 % несучої здатності непошкодженої балки. Тріщиноутворення почалося на 4-му етапі навантаження, коли величина навантаження становила 26,0кН, тобто 28,3 % несучої здатності пошкодженої балки. При цьому в зоні чистого вигину утворилося 5 тріщин. На п’ятому етапі з'явилися ще дві тріщини. На 8 та 9 етапах навантаження утворилися ще 4 тріщин. Загалом утворилося 12 тріщин. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщин становила 0,6 мм. Таким чином, посилення балки з 40% пошкодженням у стиснутій зоні розглянутим у роботі способом дозволяє досягти її несучої здатності, яка становить 93,9% несучої здатності неушкодженої балки.
Посилання
Voskobiynyk P.P., Ovsii D.M., Voskobiynyk E.P. Experimental studies of restoration of operational properties of reinforced concrete beams with the aim of their reuse. Resource-saving materials, constructions, buildings and structures. Poltava: PoltNTU, 2016. No. 32. P. 451-458. {in Ukrainian}.
Study of the stress-strain state of the supporting areas of reinforced concrete beams under low-cycle loading. V.M. Karpyuk, K.I. Albu, O.K. Kitsak and others. / Bulletin of the Odessa State Academy of Construction and Architecture. 2013. Issue 51. P. 106-116. {in Ukrainian}.
Experimental studies of reinforced concrete beams with defects and damage that cause oblique bending. O.P. Voskobiynyk, O.O. Kitaev, Y. V. Makarenko, E.S. Bugayenko / Collection of labor sciences (industry mechanical engineering, construction). Poltava: PoltNTU, 2011. Issue 1(29). P. 87-92. {in Ukrainian}.
Klymenko E.V., Polyansky K.V. Experimental and theoretical study of the stress-strain state and bearing capacity of inclined sections of damaged reinforced concrete beams of rectangular section. Problems of modern concrete and reinforced concrete: Sat. science tr. BelNIIS Institute; editor: O.N. Leshkevich [and others]. Minsk, 2019. Issue 11. P. 147-163. {in Ukrainian}.
E.V. Klymenko. M.V. Melnyk. To the question of the operation of damaged reinforced concrete structures. Bulletin of the Odessa State Academy of Construction and Architecture, Odessa: ODABA, 2010, Vol. 39. P. 337-342. {in Ukrainian}.
Z.Ya. Bliharskyi. Reconstruction and strengthening of construction structures: study guide / Z.Ya. Bliharskyi. Lviv: Lviv Polytechnic, 2008. 108 c. {in Ukrainian}.
Semenyuk S.D. Experimental studies of the work of reinforced reinforced concrete beams under low-cycle loading / S.D. Semenyuk, Yu.G. Boloshenko // Resource-economical materials, constructions, buildings and structures: a collection of scientific papers. Rivne, 2011. Issue 22. P. 841 – 850. {in Ukrainian}.
Weidner S., Mrzigod A., Bechmann, R., Sobek W. Graue Emissionen im Bauwesen-Bestandsaufnahme und Optimierungsstrategien. Beton-Und Stahlbetonbau, 2021, 116, 969–977. {in German}.
Zdanowicz, Ł.; Seręga, S.; Tekieli, M.; Kwiecień, A. Polymer Flexible Joint as a Repair Method of Concrete Elements: Flexural Testing and Numerical Analysis. Materials 2020, 13, 5732. {in English}
Lye, H.L.; Mohammed, B.S.; Liew, M.; Wahab, M.; Al-Fakih, A. Bond behaviour of CFRP-strengthened ECC using Response Surface Methodology (RSM). Case Stud. Constr. Mater. 2019, 12, e00327. {in English}
Zadoroznikova I.V. Experimental studies of crack resistance and deflections of beams reinforced in a compressed zone / I.V. Zadorozhnikova // Resource-saving materials, constructions, buildings and structures. Rivne, 2007. Issue 15. P. 364 - 369. {in Ukrainian}.
Zadoroznikova I.V. Reinforcement of the compressed zone as a means of restoring the operational qualities of reinforced concrete flexural elements: thesis. Ph.D. technical Sciences: 05.23.01 / I.V. Zadorozhnikova // Lutsk, 2006. 140 p. {in Ukrainian}.
Semenyuk S.D. Calculation of the strength of normal cross-sections of curved reinforced concrete elements strengthened by the expansion of the compressed zone under the action of low-cycle loads / S.D. Semenyuk, Yu.G. Boloshenko // Resource-economical materials, constructions, buildings and structures: a collection of scientific papers. Rivne, 2012. Issue 23. P. 523 - 532. {in Ukrainian}.
Voytsechivskyi O.V. Development of the most effective scheme for the restoration of reinforced concrete beams with modern repair mixtures / O.V. Voitsechivskyi, T.I. Pryndiuk // Resource-saving materials, constructions, buildings and structures: Collection of scientific papers. Rivne: NUVHP, 2004. Issue 11. C. 357 - 361. {in Ukrainian}.
Hnidets B. G. Reconstruction and strengthening of bridges with a change in the static scheme and adjustment of forces // Collection of scientific works: Mechanics and physics of the destruction of building materials and structures. Lviv.: Kamenyar, 2000. Vol. 4. P. 569 - 576. {in Ukrainian}.
Nabil F Grace, G.A. Sayed, A.K. Soliman, K.R. Saleh. Strengthening Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer (FRP) Laminates. Aci Structural Journal.September 1999. 188(8). {in English}
Abdul Saboor Karzad. Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using Fiber Reinforced Polymer. March 2020.DOI:10.13140/RG.2.2.15656.52484. {in English}
Ning Zhuang, Honghan Dong, Da Chen, Yeming Ma.Experimental Study of Aged and Seriously Damaged RC Beams Strengthened Using CFRP Composites. October 2018. Advances in Materials Science and Engineering 2018(6):1-9. DOI:10.1155/2018/6260724. {in English}
Radaikin Oleg, Sharafutdinov Linar. Reinforced concrete beams strengthened with steel fiber concrete. August 2020 IOP Conference Series Materials Science and Engineering 890(1):012045. DOI:10.1088/1757-899X/890/1/012045. {in English}
Fatih Altun, Mehmet M. Köse, Canan Yilmaz, Kamuran Arı. Experimental investigation of reinforced concrete beams with and without steel fiber under explosive loading. January 2008. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences 14(6):419-426. {in English}
Martinola, Giovanni & Meda, Alberto & Plizzari, Giovanni & Rinaldi, Zila. (2010). Strengthening and repair of RC beams with fiber reinforced concrete. Cement & Concrete Composites - Cement Concrete Composites. 32. 731-739. 10.1016/j.cemconcomp.2010.07.001. {in English}
Alasmari, H. (2023). Rehabilitation of overload-damaged reinforced concrete columns using ultra-high-performance fiber-reinforced concrete. Open Engineering, 13(1), 20220437. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0437. {in English}
DSTU B V.3.1-2:2016 Repair and strengthening of load-bearing and enclosing building structures and foundations of buildings and structures. K., 2017. 72 p. {in Ukrainian}.
DSTU B V.2.7-214:2009 Concretes. Methods of determination of strength according to control samples. K.: Ministry of Regional Construction of Ukraine, 2010. 43 p. {in Ukrainian}.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
