ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ БАЛКИ С ОРГАНИЗОВАННОЙ ТРЕЩИНОЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ДЛИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК

Введение. Оценка степени влияния заранее организованных трещин в растянутой зоне железобетонных балок на их трещиностойкость, деформативность под действием длительных нагрузок.

Материалы и методы. Бетон для образцов готовили как в лабораторных, так и в заводских условиях на портландцементе марки 500 при В/Ц = 0,71; состав бетона 1:1,9:4 (по весу); кубиковая прочность на 28-е сутки – 13,85 МПа; прочность призм размерами 10*10*40 см – 11,48 МПа; расчетный пролет 78 см; арматура периодического профиля класса А400 диаметром 10 мм. Организованные трещины образованы установкой пластины толщиной 0,5 мм и высотой 30 мм на арматуру в зоне максимальных моментов.

Результаты. Эксперименты подтвердили выдвинутые гипотезы о жесткости балок с заранее организованными трещинами по сравнению с балками сплошного сечения под действием длительных нагрузок. Балки с заранее организованными трещинами обеспечивают меньшее приращение прогибов с течением длительного периода времени, чем балки без организованных трещин. Предложенный метод для расчета прогибов железобетонных балок с заранее организованными трещинами под действием длительных нагрузок снижает прогибы примерно на 33%.

Обсуждение и заключение. Установлено, что наличие заранее организованных трещин уменьшает прогибы балок по сравнению с образцами сплошного сечения, фактически являясь регулятором напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций, и ведет к плавному деформированию последних на всех этапах загружения при воздействии длительных нагрузок.

1. Hua Zhu. Crack formation of steel reinforced concrete structure under stress in construction period. Frattura ed Integrità Strutturale, 36 (2016), pp. 191-200.

2. Käthler et al.Effect of cracks on chloridein duced corrosion of steel in concrete. Norwegian Public Roads Administration, NPRA reports, Norwegian Public Roads Administration, 5(2017), pp. 1-41.

3. Barris C, Torres Ll, Baena M, Pilakoutas K, Guadagnini M. Serviceability limit state of frp rc beams. advances in structural engineering, 15(2012), pp.653-63.

4. Yang K.H., Singh J., Lee B.Y., Kwon S.J. Simple technique for tracking chloride penetration in concrete based on the crack shape and width under steady-state conditions. Sustainability, 9(2017), pp.1-282.

5. Wang H.L., Dai J.G., Sun X.Y., Zhang X.L. Characteristics of concrete cracks and their influence on chloride penetration. Constr. Build. Mater. 107(2016), pp. 216–225.

6. Ji Y. Hu Y., Zhang L. Laboratory studies on influence of transverse cracking on chloride-induced corrosion rate in concrete. Cem. Concr. Compos. 69(2016), pp. 28–37.

7. Oh H. K., Park S. M., Hong S. I. Hot deformation and cracking during compression of 21-4N steel. Advanced Materials Research, 1102 (2015), pp. 12-21.

8. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. К расчету прочности, жесткости и трещиностойкости внецентренно сжатых железобетонных элементов с применением нелинейной деформационной модели. Известия КГАСУ, 2013, №4 (26). – С.113 – 120.

9. Annette B. R., Jakob F., Lars G. H. Cracking in flexural reinforced concrete members. dol: 10.1016/j.proeng.2017.02.102. Procedia Engineering 172 (2017), pp. 922 – 929.

10. J. Fisker, L. G. Hagsten, Mechanical model for the shear capacity of R/C beams without stirrups: A proposal based on limit analysis. Engineering Structures 115 (2016), pp.220-231.

11. Mao, L.; Barnett, S.J. Investigation of toughness of ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) beam under impact loading. Int. J. Impact Eng. 99 (2017), pp. 26–38.

12. Jana D, Katarína T. Deflection of a beam considering the creep. Structural and Physical Aspects of Construction Engineering. 190(2017), pp. 459 – 463.

13. Yousefieh N., Joshaghani A., Hajibandeh E., Shekarchi M. Influence of fibers on drying shrinkage in restrained concrete. Constr. Build. Mater. 148(2017), pp. 833–845.

14. Barris C, Torres Ll, Turon A, Baena M, Catalan A. An experimental study of the flexural behaviour of glass fiber reinforced polymer reinforced concrete beams and comparison with prediction models. composite structures 91(2009), pp.286-295.

15. Kara IF, Ashour AF. Flexural performance of fiber reinforced polymer reinforced concrete beams. Composite structures 94(2012), pp.16161625.

16. Miàs C, Torres L, Turon A, Baena M, Barris C. A simplified method to obtain time dependent curvatures and deflections of concrete members reinforced with fiber reinforced polymer bars. Composite structures 92 (2010), pp.1833-38.

17. Goel M. D., Deformation, energy absorption and crushing behavior of single, double and multi-wall foam filled square and circular tubes. Thin-Walled Structures, 90(2015), pp. 1-11.

18. Naseri F., Jafari F., Mohseni E., Tang W., Feizbakhsh A., Khatibinia M. Experimental observations and SVM-based prediction of properties of polypropylene fibres reinforced self-compacting composites incorporating nano-CuO. Constr. Build. Mater. 143 (2017), pp. 589–598.

19. Митасов В.М. Определение напряжений арматуры железобетонного элемента в сечение с трещиной. Известия вузов. 1988. № 3. С. 116 – 118.

20. Митасов В.М., Адищев В.В. Основные предпосылки построения энергетической теории сопротивления железобетона. Известия вузов. 2010. № 5. С.3 – 9.

21. Митасов. В.М., Адищев В.В. Основные положения энергетической теории сопротивления железобетон. Известия вузов. 2010. № 6. С. 3 – 8.

22. Михайлова Н.С., Митасов В.М. Напряженно-деформированное состояние железобетонной балки с трещиной. Материалы Международных академических чтений. Курск : 2007. С. 104 – 108.

23. Михайлова Н.С. Экспериментальные исследования железобетонных балок без трещин и заранее намеченной трещины. Известия вузов. 2007. № 4. С. 110 – 113.

24. Митасов В.М., Логунова М.А., Стаценко Н.В. Новые подходы к решению задач деформирования железобетонных конструкции с трещинами. Известие вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Том 7, №1, 2017. С.77 – 84.

25. Митасов В.М., Чхум А. Деформирование железобетонных балок с формообразующими элементами при длительных нагрузках. Современные наукоемкие технологии. 2018. № 3. С. 79-84.