Experience gained in design, erection and operation of span reinforced concrete structures has proved that practically all of them are subject to complex stress-strain state. At that, the researchers pay considerable greater attention to calculation of strength, deformation analysis and determination of crack resistance in normal cross-sections than to calculation of their support zones, including oblique sections, which results are generally taken into account for determining the section dimensions and the quantity of the cross reinforcement.

In the course of operation or armed hostilities the span r.c. structures are subject to substantial damage and considerable reduction of their bearing capacity, especially under low-cycle repeated loading. In this connection it becomes necessary to renew their operation capacity and/or improve their bearing capacity. However, the current design standards contain no recommendations as to determination of the residual bearing capacity of such structures and calculation of their reinforcement. There are methods of the operation capacity renewal and reinforcement of the structures by increasing their sections adding metal or reinforced concrete elements. Still, the calculation methods of such reinforcement are also imperfect. It is proposed to renew operation capacity of such structures by strengthening their tensioned parts with CFRP; the performed experimental research will provide the basis for calculating bearing capacity of said structures with the aid of the deformation method improved by the authors.

Актуальность темы исследования. Большинство пролетных железобетонных конструкций испытывают повторяющиеся нагрузки различные по величине и знаку, то есть сложного напряженно-деформационного состояния. При этом расчету прочности, деформативности и трещиностойкости нормальных сечений исследователями уделяется значительно большее внимание, чем расчетам их приопорных участков, включая наклонные сечения, из-за его сложности и недостаточной изученности. Постановка проблемы. В процессе эксплуатации или в ходе боевых действий пролетные железобетонные конструкции испытывают значительные повреждения и существенное снижения несущей способности, особенно при действии малоцикловой повторной нагрузки. В связи с этим возникает необходимость восстановления их работоспособности и/или увеличения несущей способности. Анализ последних исследований и публикаций. В действующих нормах проектирования отсутствуют рекомендации по определению остаточной несущей способности таких конструкций и расчета их усиления. Известны способы восстановления работоспособности и усиления конструкции за счет увеличения сечения путем присоединения к ним дополнительных металлических или железобетонных элементов. Но методики расчета такого усиления также несовершенны. Выделение неисследованных частей общей проблемы. Восстановление работоспособности указанных конструкций предлагается осуществлять путем усиления растянутых их частей ФАП, а выполненные экспериментальные исследования лягут в основу совершенствования авторами деформационного метода расчета их несущей способности. Постановка задачи. Основной задачей является выявить особенности напряженно-деформированного состояния обычных однопролетных балок, испытанных на действие ступенчато возрастающей нагрузки до наступления предельного состояния или разрушения (серия I), малоцикловой знакопостояной (серия III), а также предварительно поврежденных и усиленных углепластиковыми обоймами (серия V) исследовательских элементов, доведенных до предельного состояния в предыдущих (серия III) экспериментах и сделать обобщенную оценку влияния указанного исследовательского фактора на их несущую способность. Изложение основного материала. Цель заключается в изучении влияния прочности (класса) бетона на прочность, деформативность и трещиностойкость усиленных углепластиком пролетных железобетонных конструкций с учетом влияния других конструктивных факторов, величины и уровня повторной малоцикловой нагрузки высоких уровней с совершенствованием деформационного метода их расчета и разработкой аналогов расчетных моделей их утомительного силового сопротивления действующим нагрузкам и учетом физической нелинейности использованных материалов. Выводы в соответствии со статьей. Значения прогибов железобетонных образцов-балок больше зависят от величины относительного пролета среза. При его увеличении прогибы растут на 43 и 40 % соответственно к сериям.

No abstract

Most span reinforced concrete structures experience repeated loads of various sizes and signs, that is, a complex stress-strain state. During operation or during hostilities, span reinforced concrete structures experience significant damage and a significant decrease in bearing capacity, especially when a low-cycle repeated load is applied. In this regard, there is a need to restore their performance and/or to increase bearing capacity. The current design standards do not contain recommendations for determining the residual bearing capacity of such structures and calculating their amplification. Known methods for restoring performance and strengthening the structure by increasing the cross section by attaching additional metal or reinforced concrete elements to them. But the methods for calculating this gain are also imperfect. It is proposed to restore the operability of these structures by strengthening their stretched parts of the CFRP, and the experimental studies will form the basis for improving the deformation method for calculating their bearing capacity. Obviously, the main reason for the decrease in the bearing capacity of prototypes under low cycle alternating load is the violation of the structure of concrete, especially in the supporting areas, its softening and partial loss of adhesion to the reinforcement. The greatest increase in residual deformations in concrete and transverse reinforcement of the research beams of the first and third series is observed in the first two to three cycles and, as a rule, they stabilize until the fifth or sixth cycle. And in some samples with a minimum class of concrete and the number of transverse reinforcement, these deformations did not stabilize and they collapsed in 6 ... 9 cycles from reaching fatigue strength or a possible decrease in their strength parameters due to statistical error in determining the breaking load of high levels. The prototype fifth-series beams reinforced with external composite reinforcement deformed almost elastically until they reached their ultimate state in compressed concrete or stretched metal or composite reinforcement. The presence of external carbon fiber reinforcement in the lower stretched zone of the beams in series 5 and on their supporting sections allows to increase their bearing capacity in comparison with similar series 3 beams at the same low-cycle load, on average, 1.7 times and partially change the nature of their destruction.