Abstract. The tendency to use buildings and structures for new purposes is growing every year, which leads to the need to change constructive solutions. In such cases, during inspections, there is a need to analyze the bearing capacity of damaged structures. Damage can occur at various stages of the use of an element in construction: transported, installation, operation, and others. For this period, according to the current standards, the residual bearing capacity is determined by the method of the equivalent element. Thus, the strength of the reduced cross-section is determined (the damaged part is folded back). This calculation excludes from the consideration the zones that perceive the loads, but are located in plane damage. Currently, studies of the effect of damage on the residual strength of elements are constantly increasing, taking into account their expediency. Research is more focused on typical elements such as beams and columns. The compositional properties of reinforced concrete elements significantly increase the number of factors that must be taken into account when performing experimental and theoretical studies in this area. The damage itself, depending on their type and characteristics, has a different effect on the strength of the element. There is also a need to take into account additional variations in external influences on the element in addition to damage, such as: change in the load level, the presence of defects, change in the design scheme of the element due to external factors and others. Thus, the priority is, first of all, the study of idealized injuries, with the subsequent use of this base of developments for the study of this damage with additional factors. This article discusses: research on damaged reinforced concrete elements in Ukraine and abroad; the developed test methodology for bending reinforced concrete elements of rectangular cross-section with damage to concrete in a compressed zone with insufficient reinforcement, with variability in changing the width of damage of 20 and 80 mm with a height of damage of 30 mm is presented; the influence of variability of damage in research specimens with insufficient reinforcement on deformability and bearing capacity is reflected; the influence of damage variability on the change in the real height of the compressed zone from the load level is considered; implementation of conclusions on the result of the study.
Національний університет «Львівська політехніка» Анотація. При визначені несучої здатності похилих перерізів залізобетонних балок (згідно діючих норм) є наведені значення окремих рекомендованих величин, які не залежать від параметрів зразка чи навантаження. В даній статті описано методологію визначення міцності на зріз з пропозиціями щодо визначення коефіцієнта C Rd,c та кута нахилу умовного стиснутого елементу Ѳ при розрахунку залізобетонних зразків з використанням «фермової моделі». Розрахунок з використанням лише величин наведених в нормах показав значну розбіжність результатів. Використовуючи уточнені значення параметрів наведених вище, збіжність результатів становить 16-29% в бік завищення експериментальних даних. Розрахунок композитної системи підсилення показав завищення 23%, що знаходиться в тих же межах, що і для контрольних зразків. Ключові слова: залізобетонні балки, похилі перерізи, підсилення, композитні матеріали. Вступ. Розрахунок залізобетонних конструкцій вимагає високої точності та надійності. Такі вимоги є актуальними через неоднорідність залізобетону як матеріалу, невелику роботу в «пружній» стадії», крихкість та раптовість вичерпання несучої здатності. Особливо, це стосується похилих перерізів в залізобетонних згинаних елементах. Визначення несучої здатності елементів, що працюють на зріз без поперечного армування ускладняються ще і складним напружено-деформованим станом елемента. Розроблення та вдосконалення методів оцінки несучої здатності похилих перерізів є актуальною задачею в інженерні галузі. Аналіз останніх джерел досліджень та публікацій. Залізобетон це один з найпоширеніших будівельних матеріалів в Україні та світі. Його широке застосування викликано дешевизною матеріалів, простотою у виготовлені конструкцій та монтажі складних елементів. Проте під час експлуатації залізобетонні конструкції отримують пошкодження та дефекти, що знижують його несучу здатність та довговічність [1]. Тому, з часом залізобетонні елементи потребують відновлення чи збільшення несучої здатності шляхом підсилення. Найбільш поширеними способами є підсилення шляхом влаштування залізобетонної обойми. Проте, такий спосіб є тривалий в часі та збільшує масу конструкції в цілому. Сучаснішим та ефективнішим є застосування композитних систем підсилення [2]. В їх основу покладено використання високоміцних матеріалів на основі карбону чи P.B.O. волокон. Застосування цих матеріалів є актуальним оскільки вони мають високу міцність, низьку власну вагу та малі геометричні розміри. Значне поширення такі системи підсилення набули для згинаних залізобетонних елементів [3, 4]. Менш поширеним та складнішим випадком є підсилення залізобетонних балок на зріз. Виконання таких досліджень є складним з огляду складного напруженого деформованого стану похилих перерізів [5], особливо при внесенні додаткового фактору у вигляді композитного армування. Отже, основну увагу в цій статті приділено УДК 624.
Бліхарський З., Вегера П., Шналь Т. Експериментальні дослідження несучої здатності залізобетонних балок з пошкодженнями Під час експлуатації всі залізобетонні конструкції піддаються різноманітним впливам. Унаслідок цього в елементах виникають дефекти та пошкодження. Описано вплив пошкоджень розтягнутої арматури на несучу здатність залізобетонних балок. Пошкодження залізобетонних балок виконували за експлуатаційного рівня навантаження -0,5 від несучої здатності контрольних зразків. Загалом було випробувано десять зразків. Змінними параметрами був діаметр розтягнутої арматури, який набував значень 16, 20 та 22 мм і тип пошкодження у вигляді одного отвору та п'яти отворів по центру розтягнутої арматури. Усі інші параметри (робоча висота, поперечний переріз елементів, розрахункова довжина, міцність бетону) були незмінними. Наведено результати експериментальних випробовувань, вказано вичерпання несучої здатності та фізичне руйнування зразків, побудовано графіки деформування розтягнутого армування та стиснутої зони бетону. За результатами випробування, суттєво менша несуча здатніcть зразків КБ-2.13 та КБ-2.14 з робочою арматурою діаметром 16 мм, і відхилення -30,2%. У зразках, пошкоджених при рівнях навантаження, несуча здатність приблизно однакова -в межах 3,7…13,2%. Більшу несучу здатність пошкоджених зразків за рівнів навантаження з пошкодженою арматурою діаметром 20 мм ( площа пошкодженої відповідає площі діаметра 16 мм) порівняно зі зразками з робочою арматурою діаметром 16 мм можна пояснити гіпотезою про термічнозміцнений шар. Аналізуючи отримані дані, встановлено, що рівень навантаження, за якого виконується пошкодження, впливає на несучу здатність залізобетонних зразків. У такому разі залишкова несуча здатність є меншою, ніж у зразках із непошкодженою арматурою аналогічного діаметра. На зміну несучої здатності впливають початковий діаметр арматури та наявність термічно зміцненого зовнішнього шару в розтягнутій арматурі. Також тип пошкодження впливає на розподіл деформацій та несучу здатність згинаних елементів. За більшої кількості дефектів за довжиною знижується концентрація напружень в одній точці, а відповідно, і її несуча здатність. Також згідно з результатами випробовувань встановлено, що початковий діаметр арматури не впливає на залишкову несучу здатність зразків. Ключові слова: залізобетонні балки, пошкодження, дефекти. Blikharkyi Z., Vehera P., Shnal Т. Experimental researches of the bearing capacity of reinforced concrete beams with damagesIn the process of exploitation, all reinforced concrete structures are exposed to various influences. As a result, defects and damages occur in the elements. This article describes influence of the damaged tensile reinforcement on the bearing capacity of reinforced concrete beams. Damage is applied to reinforced concrete beams with operating load level -0,5 from the bearing capacity of control beams. The experiment tested 10 samples. Variable parameters included the diameter of tensile reinforcement, which acquired values 16, 20, and 22 mm, and a type of damage in th...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.