Дослідження залізобетонних балок з пошкодженою робочою арматурою за дії навантаження

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.3.2018.25-33

Ключові слова:

Залізобетонні балки, міцність, пошкодження, дефекти, за дії навантаження.

Анотація

В усіх залізобетонних конструкціях наявні дефекти: початкові (отримані при виготовлені) та експлуатаційні (які виникають під час експлуатації елемента). Експлуатаційні дефекти виникають під впливом зовнішнього середовища, агресивного середовища та від механічних впливів. Усі ці пошкодження виникають під дією навантаження – починаючи від власної ваги конструкції та вище лежачих елементів і закінчуючи роботою конструкції в експлуатаційні стадії. Усі дефекти, які виникають при дії будь якого рівня навантаження, призводять до зміни напруженодеформованого стану. Особливої уваги заслуговують дослідження пошкодження розтягнутого армування в згинаних залізобетонних елементах. Тому метою даної статті є визначити вплив на міцність залізобетонних згинаних елементів пошкоджень розтягнутої арматури, отриманих за дії навантаження. Для досягнення поставленої мети досліджень було запроектовано 6 дослідних залізобетонних балок, які поділили на 2 серії: 4 зразки 1 серії та 2 зразки 2-ї. Усі зразки були ідентичних геометричних розмірів. Відмінність полягає в діаметрі розтягнутої арматури: зразки 1-ї серії армовані одним стержнем діаметром 20 мм класу А500С, а зразки 2-ї серії - одним стержнем діаметром 16 мм класу А500С. Корозію арматури імітували шляхом висвердлювання отвору посередині зразка діаметром 5.6 мм. Такий діаметр отвору відповідає корозії поперечного перерізу арматури діаметром 20 мм до діаметра 16 мм. Пошкодження виконувалось при рівні початкового навантаження 0.7 від несучої здатності контрольних зразків. Вичерпання несучої здатності контрольних зразків відбувалось за рахунок досягнення граничних деформацій стиснутою зоною бетону, а для зразків 2-ї серії також настанням текучості в розтягнуті арматурі. Пошкоджені зразки 2-ї серії руйнувались через розрив розтягнутого армування та розламом зразка на дві частини. В той час граничні деформації в стиснутій зоні бетону не досягалися. За результатами досліджень встановлено, що при зменшенні площі поперечного перерізу арматури на 35 %, внаслідок пошкодження розтягнутої арматури отвором діаметром 5.6 мм, при дії навантаження, несуча здатність пошкоджених зразків зменшилась на 11%. В той час як зразки з еквівалентним діаметром арматури до діаметру пошкодженого зразка показали несучу здатність меншу на 37% що приблизно відповідає зменшенню площі поперечного перерізу розтягнутого армування.

Біографія автора

Taras Shnal

Доцент кафедри будівельних конструкцій та мостів к.т.н. доцент

Посилання

Perekrestikov V.A., 1985. Raschet dolhovechnosty konstruktsyonnыkh эlementov pry vozdeistvyy rabochykh sred. Avtoref. dyc... kand. tekhn. nauk: 01.02.03. Saratov, 35 p. (in Russian).

Fagerlund G. Trwalosc, 1997. Konstrukcji betonowych. Arkady. Warszawa. 95 р.

Hordijk D.A., de Moel J.A., Schupack M., 1998. Corroded unboded tendons in a high-rise building: from risk management to maintenance issue. Challenges for concrete in the next millennium. Rotterdam. Vol (2). Р.803-806.

Kolomockoy A.S., Tolstoy A.D., Lesovik V.S., Babushkin V.I., 1990. Vlyianye sulfyda zheleza na stoikost betona k korrozyy treteho vyda. Beton y zhelezobeton. №10. P. 41-42 (in Russian).

Ho Choi, Yasushi Sanada†, Hisatoshi Kashiwa, Yasuhiro Watanabe, Jafril Tanjung, Huanjun Jiang, 2016. Seismic response estimation method for earthquake-damaged RC buildings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, (45). P.999-1018 p.

Maeck, Johan, and Guido De Roeck, 2002 Damage assessment of a gradually damaged RC beam using dynamic system identification. Proceedings of the 20th International Modal Analysis Conference. Los Angeles. California. 5p.

Kos Ž., Gotal Dmitrović L., Klimenko E., 2017. Developing a model of a strain (deformation) of a damaged reinforced 150 concrete pillar in relation to a linear load capacity. Tehnički glasnik - technical journal. Znanstveno-stručni časopis Sveučilišta Syever. Scientific professional yournal of University Nort. Volume 11 Number 4 Varaždin. P.150–154.

Ashokkumar, Kanchanadevi & K, Ramanjaneyulu, 2013. Nonlinear FEA for ultimate strength behavior of Corrosion damaged RC Beam. Journal of Structural Engineering, India. (40). 12-20 p.

German, Magdalena & Pamin, Jerzy, 2018. Numerical model of RC beam response to corrosion. AIP Conference Proceedings. 6p.

Isgor, O., 2016. Modeling corrosion of steel in concrete. Woodhead Publishing, Elsevier. P.249-267 p.

Kaczorowski A., Kalisz H., 1993. Stosowanie betonów natryskowych w robotach remontowych. Inżynieria i Budownictwo. (6). P.222-224.

Michalowska M., 2001. Łączenie starego betonu z nowym za pomocą epoksydowej warstwy sczepnej w elementach malowymiarowych. Prace Instytutu Badawczego Dróg i Mostów. (1). P.1-45.

Szulborski K., Pyrak S., Młotkowski Т., 1995. Wzmocnienie cłźwigarów żelbetowych uszkodzonych wskutek korozji. Inżynieria i Budownictwo. 7-8. P.375-377.

Prem, Prabhat & Murthy, A & Gopal, Ramesh & Bharatkumar, B & Iyer, Nagesh, 2014. Flexural Behaviour of Damaged RC

Beams Strengthened with Ultra High Performance Concrete. Indian Concrete Journal. 89. P. 2057-2069.

Neeladharan, C., 2018. Repair and Strengthening of a Damaged RC Beam using Carbon FRP sheets. International Journal of Advanced Research Trends in Engineering and Technology (5). P.66-69

Balakrishna MN, Fouad Mohammad, Robert Evans, Rahman MM., 2018. Damage assessment of reinforced concrete beams for differential degree of corrosion. Discovery. 54(268). P. 147-156.

Prokat armaturnyi dlia zalizobetonnykh konstruktsii. Zahalni tekhnichni umovy: DSTU 3760:2006 from 11th december 2006. K.: Instytut chornoi metalurhii NAN Ukrainy, 2006. 28 s. (Natsionalnyi stan-dart Ukrainy) (in Ukrainian).

Тurchin, B.R., Bliharskii, Z.Z., Vegera, P.І. & Shnal Т.М., 2017. Research methodology of reinforced beams with damages under the action of a load. Her. of Lviv Polytechnic National University. № 877. P. 213–218 (in Ukrainian)..

Structures of buildings end facilities. Concrete and reinforced concrete structures. General specifications: DBN V.2.6-98:2009 from 1t June 2011. K.: (Building Norms of Ukraine) (in Ukrainian).

Structures of buildings end facilities. Concrete and reinforced concrete structures with heavy weight. Design rules. (2011). DSTU B.V.2.6-156:2010 from 1t June 2011. K.: (National Standard of Ukraine) (in Ukrainian).

##submission.downloads##