Будівельні конструкції. Теорія і практика

Експериментальні дослідження міцності на розтяг бетону армованого базальтовой фіброю

Юлій Клімов — 2024-12-24

Неметалева композитна арматура знаходить все більш широке застосування у сучасному будівництві, що обумовлено високими механічними характеристиками, стійкістю до корозії, довговічністю у середовищі бетону і зовнішньому агресивному середовищі та іншими властивостями. При цьому, зазвичай, неметалева композитні арматура застосовується у вигляді стержнів з основним несучим елементом у вигляді базальтового, скло, арамідного або ровінгу з інших матеріалів, який представляє собою тонкі волокна діаметром в межах 7…20 мкм. Зазначений ровінг, як елемент армування бетонних конструкцій, у значно меншій мірі застосується у вигляді фібри, хоча він є реальною альтернативою традиційній сталевій фібри з усіма перевагами фібрового армування, до якого додається ще й корозійна стійкість.

Ситуація, що склалася пояснюється обмеженою кількістю експериментально-теоретичних досліджень неметалевого фібрового армування, зокрема міцності на розтяг, яка є однією з основних переваг фібрового армування бетону.

У даній статті наведені результати експериментальних досліджень міцності на розтяг бетону, армованого фіброю з базальтового ровінгу діаметром 16 мкм і довжиною 24 мм, які включали в себе випробування на розтяг при згині трьох серій зразків бетону з класом міцності на стиск, відповідно, С20/25, С25/30, С30/35 і відсотком фібрового армування у межах 2,0…8%.

В результаті проведених досліджень встановлено, що армування фіброю з базальтового ровінгу призводить до збільшення міцності бетону на осьовий розтяг. Так, для бетону класу С20/25 міцність на розтяг при відсотках армування в діапазоні 2,0…8,0% збільши-лася з 1,64 до 2,18 МПа, класу С25/30 – з 1,82 до 2,17 МПа, для бетону С30/35 при відсотках армування в діапазоні 2,0…6,0% - з 2,12 до 2,22 МПа. При цьому, найбільш інтенсивне зростання міцності на розтяг мало місце при збільшенні відсотку армування в межах 2,0…4,0%. При подальшому збільшенні відсотка армування у межах 6,0…8,0% це зростання припинялося, що свідчить про те, що найбільш ефективним є фіброве армування у межах 2,0…4,0% незалежно від класу бетону за міцністю на стиск.

За інших рівних умов, зростання міцності бетону на осьовий розтяг при збільшенні відсотку фібрового армування в межах 2,0…8,0% складає 15…20% у порівнянні з бетоном без армування.

Аналіз існуючих досліджень деревини на ударні та балістичні навантаження

Денис Михайловський — 2024-12-24

Деревина є одним з найстаріших будівельних матеріалів. Проте з настанням промислової революції металеві та залізобетонні конструкції майже повністю витіснили деревину з ринку основних будівельних матеріалів. В той же час деревину широко використовують при виготовленні меблів, оздоблення, підлог, допоміжних конструкцій та інше, і це стосується всіх сфер людського життя і побуту. Окрему нішу займає деревина як матеріал фортифікаційних споруд, як найбільш доступний.

Дослідження балістичних характеристик деревини найбільш актуальні в криміналістиці, через факт того, що кулі випущені в міських умовах дуже часто, потраплять в дерев’яні предмети [1].

Війна розв’язана російською федерацією в Україні змушує інженерів шукати найбільш раціональні матеріали для спорудження будівель як цивільного так і військового призначення. І в даному випадку деревина може бути конкуренто-спроможним матеріалом поряд з бетоном та сталлю, з огляду на доволі хорошу здатність деревини поглинати енергію.

Певні види деревини вважаються ударостійкими, так бук використовується для виготовлення головок молотків [3]. Окрім суцільної деревини існує досить велика кількість матеріалів на основі деревини, таких як: клеєна деревина, поперечно-клеєна деревина, брус з клеєного шпону та багато інших.

Дані матеріали вже широко використо-вуються при зведенні як малоповерхових та багатоповерхових будівель. Властивості даних матеріалів на сприйняття вертикальних та горизонтальних навантажень активно досліджуються починаючи з 60-х років минулого століття. Проте характеристики на ударну міцність та балістичні властивості даних матеріалів майже не дослідженні.

В цій роботі розглянуті питання стану сучасних досліджень балістичних властивостей деревини та матеріалів на її основі з перспективою подальших досліджень і використання в спорудах інженерного захисту.

Розрахунок залізобетонних конструкцій на вогнестійкість за температурним режимом вуглеводневої пожежі

Олег Фесенко — 2024-12-24

Об’єкти критичної інфраструктури України, зокрема об’єкти енергетики, часто стають ціллю терористичних атак військ Російської федерації. Такі об’єкти потребують улаштування інженерного захисту будівель, споруд та дахів. Руйнування та пошкод-ження будівельних конструкцій внаслідок вибухового впливу можуть супроводжуватися виникненням пожежі.

Пожежі на об’єктах критичної інфраструктури характеризуватися високою інтенсивністю. Температурний режим вуглеводневої пожежі відзначається стрімким підвищенням температури до 1100 °С у перші 5 хв після займання.

Розрахунок на вогнестійкість за температурним режимом вуглеводневої пожежі можливо виконувати тільки за допомогою уточнених методів. Табличні дані і спрощені методи можна застосувати лише для стандартного температурного режиму.
У цій статті наведено результати розрахунку монолітних залізобетонних стін, колон і плит на вогнестійкість за температурним режимом вуглеводневої пожежі. Конструкції для розрахунку на вогнестійкість були прийняті як такі, що є характерними для захисних споруд навколо об’єктів критичної енергетичної інфраструктури.

Розрахунок залізобетонних конструкцій на вогнестійкість за температурним режимом вуглеводневої пожежі було виконано із застосуванням програмного комплексу ЛІРА-САПР Теплофізичний розрахунок конструкцій було виконано за умов, що моделюють вогневий вплив пожежі, яка розвивається за температурним режимом вуглеводневої пожежі: на стіни і плити – з однієї сторони, на колони – з чотирьох сторін. Тривалість вогневого впливу пожежі була прийнята відпо відно до нормованого класу вогнестій-кості конструкцій.

Залишкову несучу здатність залізобетонних конструкцій після вогневого впливу за температурним режимом вуглеводневої пожежі було обчислено для їх приведеного перерізу. Міцність бетону та арматури конструкцій було прийнято з урахуванням їх зниження внаслідок вогневого впливу за температурним режимом вуглеводневої пожежі.

Методи розрахунку підсилення залізобетонних конструкцій із застосуванням попередньо напружених канатів з використанням програмних комплексів

Дмитро Сморкалов — 2024-12-24

Проблема підсилення залізобетон-них конструкцій залишається однією з ключових у сучасному будівництві, особливо з огляду на зростання експлуатаційних навантажень, фізичний знос, а також наслідки стихійних лих та військових дій. Попередньо напружені канати дають змогу не лише підвищити міцність конструкцій, а й продовжити їхній термін служби, забезпечуючи економічну доцільність ремонту чи реконструкції.

В даній статті наведено основні методи розрахунку таких монолітних залізобетонних конструкцій з використанням програмних комплексів SCAD Office, LIRA-SAPR, SOFiSTiK.
Основною перевагою використання попередньо напружених канатів є їх здатність рівномірно розподіляти навантаження у конструкції, зменшуючи ризик виникнення тріщин і знижуючи деформації. Удосконалення методів розрахунку, завдяки викорис-танню програмних комплексів, дозволяє оптимізувати ці процеси, забезпечуючи точ-ність та ефективність інженерних рішень.

В Україні спостерігається все ширше впровадження сучасних і ефективних методів будівництва, що демонструється зростанням популярності технологій, таких як використання попередньо напруженої арматури у монолітних залізобетонних конструкціях. Це сприяє підвищеню якості, довговічності та надійності будівель, а також оптимізації витрат матеріалів і ресурсів. Такий підхід формує нові стандарти у будівниц-тві та забезпечує конкурентоспроможність на міжнародному ринку.

Основною метою роботи є сприяння поширенню, дослідженню та впровадженню технологій монолітного будівництва з використанням попередньо напруженої канатної арматури. Важливим аспектом є створення сучасної нормативної бази, яка дозволить ефективно проєктувати та будувати такі конструкції. Це допоможе підвищити рівень надійності, довговічності та безпеки будівельних об’єктів, а також сприятиме розвитку інноваційних рішень у будівельній сфері України.

Застосування клеєної та поперечно-клеєної деревини при реконструкції та новому будівництві

Денис Михайловський — 2024-12-24

Стаття присвячена актуальній проблемі відновлення зруйнованих внаслідок воєнних дій будівельних об’єктів України. Розглянуто питання виготовлення та ефективного застосування панелей з поперечно-клеєної деревини та інших виробів з клеєної деревини для застосування при реконструкції, відновленню пошкоджених будівельних об’єктів та новому бу-дівництві. Чому може сприяти доступність сировинної бази, її відновлюваність та легкість видобування і обробки.

Поперечно-клеєна деревина – це відносно новий будівельний матеріал на основі деревини, який являє собою масив з дошок склеєних пошарово у взаємо перпенди-кулярному напряму. Шари пиломатеріалу склеюються між собою під тиском, утворю-ючи фактично монолітну плиту.

Виготовлення поперечно-клеєної деревини вирішує одну з важливих задач, а саме використання малих і середніх розмірів поперечних перерізів дошок для створення великих масивів, що дозволяє значно економити ділову деревину.

Наведені основні переваги клеєної та поперечно-клеєної деревини як будівельних матеріалів та доведена доцільність їх застосування для будівель і споруд різноманітного функціонального призначення. Представлено приклади зведених сучасних багатоповерхових будинків з використанням панелей з поперечно-клеєної деревини в усьому світі.

Завдяки нівелюванню частини вад цільної деревини та збереженню однієї з основних переваг, а саме малій вазі при відносно великих значеннях міцності, клеєна та поперечно-клеєна деревина може стати одним з основних матеріалів при забудові нових територій та відновленні чи реконструкції пошкоджених внаслідок воєнних дій будинків і споруд різноманітного призначення.

Мала вага конструкцій з клеєної та поперечно-клеєної деревини зменшить затрати на підсилення існуючих конструкцій та витрати матеріалів на нові фундаменти за умови нового будівництва як мінімум на 30% в порівняння з будинками зведеними за допомогою більш традиційних матеріалів.

Результати технічного обстеження логістичного центру у м.Бровари, після ракетно - артилерійського обстрілу у березні 2022 року.

Микола Доброхлоп — 2024-12-24

У статті наведені результати обстеження і деталі руйнування залізобетонних конструкцій будівлі холодильника з вбудовано-прибудованими адміністративно-побутовими приміщеннями. Будівля отримала пошкодження внаслідок влучання двома крилатими ракетами «повітря-земля», а потім по будівлі і прилеглій території неодноразово були нанесені удари системами залпового вогню «Град» під час бойових дій у лютому-березні 2022 р. Наслідком влучання ракет стала масштабна пожежа, яка три-вала декілька днів, через неможливість її гасіння під час ведення бойових дій на відстані до 10 кілометрів від будівлі. Наслідком потрапляння в будівлю боєприпасів і пожежі стало руйнування несучих залізобетонних конструкцій каркасу будівлі, втрата стійкості і руйнування елементів будівлі.

В статті стисло описані характеристики будівлі (конструктивна схема, види конструкцій) і наведені різні типи руйнувань несучих залізобетонних конструкцій каркасу будівлі, в залежності від основних чинників, які на них впливали (механічний вплив, динамічні навантаження і довготривалий вплив на конструкції високої температури при пожежі).

Наведені та проілюстровані фотографіями різні види руйнування як попередньо напружених згинальних елементів, так і ненаgружених залізобетонних колон, що зазнали динамічного навантаження та температурного впливу від пожежі.

Також наведено схема розташування зон пошкодження конструкцій в будівлі, і прове-дена попередня оцінка впливу різних чинників на руйнування несучих залізобетонних конструкцій каркасу будівлі, вплив їх на стійкість і несучу здатність конструкцій.

Вибір раціональної висоти сталевих балкових конструкцій з урахуванням коефіцієнта динамічності під час дії епізодичного навантаження

Артем Білик — 2024-12-24

В статті розроблено узагальнений підхід пошуку раціональної висоти сталевої балкової конструкції: ферми або балки покриття під час дії епізодичного короткочасного навантаження імпульсної дії. Дослідження виконані на підставі створення узагальненої фізико математичної моделі пошуку раціональноївисоти сталевої ферми підвищеної надійності з урахуванням дії імпульсного зосередженого навантаження, яке дії по середині прольоту конструкції. Вибір раціональної висоти сталевої ферми прийнято за узагальненою методикою оптимального проєктування з урахуванням обмежень за міцністю і стійкістю. Тому можна прийняти, прийняти, що застосований підхід дає обмежено методологічний оптимальний результат, але він є достатнім, враховуючи складність поставленої задачі, для варіантного проєктування.

За цільову функцію прийнято аналітичний вираз витрат сталі з урахуванням коефіцієнта динамічності за згинальним моментом. Запис аналітичної цільової функції витрат сталі конструкції ферми із перехресною решіткою виконано з урахуванням уніфікації сталевих елементів, також враховано вплив конструктивних коефіцієнтів. За фізико-математичну модель сталевої ферми покриття прийнята конструкція ідеального двотавра з урахуванням деформації зсуву перерізу при визначенні коефіцієнта динамічності. Отримані аналітичні вирази (критерії раціональності) для визначення
раціональної (обмежено-оптимальної) висоти ферми з урахуванням впливу коефіцієнта динамічності. Про-ведені числові дослідження обмежено-оптимальної висоти сталевої конструкції ферми покриття.

Підтверджено, що в залежності від статичного та імпульсного навантаження та геометричних параметрів сталевої конструкції покриття, коефіцієнт динамічності впливає на визначення раціональної висоти сталевої конструкції. Отриманий критерій раціональності конструкції враховує також вплив співвідношення власної ваги конструкції сталевої ферми покриття і конструкції покриття з урахуванням огороджувальних несучих конструкцій плит покриття.

Аналітичний критерій раціональної висоти сталевої ферми покриття із впливом імпульсного навантаження включає і критерій раціональності оптимальної висоти ферми при статичному навантаженні. За результатами досліджень отримана практична методика визначення раціональної конструкції сталевої ферми покриття під час варіантного проєктування з урахуванням дії імпульсних навантажень.

Сучасні методи ідентифікації небезпек руйнування будівель, споруд та конструкцій у реальних умовах експлуатації

Василь Клюєв — 2024-12-24

Проблема ідентифікації небезпек руйнації будівель, споруд та конструкцій в умовах реальної експлуатації об’єкта виникає за необхідності забезпечення безпеки людей і майна. Дана проблема особливо актуальна у зв'язку із постійним збільшенням обсягів будівництва та експлуатації будівельних об’єктів різного функціонального призначення.

Важливість ідентифікації небезпек руйнації експлуатованих об’єктів полягає в тому, щоб заздалегідь виявити потенційні загрози руйнування та прийняти відповідні заходи з їх локалізації. Ця проблема вимагає комплексного підходу, який охоплює постійний моні-торинг технічного стану, визначення реальних умов експлуатації, аналіз структурної міцності конструктивних елементів та розробку відповідних стратегій з технічного обслуговування, підсиленню або заміни конструкцій, проведення ремонтно-відновлювальних робіт чи реконструкції.

Небезпеки руйнувань можуть виникати з різних причин і можуть представляти серйозну загрозу для життя, здоров’ю людей та ціліcності майна.

Деякі з основних факторів, які можуть призвести до руйнування, включають: старіння та фізичний знос; природні реологічні процеси (деградація матеріалів); зміна проектних умов і умов експлуатації.

Крім того, небезпека може збільшуватися внаслідок природних катаклізмів, таких як землетруси, повені, урагани тощо. Потенційні загрози руйнувань становлять скриті дефекти та пошкодження, які закладені помилками в проєктуванні, невідповідністю конструктивних елементів технічним умовам, неякісним виконанням будівельно-монтажних (ремонтних) робіт, що в остаточному результаті в процесі експлуатації збільшує рівень небезпеки руйнації.

Необхідно відзначити, що у процесі експлуатації об’єкта недоліки у технічній експлуатації, зміна проектних умов нормальної експлуатації, порушення регламентних умов та системи планово-запобіжних ремонтів можуть призвести до накопичення проблем, які з часом можуть спричинити руйнування.

Дослідження методів ідентифікації небезпек руйнування експлуатованих об’єктів, детальний аналіз причин та механізмів виникнення аварійних ситуацій, впровадження відповідних заходів на основі здобутих даних дозволяє постійно покращувати стратегію попередження руйнувань.

Особливості розрахунку на витривалість баштових споруд при дії вітрових навантажень

Валерій Нужний — 2024-12-24

В даній статті описаний вплив явища вихрового збудження при дії фронтального вітру на баштові споруди суцільного перерізу. Явище вихрового збудження відбувається при швидкостях вітру вищих за певні критичні, які за шкалою Бофорта відповідають слабкому і помірному вітру із дуже великою кількістю циклів, що потребує розрахунку конструкцій на витривалість.

Додатковою особливістю даного аспекту є те, що явище вихрового збудження є достатньо невідомим в широкій інженерній практиці в Україні і вперше посилання на необхідність розрахунку споруд на вихрове збудження з’явилося із впровадженням зміни 2 до ДБН В.1.2-2:2006 "Навантаження і впливи. Норми проєктування" лише в 2020р.

В даній статті наведений аналіз наявних методик розрахунку і стану положень національних норм щодо розрахунку баштових споруд на комплексний вплив вітру. Зокрема вказано на проблеми розрахунку конструкцій на динамічну дію при розрахунку на фронтальний вітер. Також проведена оцінка критичних швидкостей для реальних баштових споруд та орієнтовної кільксті коливальних циклів на рік, що відбуваються в процесі нормальної експлуатації. Так було виявлено, що кількість циклічних автоко-ливань від вихрового збудження з коефіцієнтом асиметрії напружень ρ=-1 складає від 2 до 15 млн на рік, що свідчить про необхідність обмеження напружень в конструкціях та їх деталях до значень межі витривалості.

В статті наведені обчислення значення меж витривалості для різних груп конструкцій, проаналізована доцільність застосування марок сталей підвищеної міцності. Також виконаний аналіз зниження кількості циклів при перевищенні напруженнями межі витривалості і доведено, що незначні перевищення напружень в межах 3..5% можуть істотно в рази знижувати витривалість конструкцій. Цей висновок особливо актуальний при розрахунку решітчастих проcторових конструкцій, що мають зовнішню огороджувальну оболонку, яка створює в конструкції ефект впливу вітру, аналогічний суцільностінчастій конструкції. Такі особливості актуальні наперед усього для масштабних монументальних споруд.

Напружено-деформований стан фундаментів висотної будівлі при влаштуванні стіни в ґрунті

Наталія Костира — 2024-12-24

У сучасній будівельній практиці при влаштуванні глибоких котлованів у складних інженерно-геологічних та гідрогеологічних умовах часто вдаються до конструкції огорож у вигляді монолітної залізобетонної стіни в ґрунті траншейного типу. Порівняно з іншими конструктивними типами огорож стіна в ґрунті має ряд переваг, таких як можливість її влаштування практично в будь-яких інженерно-геологічних та гідрогеологічних умовах будівельних майданчиків, надійний захист котловану від підтоплення при її якісному виконанні робіт та підвищена жорсткість. Однак сама конструкція стіни в ґрунті цього типу надає суттєвий вплив на напружено-деформо-ваний стан (НДС) ґрунтового масиву, що вміщує її, що негативно позначається не тільки на навколишній забудові, що проявляється у вигляді її додаткових осідань, а також призводить до нерівномірних деформацій ґрунтового масиву в основі плитних фунда-ментів висотних будівель, що зводяться, збільшуючи їх крен.

Але якщо вивченню впливу влаштування стіни в ґрунті на додаткові осідання будівель навколишньої забудови в останні роки було присвячено низку робіт, що дозволило встановити закономірності їх розвитку та розробити ефективні захисні заходи, то вплив стіни в ґрунті на осадки та крени, будівель що зводяться в котловані практично не вивчалося, а їх правильна оцінка особливо важлива при будівництві висотних будівель, крени яких жорстко обмежені чинними нормативними документами.

З огляду на це, а також у зв'язку з обсягом зведення висотних будівель, що постійно збільшується, виконання досліджень, спрямованих на вивчення впливу огорожі котловану у вигляді монолітної залізобетонної стіни в ґрунті траншейного типу на осадки та крени висотних будівель на плитному фундаменті з метою підвищення точності їхнього розрахунку слід вважати актуальним геотехнічним завданням.

Досліджено ступінь впливу на середні осадки та крени висотних будівель на плитних фундаментах, відстані від огорожі до краю плити, глибини занурення огорожі в ґрунт нижче дна котловану, умов контакту ґрунтового масиву з боку котловану з поверхнею огорожі (ґрунт-бетон), деформаційних характеристик основи та навантаження, що діє на неї.

Оцінка довговічності продуктів тверднення модифікованих золоцементних композицій

Сергій Дурицький — 2024-12-24

Дана робота присвячена дослідженню довговічності продуктів тверднення модифіко-ваних золоцементних композицій. Досліджено вплив сульфатних та карбонатних добавок різного походження на кінетику нарощування міцності штучного каменю.
Для розкриття механізму процесів синтезу міцності розроблених в’яжучих систем досліджено продукти їх гідратації та склад новоутворень за допомогою рентгено-фазового (РФА),диференційно-термічного аналізів (ДТА) та електронної мікроскопії.

Встановлено, що при одночасній модифікації пластифікованої золоцементної компо-зиції сульфатними та карбонатними добавками, синтез міцності забезпечується за рахунок утворення у складі продуктів гідратації на ранніх стадіях твердіння етрингіту та його аналогів з вмістом карбонатної та залізистої складової. Визначено, що наявність у складі продуктів гідратації новоутворень гідросуль-фоалюмінатного типу та присутність в його складі активних мінеральних добавок з одного боку, а з іншого – контакт цементного каменю з навколишнім середовищем може викликати появу у твердіючих системах небезпечних сполук (типу таумаситу), синтез яких призводить до виникнення напружень в структурі матеріалу та до його руйнування.

Встановлено, що в результаті протікання процесів ізоморфного заміщення утворюються сполуки перемінного складу, що подібні до твердих розчинів, за рахунок яких і забезпечується міцність штучного каменю на пізніх етапах твердіння. З іншого боку вивільнені сульфат-іони можуть заміщувати у складі тоберморитового гелю групи силіцію та утворювати сполуки, подібні до епістільбіту (Ca6(Si(OH)6)3·(SO4)3·24H2O) (d=0,584; 0,399; 0,369; 0,354 нм). Досліджено показники міцності штучного каменю на основі модифікованих золоцементних в’яжучих композицій пов’язаний з направленим утворенням кристалохімічно подібних фаз, які можуть зрощуватися між собою, а утворення штучного каменю, здатного до структурно-функціональної адаптації в різних умовах експлуатації, вірогідно, буде обумовлено формуванням у складі новоутворень твердих розчинів гідросульфоалюмокарбосилікатного складу, гідрогранатних фаз складу 3СаО·Al2O3·1,6SiO2·2,8H2O та модифікованих гідросилікатів кальцію типу епістильбіту Ca6(Si(OH)6)3·(SO4)3·24H2O) та скоутиту (Са6Si6O18·2H2O·CaCO3).

Реакційно-порошкові бетони на основі лужно-активованого цементу

Ігор Руденко — 2024-12-24

Розробка реакційно-порошкових бетонів на основі лужно-активованих цементів для будівництва та захисту об'єктів критичної інфраструктури є актуальною у світі з урахуванням підвищення безпеки їх функціонування.

У статті встановлено фактори впливу на кінетику набору міцності та власні деформації усадки реакційно-порошкових бетонів при використанні силікату натрію пентагідрату як лужного активатора. Показано, що підвищення співвідношення між цементом і піском від 1:3 до 1:1 та використання активатора у вигляді водного розчину забезпечує інтенсифікацію набору міцності бетону: міцність на стиск склала 52,3 МПа, 85,0 МПа, 100,6 МПа та 124,7 МПа у віці 1, 3, 28 та 90 діб твердіння відповідно. Співвідношення міцності на стиск до міцності на згин протягом досліджуваного терміну склало 5,3...5,9, що свідчить про високу тріщиностійкість та в'язкість руйнації отриманого матеріалу. Підвищення вмісту цементу, активованого лугом у складі бетону, визначає зменшення впливу гранулометрії піску на міцність бетону, що обумовлено "плаваючим" розміщенням його у цементній матриці. Введення добавки тонкодисперсного кальциту (8…10 мкм) забезпечило зменшити усадку бетону в 1,3...1,5 рази на момент стабілізації через 90 діб за рахунок ущільнення мікроструктури та інтенсифікації кристалізаційних процесів.

Підвищення дисперсності частинок кальциту до 1…5 мкм підсилило структуроутворю-ючий ефект і ще у більшій мірі зменшило усадкові деформації. Шляхом зазначених заходів отримано високоміцний лужно-активований цементний реакційно-порошковий бетон класу міцності С80/95, з високою тріщиностійкістю та зниженою усадкою.

Несуча здатність плит при дії розподіленого навантаження

Олег Скорук — 2024-12-24

У сучасних умовах швидкого розвитку будівельної галузі виникає потреба у використанні бетонів високої міцності, створенні інноваційних конструктивних систем та дослідженні ефективних будівельних матеріалів і конструкцій. Одним із найефективніших матеріалів нового покоління є сталефібробетон, який завдяки своїм винятковим властивостям активно застосовується у сучасному будівництві.
Дослідження несучої здатності [4, 9, 15] є важливим напрямком у будівельній інженерії, оскільки вони дають змогу оцінити експлуатаційні можливості плит та розробити ефективні способи підвищення їхньої несучої здатності,
деформативності і стійкості до появи тріщин.
У рамках роботи було проведено комплексні експериментальні дослідження для оцінки напружено-деформованого стану плит із різними типами армування. Досліджувалися залізобетонні та фібробетонні плити, з метою порівняння їхньої поведінки під навантаженням залежно від способу армування.
Результати експериментів [2, 3, 7] показали високу ефективність фібри у покращенні характеристик міцності плит. Сталеві волокна сприяють підвищенню міцності конструкцій і зменшенню проявів тріщиноутворення.
Таким чином, вибір типу дисперсного армування залежить від конкретних експлуатаційних вимог конструкції. Застосування дисперсного армування у будівництві значно підвищує міцнісні характеристики, тріщиностійкість і довговічність конструкцій, зокрема і плит, роблячи їх більш надійними та стійкими до різного типу навантаження і тому числі і експлуатаційних навантажень.

Structural behaviour of a clt connection with bonded-in rods under shear loading

Андрій Бідаков — 2024-12-24

The test results presented in this paper show the load-carrying capacity, deformability and failure modes in shear in-plane and out-of-plane of CLT panels with the newly developed solution of a universal connector for CLT timber structures, which offers the possibility of quick and easy installation and assembly, as well as easy disassembly and reuse. This solution shall contribute to the necessary reconstruction of the damages in Ukraine and facilitate the quick restoration of housing as well as
providing long-lasting sustainable and circular connection solutions. The developed connector is a unit in the form of a steel plate on glued-in rods, that are embedded in the CLT panels and developed in the frame of research project “ReConnect - Efficient connections for modular prefabricated timber buildings to help reconstruction in Ukraine”. This allows to connection CLT panels in various arrangements together or to other building parts such as foundations or concrete cores. Connections with glued-in rods are widely used in Eastern European countries, especially in long-span timber structures for buildings
of various types. ReConnect is funded by Swedish Institutet, the partners from O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv (Ukraine), Chalmers University of Technology, Gothenburg (Sweden), Tallinn University of Technology, (Estonia), and National University of Water and Environmental Engineering in Rivne (Ukraine) are collaborating.

Ефективний спосіб підсилення металевих балок і прогонів за допомогою пружної опори в прольоті

Олександр Глітін — 2024-12-24

Робота присвячена розробці теоретичних підходів до підсилення згинальних елементів, таких як балки та прогони, за допомогою встановлення пружної опори в середині прольоту, де діє максимальний згинальний момент та розробці практичної методики розрахунку такого підсилення.

Необхідність підсилення може виникнути за різних умов. Основні з яких, це з довготривала експлуатація за межами свого проектного ресурсу, збільшення корисного навантаження на існуючому об’єкті, зношення конструкцій, пошкодження конструкцій в результаті додаткових епізодичних навантажень (землетруси, вибухи, тощо).

Метою роботи є надати практичний метод підсилення прогонів і балок із застосуванням пружної опори у прольоті для підвищення несучої здатності конструкцій при збільшенні навантаження (встановлення Сонячної електричної станції на покриття чи іншого додаткового обладнання) або пошкодженнях зумовлених вибухами чи іншими епізодичними навантаженнями, що спричинили зменшення геометричних характерис-тик перерізу і потребують швидкого підсилення.

Запропонувати методику розрахунку такого підсилення, що усуває недоліки існуючої науково-технічної літератури та сприяє широкому впровадженню методу для підвищення надійності конструкцій. Таке рішення не вимагає застосування зварювання чи порушення цілісності конструкції. А для створення попереднього напруження передбачено технологічний зазор, який закривається під час затягування болтів.

Основні переваги – мінімальне втручання, створення попереднього напруження та підвищення надійності конструкції. Стаття містить розрахункову методику для такого методу підсилення, що сприятиме його впровадженню в практику для підвищення ефективності та надійності конструкцій.

Запропонований метод підсилення показаний на прикладі сталевих конструкцій, але при необхідності може бути інтерпольований і на конструкції з інших матеріалів, таких як дерев’яні чи залізобетонні.

Особливості відновлення збірних залізобетонних ребристих плит покриттів промислових будівель, зруйнованих обстрілами

Олександр Журавський — 2024-12-24

З початком повномасштабної війни, розпочатої російськими загарбниками, були пошкоджені та зруйновані будівлі та споруди промислового призначення та критичної інфраструктури [7…10]. При частковому пошкодженні несучих конструкцій покриття є можливість їхнього відновлення або заміні на нові. Для заміни зруйнованих плит на
нові необхідно використовувати баштові крани.

При існуючій забудові та великій висоті будівель використовувати баштові крани немає можливості та економічно не вигідно. Крім того, роботи необхідно виконувати у стислі терміни та якісно, забезпечуючи достатню несучу здатність. Для вирішення цієї задачі було прийнято використання плит покриття з монолітного залізобетону по профнастилу та металевим балкам. В таких плитах профнастил відіграє роль як незнімної опалубки так і зовнішнього армування. Улаштування таких плит виконується на покритті з окремих елементів. Для скорочення термінів виконання робіт використовується швидкотверднучий бетон [11, 12]. При цьому можливо використовувати легкі підіймальні механізми.

Також необхідно забезпечити розміри плит, які існували. Це збірні ребристі залізобетонні плити з розмірами в плані 6,0×1,5 м та висотою перерізу 300 мм. Для прикладу використані результати обстеження та підсилення покриття двох будівель промислового та адміністративного призначення, виконані співробітниками кафедри залізобетонних та кам'яних конструкцій КНУБА.

В роботі наведена методика розрахунку залізобетонної плити покриття по профнастилу та комплексної метало-залізобетонної балки. Розрахунки виконувались на стадії зведення та на стадії експлуатації згідно діючих норм для даного типу конструкцій [1…6, 13…25].