Оцінка термонапруженого стану залізобетонної фундаментної плити
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.18.2026.146-162Ключові слова:
температурні деформації, напружено-деформований стан, фундаментна залізобетонна плита, технічна експлуатація, технологія будівельного виробництваАнотація
Частим явищем у будівельній практиці масивних бетонних конструкцій є утворення тріщин у процесі набору міцності. Головною причиною утворення цих тріщин є нерівномірний розподіл температур у масиві конструкції, що виникає головним чином через тепловиділення бетону в процесі екзотермічної реакції між водою та цементом.
Температурний вплив у першу чергу пов'язаний із добовими та сезонними змінами температури навколишнього середовища в процесі експлуатації будівлі чи споруди. Зовнішні температурні фактори можуть діяти і в поєднанні з певним (підвищеним) тепловим режимом та іншими зовнішніми факторами, що мають місце при експлуатації будівельного об’єкту.
Найбільш сприятливі умови функціонування для будівельних об'єктів складаються при стаціонарному температурному впливі на них, в умовах сталого режиму експлуатації, коли вони тривалий час перебувають у відносно незмінних температурних умовах.
На прикладі фундаментної плити показана різниця у напружено-деформованому стані при різному способі завдання температурного навантаження на конструкцію.
Запропоновані технологічні рішення щодо конструктивних заходів нівелювання впливу температурного навантаження на окремі конструкції будівлі (мінімізувати різницю між температурою оточуючого середовища та з’єднувальних елементів), наприклад, за рахунок кінцевого замонолічування деформаційних швів після зведення всього каркасу та стабілізації температури всіх конструкцій та середовища.
Розглянуті процеси тепловиділення у бетонних конструкціях, кінетику та стадійність даного процесу, залежність від мінералогічного складу цементу. Також проаналізовано температурний режим залізобетонних фундаментних плит та основні причини утворення тріщин в масивних залізобетонних конструкціях.
Необхідність використання ефективних методів оцінки термонапруженого стану залізобетонних фундаментних плит на ранній стадії твердіння бетону спонукає науковців до розробки методів аналізу напружено-деформованого стану залізобетонної фундаментної плити при дії на неї температурних навантажень у процесі набору міцності.
Посилання
Дворкін, Л. (2018). Бетони спеціального призначення : навч. пос. Київ: Видавничий дім «Кондор», 354 с.
ДСТУ-Н Б В.2.6-203:2015 Настанова з виконання робіт при виготовленні та монтажі будівельних конструкцій. - Мінрегіонбуд України. Київ, 2015,- 57с. – [чинний з 01.04.2016]
https://dbn.co.ua/load/normativy/dstu/dstu_n_b_v_2_6_203/5-1-0-1833
ДБН В.2.3-14:2006 Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування. - Мінрегіонбуд України. Київ, 2006,- 213с. – [чинний з 01.02.2007, зміна №1 з 01.12.2024]
https://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/1-1-0-367
Smolana, А., Klemczak, В., Azenha, М., & Schlicke, D. (2021). Early age cracking risk in a massive concrete foundation slab: Comparison of analytical and numerical prediction models with on-site measurements, Construction and Building Materials, 301, 124–135. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124135
Faria, R., Azenha, M., & Figueiras, J. (2006) Modelling of concrete at early ages: application to an externally restrained slab. Cem. Concr. Compos., 28 (6), 572–585.10.1016/j.cemconcomp.2006.02.012
Schutter, G. (2002). Finite element simulation of thermal cracking in massive hardening concrete elements using degree of hydration based material laws. Comput. Struct., 80(27-30), 2035–2042. 10.1016/S0045-7949(02)00270-5
Azenha, M., Faria, R., & Ferreira, D. (2009) Identification of early-age concrete temperatures and strains: monitoring and numerical simulation. Cem. Concr. Compos., 31(6), 369–378. 10.1016/j.cemconcomp.2009.03.004
Wu, S., Huang, D., Lin, F.-B., Zhao, H., & Wang, P. (2011). Estimation of cracking risk of concrete at early age based on thermal stress analysis. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 105(1), 171–186. 10.1007/s10973-011-1512-y
Klemczak, B., & Knoppik-Wróbel, A. (2015) Reinforced concrete tank walls and bridge abutments: Early-age behaviour, analytic approaches and numerical models. Eng. Struct., 84, 233–251 10.1016/j.engstruct.2014.11.031
Barabash, M. (2018) Some aspects of modelling nonlinear behaviour of reinforced concrete. Strength of Materials and Theory of Structures, 100, 164–171.
Костира, Н., & Бакуліна, В. (2024). Напружено-деформований стан фундаментів висотної будівлі при влаштуванні стіни в ґрунті. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (15), 110–123.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.110-123
Барабаш, М., Костира, О., Томашевський, А. (2022). Визначення напружено-деформованого стану та міцності пошкоджених несучих конструкцій інструментами ПК «ЛІРА-САПР». Український журнал будівництва та архітектури. Дніпро, 1(007), 7-14. https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.220222.7.827
Kaliukh, I., Kosheleva, N., Yakovenko, I., Dzhalalov, M., Kotlyar, M., & Bashkirov, G. (2021). Monitoring and mathematical modelling of the pit construction impact on the subway tunnels during reconstruction of the Postal Square. 15th Int. Conf. Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment, 2021, 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K2064
Клименко Є.В. (2004). Технічна експлуатація та реконструкція будівель і споруд: навч. пос. Київ, 2004. – 304 с.
Бакулін, Є., Яковенко, І., Бакуліна, В. (2020) Інженерний захист та підготовка територій : навч. посіб. Київ: НУБіП України, 2020. – 212 с.
EN 1992-1-1 (2004): Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]
ДБН В.2.6-98:2009 Бетонні та залізобетонні конструкції. - Мінрегіонбуд України. Київ, 2011,- 116с. – [чинний з 01.06.2011]
Кріпак, В. & Колякова, В. (2021). Взаємозалежність конструктивних і розрахункових схем будівлі. Будівельні конструкції. Теорія і практика, 1(8), 17–24.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.8.2021.17-24
Kolchunov, Vl., & Yakovenko, I. (2016) About the violation solid effect of reinforced concrete in reconstruction design of textile industry enterprises. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil'noi Promyshlennosti, 363(3), 258–263.
Бамбура, А., Павліков, А., Колчунов, В. та ін. (2017) Практичний посібник із розрахунку залізобетонних конструкцій за діючими нормами України (ДБН В.2.6–98:2009) та новими моделями деформування, що розроблені на їхню заміну. Київ: Толока, 2017. – 627 с.
Yakovenko, I., Dmytrenko, Ye., Bakay, T., Denysenko, D., Pochka, K. (2025) Critical analysis of analytical and numerical models of bond between reinforcement and concrete. Strength of Materials and Theory of Structure: Scientific and technical collected articles. (115), 244–261. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2025.115.244-261
Yakovenko, I. A., & Dmytrenko, Ye. A. (2022). Influence of reinforcement parameters on the width of crack opening in reinforced concrete. In Achievements of Ukraine and EU countries in technological innovations and invention: collective monograph, 510–536. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-254-8-18
Башинська, О. (2017). Математичне моделювання пластичних деформацій бетону з врахуванням зміни температурного режиму експлуатації. Проблеми розвитку міського середовища, 1(17), 35-45.
Клюєв, В. & Бакулін, Є. (2024). Cучасні методи ідентифікації небезпек руйнування будівель, споруд та конструкцій у реальних умовах експлуатації. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (15), 86–96. https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.86-96
ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія. - Мінрегіонбуд України. Київ, 2011,- 127с. – [чинний з 01.11.2011]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Н.Костира, В. Бакуліна
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
