В статье на основе анализа и обобщения исследований закономерностей деформирования железобетона с трещинами приведена методология расчета раскрытия трещин с использованием установленного автором эффекта железобетона - как результата воздействия арматуры на деформации берегов магистральной трещины при ее раскрытии. Показано, что при нарушении сплошности растянутой бетонной матрицы и деформировании берегов бетона в трещине, пересекаемой растянутым арматурным стержнем, изменяется профиль трещины и соответственно ее раскрытие на уровне арматурного стержня. Раскрытие единичной или магистральной трещины моделируется так называемым универсальным двухконсольным элементом (ДКЭ), который позволяет учитывать отмеченный деформационный эффект и объединить деформационные параметры, используемые в традиционной теории железобетона и механики разрушения железобетона. Податливость ДКЭ связана как с ее раскрытием, так и с перемещениями всей железобетонной конструкции и ее обобщенной жесткостью. Показано, что деформации бетона в около арматурной зоне меняют знак от растяжения к сжатию и это качественно изменяет картину относительных взаимных смещений бетона и арматуры на участках между трещинами.

Основой для создания структурных конструкций является структурно организованное пространство. В статье приводится классификация структурных конструкций по типу геометрических систем, лежащих в их основе и по назначению стержневых оболочечных систем. Кратко описывается история возникновения структурных конструкций, начало которой было положено возведением Эйфелевой башни в Париже в 1889 году или ещё раньше, когда началось изготовление в промышленном масштабе прокатных профилей в 1867 году. На конкретных примерах показывается, что сетчатые оболочечные структуры в последние годы применяют чаще, чем железобетонные тонкостенные оболочки. Особое внимание в статье уделяется стержневым, сетчатым и сетчато-стержневым оболочечным структурам, построенным за последние25 лет. Показывается, что стержневые и сетчатые оболочечные структуры построены за это время почти во всех странах, за исключением единичных регионов мира. Дается краткая информация по прочностному расчету стержневых и сетчатых оболочечных структур, их геометрии и материалу. В настоящее время идут интенсивные исследования этих структур в разных направлениях. Основные направления исследований направлены на уточнение методов прочностного расчета, на формирование оптимальных ячеек и поиск новых материалов стержней.

Проведены экспериментальные и численные исследования влияния пластических деформаций арматуры на напряженно-деформированное состояние нормальных сечений изгибаемых железобетонных элементов. Результаты исследований показали, что имеет место излом на эпюре деформаций в зоне нейтральной оси. Предлагается билинейная аппроксимация распределения деформаций по высоте сечения. По результатам расчетов конечно- элементных моделей проведена оценка параметра, характеризующего соотношение деформаций сжатия и растяжения. Проведено сравнение с аналогичной экспериментальной зависимостью, показавшее их удовлетворительное совпадение. Для оценки распределения деформаций по высоте сечения в упругой и пластической стадии работы арматуры при одновременном действии изгибающего момента и продольной силы проведен ряд численных расчетов внецентренно сжатых железобетонных элементов с теми же характеристиками. Анализ результатов расчетов показал близкий характер распределения деформаций по высоте сечения в изгибаемых и внецентренно сжатых элементах для случая больших эксцентриситетов.

В статье рассматриваются технологические принципы бетонирования массивных бетонных конструкций на примере нижней плиты фундамента высотного здания Башня комплекса «Лахта Центр» в Санкт-Петербурге. Цель исследования. Разработка рекомендаций по организации технологического процесса бетонирования, обеспечивающего устройство массивной конструкции с заданными проектными характеристиками. Для достижения поставленной цели были сформулированы основные принципы организации технологического процесса бетонирования и ухода за конструкцией, основанные на требованиях обеспечения непрерывности бетонирования и отсутствия температурно-усадочных трещин. Основные результаты данного исследования могут быть применены при проектировании и устройстве массивных фундаментных конструкций уникальных зданий и сооружений.

В статье приведены результаты экспериментальных исследований прочности при сдвиге в плоскости горизонтальных растворных швов каменных кладок из поризованных керамических блоков. Исследовались значения начальной прочности при сдвиге (прочности касательного сцепления) и предельные значения прочности при сдвиге. Испытания каменных кладок выполнялись согласно СТБ EN 1052-3 при одновременном действии сжимающих и сдвигающих усилий. В зависимости от уровня обжатия разрушение каменных кладок происходило вследствие сдвига по границе кладочного изделия и растворного шва и раздробления перегородок между пустотами блоков. Установлено, что предельные значения прочности кладки при сдвиге, приведенные в нормах по проектированию каменных конструкций, существенно превышают экспериментальные значения. Указано на необходимость корректировки положения нормативных документов, касающиеся предельных значений прочности при сдвиге каменных кладок из поризованных керамических блоков.

Исследуется влияние предыстории нагружения на несущую способность длительно нагруженных сжатых и внецентренно сжатых железобетонных элементов эксплуатируемых зданий и сооружений, подверженных динамическому догружению в результате аварийных воздействий, с учетом изменения прочности и деформативности бетона. С использованием равновесных билинейных диаграмм деформирования бетона получено аналитическое выражение для оценки несущей способности внецентренно сжатых железобетонных элементов при различных режимах нагружения. Для проверки достоверности предложенной аналитической зависимости выполнены экспериментальные исследования несущей способности длительно нагруженных сжатых железобетонных элементов при динамическом воздействии вследствие аварийной ситуации. Сопоставлением с экспериментальными данными показано, что в области малых эксцентриситетов, близких к случайным, рассчитанные значения предельных изгибающих моментов меньше, чем по зависимостям из СП 63.13330.2018, и при этом ближе к результатам экспериментальных исследований.

Самый часто встречаемый дефект в железобетонных конструкциях — это коррозионные повреждения рабочей арматуры в теле бетона. Основную опасность коррозионных повреждений несут несколько факторов: увеличение продуктов коррозии в объёме и создание дополнительных растягивающих напряжений в бетоне по длине стержня, что приводит к откалыванию защитного слоя; уменьшение диаметра рабочей арматуры; участки локального оголения арматуры вследствие разрушения защитного слоя. Помимо потери общей несущей способности конструкций вследствие уменьшения площади сечения арматуры и бетона, изменяются ещё и их динамические характеристики. Изменение динамических характеристик конструкций влияет на оценку сейсмостойкости зданий при расчете по акселлерограммам на доминантные частоты колебаний. В работе представлен анализ отечественной и зарубежной литературы по оценке сцепления арматуры с бетоном, приведены результаты испытаний, проведенных авторами статьи, по оценке потери сцепления коррозионно-поврежденного арматурного стержня в теле бетона и приведены результаты изменения периодов и частот колебаний поврежденных колонн.

Концепция устойчивого развития мировой экономики в настоящее время направлена на достижение углеродной нейтральности и связано это с глобальным потеплением климата на планете. Согласно статистическим данным просто обжиг одной тонны портландцементного клинкера провоцирует выброс как минимум полтонны углекислого газа. В связи с этим, одним из вариантов решения обозначенных проблем является пересмотр существующих технологий и развитие низкоуглеродных мало – и бесклинкерных вяжущих веществ с использованием отходов промышленности и некондиционного сырья. Модификация системы «алюмосиликатное сырье – щелочной активатор» декагидратом тетрабората натрия и тонкодисперсной добавкой вулканической природы, улучшает свойства цементного теста, структура уплотняется, снижается пористость камня, что в итоге положительно отражается на активности вяжущего. Подготовленные образцы подвергались электронно-дифракционным исследованиям, а также рентгенофазовому анализу зоны (РФА) на дифрактометре ARLX'TRA. Свойства вяжущего и цементного теста исследовались согласно нормативным документам ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема; ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. Данные исследований выявили зависимость влияния химического модификатора на структуру и свойства цементного камня. При модификации декагидратной системы тетраборатом натрия в дозировках 0,35 - 0,45% от массы щелочного активатора уплотняется структура, снижается пористость камня, что положительно влияет на активность вяжущего материала. Установлена положительная концепция наполнения вяжущего более дисперсной вулканической добавкой в количестве 10%, содержащей алюмосиликатную фазу. Улучшились свойства цементного теста, потребность в щелочном растворе снизилась на 8-10%, сроки схватывания не существенно, но увеличились на 10-40 минут в зависимости от активного компонента, водопоглощение по массе снизилось на 5%, а прочность возросла на 10-12%. Изучение микроструктуры образцов показало, что основную массу гетерогенных систем составляют объемные агрегаты и сростки, мелкие скопления на их поверхности с выраженной спайностью; особенности микроструктуры свидетельствуют о процессах минералообразования. Поэтому разработка моделей низкоуглеродного строительства позволит внести вклад и открыть эффективный путь к реализации климатической политики за счет рационального использования природных ресурсов, вовлечения в производство промышленных отходов и природоподобных технологий.