Перераспределение усилий в неразрезных железобетонных балках, усиленных углепластиком под нагрузкой

В данной статье приведены результаты экспериментальных исследований перераспределения изгибающих моментов в двухпролетных неразрезных железобетонных балках, усиленных углепластиком под нагрузкой, а именно, пятнадцати балок пяти серий. Первая серия балок (БМ) - эталонные образцы без усиления. Ко второй серии балок (БМУ) относились образцы, усиленные углепластиком путем приклеивания его к растянутой зоне в пролетах с U-образной анкеровкой на приопорных участках без предварительного нагружения. Третья (БМУ В), четвертая (БМУ Г) и пятая (БМУ Д) серии балок – образцы, усиленные углепластиком при 30%, 50% и 70% от предполагаемой разрушающей нагрузки эталонных образцов, аналогично второй серии балок. Для раскрытия статической неопределимости в начале и конце каждого этапа экспериментального исследования снимались показания опорных динамометров. На основании полученных данных были построены средние по каждой серии опытные эпюры изгибающих моментов. Кроме того, в результате исследования было выявлено, что усиление углепластиком оказывает влияние на характер перераспределения изгибающих моментов в неразрезных балках, изменяя соотношения опорного Mоп и пролетных Mпр моментов. Таким образом, с помощью использования системы внешнего армирования на основе полимеркомпозиционных материалов можно скорректировать при необходимости характер перераспределения изгибающих моментов в неразрезных балках. В частности, выполнив усиление пролетных зон, можно разгрузить опорную.

1. Крылов С.М., Гуща Ю.П., Абаканов М.С. Прочность статически неопределимых балок, армированных сталями без площадки текучести // Сборник НИИЖБ: Прочность, жесткость и трещиностойкость железобетонных конструкций. 1979. С. 40-41.

2. Смоляго Г.А., Жданов А.Е., Дрокин С.В., Дронов А.В. Расчет многопролетных железобетонных балок по методу заданных деформаций // Промышленное и гражданское строительство. 2014. №12. С. 59-61.

3. Тамразян А.Г., Сайед Й.А.К. Экспериментальное исследование коэффициента перераспределения моментов в статически неопределимых железобетонных балках // Строительство и реконструкция. 2023. № 5. C. 24–35. doi.org:10.33979/2073-7416-2023-109-5-24-35

4. Сайед Й.А.К. Исследование перераспределения моментов в статически неопределимых корродированных железобетонных балках // Инженерный вестник Дона. 2024. № 1.

5. Гиль А.И., Лазовский Е.Д. Анализ результатов экспериментальных исследований неразрезных железобетонных балок с комбинированным армированием композитной и стальной арматурой растянутой зоны над промежуточной опорой // Вестник БрГТУ. 2023. №2(131). С. 3-8. doi.org:10.36773/1818-1112-2023-131-2-3-8

6. Маилян Л.Р. Перераспределение усилий в статически неопределенных железобетонных балках // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1983. № 4. С. 6.

7. Никулин А.И., Сотников Д.Ю., Казаков Д.В. Перераспределение усилий в статических расчётах неразрезных железобетонных балок // Известия Орловского государственного технического университета. Серия: Строительство и транспорт. 2008. № 17. С. 34-37.

8. Смоляго Г.А., Обернихина Я.Л., Обернихин Д.В. Влияние внешнего армирования углепластиком на перераспределение усилий в неразрезных железобетонных балках // Архитектура. Строительство. информационные технологии - 2023 (АСИТ-2023). 2023. С. 33-34.

9. Попов Д.С. Численные исследования перераспределений усилий в статически неопределимых коррозионно-поврежденных железобетонных балках // Инженерный вестник Дона. 2023. № 4 (100). С. 591-610.

10. Grace N.F., Sayed G.A., Saleh K.R. Strengthening of continuous beams using fibre reinforced polymer laminates // Fourth International Symposium on FRP Reinforcement for RC Structures. ACI. 1999. Pp. 647-657. 11. Grace N.F. Strengthening of negative moment region of RC beams using CFRP Strips // ACI Struct. J. 2001. Vol. 98(3). Pp. 347-357.

11. El-Refaie S.A., Ashour A.F., Garrity S.W. Sagging and hogging strengthening of continuous reinforced concrete beams using carbon fibre-reinforced polymer sheets // ACI Struct. J. 2003. Vol.100. Pp. 446-453. doi.org/10.14359/12653

12. El-Refaie S.A., Ashour A.F., Garrity S.W. CFRP strengthened continuous concrete beams // Proceedings of the ICE - Structures and Buildings. 2003. Vol. 156 (4). Pp. 395-404. doi.org/10.1680/stbu.2003.156.4.395

13. Aly H.A., Nasr E.A., El-Ghandour A.A., Abdelrahman A. A. Moment redistribution in RC continuous beams strengthened in flexure by CFRP laminates // FRP Composites in Civil Engineering – CICE. 2004. Pp. 227-235. doi.org:10.1201/9780203970850.ch22.

14. Aiello M.A., Valente L., Rizzo A. Moment redistribution in continuous reinforced concrete beams strengthened with carbon-fiber-reinforced polymer laminates // Mech. Compos. Mater. 2007. Vol. 43. Pp. 453-66. doi.org/10.1007/s11029-007-0043-x

15. Maghsoudi A.A., Bengar H. Moment redistribution and ductility of RHSC continuous beams strengthened with CFRP // Turkish J. Eng. Env. Sci. 2009. Vol. 33. Pp. 45-59. doi.org/10.3906/muh-0901-6

16. Akbarzadeh H., Maghsoudi A.A. Experimental and analytical investigation of reinforced high strength concrete continuous beams strengthened with fiber reinforced polymer // Materials and Design. 2010. Vol.31. Pp. 1130- 1147. doi.org/10.1016/j.matdes.2009.09.041

17. Araba A., Ashour A. Flexural performance of hybrid GFRP-steel reinforced concrete continuous beams // Composites Part B. 2018. Vol. 154. Pp. 321–336. doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.08.077.