В  статье  исследуется  поведение  железобетонных  балок,  усиленных углепластиком,  в  условиях  статического  нагружения.  В  эксперименте  участвовали 22 крупномасштабных  образца  – железобетонные  балки  размером  120х220х1290мм.  Часть образцов  были  усилены  углепластиком  до  нагружения,  часть  в  процессе  нагружения  после получения первых трещин в бетоне и их инъектирования. Нагружение балок производилось по схеме  4-х  точечного  изгиба.  Деформационное  состояние  балок  контролировалось  с  помощью тензометрии  и  прогибомера.  Отслоение  углепластика  оценивалось  методом  инфракрасной термографии непосредственно в процессе нагружения.

Оценено влияние углепластика на несущую способность и жесткость балок, усиленных до приложения нагрузки и в ходе нагружения. Продемонстрирована способность углепластика сдерживать раскрытие трещин и способность метода усиления углепластиком в сочетании с инъектированием  трещин  восстановить  жесткость  конструкции.  Представлена  картина трещинообразования  в  образцах.  Показано  влияние  качества  подготовки  поверхности  на характер  отслоения  углепластика  и,  как  следствие,  характер  трещинообразования  и разрушения. Определены параметры и особенности отслоения углепластика в зависимости от механизма отслоения. Сопоставлены параметры и интенсивность отслоения углепластика при нагружении  для  балок,  усиленных  в  ненагруженном  состоянии  и  под  нагрузкой.  Выполнено сравнение экспериментальных значений деформаций отслоения, с теоретическими значениями, определенными по 8-ми известным методикам.

Показано,  что  фактическая  деформация  отслоения  углепластика  на  15-75%  ниже значений,  вычисленных  по  формуле  СП  164.1325800.2014,  а  факт  отслоения  углепластика  не определяет  предельное  состояние  усиленной  железобетонной  балки  при  наличии  надежной анкеровки продольной полосы композита на опорах.

Рассматривается  центрально  сжатый  гибкий  прямолинейный  стальной стержень.  Вследствие  имеющегося  начального  несовершенства  в  виде  погиби  стержень работает  как  сжато-изогнутый.  Неоднородность  напряженного  состояния  от  изгиба приводит  к  стеснению  деформаций,  вызывающих  изменение  упругих  характеристик материала.  Для  получения  уравнения  стержня  в  отклоненном  состоянии  используется предложенная  ранее  авторами  инкрементальная  теория  нелинейного  деформирования  тел  в неоднородных  полях  напряжений  с  индуцированной  анизотропией  свойств.  Неоднородность поля  напряжений  вызывает  переменность  упругих  характеристик  материала,  приводящих вследствие  индуцированной  инкрементальной  криволинейной  анизотропии  к  изменению расчетных  параметров  конструкции.  Решение  строится  на  численной реализации  уравнения изогнутой оси с применением метода переменного параметра упругости. Анализируется рост прогибов  на  ступенях  последовательного  нагружения  возрастающей  силой.  Рассмотрены различные  варианты  начальных  кривизн,  в  том  числе  и  исчезающее  малой.  Независимо  от величины  начального  прогиба  установлено  заметное  увеличение  сжимающей  силы, отвечающей значительному нарастанию прогибов по сравнению с бифуркационным подходом.

Рассмотрена  модель  пластичности  железобетонных  конструкций, построенная  на  преобразованиях интенсивности  связи  «напряжений  - деформаций»,  путем проецирования  тензоров этой  связи,  используя  специальные  переходы для  главного  угла деформаций,  суммарных  деформации  сдвига  и  др. При  этом  определен модуль  пластичности бетона, коэффициент поперечных деформаций и построены сложные функции для линейных и угловых  деформаций в  сечениях,  учитывающие  депланацию,  градиенты-деформаций  при образовании трещин  и  изменениях жесткости.  Принятые  для  расчетной  модели  гипотезы определяют  распределение  силовых  потоков  – блоков для сжатого  и  растянутого  бетона (первый объект), «магистральные трещины» из механики разрушения железобетона, сложные функции  и  двухконсольный  элемент  для  моделирования  деформационного  эффекта железобетона,  разработанного  автором  (второй  объект).  Сопротивление растянутого бетона  передается  на рабочую  арматуру  и  моделируются  с  использованием  суммарными средними значениями  продольного  и поперечного  усилия,  а  также  среднего  приведенного коэффициента растянутого бетона. «Нагельный» эффект в арматуре пересекаемой трещиной получен с помощью модели второго уровня строительной механики для арматурного стержня с двумя  защемленными  концами.  Моделируется  раскрытие  трещины  и  сдвиг  берегов  трещины. Главный  вектор  усилий  в  арматуре  характеризуется  величинами  продольных  и  поперечных перемещений (третий объект).

В сложно напряженных железобетонных элементах с пространственными трещинами матрица  жесткости  получена аппроксимацией  прямоугольных  поперечных  сечений  малыми квадратами.

Статья  иллюстрирует  применение  ранее  полученных  автором  формул общего  вида  для  описания  поверхностей  диагонального  переноса  суперэллипсов  переменной кривизны на ромбическом плане. Дополнительно получены явные и параметрические уравнения для  целой  группы  поверхностей  диагонального  переноса  конгруэнтных  суперэллипсов.  В  обоих случаях  рассматриваются  поверхности  велароидального  типа  на  ромбическом  плане.  Все предлагаемые  поверхности  визуализированы  методами  компьютерной  графики.  Благодаря наличию  произвольных  показателей  степеней  в  явных  уравнениях  образующих  суперэллипсов главного каркаса поверхности переноса конструирование поверхностей диагонального переноса расширено  на  случай  использования  плоских  алгебраических  кривых  вместо  суперэллипсов  при задании  главного  каркаса  проектируемых  поверхностей  диагонального  переноса. Рассмотренные  поверхности  могут  найти  применение  в  архитектуре,  строительстве,  в машиностроении.

В  статье  описана  постановка  задачи  исследования  напряженнодеформированного  состояния  железобетонных  монолитных  конструкций  с  петлевыми стыками  арматуры  с  применением  метода  конечных  элементов.  Представлен  краткий  обзор модели пластического повреждаемого бетона concrete damaged plasticity, описание основных ее параметров и их подбора на примерен задачи верификации математической модели материала результатами  натурных  испытаний  бетонной  призмы  и  балки  с  петлевым  стыком  над статической нагрузкой.

Представлено подробное описание параметров модели, диаграмм состояния бетона и арматуры,  включая  графики  напряжения-деформации  с  учетом  особенностей  моделей,  а также даны графики сопоставления экспериментального и численного исследования бетонной призмы и изгибаемой железобетонной балки с петлевым стыком, включающей помимо модели бетона, и модель арматуры.

В  результате  расчетов  получены  максимальные  напряжения  в  арматуре  514  МПа, близкие  к  полученным  в  результате  натурного  эксперимента  550  МПа  (рисунок 8).  Величина прогиба при достижении разрушающей нагрузке в эксперименте составил 16.7 мм, в КЭ модели 18,07 мм.

В практике  расчетов  сжатых  железобетонных  элементов  на статические  воздействия  ряд  вопросов,  важных  для  определения  деформаций  и  несущей способности  этих  элементов,  не  имеют  до  сих  пор  окончательных  и  однозначных  ответов. Прежде  всего,  это  проблема  достоверного  учета  длительного  действия  внешней  нагрузки.  В отличие  от  изгибаемых  элементов  несущая  способность  сжатых  стержней  зависит  от времени пребывания их под нагрузкой.

В  статье  рассматриваются  вопросы  влияния  гибкости,  коэффициента  армирования при  длительном  действии  нагрузки  на  уменьшение  несущей  способности  железобетонного сжатого стержня.

Предложена  методика  расчета  для  определения  длительного  сжимающего  усилия, обеспечивающего заданный период безопасной эксплуатации железобетонных колонн.

Выявлена  зависимость  отношения  уровня  длительного  действия  к  кратковременной разрушающей нагрузке на прогибы сжатых стержней.

Проведен  анализ  экспериментальных  исследований,  свидетельствующий  о  том,  что величина этого отношения зависит от эксцентриситета продольной силы, а также данные по величине снижения длительного сопротивления колонн.

Получены  зависимости  отношения  жесткости  колонны  при  длительном  и кратковременном  действия  внешней  нагрузки  от  гибкости  стержней,  которая  заложена  в  действующих нормативных документах, и являющаяся определяющим фактором при решении вопроса об учете длительного характера нагружения.

Сделанный  вывод  подтверждается  данными  вышеприведенных  экспериментальных исследований.

На  энергетической  основе,  решена  задача  расчета  нелинейного деформирования конструкций железобетонных многоэтажных рам при разрушении ригелей по наклонному  сечению  от  особых  воздействий,  вызванных  структурной  перестройкой конструктивной системы. Получены аналитические зависимости для определения параметров диаграммы «момент-кривизна» и «поперечная сила-сдвиг» при статико-динамическом режиме нагружения  рассматриваемых  конструкций.  Определена  предельная  нагрузка,  при  которой  в рассматриваемой  конструктивной  системе  рымы  после  приложения  особого  воздействия  в виде  внезапного  удаления  одной  из  колонн  достигается  особое  предельное  состояние  с разрушением ригелей по наклонным сечениям. Полученная расчетная схема разрушения ригелей рассматриваемых конструкций рам вызванных совместным действием изгибающих моментов и поперечных сил, сопоставлена со схемой разрушения, полученной экспериментально.

Состояние асфальтобетона и  его  нормативный  срок  эксплуатации на дорогах  общего  пользования  являются основными  показателями  дорожного  покрытия. Рассмотрены факторы нарушения верхнего слоя асфальтобетона от повышенных динамических воздействий  колесной  нагрузки  транспортных  средств.  Эксплуатационные  показатели характеризуются прочностными и деформационными характеристиками.

Проанализированы  и  обоснованы факторы  обеспечивающие  необходимые деформационные и прочностные параметры при эксплуатации дорожного полотна. Определены показатели и условия контакта поверхности измельченного гранулята в зоне соприкосновения с вяжущими компонентами.

Предложен  способ  использования  асфальтового  гранулята  трех  типоразмеров  при формировании  верхнего  слоя  дорожного  покрытия  с  нормативным,  эксплуатационным  сроком службы  и  рациональным  использованием  материально-технических  ресурсов  на  всех  стадиях формирования  и  укладки  асфальтобетона.  Прочность  дисперсной  системы  достигается  при формировании асфальтовой смеси за счет повышения плотности, прочности, адгезии вяжущего, водостойкости  и  сохранения  структуры  дорожного  покрытия.  Экспериментом  установлен объемный и фракционный типоразмер асфальтового гранулята в общем объеме смеси. Объемный состав содержания гранулята в общем объеме смеси составляет от 20% до 25%.

Железобетонные  конструкции  пола  животноводческих  комплексов  в процессе  эксплуатации  подвергаются  интенсивным  воздействиям. В  основном  в  конструкциях пола используются бетоны на портландцементе. Была проведена сравнительная оценка влияния органической  среды  на  прочностные  и  деформационные  свойства  бетона  на  основе портландцемента,  шлакопортландцемента  и  сульфатно-шлаковых  вяжущих  с  различными активаторами  твердения. Установлено,  что  составы  на  основе  комплексно-активированных сульфатно-шлаковых  вяжущих  обладают  наилучшей  стойкостью  в  агрессивной  органической среде  животноводческих  помещений  по  сравнению  с  образцами  бетона  на  основе портландцемента и шлакопортландцмента.

В  статье  проанализированы  вопросы  вторичного  использования промышленных  отходов.  Основным  направлением  развития  строительного  производства является применение новых материалов, снижение материалоемкости, обеспечение механизации и  индустриализации  строительства,  увеличение  эксплуатационных  характеристик  изделий  и конструкций,  внедрение  безотходных  технологий  в  производстве  строительных  материалов  за счет  использования  отходов  промышленных  производств  и  уменьшения  загрязнения.  Важным является изготовление бетонов и растворов с повышенными физико-термическими свойствами для  футеровок  тепловых  агрегатов,  работающих  в  сложных  эксплуатационных  условиях (повышенная  температура,  агрессивная  среда,  контакт  материала  футеровки  с  газами, расплавами  металлов  и  флюсов).  Жаростойкие  бетоны  применяются  в  черной  и  цветной металлургии,  химической  и  нефтеперерабатывающей,  нефтехимической,  энергетической, машиностроительной и целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве строительных материалов  Внедрение  жаростойкого  бетона  осуществляется  путем  применения  новых конструкционных  элементов  для  тепловых  агрегатов,  наиболее  целесообразных  с теплотехнической и с технологической сторон, что неосуществимо при использовании штучных керамических  огнеупоров.  Компоненты  жаростойких  бетонов  – тонкомолотые  добавки  и заполнители обычно изготавливают из дорогостоящих материалов (шамота, муллита, хромита, магнезита, циркона и т.д.). Для изготовления добавок требуются энергозатратные операции по помолу и рассеву, усложняющие и удорожающие технологию производства заполнителей. Замена дефицитных и дорогих компонентов местными материалами и разработка технологии получения жаростойких  бетонов  на  химических  связующих  с  использованием  недефицитных  материалов, особенно  отходов  промышленности  является  важной  задачей. Рассмотрены  перспективы применения  глиноземсодержащих  отходов  в  качестве  добавок  в  жаростойкие  бетоны,  что позволяет  повысить  долговечность  и  огнеупорность  строительных  материалов.  Изучен отработанный тонкодисперсный катализатор ИМ-2201, который используется в нефтехимии и является  алюмохромистым  отходом.  Изучены  состав  и  свойства  данного  отхода  и  изменение свойств бетона при внесении добавок. Показано, что свойства бетонов меняются после введения в состав алюмохромистого отхода в заданном количестве (5, 10 и 15%). Повышается их средняя плотность,  термическая  прочность  и  другие  свойства.  Улучшение  физико-термических характеристик  зависит  от  структуры  и  новообразований  в  полученных  образцах.  Образцы бетона  проанализированы  при  помощи  петрографического  метода  и  показано,  что  добавка алюмохромистого  отхода  способствует  уплотнению  структуры  за  счет  заполнения  порового пространства стекломассой и кристаллами новообразований в цементирующей массе.