Оценка состояния железобетонных изгибаемых элементов с дефектами и повреждениями Часть 1. Экспериментальные исследования

В процессе изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации железобетонных изгибаемых элементов возможно возникновение различных дефектов и повреждений, таких как нормальные трещины в растянутой зоне и локальные горизонтальные трещины в бетоне сжатой зоны. Трещины образуются в результате нарушения технологии изготовления или нормальных условий эксплуатации конструкций, а также из-за совместного действия нагрузок и неблагоприятных внешних факторов. Основной вопрос, возникающий в результате многочисленных обследований и технической диагностики конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений, – необходимость оценки действительного напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с дефектами и повреждениями. Цель представленного исследования – совершенствование методики расчета железобетонных балок с трещинами. Проведены экспериментально-теоретические исследования по изучению воздействия различных типов трещин на напряженно-деформированное состояние конструкции. Для установления влияния дефектов на несущую способность и деформации железобетонных изгибаемых элементов проведены физический эксперимент и численные исследования балок с нормальными и горизонтальными трещинами. В то же время были изготовлены и испытаны контрольные образцы балок без дефектов и повреждений с аналогичными геометрическими размерами, классом и диаметром арматуры и классом бетона. Экспериментальные образцы испытывались до разрушения как однопролетные балки, загруженные двумя сосредоточенными силами. В рамках численного эксперимента проводилось моделирование железобетонных балок с различными трещинами и исследование их напряженно-деформированного состояния с помощью программного комплекса «SCAD Office». Представлены результаты физического и численного экспериментов. Приведен анализ влияния различных трещин и их параметров на несущую способность железобетонных балок при изменяющихся значениях прочности бетона и коэффициента армирования поперечного сечения.

М.А. ОРЛОВА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Л.Ю. ГНЕДИНА², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.М. ИБРАГИМОВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Ивановский государственный политехнический университет (153000, г. Иваново, Шереметевский пр-т, 21)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Алоян Р.М., Ибрагимов А.М., Лопатин А.Н., Гущин А.В. Мониторинг состояния конструкций нулевого цикла многоэтажного жилого дома после длительного перерыва // Жилищное строительство. 2015. № 2. С. 28–30.
2. Ибрагимов А.М., Лопатин А.Н., Гущин А.В., Винограй Е.А. Техническая диагностика нулевого цикла 17-этажного жилого дома с паркингом в г. Иваново // Жилищное строительство. 2014. № 1–2. С. 48–51.
3. Ибрагимов А.М., Семенов А.С. Зависимость между физическим износом и техническим состоянием элементов зданий жилищного фонда // Жилищное строительство. 2014. № 7. С. 53.
4. Ибрагимов А.М., Лопатин А.Н., Гущин А.В. Конструктивные решения и техническая диагностика здания «НАРПИТ» // Промышленное и гражданское строительство. 2008. № 9. С. 39–41.
5. Федосов С.В., Ибрагимов A.M., Гущин А.В. Влияние тепловлажностной обработки на прочность железобетонных ограждающих конструкций и изделий // Строительные материалы. 2006. № 9. С. 7–8.
6. Орлова М.А. Испытания железобетонных балок с начальными трещинами. Ч. 1. Постановка и проведение эксперимента // Жилищное строительство. 2010. № 8. С. 39–42.
7. Орлова М.А. Испытания железобетонных балок с начальными трещинами. Ч. 2. Результаты эксперимента // Жилищное строительство. 2010. № 9. С. 38–42.
8. Орлова М.А. Экспериментальные исследования прочности железобетонных балок с трещинами // Жилищное строительство. 2015. № 12. С. 33–37.
9. Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами. Современные проблемы расчета железобетонных конструкций, зданий и сооружений на аварийные воздействия: Сборник докладов Международной научной конференции. М.: НИУ МГСУ. 2016. С. 507–514.
10. Тамразян А.Г., Орлова М.А. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов с трещинами // Вестник ТГАСУ. 2015. № 6. С. 98–105.
11. Тамразян А.Г., Орлова М.А. К остаточной несущей способности железобетонных балок с трещинами // Жилищное строительство. 2015. № 6. С. 32–34.
12. Орлова М.А. Железобетонные балки с начальными нормальными трещинами в растянутой зоне. Информационная среда вуза. Материалы XXIV Международной научно-технической конференции. Иваново: Издательский центр ДИВТ, ФГБОУ ВО «ИВГПУ». 2017. С. 359–362.
13. Тамразян А.Г., Орлова М.А. К вопросу о несущей способности железобетонных балок с начальными дефектами. Современные методы расчета железобетонных и каменных конструкций по предельным состояниям: Сборник докладов Международной научно-практической конференции «Лолейтовские чтения-150». М.: МИСИ–МГСУ. 2018. С. 423–428.
14. Орлова М.А. Метод расчета несущей способности железобетонных балок с начальными трещинами. Инженерные и социальные системы: Сборник научных трудов инженерно-строительного института ИВГПУ. Иваново, 2018. Вып. 3. С. 27–31.
15. Орлова М.А. Расчет железобетонных изгибаемых элементов с начальными трещинами с использованием эмпирических коэффициентов. Инженерные и социальные системы: Сборник научных трудов инженерно-строительного института ­ИВГПУ. Иваново. 2018. Вып. 3. С. 31–34.
16. Орлова М.А. Несущая способность железобетонных балок с нормальными и горизонтальными трещинами. Инженерные и социальные системы: Сборник научных и методических трудов института архитектуры, строительства и транспорта ­ИВГПУ. Иваново: ИВГПУ. 2021. Вып. 6. С. 59–63.
17. Тамразян А.Г., Орлова М.А. Конечно-элементное исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных балок с нормальными трещинами // Научное обозрение. 2016. № 6. С. 8–11.
18. Кукушкин И.С., Орлова М.А. Исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных балок с трещинами в ВК «SCAD Office» v. 21 // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering (IJCCSE). 2016. Т. 12. № 1. С. 103–109.
19. Орлова М.А. Моделирование и расчет изгибаемых железобетонных конструкций с начальными дефектами в программном комплексе «SCAD Office». Объектно-пространственное проектирование уникальных зданий и сооружений: Сборник материалов I научно-практического форума «SMARTBUILD», к 100-летию строительного образования в Ивановской области и создания инженерно-строительного факультета Иваново-Вознесенского политехнического института. Иваново: ИВГПУ, 2018. С. 84–89.
20. Орлова М.А. Численные исследования железобетонных изгибаемых элементов с начальными нормальными трещинами. Инженерные и социальные системы: Сборник научных трудов института архитектуры, строительства и транспорта ИВГПУ. Иваново: ИВГПУ, 2019. Вып. 4. С. 12–14.