К обеспечению надежности элементов конструкций на основе сталефибробетона

Введение. Требование обеспечения эксплуатационной надежности конструкций на основе сталефибробетона послужило основанием для проведения комплекса численных и экспериментальных исследований, направленных на изучение его свойств и определение коэффициентов надежности по композиционному материалу – сталефибробетону. Рекомендуемые нормами по сталефибробетону СП 52-104-2006* коэффициенты надежности назначаются отдельно по бетону-матрице и отдельно по фибровой арматуре, а по СП 360.1325800.2017 «…нормативные и расчетные значения сопротивления сталефибробетона осевому сжатию принимают равными их значениям, установленным в СП 63.13330 для аналогичного класса обычного бетона».

Цель. На основе принципов формирования свойств классических композиционных материалов и систематизации данных обеспечения свойств сталефибробетона провести комплексные исследования и по их результатам определить коэффициенты надежности по композиту – сталефибробетону – в соответствии с выбором типа фибры и характеристик бетона-матрицы проектируемой конструкции.

Материалы и методы. Исследования проводились численными и экспериментальными методами. Для приготовления сталефибробетона были использованы типы фибры, предлагаемые отечественными производителями и наиболее часто упоминаемые в исследованиях российских ученых, в качестве матрицы был принят мелкозернистый бетон. Лабораторные образцы были изготовлены по ГОСТ 10180-90 и ГОСТ 310.4-81. Образцы сталефибробетона были испытаны по прочности и деформативности. Результаты испытаний прошли статистическую обработку.

Результаты. В результате выполненных исследований были получены коэффициенты надежности по сталефибробетону в зависимости от типа фибры и напряженно-деформированного состояния образца.

Выводы. Для обеспечения эксплуатационной надежности конструкций различного назначения с применением сталефибробетона необходимо наличие коэффициентов надежности по материалу – сталефибробетону, структура и свойства которого формируются при взаимодействии стальной фибры и бетонной матрицы, в соответствии с размерами сечения проектируемого элемента. Очевидна необходимость внесения в нормативные документы по проектированию конструкций на основе сталефибробетона однозначности в определение коэффициентов надежности по композиту – сталефибробетону

1. Фудзии Т., Дзако М. Механика разрушения композиционных материалов: пер. с яп. Москва: Мир, 1982. 232 с.

2. Композиционные материалы. В 8 т. Т. 8, Ч. II: Анализ и проектирование конструкций / ред. К. Чамис, пер. с англ. Г.Г. Портнова. Москва: Машиностроение, 1978. 264 с.

3. ГОСТ 18105-2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. Москва: Стандартинформ, 2019.

4. Рекомендации по проектированию и изготовлению сталефибробетонных конструкций / НИИЖБ Госстроя СССР. Москва, 1987. 148 с.

5. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойств дисперсно-армированных бетонов // <i>Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов.</i> Ленинград, 1986. С. 5–10.

6. Курбатов Л.Г. Проектирование и изготовление сталефибробетонных конструкций. Москва, 1985. 55 с. (Серия: Конструкции жилых и общественных зданий. Технология индустриального домостроения: обзор. информ. / ЦНТИ по гражд. стр-ву и архитектуре; вып. 4.).

7. Талантова К.В. Определение области рационального фибрового армирования с помощью программных средств при проектировании конструкций на основе сталефибробетона // <i>Известия высших учебных заведений. Строительство.</i> 2015. № 10. С. 5–12. EDN: VJJZZZ.

8. Пухаренко Ю.В. Принципы формирования структуры и прогнозирование прочности фибробетонов // <i>Вестник гражданских инженеров</i>. 2004. № 1. С. 98–103. EDN: JZFZVJ.

9. Талантова К.В. Оптимизация расхода стальной фибры при проектировании конструкций на основе сталефибробетона // <i>Известия высших учебных заведений. Строительство</i>. 2014. № 8. С. 99–106. EDN: TFMJWH.

10. СП 52-104-2006*. Сталефибробетонные конструкции. Москва: ФГУП НИЦ «Строительство», 2010.

11. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Минстрой РФ, 2018.

12. СП 360.1325800.2017. Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования. Москва: Стандартинформ, 2018.

13. Талантова К.В. Определение коэффициентов надежности по сталефибробетону // <i>Строитель Донбасса</i>. 2018. № 2 (3). С. 17–21. EDN: AJYGIF.

14. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Москва: Стандартинформ, 2008.

15. ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. Москва: Издательство стандартов, 2003.

16. ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия. Москва: Издательство стандартов, 1991.

17. Браунс Я.А., Кравинскис В.К., Филипсон В.О. Статистический анализ распределения арматуры и прочность сталефибробетона // <i>Проектирование и оптимизация конструкций инженерных сооружений</i>. Рига, 1982. С. 89–95.

18. Курбатов Л.Г., Боровских Н.Н. Сопротивление сталефибробетона сжатию // <i>Исследование и расчет новых типов пространственных конструкций гражданских зданий: сб. науч. тр.</i> Ленинград: ЛЕНЗНИИЭП, 1985. С. 58–62.

19. Талантова К.В., Михеев Н.М. Разработка конструкции сталефибробетонного контейнера для размещения и захоронения токсичных промышленных отходов // <i>Бетон и железобетон</i>. 2009. № 5. С. 5–8.