Диссертация (Применение трубобетонных конструкций с оболочкой из полимерных композиционных материалов при строительстве малых мостов), страница 11

Всего на каждом арочном элементе устанавливалось6 датчиков деформаций и 1 датчик, необходимый для учета температурных100деформаций. Всего оптоволоконными датчиками были оснащены 3 арки - № 5, 10и 15 (рисунок 46).Рисунок 45 – Расположение оптоволоконных датчиков деформаций итемпературы на арочном элементеРисунок 46 – Расположение арочных элементов с интегрированнымиоптоволоконными датчиками по ширине пролета пилотного объектаПосле сдачи пилотного объекта в эксплуатацию ведется регулярныймониторинг показаний датчиков. Мониторинг показал, что нагрузка от проездалегковых транспортных средств (Lada Priora, Газель и т.

п.) массой до 3,5 т даетприрост деформаций ниже чувствительности оптоволоконных датчиков. Припроезде по центру моста катка массой 11 т максимальное изменение относительнойдеформации составило 0,07 %. [77]. Максимальные годовые температурныедеформации арочных элементов в различных сечениях находятся в диапазоне от1010,04 % до 0,08 %. С июля по август и с октября по ноябрь относительная осеваядеформация арочных элементов практически не изменялась.Выводы по четвертой главеРезультаты проведенных в четвертой главе исследовательских работпозволяют сделать следующие выводы:1)Проведена верификация описанной во второй главе методики расчетапо результатам натурных экспериментов. Разработаны требования к допустимымдефектам конструкций. Принят верификационный коэффициент, определяющийнесущую способность конструкции при соблюдении требований по допустимымдефектам.2)Проведено сравнение других методик расчета с экспериментальнымиданными и показана большая точность разработанной методики.

Сравнениеразличных методов расчета показало существенно большее расхождение сэкспериментальными данными при использовании методики института штата Мэн(от +25% до +140%), чем при использовании разработанной методики (от -12% до+44%).3)Обоснована надежность и живучесть трубобетонных конструкций сполимернойкомпозитнойоболочкой,полученнойпропиткойрукавов,изготовленных на машине радиального плетения. Особенность механикиразрушения конструкции приводит к значительному приросту перемещенийзадолго до наступления предела прочности.4)Представлен результат наблюдения за пилотным объектом.

На моментвынесения на защиту диссертационной работы данные наблюдений не показываюткаких-либо отклонений в работе сооружения.102ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫВ рамках диссертационного исследования в соответствии с поставленнойцелью разработана общая методология проектирования и расчета арочныхтрубобетонных конструкций с оболочкой из полимерных композиционныхматериалов при строительстве малых мостовых сооружений.Результаты и основные выводы диссертационной работы состоят вследующем:1.Проведенобзорианализсуществующихисследованийиапробированных методик расчета как традиционных трубобетонных конструкцийсо стальной оболочкой, так и конструкций с полимерной композитной оболочкой.Показана историческая ретроспектива развития направления исследованийтрубобетонныхконструкций.Рассмотренысуществующиеподходыкпроектированию мостовых сооружений с главными несущими элементами изтрубобетонных конструкций на основании анализа возведенных сооружений.2.Разработана математическая модель трубобетонной конструкции сполимерной композитной оболочкой, опирающаяся на теоретический подходраспределения деформаций по высоте сечения из предпосылки соблюдениягипотезы плоских сечений.

Предложены критерии прочности, основанные нахорошо апробированных моделях работы бетона, используемых в действующейнормативной документации. Разработан алгоритм методики расчета несущейспособности сооружений.3.Разработана программа испытаний материалов и конструктивно-подобных элементов балочных и арочных образцов из ПКМ в натуральнуювеличину.

Проведены испытания материалов для определения механических ифизических свойств, стойкости к воздействию агрессивных сред. Показано, чтосуществующая в ГОСТ 25.601-80 методика испытаний не подходит дляопределения предела прочности косоармированных анизотропных образцов сбиаксиальнымматериалов.плетением.Предложенаметодикаиспытанийподобных1034.По результатам испытаний конструктивно-подобных балочных иарочных образцов в натуральную величину проведен анализ возможных дефектовоболочки и их влияние на несущую способность. Показано отсутствие накоплениядеформаций и других негативных эффектов после малоцикловых испытаний.Экспериментально обосновано отсутствие проскальзывания между оболочкой ибетонным сердечником.5.Отработаны технологические параметры изготовления арочныхтрубобетонных конструкций.6.Приведены результаты верификации разработанной методики исравнение ее достоверности с другими аналогичными методиками. Показано, чторазработанная методика дает среднюю погрешность 13,5%.

Выполнено сравнениес апробированной методикой института штата Мейн, которое показало среднююпогрешность с экспериментальными данными данной работы величиной 75%.7.Анализ данных эксперимента позволил сделать вывод о надежности ибезопасности эксплуатации сооружений с главными несущими элементами в видетрубобетонныхконструкцийсоболочкойизполимерныхкомпозитныхматериалов. Для подтверждения сделанных выводов была разработана системамониторинга за пилотным сооружением.8.В рамках приведенной работы были разработаны основные подходы кпроектированию сжато-изгибаемых трубобетонных конструкций с оболочкой изполимерных композитных материалов. На основании выполненного анализавлияния различных дефектов на несущую способность конструкции былиразработаны требования к допустимым дефектам оболочки.Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темыВ рамках выполнения исследований был определен ряд вопросов,требующих дальнейшей проработки:‒ Применение в качестве оболочки арочной трубобетонной конструкциикомбинированного материала (стекло-углепластик или базальто-углепластик).Комбинация материалов с разными жесткостными характеристиками являетсясложной научной задачей и требует проведения отдельных прикладных104исследований.

Однако подобная комбинация может привести к повышениюэкономической эффективности разработанных конструкций.‒ Проведенные литературные исследования показали отсутствие работ,изучающихнапряженно-деформированноесостояниебетонногоядравсложнонапряженных трубобетонных конструкциях (таких, как арочные главныенесущие элементы) с анизотропной оболочкой.

Приведенные в рамках третьейглавы диаграммы деформирования оболочки по высоте сечения показываютсложный характер распределения напряжений в бетонном ядре, однакоанизотропная косоармированная структура оболочки не позволяет обосноватьпрямое применение данных измерений к бетонному ядру и требует проведениядополнительного измерения напряжений непосредственно бетона.‒ В рамках настоящей работы не были определены степень влиянияпространственно-напряженного состояния бетона на несущую способность визгибаемых и сжато-изогнутых трубобетонных конструкциях и необходимыеусловия, соблюдение которых позволит вводить в расчет повышение его прочностина сжатие в таких конструкциях.105СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1.

Жолобова, Мария. Исследование РБК: почему в России мало мостов. РБК.[ВИнтернете]24Мая2016г.https://www.rbc.ru/research/society/24/05/2016/573de5139a79478774746561.2. Распоряжение правительства РФ. "О государственной программеРоссийскойФедерации"Развитиепромышленностииповышениеееконкурентоспособности". 15 Апрель 2016 г.3. Columns for building.

Sewell, J. S. 17, б.м. : Engineering news, 1902 г., Т. 48,стр. 10-13.4. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разныхматериалов. Часть 1. Опыт применения трубобетона с металлической оболочкой.Овчинников, Игорь Георгиевич, и др. №4, б.м.

: Науковедение: интернет-журнал,Июль-август 2015 г., Т. 7.5. О проблеме расчета трубобетонных конструкций с оболочкой из разныхматериалов. Часть 2. Расчет трубобетонных конструкций. Овчинников, ИгорьГеоргиевич, и др. 4, б.м. : Науковедение: интернет-журнал, Июль-август 2015 г.,Интернет-журнал «Науковедение», Т. 7.6. Potyrala, Pawel Bernard. Use of fiber-reinforced polymers in bridgeconstruction. State of the art in hybrid and all-composite structures. Projecte o tesinad’especialitat. Barcelona : Universitat politecnica de Catalanya, 2011 г.7.

Опыт применения полимерных свай. Михалдыкин, Евгений Сергеевич.Москва : Международная Ассоциация Фундамментостроителей, 2017. Третьявсероссийская научно-практическая конференция «Современные технологиифундаментостроения». Сборник докладов. стр. 57-63.8. Залигер, Р. Железобетоне, его расчет и проектирование. Москва : Госиздат,1928. стр. 671.9.

Басин, Е. В., [ред.]. Российская архитектурно-строительная энциклопедия(РАСЭ-7) : Ведущие научные школы, передовые технологии и научные кадры106высшей квалифкации в архитектуре, строительстве и жилищно-коммунальнойсфере России. Москва : Госстрой России, РААСН, ВНИИНТПИ, 2001. Т. 7.10.Нугуманов,ДаниярТоктарович.Устойчивостьдвухшарнирныхтрубобетонных арок при кратковременном загружении. [Диссертация на соисканиеученой степени кандидата технических наук].

Санкт-Петербург : б.н., 1997 г.11. Ефименко, Виктор Иванович. Прочность и деформации изгибаемыхтрубобетонных элементов. [Диссертация]. Полтава : б.н., 1989 г.12. Кузнецова, Е. Е. Расчет и конструкция трубобетонных элементов вмостах. Москва : б.н., 1993 г.13. Потапкин, А. А. Проектирование стальных мостов с учетом пластическихдеформаций. Москва : Транспорт, 1984.14.Шеховцев,ВячеславАфанасьевич.Обоснованиепрочностииустойчивости трубобетонных конструкций опорных блоков морских стационарныхплатформ при квазистатических и периодических внешних воздействиях. СанктПетербург : б.н., 2010 г.15.

Новейший опыт применения трубобетона в КНР. Шаохуай, Цай. 3, б.м. :Бетон и железобетон, 2001 г., стр. 20-24.16. Трубобетонные колоны для многоэтажных зданий. Кришан, А. Л. 4, б.м. :Строительная механика инженерных конструкций и сооружений, 2009 г., стр. 7580.17. Трубобетонные колонны для высотных зданий. Кришан, А. Л. и Ремнев,В. В. 10, б.м. : Промышленное и гражданское строительство, 2009 г., стр. 22-24.18.

Использование трубобетона в жилищном строительстве. Афанасьев, А. А.и Курочкин, А. В. 3, б.м. : Промышленное и гражданское строительство, 2011 г.19. Стороженко, Л. И. Трубобетонные конструкции. Киев : Будивельник,1978.20. Стороженко, Л. И., Плахотный, П. И. и Черный, А. Я. Расчеттрубобетонных конструкций. Киев : Будивэлнык, 1991.10721. Application of concrete-filled steel tubular columns in tall buildings inearthguake area. Gong, C., Lin, X.

и Cai, S. Atlanta : Structures Congress XII, 1994.Proceedings of the ASCE Structures Congress. Т. 1, стр. 146-151.22. Modern Street Tube Confined Concrete Structures. Cai, S. б.м. :Communication Press China, 2003 г.23. Influence of moment distribution diagram on load – carrying capacity ofconcrete-filled steel tubular columns. Cai, S. Fukuoka : б.н., 1991. Proceedings of the 3rd International conference on steel-concrete composite structures.24. Ultimate strength of concrete-filled tube columns. Cai, S. 1987 : Compositeconstruction in steel and concrete, New Hampshire.