Ученые Уральского федерального университета выяснили, воздушные пустоты в железобетонных конструкциях снижают сейсмостойкость зданий
Воздушные пустоты в высокопрочном растворе (соединяет сборные железобетонные конструкции) снижают сейсмостойкость зданий, выяснили исследователи Уральского федерального университета. Моделирование показало, что даже незначительное количество дефектов, связанных с наличием пустот в объеме раствора, снижает прочность и устойчивость сооружений. Так, при наличии 10% воздушных пустот в строительном растворе коэффициент пластичности (критически важный показатель сейсмостойкости зданий) снижается минимум на 26%.
«Наш анализ сосредоточен на дефектах заполнения раствора в объеме муфтового соединения арматурных стержней в соединениях типа GSC для сборных конструкций. Такой распространенный строительный дефект возникает вследствие нарушения технологии заполнения объема муфты раствором. Безусловно, подобные соединения также могут содержать другие типы дефектов раствора: рассредоточенные пустоты, расслоение или отслоение на границе контакта раствора с телом муфты, но мы сосредоточились на наличии воздушных пустот, обусловленных неполным заполнением раствором объема муфты. Такие достаточно простые технологические дефекты существенно снижают механические характеристики конструкций и устойчивость сооружений», — рассказывает соавтор работы, инженер кафедры промышленного, гражданского строительства и экспертизы недвижимости УрФУ Шотин Сяо.
Наличие пустот в верхней части муфты ухудшает сцепление между раствором и арматурой, которая находится в муфте. Это также ускоряет развитие пластических деформаций в соединении и негативно влияет как на сейсмостойкость, так и на конструктивные характеристики, поясняют специалисты.
«Моделирование показало, что пустоты на верхнем участке муфты действуют как сильные концентраторы напряжений, ускоряют растрескивание бетона, увеличивают пластическую деформацию в арматурных стержнях и в конечном счете ухудшают целостность конструкции», — перечисляет руководитель научной группы, директор института строительства и архитектуры УрФУ Никита Фомин.
Расчеты показали, что в случае отсутствия раствора на верхнем участке муфты в объеме 30%, несущая способность колонны каркаса здания снижается на 31,63%. При таком дефекте не только теряется прочность конструкции, но и возникает хрупкость соединения, что крайне опасно при сейсмических событиях, добавляют исследователи.
Сборные железобетонные конструкции все чаще применяются в современном строительстве благодаря таким преимуществам, как сокращение сроков строительства, высокое качество сборных конструкций и снижение объема строительных отходов. Один из эффективных методов соединения — технология GSC, при которой арматурные стержни соединяются в стальных муфтах при помощи высокопрочного раствора, который нагнетают в муфты; качество такого соединения зависит от полноты заполнения муфты раствором.
В условиях строительной площадки нередко возникают технологические дефекты — воздушные пустоты в верхней части муфт. Целью работы специалистов УрФУ было оценить, как эти пустоты влияют на поведение конструкции под циклическими нагрузками, имитирующими сейсмические воздействия.
Анна Маринович
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня и государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».
Источник: УрФУ
Login with Google
Комментарии