Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Search Results

Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    Item
    Напружено-деформований стан та залишковий ресурс залізобетонних конструкцій, підсилених за дії навантаження
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Хміль, Роман Євгенович; Бліхарський, Зіновій Ярославович; Національний університет "Львівська політехніка"; Савицький, Микола Васильович; Ватуля, Гліб Леонідович; Семко, Олександр Володимирович
    Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової проблеми встановлення дійсного напружено-деформованого стану залізобетонних згинаних та стиснуто-згинаних конструкцій, підсилених за дії навантаження і створенню розрахункових методик для проєктування та оцінювання надійності та залишкового ресурсу таких конструкцій. Проведено експериментальні дослідження арматурних стержнів, залізобетонних згинаних та стиснуто-згинаних елементів, підсилених за одночасної дії навантаження диференційованого рівня. На основі силової та деформаційної розрахункових моделей нормального перерізу розроблені методики розрахунку залізобетонних згинаних та стиснуто-згинаних елементів, підсилених за дії навантаження. Розроблено принципові моделі оцінки ймовірності безвідмовної роботи залізобетонних конструкцій, підсилених за дії навантаження, адаптовані до чинних норм проєктування та існуючої методики оцінки надійності нових проєктних конструкцій. Принциповими особливостями розроблених моделей є пропозиція врахування стохастичного параметра рівня навантаження конструкції в момент підсилення, а також використання деформаційної моделі її розрахункового перерізу. Виходячи з передумов оцінки ймовірності безвідмовної роботи, запропоновано підходи до визначення залишкового ресурсу підсилених конструкцій. Диссертация посвящена решению научной проблемы установления действительного напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций, усиленных за действия нагрузки и создание расчетных методик для проектирования и оценки надежности и остаточного ресурса таких конструкций. Проведены экспериментальные исследования арматурных стержней, железобетонных изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов, усиленных при одновременном действии нагрузки дифференцированного уровня. На основе силовой и деформационного расчетных моделей нормального сечения разработаны методики расчета железобетонных изгибаемых и сжатоизгибаемых элементов, усиленных за действия нагрузки. Разработаны принципиальные модели оценки вероятности безотказной работы железобетонных конструкций, усиленных за действия нагрузки, адаптированные с действующими нормами проектирования и существующей методики оценки надежности новых проектных конструкций. Принципиальными особенностями разработанных моделей является предложение учета как стохастического параметра уровня нагрузки конструкции в момент усиления, а также использование деформационной модели ее расчетного сечения. Исходя из предпосылок оценки вероятности безотказной работы предложены подходы к определению остаточного ресурса усиленных конструкций. The dissertation is devoted to the research of reinforced concrete bending and compressed-bending structures, which are strengthened by increasing the cross section of reinforcement or reinforcement and concrete at one time under loading. The introduction substantiates the relevance, purpose and objectives of research, general characteristics and scientific novelty as well as the practical value of research. The first section reviews the technical literature on research issues, namely: the existing methods of reinforcing reinforced concrete bending and compressed-bending elements, The analysis of stress-strain state of reinforced concrete structures, methods of forecasting (estimating) remaining resource of strengthened structures in operating conditions are presented. In addition, the reliability analysis of strengthened reinforced concrete structures, the state of the calculation of the actual reliability of the elements after reinforcement. The second section is devoted to the development of methods and programs for experimental research of reinforced concrete bending and compressed-bending elements, reinforcement of which is performed by the most common methods, namely increasing the cross section of reinforcement, reinforcement and concrete (clamp). The presence of the load on the structure allows us to simulate the operation of the strengthened structure in accordance with the actual operating conditions and the device of the reinforcement. An integral part of the program of experimental research is the study of reinforcing bars (50 samples) and the common action of concrete of the existing and additional cross section of reinforced concrete structures; performed under load. The third section presents the results of experimental research of bending and compressed-bending reinforced concrete elements: not strengthened and strengthened with additional reinforcement and additional reinforcement and concrete both (reinforced concrete jacket) with and without preloading during strengthening. On the example the strengthening method by making of reinforced concrete jacket, as the most difficult to perform and as a general case of strengthening of reinforced concrete structures by increasing the cross section, some results were presented. The stressstrain state of the strengthened reinforced concrete beams and columns can be divided into three stages. At the first stage, after the installation of the reinforced concrete jacket, the increase in the deformation of the main reinforcement was significantly reduced, as on additional reinforcement and concrete. The second stage starts with the achievement of yield strength in the stretched reinforcement of the main or additional bars. This was accompanied by an increase in the deformation of the main reinforcement and deflections. The third stage is failure. The fourth section presents calculation methods of remaining strengthened reinforced concrete structures bearing capacity. An important difference between the calculation of the force model from code of DSTU B V.3.1-2: 2016 from the deformation model of calculation by DSTU B V.2.6-156: 2010 is that it does not allow to estimate the stress-strain state of the structure at any cross section layer and any stages but only in the limit state. According to the results of theoretical researches it is offered and experimentally confirmed that at maintenance of reliable anchoring of additional bars, common action of bars and concrete of the main and additional part of cross sections, we can recommend using as criterion of exhaustion of bearing capacity of complex cross section yield achievement of all reinforcing bars. The fifth section describes the computer modeling of strengthened r/c beams in the application software, which were developed by the finite element method (FEM). Algorithms for creating a geometrical and physical model, a loading model of strengthened structure, which would reflect the real conditions of their operation and reinforcement, are proposed. The beam finite-element model were developed in two software packages. The calculation was performed taking into account the physical nonlinearity of materials and their calculated physical and mechanical properties, which were introduced into the adopted of deformation relationship. A comparative analysis of the research results with the calculated values of the ultimate bending moments obtained in accordance with the calculations according to the design codes is performed. Satisfactory convergence of adjacent values was recorded. The sixth section presents the results of development and testing of the proposed methods, as well as analysis of the obtained values of qualitative and quantitative indicators of reliability – reliability index β of bending and compressedbending structures, strengthened by increasing the cross section of reinforcement, both reinforcement and concrete under load. The level of load acting at the time of strengthening is considered as an additional random value. Based on the analysis of the obtained values of reliability indexes β and probability of failure-free operation P(β) the approaches to determining the remaining resource of reinforced structures are proposed.
  • Thumbnail Image
    Item
    Несуча здатність похилих перерізів залізобетонних балок підсилених композитними матеріалами за діїі навантаження
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Вегера, Павло Іванович
    В дисертації проведено дослідження несучої здатності похилих перерізів залізобетонних елементів, підсилених композитними матеріалами при дії навантаження різних рівнів. Розроблено програму досліджень та методику випробовування одного похиолого перерізу з залізобетонних елементах. Отримано результати експериментальних досліджень несучої здатністі похилих перерізів, підсилених системою FRCM. Визначено вплив завантаженості конструкції в момент підсилення на несучу здатність підсиленого похилого перерізу та розглянуто основні схеми підсилення композитними матеріалами. Удосконалено методику розрахунку підсилених похилих перерізів залізобетонних балок на основі ДБН В.2.6-98:2009 та ДСТУ Б В.2.6-156:2010. Отримано задовільну збіжність між теоретичними та експериментальними результатами. В диссертации исследована несущая способность наклонных сечений железобетонных элементов, усиленных системою FRCM при воздействии нагрузки разных уровней. Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, показана связь с научными программами, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлена ее общая характеристика. В первом разделе проведен анализ исследований прочности наклонных сечений железобетонных балок, выполнен обзор методов усиления наклонных сечений железобетонных балочных конструкций и обзор методов расчета усиливаемых наклонных сечений железобетонных конструкцій. Второй раздел содержит программу и методику экспериментальных исследований наклонных сечений железобетонных балок, усиленных композитными материалами под нагрузкой. Для достижения поставленной цели и реализации задач было изготовлено 16 опытных балок. Исследования проводились для каждого наклонного сечения отдельно. Для этого на одно из наклонных сечений монтировали металлическую предварительно напряженную обойму. После проведения опыта обойму переустанавливали на уже исследован наклонное сечение, при необходимости несколько уменьшая расчетный пролет балки. Элемент усиления - композитная система FRCM, состоит из двух компонентов: минерального раствора на основе цемента Ruredil X Mesh M750 и несущей P.B.O. композитной ткани Ruredil X Mesh Gold. Для усиления было принято 4 основных схемы усиления Разработанная программа и методика исследований обеспечила получение новых данных о несущей способности наклонных сечений железобетонных балок усиленных композитными материалами под нагрузкой. В третьем разделе результаты экспериментальных исследований наклонных сечений железобетонных балок 1-й и 2-й серии усиленных системой FRCM при разных уровнях нагрузки. Установлена высокая эффективность использования композитных материалов при усилении наклонных сечений. Проанализировано влияние уровня предварительной нагрузки и метода усиления на напряженно-деформированное состояние наклонных сечений. Определены наиболее эффективные способы усиления наклонных сечений. В четвертом разделе описана методика расчета прочности усиленных при действии нагрузки наклонных сечений железобетонных элементов по деформационной модели ДБН В.2.6-98:2009. В разделе детально описана методика и разработан алгоритм расчета несущей наклонных сечений железобетонных балок, усиленных под нагрузкой, с учетом реальных свойств бетона и арматуры, предложено расчет внешнего армирования композитной тканью. Для проведения анализа и апробации предложенных методик исследованные усиленные наклонных сечений железобетонных элементов были рассчитаны на прочность согласно предложенных алгоритмов. Сравнительный анализ показал хорошое сходство экспериментальных и теоретических данных. In the thesis the carrying capacity of inclined cross sections of concrete elements strengthened by composite materials jacketing different loading levels was investigated. The program of research and testing methodology inclined cross sections of reinforced concrete elements was developed. The results of experimental studies carrying capacity of inclined cross sections reinforced FRCM system were obtained. The influence of construction load level at the time of the strengthening on the carrying capacity of reinforced inclined cross section was determined and the basic strengthening circuit’s composite materials were considered. Methodology for calculating strengthened inclined cross sections of reinforced concrete beams, based on DBN V.2.6-98: 2009 and DSTU B V.2.6-156: 2010 was used. The satisfactory convergences between theoretical and experimental results were obtained.
  • Thumbnail Image
    Item
    Міцність та деформативність залізобетонних стиснуто-зігнутих елементів, підсилених залізобетонною обоймою при дії навантаження
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Країнський, Павло Іванович
    В дисертації досліджено несучу здатність та експлуатаційну придатність стиснуто-зігнутих залізобетонних елементів, підсилених залізобетонною обоймою при дії навантаження різних рівнів. Отримано результати експериментальних досліджень, що характеризують напружено-деформований стан залізобетонних колон, підсилених залізобетонними обоймами. Визначено характер впливу навантаження на конструкцію в момент підсилення на несучу здатність та експлуатаційну придатність підсиленої конструкції. Запропоновано методику визначення несучої здатності залізобетонних колон, підсилених при дії навантаження на основі нелінійної деформаційної моделі ДБН В.2.6-98:2009 ДСТУ Б В.2.6-156:2010 із урахуванням реальних діаграм деформування матеріалів. Аналіз результатів експериментальних досліджень та теоретичних розрахунків дослідних конструкцій засвідчив добру збіжність результатів. В диссертации исследованы несущую способность и эксплуатационную пригодность сжато-изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой при воздействии нагрузки разных уровней. Во введении приведена общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, показана связь с научными программами, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлена ее общая характеристика. В первом разделе выполнен обзор методов усиления железобетонных балочных конструкций, проведен анализ экспериментально-теоретических исследований прочности усиленных железобетонных балок и напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций, усиливаемых под нагрузкой. Второй раздел содержит программу и методику экспериментальных исследований нормальных сжато-изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. Для достижения поставленной цели и реализации задач было изготовлено 12 опытных колон. Разработанная программа и методика экспериментальных исследований обеспечила получение новых данных о работе сжато-изгибаемых железобетонных элементов, усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований сжато-изгибаемых железобетонных элементов не усиленных и усиленных железобетонной обоймой под нагрузкой. Получены данные экспериментальных исследований прочности и эксплуатационной пригодности усиленных железобетонной обоймой колон в зависимости от уровня нагрузки при усилении, а также при усилении под нагрузкой предельного уровня. Определены три характерных стадии НДС железобетонных колон, усиленных при воздействии нагрузки. В четвертом разделе описана методика расчета прочности усиленных при действии нагрузки железобетонных сжато-изгибаемых элементов по деформационной модели ДБН В.2.6-98:2009. В разделе детально описана методика и разработан алгоритм расчета несущей способности и напряженно-деформированного состояния железобетонных сжато- изгибаемых элементов, усиленных под нагрузкой, с учетом реальных свойств бетона и арматуры основного и дополнительного сечений. Для проведения анализа и апробации предложенных методик исследованные усиленные железобетонные колонны были рассчитаны на прочность согласно предложенных алгоритмов. Сравнительный анализ показал хорошое сходство экспериментальных и теоретических данных. In the thesis the bearing capacity and serviceability of compressed-bent reinforced concrete elements, strengthened by reinforced concrete jacketing was investigated. The results of experimental studies characterizing stress-strain state of reinforced concrete columns strengthened by reinforced concrete jacketing are presented. The impact of load on the structure at the time of strengthening on the carrying capacity and serviceability was determined. The method of determining the carrying capacity of concrete columns strengthened by reinforced concrete jacketing under load was developed. The method was based on nonlinear deformation model DBN V.2.6-98: 2009 DSTU B V.2.6-156: 2010 taking into account the real strain diagrams of materials. Analysis of experimental results and theoretical calculations of experimental columns showed good convergence.