[Саразан]

Здравствуйте!

Считаю усиление колонны из углепластика, используя "Рукводство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами".
пункт: Расчет сжатых элементов.
Заметила несколько нестыковок, как говорят в простонародье "косяков". Или я что-то не понимаю, или это действительно косяки.
Например:

1) ф.4.69 При подстановке величин, даже тех, которые рекомендуют составители, получается отрицательная величина коэффициента и как следствие, отрицательная величина толщины ленты.

2) ф.4.70 Противоречие закону Гука, принимая во внимание, что составители использовали этот закон при составлении похожей формулы выше.
т.е. условие, которое, по мнению составителей, должно быть соблюдено - не может быть соблюдено.

3) И, наконец, несущая способность усиленной колонны при следовании всем рекомендациям, получается в МПа. (100%, т.к. прочность бетона Rb умножается на безразмерную величину)

Если кто-нибудь уже считал такое усиление, сталкивались ли вы с подобными трудностями?

Заранее спасибо!

[MasterZim]

А почему не традиционные методы усиления?
От углепластика строители будут не в восторге.

[Саразан]

Я студентка, выполняю исследование в учебных целях. Есть проект здания, где применена металлическая обойма.
Рассчитываю и то, и то. Потом рассматриваю преимущества, недостатки.
С мет. обоймой более менее понятно, с углепластиком тоже думала, что все будет в порядке, в смысле расчет. А тут такие вот сюрпризы.
Вот и не знаю, как мне быть.

1) похоже на косяк
2) непонятно, где противоречие закону Гука?
3) возможно не корректно написано, но при создании эффекта обоймы меняется именно Rb (так как есть препятствие поперечным деформациям), а уже с этим измененным Rb и пересчитывается колонна?

[Саразан]

Ал-й, спасибо большое за отклик.

2) Судя, по всему, перед вами это руководство. Откройте формулу 3.3. Все в порядке, нашли, посчитали. Откройте формулу 4.70 - те же самые величины, но Rf умножается 0,75 - и условие становится невыполнимым.
Тем более я по приложению проверила ВСЕ ткани и ламинаты - никак не выполняется условие.

3) Т.е. увеличенное Rb подставляется в формулу несущей способности? И это и есть несущая способность усиленной колонны?
При обычном расчете (ткань 0,335 мм , колонна 40х40, В30 , увеличение Rb в 2 раза. Разве такое возможно?


1) Как думаете, если взять по модулю эту отрицательную скобку, будет это похоже на правду?

2) Так из формулы 4.70 и ограничивается значение деформаций в запас (по крайней мере я так понял). Т.е. Ref (а в месте с ним и e) снижают на 25 % - возможно из-за особенности работы углепластика в виде обоймы...
3) Опять же мое предположение (по аналогии с влиянием косвенного армирования на прочность жб элементов - по старому снип жб)
1) Возможно в итоге станет положительным, но пахнет косяком в документе =)

p.s. Сам также осваиваю данное пособие, но интересуюсь (пока) только изгибаемыми элементами... Расчеты не по деформационной методике также итерационные и неудобные... Величина анкеровки кажется взятой с потолка... Ну и тп... Только начинаю разбираться...

[Саразан]

Понимаете, Ал-й, в приложениях они пишут одни характеристики ткани, а в формулах при подставлении этих же характеристик - не выполняются условия.
Думаю, может Rf самостоятельно уменьшить на 25 % и тогда все совпадет и далее в расчетах и использовать 0,75*Rf.

Вообще, если забыть про косяки, а поговорить просто о утверждениях, взятых с потолка, то можно долго разговаривать
Те же характеристики ФАП, только ориетировочные, в проектировании не могут быть использованы)). Или что для колонн h/b >2 нельзя применять обойму ФАП. Почему? Откуда? Остается загадкой.

Сообщение от Саразан Думаю, может Rf самостоятельно уменьшить на 25 % и тогда все совпадет и далее в расчетах и использовать 0,75*Rf.

по моему это и имелось ввиду и мной и создателями документа =)

Сообщение от Саразан Или что для колонн h/b >2 нельзя применять обойму ФАП. Почему? Откуда? Остается загадкой.

Это было установлено экспериментально.

Сообщение от Саразан Те же характеристики ФАП, только ориетировочные, в проектировании не могут быть использованы)

А это да, так и есть, но как правило можно уточнить у производителя все данные, мы так и делали - само собой испытания по ГОСт производители делают...

[i-one]

Эффект этого усиления начинается далеко за пределами Гука. После разрушения бетона путем образования вертикальных микротрещин и развития дилатации. Я считал эти обоймы под закзаз - если там оперировать СНИПовскими характеристиками материалов - никакого усиления не получим 1-3%. К сожалению получить экспериментальные характеристики материала внутри обоймы (ибо это уже не совсем бетон) мне не удалось. У данного усиления есть ограничения по гибкости элемента, по наличию моментов. Более того - как учесть гибкость "не ж/б" колонны не совсем понятно - там же приведенное сечение меняется непонятным образом - где-то остается ядро, где-то "песок с арматурой". Сложно все это... "на бумаге" не решается - нужны эксперименты.

[retal]

В сжатых элементах (ненагруженных до усиления) поперечное армирование (обмотка холстом или косвенное армирование) включается в работу при уровне напряжений в сечении (0,6-0,7)Rb , когда начинается увеличиваться объем, как уже было сформулировано посте #9. Кроме этого на степень включения элементов усиления в работу влияет жесткость ФАП, модуль деформаций контактного шва (клея), значение последнего ниже начального модуля упругости бетона или около того, поэтому об усилении, в первую очередь с применением ФАП ламинатов уже нагруженных элементов говорить не приходиться.
Испытывал кирпичные столбы, ж/б колонны с поперечной обмоткой холстами Зика, я один "обмазал" 6 образцов за 3 часа и уже через сутки давил их на прессе, однако такую относительно низкую трудоемкость съедает цена материала.

[vedeks]

Сообщение от Саразан 1) ф.4.69 При подстановке величин, даже тех, которые рекомендуют составители, получается отрицательная величина коэффициента и как следствие, отрицательная величина толщины ленты.

Нужно искать первоисточник, иначе лотерея.

Сообщение от Саразан 2) ф.4.70 Противоречие закону Гука, принимая во внимание, что составители использовали этот закон при составлении похожей формулы выше. т.е. условие, которое, по мнению составителей, должно быть соблюдено - не может быть соблюдено.

Может имеется ввиду, что максимальная деформация при растяжении композита не должна соответствовать его разрыву, а приниматься с запасом?
А что касаемо отношения сторон сечения скорее связано с тем что лента способна передовать усилие только в углах колонны, вдоль грани она бетон не сжимает.

[Саразан]

Сообщение от Ал-й по моему это и имелось ввиду и мной и создателями документа =)

Я ошиблась в том сообщении. Ничего там не совпадет. Чтобы условие выполнилось, надо уменьшать деформацию и модуль упругости, а не прочность композита на растяжение.
По поводу обоймы: проводились какие-то новые эксперименты? В руководстве написано, что наоборот, "если испытания покажут эффективность такой обоймы", то можно. Из чего можно сделать вывод, что ими испытания не проводились. Или, как пишет vedeKs, дело в том, что

Сообщение от vedeks лента способна передовать усилие только в углах колонны, вдоль грани она бетон не сжимает.

Я не понимаю такого. Ленту клеят по всей поверхности колонны, она работает на растяжение, почему только в углах она работает?
Кто занимался этим вопросом, знает точный ответ: Почему нельзя? или Почему можно? пожалуйста пишите, так как я собралась рассчитывать обойму ФАП и для колонны 80х40.

Сообщение от i-one Я считал эти обоймы под закзаз - если там оперировать СНИПовскими характеристиками материалов - никакого усиления не получим 1-3%.

я считаю обойму для колонны 40х40 В30, ткань 0,335 мм. у меня Rb по расчету увеличивается чуть ли не два раза. Тоже понимаю, что такого не может быть, но я оперирую сниповскими характеристиками и у меня получаются такие пироги. Как вы считали эти обоймы? по какому методу?

retaL

В руководстве ничего подобного нет. За рубежом успешно применяют эти углепластики при реконструкции. Реконструкция - понятно, что элемент нагружен. Если элемент не нагружен - это частный и очень очень редкий случай.

[vedeks]

Сообщение от Саразан Я не понимаю такого. Ленту клеят по всей поверхности колонны, она работает на растяжение, почему только в углах она работает?

Попробуйте обмотать нитку вокруг прямоугольного предмета и попробуйте её оттянуть в середине грани предмета и ближе к углу. У угла нить оттянуть сложнее. Также распределяется усилие обжатия от ленты на колонну.
Думаю авторы ввели это ограничение из-за малой эффективности такого усиления для вытянутых сечений.

[Саразан]

Сообщение от vedeks Попробуйте обмотать нитку вокруг прямоугольного предмета и попробуйте её оттянуть в середине грани предмета и ближе к углу. У угла нить оттянуть сложнее. Также распределяется усилие обжатия от ленты на колонну.

я согласна, с ниткой это так. Но лента ведь приклеивается, а не просто наматывается.
Vedeks, вам известны результаты испытаний, или вы просто рассуждаете? Интересуюсь не из праздного любопытства.

________

Для тех, кто интересовался данным вопросом. Известная ли вам статья Морозовой Т.С?
Как правило, колонны с размерами поперечного сечения h/b>1,5 принимаются в тех случаях, где имеет место внецентренное сжатие.
Вот что она пишет:
"Необходимо отметить, что при внецентренном сжатии часть сечения колонны будет воспринимать растягивающие усилия, и эту часть конструкции невозможно усилить установкой обоймы из композиционного материала, так как композиционные материалы хуже работают на сжатие, чем на растяжение. Поэтому, в случае внецентренно-сжатых колонн, необходимо обеспечить высокую способность внешне армированной колонны сопротивляться деформациям"
Может, дело в этом?

[vedeks]

Сообщение от Саразан Но лента ведь приклеивается, а не просто наматывается.

Клей в данном случае даёт только то, что лента плотнее соприкасается с бетоном. Перераспределения усилий он не даст. Эксперименты не ставил, но и так достаточно понятно как эта штука работает.

Сообщение от Саразан Как правило, колонны с размерами поперечного сечения h/b>1,5 принимаются в тех случаях, где имеет место внецентренное сжатие.

Какое-то неправильное высказывание. Ведь в железобетонных конструкциях нет центрального сжатия - есть сжатие на фактический либо на случайный эксцентриситет. Для второго случая допускаются упрощенные формулы, но это уже к слову... Поэтому независимо от отношения h/b>1,5, колонны будут внецентренно сжатыми.

Сообщение от Саразан Но лента ведь приклеивается, а не просто наматывается.

Клей не влияет на усилие обжатия, Вам vedeks все правильно написал, в пособии даже картинка есть - рис. 4.7.

Сообщение от Саразан Я ошиблась в том сообщении. Ничего там не совпадет. Чтобы условие выполнилось, надо уменьшать деформацию и модуль упругости, а не прочность композита на растяжение.

Тут я боюсь Вам уже сложно помочь... Начните с азов сопромата, нарисуйте график растяжения углепластика, отложите r,e, может так разберетесь...?

Сообщение от Саразан Vedeks, вам известны результаты испытаний, или вы просто рассуждаете? Интересуюсь не из праздного любопытства.

Так Вы позвоните в Интераква (к авторам документа) и спросите. Те эксперименты, что ставились для расширения границ понимания пособия - ставились фирмами для себя, стоили много денег - само собой Вам не будут рассказывать все детали, а предложат заказать проект усиления у них...

[Саразан]

Сообщение от vedeks Клей в данном случае даёт только то, что лента плотнее соприкасается с бетоном. Перераспределения усилий он не даст. Эксперименты не ставил, но и так достаточно понятно как эта штука работает.

Я поняла, да, конечно, вы правы. Нет смысла считать для колонны 80х40. По этой же причине они пишут, что обойма ФАП наиболее эффективна для круглых сечений, все верно!

Сообщение от Ал-й Какое-то неправильное высказывание.

Я когда писала это высказывание, не рассчитывала, что кому-то придет в голову придираться к словам. Но мы сейчас не об этом. Я хотела обратить ваше внимание на статью Морозовой.

Сообщение от Ал-й Тут я боюсь Вам уже сложно помочь... Начните с азов сопромата, нарисуйте график растяжения углепластика, отложите r,e, может так разберетесь...?

Я к вам со всей душой, а вы меня в азы сопромата..С сопроматом у меня все в порядке! Благодарю за совет.
Хотя..Может вы и без сарказма, конечно, писали - сопромат, такая вещь, вернуться никогда не лишне:-)

Ну, к делу.

Рассчитала я обойму из ткани (углепластик) толщиной 0,335 мм и 0,117 мм. в первом случае увеличение несущей способности почти в 2 раза (на 113%), во втором в 1,4 раза (41%). Такое возможно? Мне кажется, маловероятно, но тем не менее у меня выходят такие цифры.

P/S С математикой у меня так же, как с сопроматом

Сообщение от Саразан Реконструкция - понятно, что элемент нагружен.

Заблуждение! Часть (а желательно вся) нагрузки должна быть снята. Иначе никакого усиления не получиться.

[Саразан]

Очень интересно. А если усиляют колонну, которая несет на себе собственный вес фермы, плит покрытия, кровли - ферму и прочее демонтируют?
Вот это да, кто бы мог подумать!

[vedeks]

Сообщение от Саразан А если усиляют колонну, которая несет на себе собственный вес фермы, плит покрытия, кровли - ферму и прочее демонтируют?

Обычно устанавливают временные поддерживающие конструкции и домкратами поднимают пролётные строения.

Сообщение от Саразан Рассчитала я обойму из ткани (углепластик) толщиной 0,335 мм и 0,117 мм. в первом случае увеличение несущей способности почти в 2 раза (на 113%), во втором в 1,4 раза (41%). Такое возможно?

У Вас, как я понял, Rb увеличился на такие порядки?
Дайте все исходные данные по колонне, которую рассчитывали.