[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!

[Саразан]

Здравствуйте,Ravl!
Заставили вы задуматься и меня:-)
Я думаю, что из всех данных, которые приводятся в руководстве, сложно будет найти такой материал, у которого RE будет меньше, чем RE у арматуры.
Для примера: я сравнила А500 арматуру и S&P C Sheet 240-200 толщиной 0,117 мм ( с учетом всех запасов и понижающих коэффициентов). У меня отношение в пользу углепластика = 10. При том, что это высокий класс арматуры и углепластик не самый мощный.


Да и так если просто посмотреть. Площадь арматуры - это площадь стержня. Площадь композита, это, скорей всего имеется в виду площадь в поперечном направлении Т.е. толщина на ширину. Предположим, не хватает 10мм2 арматуры. Площадь углепластика примерно будет равна 100мм2 Тогда при толщине углепластика в моем случае 0,117 мм, ширина ткани составит 855 мм. (при периметре колонны 1600мм).
То есть почти половину колонны надо будет обклеить, если не хватает 10 мм2.
Не знаю, насколько это логично или нет. У меня тоже, честно говоря, сомнения. Не хватает 10 мм2 и обклеить пол колонны.

Хотя я сейчас перечитала свое сообщение, поняла, что так и не ответила на ваш вопрос. Чем лучше углепластик - тем больше требуется его площадь. Я подумаю!)

[Ravl]

Саразан, здравствуйте.

Сообщение от Саразан Я думаю, что из всех данных, которые приводятся в руководстве, сложно будет найти такой материал, у которого RE будет меньше, чем RE у арматуры.

пример был условный

Сообщение от Саразан Площадь композита, это, скорей всего имеется в виду площадь в поперечном направлении

А это где конкретно написано?

Руководство только начал изучать, поэтому в данном вопросе плаваю мелко.

[Саразан]

Сообщение от Ravl А это где конкретно написано?

Это ИМХО. Может это и не так, но мне кажется, что так. По аналогии с арматурой.
Ну если даже мы введем параметр - длина ленты, арматуры (высота стержня) она же все равно будет одинаковая, в уравнении сократится.

[Ravl]

Написал письмо в "ИнтерАква", посмотрим как оно на самом деле.

Но мне проще, я связался с mapei, они сами приедут посмотрят, возьмут все исходные данные и отправят в Италию. Все расчеты для них делают итальянцы.

[Ravl]

Достаточно оперативно пришел ответ:

Спасибо за Ваше письмо. Я постараюсь ответить на основные вопросы (конструктивные) пересланные Вами с форума. Хочу напомнить, это руководство написано в 2006 году и стало единственным для практического применения. Им сейчас пользуются не только российские проектные организации и зарубежные фирмы, представляющие для продажи зарубежные материалы на основе углеродных волокон. Наша задача при написании этого руководства была дать возможность расширению применения технологии внешнего армирования в России. Начиная с 1998 года нашей организацией выполнено усиление около 400 объектов разных конструктивных схем. За это время получен дополнительный опыт, который будет в ближайшее время отражен в новой редакции. Мы благодарны всем за конструктивные замечания. Тем более что сейчас мы готовим к печати новую, расширенную и дополненную редакцию Мы признаем, что не все аспекты усиления композитными материалами были отражены в Руководстве и сейчас мы стараемся устранить недостатки и некоторые ошибки. Я понял, что Ваши вопросы относятся к усилению сжатых элементов с малым эксцентриситетом продольной силы. Это введение. Теперь по группам вопросов. 1. Интерпретация формулы 4.70 не вытекает из закона Гука. Это некоторое ограничение, выше которого нельзя пока допускать напряжения в углепластиковой оболочке, созданной мокрым способом, а сама величина допускаемых напряжений благодаря линейным свойствам деформирования углепластика определяются по закону Гука. 2. Формула 4.71 получена на основании большого числа экспериментальных исследований и показывает степень усиления в зависимости от геометрии колонны, прочности на растяжение углепластика и прочности бетона. 3. В формуле 3.3 дается общий подход к определению расчетного значения модуля упругости при растяжении ФАП без учета напряженного состояния. Для каждого вида напряженного состояния: изгиб, сжатие и пр. дается соответствующие ограничения. Согласен, что в этой редакции написано не очень четко. 4. Степень усиления колонны зависит от геометрических размеров колонны, фактической прочности бетона и площади ткани в углепластике. Чем ниже начальная прочность бетона, меньше размер колонны, а также в зависимости от формы колонны (круглая, квадратная, прямоугольная) степень усиления меняется. Это видно из тестовых расчетов. 5. Замечания по усилению прямоугольных колонн, простенков с соотношения сторон h/b>2 возникли из недопонимания рис 4.7. Чем больше это отношения эффективность усиления внешними обоймами резко падает. Связано это с неравномерностью обжатия внешними обоймами. При этом надо отметить, что степень снижения эффективности внешних обойм при таком соотношении сторон касается не только усиления углепластиковыми обоймами, но обоймами из бетона (железобетона), но и при усилении металлическими (уголковыми) обоймами даже при их преднапряжении. Методы увеличения эффективности усиления с таким соотношением размеров элементов в руководстве не рассматривались. Для разработки рекомендаций в этом случае требуется дополнительные расчетные, конструктивные и экспериментальные исследования. 6. Действительно в приложении указаны справочные характеристики разных композитов на основе углеродных и других волокон. Расчетные характеристики принимаются на основе паспортов поставщиков ткани, полученные испытанием пластиков с соответствующим волокнами. Здесь не следует путать прочность и модуль упругости волокна и пластика. 7. Нельзя категорически согласиться с заявлением, что эффект усиления начинается далеко за пределами Гука. В замечании не указано какого материала (бетона или углепластика). Если касается оболочки из углепластика, то за пределом предела упругости углепластика начинается разрушение обоймы. Известно, подтвержденное многочисленными исследованиями бетона при неравномерном трехосном напряженном состоянии, что прочность и модуль деформации бетона зависит от степени бокового обжатия и повышается практически пропорционально боковому обжатию. Разрушение бетона происходит после разрушения внешней оболочки при больших нагрузках, чем прочность бетона при осевом сжатии. Поэтому говорить о песке с арматурой нельзя и не соответствует действительности. Результаты испытаний бетонных образцов в обоймах из углепластиков показывают, что трещины и разрушения бетона происходит после разрыва оболочки, но при этом бетон не рассыпается в песок. Вид образцов после разрушения можно увидеть на нашем сайте. Общий вывод сделанный за рубежом на основании многочисленных исследований, что применение внешнего армирования композитов на основании углеродных волокон защищает от хрупкого разрушения. 8. Нельзя согласится с утверждением, что внешнее армирование углепластиком начинает работать при (0,6-07)Rb. Это принципиальная ошибка. При появлении любой дополнительной вертикальной нагрузки в конструкции возникают поперечные деформации (проявление коэффициента Пуассона). Здесь же не понято что принимается за Rb при трехосном сжатии бетона. 9. Усиление внецентренно сжатых колонн. Следует понимать, что углепластик устанавливается с целью восприятия растяжения. Если в колонне возникают растягивающие напряжения по высоте колонны одной обоймой обойтись нельзя. Нужно комбинировать вертикальную наклейку и обойму (можно не сплошную, если требуется усиление на изгибающий момент).

[Саразан]

Ravl,
Спасибо большое!
а что про формулы 4.69 и 4.67 не спросили? Они же и есть самые "косячные".
Будем ждать новое руководство!, Жаль, что к этому времени я уже окончу институт.

[Саразан]

http://www.compozit.su/f/news/72/233...hernyavsky.pdf

Интересная статья про углепластик. Есть даже чертеж!

[Саразан]

Не знаю, где написать. Напишу здесь)
Сегодня ходила на выставку "Архитектура и стройиндустрия" в первый раз. Совершенно случайно наткнулась на компанию "Композит" и "Зика". Даже не предполагала, что они там будут, шла для другой цели вообще..:-)

Представитель "Композита" отрезал мне от рулона образец двунаправленной ткани и дал две деревянные линейки. Я сначала не поняла, думаю ,ну шутит может человек. Спрашивает, видите линейку, гнется и так, и так. А вот видите эту линейку (такая же линейка), разворачивает ее, а там углепластик с другой стороны - не гнется линейка никак!