автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование характеристик и условий применения гибких связей из стеклопластиковой арматуры (СПА) в трехслойных стеновых панелях

На правах рукописи

УСТИНОВ Борис Валентинович

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ГИБКИХ СВЯЗЕЙ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ ОЙ АРМАТУРЫ (СПА) В ТРЁХСЛОЙНЫХ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЯХ

Специальность 05.23.01 — Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск, 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС, г, Новосибирск)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Круглое Валерий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Адищев Владимир Васильевич

кандидат технических наук, доцент Клкжин Владимир Иванович

Ведущая организация: ФГУП «СнбНИА» им. С.А. Чаплыгина

Защита состоится «22» декабря 2006 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 218.012.02 в зале заседаний ауд. 226 Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС) по адресу:

630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, СГУПС

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан «21» ноября 2006 года.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного Совета. Тел, (8 383) 228-74-73,228-74-86,228-74-43,226-79-78 E-mail: skiz@stu.ru

Ученый секретарь диссертационного Сове"

кандидат технических наук, доцент

АЛ. Неу строев

Общая характеристика работы

Актуальность работы. С началом третьего тысячелетия отчетливо наметилась тенденция к более эффективному использованию новых видов материалов, конструкций и технологий их изготовления, строительства и эксплуатации, в том числе с активным управлением характеристиками этих материалов. Последнее десятилетие характерно повышенным вниманием к возможности и целесообразности применения в строительстве композитных полимерных материалов (КПМ), основой которых являются стекло-, базальто-, арам ид о- и угле-пластиковые волокна.

В нашей стране первый пик использования КПМ приходится на 1950...1960 гг., причем в основном при опытном строительстве конструкций со стеклопластиковой арматурой (СПА). К концу 1990-х годов возобновилось внимание к композитам. В значительной степени этому способствовало установление новых требований СНиП Н-3-79* по увеличению сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций до 3,5 раз.

На малочисленных отечественных заводах в основном осуществляется лишь начальный период освоения КПМ в виде стержней из стеклопластиков (СПА) и базальтопластиков (БПА). В связи с этим в общем случае практически невозможно пользоваться числовыми характеристиками КПМ, приведенными в технической литературе. Часто они существенно различаются между собой, т.к. зависят от свойств используемых армирующих волокон и связующего между ними, от принятой технологии изготовления КПМ, от методики испытания опытных образцов и т.д.

Весьма актуальным является комплексное изучение, анализ и обобщение имеющейся информации, а также разработка рекомендаций для проектирования строительных конструкций различного назначения со СПА. До сих пор недостаточно полными являются исследования для стержней СПА круглого сечения, особенно в зонах защемления и приложения внешних нагрузок.

В последние годы в качестве приоритетных критериев запроектированных и построенных сооружений принимают потребительские свойства этих сооружений в процессе эксплуатации. В связи с этим все более актуальными становятся требования к надежности конструкций {их безопасности, безотказности, живучести, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости), к прогнозированию долговечности материалов и сроков службы основных элементов сооружений.

Цель диссертационной работы — исследование условий целесообразного применения в строительстве жилых и промышленных зданий и сооружений

стеклопластиковой арматуры (СПА) в виде стержней круглого сечения с однонаправленными армирующими волокнами, с необходимой разработкой реко-^ мендацнй для проектирования трехслойных стеновых панелей с высоким уровнем сопротивления теплопередаче.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить такие основные задачи:

— разработка методик подтверждения пригодности рекламируемых КПМ отечественного и зарубежного производства для применения в условиях строительства и эксплуатации объектов на территории Российской Федерации (глава 1);

— разработка более совершенных или уточнение существующих методик испытания опытных образцов из СПА (глава 2);

— анализ результатов испытаний образцов из СПА Бийского завода стеклопластиков (БЗС) с рекомендациями для включения в нормативные документы полученных физико-механических характеристик гибких связей ограждающих конструкций, а также коэффициентов условий работы для всех стадий эксплуатации сооружений в различных регионах Российской Федерации (глава 3);

— совершенствование нормируемых проектных и уточненных методов статических расчетов стеновых панелей зданий и сооружений с эффективной теплоизоляцией между слоями, соединенными гибкими связями из СПА, с разработкой путей обеспечения надежности и прогнозирования долговечности конструкций (глава 4).

Научная новизна работы. С начала 1990-х годов в Сибирском регионе (на БЗС) начались работы по освоению КПМ в строительных конструкциях. На первых этапах работы все основные теоретические и экспериментальные исследования по рациональному применению КПМ в трехслойных стеновых панелях зданий и сооружений проводились с активным участием научных подразделений СГУПСа (в том числе и соискателя ученой степени). Особенно крупные работы были выполнены в 1999 г.: итоговый отчет СГУПСа в трех книгах (с общим объемом 414 стр.) и сборник научных трудов СГУПСа (188 стр.). По результатам выполненной работы впервые были получены многие физико-механические характеристики образцов из СПА производства БЗС.

Впервые в Российской Федерации были проведены исследования композитов в виде СПА при их работе в агрессивной внешней среде, на сцепление с окружающим бетоном, на длительную прочность и деформативность, были разработаны и изготовлены соискателем более надежные анкерные устройства СПА для испытаний. После анализа и усовершенствований известных методик.

испытаний СИЛ более целесообразные из них были включены в первые редакции ТС Госстроя РФ и ТУ БЗС (2001 г.), причем Испытательному центру строительных материалов, изделий и конструкций (ИЦ СМИК) «Стройэксперт» СГУПСа было поручено согласование в дальнейшем возможных корректировок.

Основные исследования в области надежности и прогнозирования долговечности С ПА БЗС проводились на основе кинетической теории прочности твердых тел и термоактивационной концепции разрушения (накопления повреждений). Прн этом учитывалось влияние климатических воздействий, среды бетона и его напряженного состояния. Следует отметить, что в отечественных нормах для строительных конструкций аналогичные подходы к проектированию не рассматривались.

Предложено две методики и программы статических расчетов трехслойных стеновых панелей со СПА: по приближенной расчетной схеме панелей с рядом допущений и по основному более точному расчету с привлечением уравнений теории упругости и метода конечных элементов, реализуемого на современных компьютерах. При этом в расчетах на прочность, устойчивость, трещи-ностойкость и деформативность учитываются все элементы панелей в совместной пространственной работе сооружения. Уделено внимание также относительно новым расчетам панелей на надежность и долговечность, включая учет совместного влияния химического, механического и термического старения, а также опасности прогрессирующего разрушения гибких связей из СПА.

Практическая значимость работы. Проведенная отработка технологий испытаний опытных образцов из СПА в условиях промышленного производства, а также анализ полученных результатов исследований позволили установить численные значения необходимых физико-технических характеристик гибких связей и рекомендовать их для включения в нормативные документы по проектированию трехслойных стеновых панелей зданий и сооружений.

Разработаны методы и программы расчета на компьютерах стеновых панелей с учетом особенностей их работы в процессе изготовления и в стадии эксплуатации в различных климатических районах России.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в «Рекомендациях по применению стекло пластиковой арматуры (СПА) в качестве связей в трехслойных стеновых панелях». — Новосибирск, СГУПС, 1999. - 55 е.; в ТС Госстроя России 2001 г.; в ТУ БЗС 2000, 2002 и 2004 гг. (с участием сотрудников СГУПСа и СибНИА); в ТУ ОАО ПСК «Читаспецстрой» 2003~г.; в-ТУ ЗАО «Гатчинский ССК» 2006 г., по которым

проектируются и строятся 5- и 9-этажные жилые дома а БиЙске, Барнауле, Новосибирске^ ите, Санкт-Петербурге и других городах России.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликовывались и докладывались на научно-технических конференциях за рубежом (в Польше и на Украине), в Санкт-Петербурге, Новосибирске и Бийске. По материалам выполненных исследований опубликовано 15 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и включает 148 страниц машинописного текста, 52 рисунка, 33 таблицы и 135 наименований литературных источников.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, отмечены основные этапы применения КПМ в различных областях промышленности и строительства, обращено внимание на необходимость повышения качества, надежности, долговечности и сроков службы зданий и сооружений при приоритетном учете влияния потребительских свойств конструкций а процессе эксплуатации. Именно эти положения были основными при формировании в дальнейшем цели и задач исследования.

Первая глава посвящена обзору и анализу применяемых материалов, а также опыту применения КПМ в различных отраслях производства.

КПМ (композиты) состоят из армирующих волокон, прежде всего определяющих работу всего композита, и связующего материала между ними (матрицы). Композиты могут иметь волокнистую однонаправленную структуру (стержни), слоистую, обычно с ортогональным расположением волокон (пластины) или пространственно ориентированную структуру (массивы).

В современных условиях в области строительства наиболее освоены армирующие волокна диаметром 7...13 мкм из алюмоборосиликатного стекла марки Е, из высокомодульного стекла марки ВМ-1, а в последние годы — из базальтовых волокон. В качестве связующего могут быть использованы термореактивные полимерные материалы: полиэфирные, фенольные, эпоксидные, меламиновые, кремний органические смолы и их различные комбинации.

На основе проведенного анализа наиболее предпочтительными в строительстве являются эпоксидные смолы, которые отличаются высокой прочностью и обладают исключительно высокой адгезией почти ко всем материалам — к стекловолокну, металлу, древесине, бетону. Не случайно многие исследователи выделяют в композитах третий компонент — контактный слой между волокнами и матрицей.

В литературных источниках явно недостаточно данных для надежного проектирования конструкций, причем даже для наиболее распространенных элементов со стеклопластиками. Имеющиеся данные очень разрознены и зависят от многих частных факторов: принятого %-ного соотношения между армирующим и связующим компонентами, технологии заводского изготовления композитов и испытания опытных образцов из них, соответствия методики испытаний условиям эксплуатации сооружения. Отсутствуют нормативные документы для проектирования композитных конструкций, нет совершенных методик испытания круглых элементов и т.д.

В СССР работы по созданию С ПА стали проводить с 1959 г., при этом в основном изготавливали С ПА 0 б мм из алюмоборосиликатного стекла при связующем на основе эпоксифенольных смол. На начальном этапе освоения СПА к числу первых публикаций следует отнести работы О -Я. Берга и Н.П. Фролова (1964 г.), H.A. Мощанского (1965 г.), Ю.М Тарнопольского и

A.B. Розе (1969 г.), А.М. Скудры, ФЛ. Булавса и К.А. Роценса (1971 г.),

B.И. Кулиша (1975 г.), И.Н. Черского (1976 г.), а также сборники под ред. В.И. Альперина и A.A. Пащенко (1979 г.).

Практически только с 1980 г. в стране было налажено промышленное производство стеклопластиков. При этом до 1990 г. в рассматриваемой области был выполнен ряд успешных теоретических и экспериментальных исследований, защищены диссертации, написаны монографии и справочники, имея в виду авторов работ: А.К, Малмейстера, В.П. Тамужа, Г-А. Тетерса и В.П, Сербина (19S0 г.), Т.Я. Кинциса (1981 г.), И.С. Филатова (1984 г.), ДМ. Карпиноса (1985 г.), В.Д. Протасова и Т.А. Старженецкой (1986 г.), В.Н. Булманиса,

A.C. Овчинского и В.И. Соломатова (1988 г.), А.Ф. Бернацкого (1989 г.). Однако объем практического использования стеклопластиков в промышленности не получил должного развития, прежде всего из-за недоработанной технологии изготовления, низкого качества и высокой стоимости.

В период после 1990 г. практическое применение стеклопластиков прекратилось, хотя исследования их свойств продолжались, судя по публикациям

B.В. Васильева, Г.Ш. Салия и A.J1. Шагина (1990 г.), В.И. Кулиша и В.А. Петрова (1993 г.), Б.А. Бондарева и В.Ф. Набокова (1994 г.).

С 1998 г. на Бийском заводе стеклопластиков (БЗС) началась разработка и освоение 3-слойных стеновых панелей зданий и сооружений с гибкими связями из СПА. С 1999 г. теоретические и экспериментальные исследования СПА производства БЗС проводились с участием СГУПСа, в том числе с участием соискателя.

В диссертационной работе приведен более конкретный анализ содержания перечисленных ранее публикаций с освещением наиболее важных особенностей работы КПМ, требующих более глубокого изучения. Такой анализ позволил сформулировать основную общую цель работы: способствовать выходу на рынок С ПА, обладающей необходимыми потребительскими свойствами, с разработкой рекомендаций для эффективного проектирования ограждающих конструкций и их включения » нормативные документы (ТУ, ГОСТ, СНиП, СН и т.д.). Основные задачи, необходимые для достижения поставленной цели, соответствуют названиям трех последующих глав диссертации (2,3,4).

Вторая глава посвящена анализу используемых в России методик испытаний КПМ. В отечественной практике эти материалы стали применять прежде всего в космонавтике, в авиации, в машиностроении, а в последние годы и в мостостроении.

В отличие от изотропных и однородных металлов стеклопластики имеют резко выраженную анизотропию с соотношениями: Е, Юв =25...50, П,/Пи»30...40, Е,/Е,=5...8; п;/п; -25; п;/п; =Ю...18. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании зданий и сооружений с гибкими связями из С ПА, а также при разработке методик испытаний, т.к. при больших соотношениях приведенных величин композиты слабо сопротивляются меж-слойному сдвигу, поперечному отрыву, а также растяжению и сжатию поперек направления волокон.

Для успешного внедрения КПМ в строительство необходимо знать их физико-механические характеристики для всех этапов эксплуатации сооружения, учитывая такие виды старения, как химическое, механическое, термическое и климатическое. Основными, базовыми испытаниями композитов на кратковременное нагруженне являются испытания: на осевое растяжение и сжатие; чистый, поперечный и продольный изгиб; продольный межслойный сдвиг и поперечный межслойный отрыв; поперечный срез и чистое кручение. Заметим, что достоверность результатов испытаний зависит от принятой схемы испытательной установки, принятой методики и способа обработки экспериментальных данных.

Для возможности сравнения результатов работ разных авторов в тексте диссертации дана развернутая система обозначений для различных характеристик испытанных образцов из С ПА. Основное внимание было уделено гибким связям производства БЗС, которые имели круглое сечение с диаметрами 5,5 и 7,5 мм и конусные уширения по концам.

Осевое растяжение. В СГУПСе самые интенсивные исследования физико-механических характеристик СПА проводились соискателем'*^ 1999...2002' гг. Большие трудности в разработке методик испытаний были вызваны резко выраженной анизотропией СПА, при которой гибкая связь из СПА слабо сопротивляется поперечному обжатию в захватах испытательной машины.

На рис. 1 показан сборочный чертеж захвата, предложенный соискателем и используемый в дальнейшем в СГУПСе и СибНИА. Все испытания проводились с учетом программы и развернутых методик, составленных в СГУПСе и согласованных с БЗС и ФЦС Госстроя России. В дальнейшем они были включены в ТУ «Арматура стеклопластиковая» БЗС 2002 г., в разработке которых участвовал и автор данной диссертации.

Рис. 1 — Сборочный чертеж захвата для испытаний образцов СПА из осевое растяжение:

1 - крышка; 2 - плунжер; 3 - корпус; 4 - втулка; 5 - сухарь; б - гаПка

Осевое сжатие. В БЗС, СГУПСе и СибНИА была проведена большая работа по отысканию наиболее простых и приемлемых форм захватов, оборудования и методик испытаний. На первых порах исследований разрушение сжатых образцов обычно происходило при очень -------низких значениях сжимающих напряжений

(часто — в пределах до 400 МПа, реже — до 800 МПа).

Дальнейшие исследования показали, что

более достоверные значения прочности П^ =П.

на сжатие можно получить при испытании жестко защемленных стержней по схеме на рис. 2 при длине рабочей части образца не более Д, = 5 с11р ± 1,0лш, где ¿1г — расчетный диаметр образца. Однако при этом необходимо соблюдение ряда требований, изложенных подробнее в тексте диссертации.

Рис. 2 - Схема захвата для испытаний образцов СПА на осевое сжатие

При испытании на осевое сжатие стержней из СПА с коэффициентом продольного изгиба ЛаЮ необходимо также знать значения пределов продольной устойчивости этих стержней <тч,=/(а), при которых прямолинейная форма равновесия стержня становится неустойчивой. При этом может быть использована такая же схема, как и на рис. 2 (с учетом коэффициента приведенной длины стержня ¡л ■= 0,5 ). При обработке экспериментальных данных в диссертации были построены кривые Ясинского-Эйлера, а по ним получены наиболее характерные точки этих кривых »/(л), имея в виду предельные значения X* И <т£, X*.

Чистый изгиб. Получить характеристики чисто изгибаемого образца из СПА довольно сложно. При этом возможно использовать расчетные схемы испытаний по рис. 3, а, б, в. Однако при таких схемах, особенно при испытании образцов с круглым поперечным сечением, оказывается очень сложным, трудоемким и дорогим процесс подготовки и проведения экспериментов, прежде всего из-за сложности недопущения разрушения стержней в зонах опирания и приложения внешних нагрузок.

■) 6) а) \

^ Г г гг )

Л-Л ^-ТХ А —¿3, г /

ИИЕ11М ГГТТ1Г1 ^ШШТГШ^ «аИТТШТг^ Т

Рис. 3 — Расчетные схемы испытаний образцов СПА н загары моментов Мм

По методике БЗС основными являются испытания образцов из СПА на продольный изгиб по схеме рис. 3, г. При этом фактически исследуется стержень на внецентренное сжатие в закритичесхой стадии его работы (в сильно изогнутом состоянии), фиксируется значение продольной разрушающей силы Р,=Рат и стрелы прогиба у„, а по ним подсчитываются напряжения в крайних волокнах стержня ± а-„. Разрушение образца происходит в середине его длины, т.е. в удалении от мест закрепления.

В производственных условиях, например, при приемо-сдаточных испытаниях, целесообразно использовать более простую в осуществлении схему для поперечного изгиба стержня по рис. 3, д. Методика испытаний СПА круглого сечения по 3-точечной схеме отрабатывалась в лабораториях СГУПСа. При этом пролеты изгибаемых образцов назначались в пределах I, =(15,..20)4,, а по величине вертикального разрушающего усилия Ра определялось значение пре-

ЧЩЩДЕ»

О |Ри

!-N

дела прочности П„ при поперечном изгибе, которое в основном рассматривалось'%ак сравнительная характеристика для анализа работы стержней из СИЛ, изготовленных на заводах или по иной технологии.

По методике СГУПСа в процессе освоения новой продукции и при последующих периодических заводских испытаниях (для одной и той же партии образцов из С ПА) предусматривается получение значений разрушающих усилий Г„, Fv, F„ и коэффициентов перехода к^ = Fcp/Fa и ka = FcclF„. Тогда в дальнейшем эталонные значения искомых параметров для чистого изгиба могут быть получены по формулам П^ « к^ -П„ и П„ = кж *П„.

Осадка одной из опор стержня. В стеновых панелях возможна неравномерная осадка концов горизонтальной гибкой связи из СПА, жестко защемленной в бетоне стены, в растворе шва между кирпичами или непосредственно в них. Обычно исследуются стержни со стальными захватами в обустройствах, обеспечивающих их поступательное вертикальное перемещение Д, без поворота опорных сечений, т.е. при = 0, но при Д„ * 0. На рис. 3, е приведена одна из последних схем испытания БЗС на осадку опоры, при которой расстояние между захватами L, = 50..,25(Ыи. В процессе испытаний определяли величину вертикального разрушающего усилия Ft/„ = /(£,) и осадку подвижного захвата ACJla, = /(£), а по' ним подсчитывали значения усредненных модулей упругости Есм «• /(l) и деформаций при разрушении Е*^ = /(i).

Вырывание СПА из бетона. Для СПА БЗС с конусными уширениями по концам, используемой в стеновых панелях, основными были испытания стержней диаметром 7,5 мм на их вырывание из бетона. В 1999 г. в ИЦ «Красстрой» ПромстроЙНИИпроекта (г. Красноярск) и в ИЦ СМИК «Стройэксперт» СГУПСа (г. Новосибирск) были проведены большие эксперименты по определению предельных разрушающих усилий выдергивания F„ и соответствующих им предельных перемещений v„ испытываемых стержней из СПА относительно торцов бетонных призм или плит.

В программе и методике СГУПСа предусмотрено испытание на выдергивание из бетона одиночных стержней диаметром 7,5 мм, заделанных на глубину 40 мм в 10 плитках из тяжелого и 10 плитках из легкого бетона класса В15 с размерами 150*150*60 мм (при опирании бетонных плиток на траверсу машины через стальную пластину с центральным отверстием диаметром 90 лш). Цели испытаний каждого из двух ИЦ были практически одинаковые, программы и методики разрабатывались независимо, практически в одно и то же время,

тем больший интерес представляют сравнение и анализ результатов исследований, которые подробно изложены в диссертационной работе.

Во введении и главе 1 диссертации обосновывается возрастающий приоритет требований к надежности и долговечности сооружений. В связи с этим с самого начала решался ряд частных задач в области надежности, например, как могут повлиять: на безотказность работы сооружения - хрупкость и хладноломкость СПА; на живучесть - выход из строя нескольких гибких связей, не обладающих пластичностью; на долговечность — опасность влияния разных видов старения СПА и неблагоприятных сочетаний внешних условий (o-, г, Т, w) в процессе эксплуатации; на ремонтопригодность - отсутствие прямого доступа к гибким связям.

В ГОСТ 9.710-84 рассматривается 15 видов старения. Применительно к строительным конструкциям в данной работе рассмотрено 5 видов старения, хотя прогнозирование долговечности вновь проектируемых сооружений пока не предусмотрено в отечественных СНиПах.

Для гибких связей из СПА необходимы расчеты конструкции с учетом периода ее работы: по крайней мере, на 1-й год эксплуатации и к концу расчетного срока службы При этом в диссертации использована дифференцированная система понижающих коэффициентов условий работы гл-у,\ •

Основные исследования проводились с образцами из СПА диаметром d, =7,5.чм. При одинаковых температурно-временных режимах было испытано 200 образцов по прочности, 160 образцов на деформативность при ускоренном старении в модельном растворе со щелочной средой при pff «12...13, а также 145 образцов в воздушной среде. При испытаниях температура старения Т варьировалась в пределах от 70 до 130 °С (с интервалами через 10 °С), а произвольно выбранное время старения г - от 72 до 1392 часов. Отметим, что в главе 2 приведены лишь основные программы испытаний, анализ их результатов излагается в последующих главах.

Третья глава посвящена результатам исследований физико-механических свойств СПА БЗС. Основными для стержневых элементов из СПА, например, для подвесок в составе стеновых панелей, являются результаты кратковременных испытаний на осевое растяжение. В диссертации подробно освещены особенности новых или усовершенствованных методик испытаний образцов из СПА, проведен анализ результатов испытаний и даны рекомендации для включения полученных выводов в нормативные документы.

С 1999 г. регулярно проводятся базовые (РИ), периодические (ПИ), контрольные (КИ) и экспертные (ЭИ) испытания. В табл. 1 приведены сводные данные испытаний на растяжение (ОР) образцов СПА диаметром 7,5 мм.

Таблица 1 — Прочность образцов СПА 0 7,5 мм на ОР

Год, место и вид испытаний, № п.п. 1999 г. СГУПС РИ 1 1999 г. СГУПС РИ 2 1999 г. БЗС ки 3 2000 г. БЗС ПИ 4 2001 г. БЗС ЭИ 5 2002 г. БЗС ПИ 6 2003 г. ЮС ПИ 7 2004 г. БЗС ПИ 8

1357 1274 1172 1040 1149 1086 1099 995

с.,% 4,40 2,99 10,80 6,34 2,60 2,00 3,17 3,40

К^МПа 1007 969 772 745 880 840 . 833 751

Н^.МПа 839 808 «43 621 733 700 694 625

За базовые приняты характеристики при Тщ =+20°С и V.-10ммIмин. В общем случае основная характеристика СПА - условный предел текучести Д0 ( — принимается по формуле =■ »О^П^,^. Основные исследования СПА в СГУПСе проводились в лабораториях ИЦ СМИК «Стройэксперт» с участием соискателя — зам. руководителя ИЦ.

Образцы из СПА 05,5 мм испытывались, в основном, в БиЙске и за период с 1999 по 2004 г. имели значения П*1^ = 1088...1390АИ7я, т.е. соответственно на 9,3 и 18,6% больше, чем для СПА 07,5 мм. Обращает на себя внимание большой разброс характеристик внутри каждой группы стержней, который связан с малым объемом статистики и различиями принятых методик и условий проведения испытаний.

В ТУ БЗС 2002 г. приняты расчетные сопротивления для гибких связей из СПА = 900МПа и = 700М7а. Однако результаты испытаний последних лет приводят к необходимости проведения дополнительных исследований для получения более устойчивых значений характеристик СПА, а до них — внести в ТУ БЗС 2006 г. несколько иные значения: = 800М7я и Д£|=850М7«; Я? = 650М7д и =. 700ЫПа.

В табл. 2 даны средние нормативные значения модуля упругости и относительной деформации е^ вдоль оси стержня при разрушении. Минимальные или максимальные значения модуля могут быть подсчитаны по формуле £К,-Е„(1Т1.6*0:

Таблица 2 — Деформационные характеристики СПА

0 7,5 мм 0 5,5 мм

Год, место и вид испытаний, № п.п. 1999 г. СГУПС РИ 1 1999 г. СГУПС РИ 2 2000 г. БЗС ПИ 3 2000 г. БЗС ПИ 4 2001 г. БЗС эи 5 1999 г. спт СИ б 2000 г. БЗС ПИ 7 2001 г. БЗС ЭИ 8

Е ^,ГПа 49,49 49,57 52,03 52,50 52,45 51,50 32,26 53,12

с.,% 2,68 3,48 1,84 2,05 1,07 - 2,41 1,51

3,05 2,89 - - - 3,70 - -

С.,% 5,14 5.13 - - - - - -

В 1999 г. в СГУПСе были проведены испытания СПА 0 7,5 мм на 7 различных воздействий факторов внешней среды (ФВС). При этом снижение пределов прочности образцов П^^ не превышало 7%, а изменение модуля Е^, — 4,5%. Для морозостойкости МС в пределах изменения Г, от —1841; до +18°С и при количестве циклов п *= 75... 100 характеристики П^^ различались в пределах 5,2%, а Е, - 1,8%.

Эксперименты ИЦ «Красстрой» на выдергивание из бетона стержней из СПА БЗС были весьма полезными, но неудачными по их постановке и проведению, прежде всего из-за большого разброса получаемых характеристик (до с, =23%). Более тщательно были проведены испытания в СГУПСе на выдергивание из тяжелого и легкого бетона класса В15 образцов из СПА 0 7,5 мм с конусными уширениями по концам при глубине заделки стержней на А, « 40.it«.

На рис. 4 показаны графики

усредненных смещений анкеров и,, которые имеют три характерных участка: участки 0.4 и О А' (соответственно для тяжелого и легкого бетона) характеризуют условно-упругую работу заделки; участки АЗ и А'В' - образование и развитие главной конической трещины; а участки ВС и Б'С — значительные пластические деформации в заделке.

КдК

Рис, 4 - Усредненные смещения анкера и>,мм при выдергивании усилием

1 -ю тяжелого бетона; 2-из легкого бетона

О*««

С /

ч /

/ /

И А

4

94 «1 1.1 1« у, II 44 и

В экспериментах СГУПСа главные конические трещины в заделках возникли в основании контура при = 3,0Ш и Ft, = 2.2Ш. При дальнейшем увеличении нагрузки эти трещины выходят на поверхность бетона, а после образования радиальных трещин происходит выкалывание бетонного конуса. При этом несущие способности заделок на выкалывание образцов оказались равными П„ = 5,13Ш при с, =3,2%, а П„' =4£4кН при с,' »7,4%.

Большие трудности возникли при разработке конструкций образцов и методик испытаний на осевое сжатие. Сводные данные испытаний С ПА БЗС приведены в табл. 3. Особенности испытаний каждой группы образцов и причины низких значений П„ при пробных испытаниях (ЯР) описаны в диссертации. При основных периодических испытаниях (ПИ) 2000 г. были использованы устройства по рис. 2, включающие жесткие внешние направляющие втулки. Испытания 2001 г. были комиссионными с участием экспертов СГУПСа, СибНИА и БЗС. После анализа результатов испытаний были рекомендованы для включения в нормы значения пределов прочности П™ =1055А/77а.

Таблица 3 — Пределы прочности на сжатие

Год и вид испытаний, № п.п. 1999 г. ПР 1 2000 г. ПР 2 2000 г. ПР 3 2000 г. ПИ 4 2001 г. пэ 5 2003 г. ПИ 6 2004 г. ПИ 7

10*3 55x3 70 70 10 3 3

П^.МПа 431 610 861 1055 1132 1112 1026

10,7 юд 6,4 8,12 6,0 2,7 14,7

* 23*5 - 100 10 9 15

П %,МПа - 665 - 10S7 972 961 1069

- пд - 8,6 6,9 6,0 10,9

Для получения пределов прочности испытывали образцы с длиной рабочей части L0 $5dlp. Тогда для защемленных по концам круглых стержней Х<. ¡ЛИ ■= 21^1 dlr =10 и на участке 1 кривой с« «/(А) в пределах от Д,=0 до Л, = 10 можно принимать постоянные значения напряжений <га (рис. 5). Эксперименты со СПА БЗС показали, что закон Гука соблюдается практически до уровня предела прочности, т.е. = ащ = Пя ■ lOSSAffTa = const. По данным 2000 г. для стержней 0 7,5 мм условные пределы текучести Л", =к„ -П„ *>844МЯд, a * - Пк = 73SМПа, где ка = 0,8 0,7 - коэффициенты условий работы,_

учитывающие опасность хрупкого разрушения и рекомендуемые в расчетах на

устойчивость. При обеспеченности 0,95 нормативные сопротивления материала СПА = (! - 1,б4<-,), а расчетные сопротивления =>иа„1г„ (при Г« -1,20).

На участке 3 графиков сг^ «/(д) обычно используют формулу Эйлера /А1. Для стержней 0 7,5 нижний предел ее применения соответствует значению Д, агг^Еи/П„ =20, а максимальное ■ теоретическое значение по Эйлеру о-^,«^Е^/А^ =Ю81ЛЛ7я. Фактическое экспериментальное очертание кривых <т£ «/(я) удобно также принять в виде гиперболической функции с максимальным значением сг* = 900МПа (при А^ 20).

. (*о-1081МПо „^•ЭООМПо

»й! «640МПа

л,'Ю л^го эо

Рис. 5 — График зависимости от Л:

• -для СПА 0 5,5 мм; к-лля СПА 01£мм

В диссертации даны обоснования неравенства которое прежде

всего связано с анизотропией стержней из СПА при увеличении свободной длины образцов /0 = ¡Л > 0,5/. В практических расчетах рекомендуется использовать кривые сг* = /(а). На участке 2 (в пределах А,..^) предлагается использовать линейную зависимость по Ф.С. Ясинскому. По данным 2000 г. Дт.=732МПа, Л„ =610ЛД7а; = 640А-Я7о, =533А477а. В НОрМЫ рекомендуется включить Д1СЯ » 700Л/Яо и Д„ = бООМПа.

В СГУПСе с 1999 г. наибольшее внимание было уделено разработке более простых методик испытаний круглых стержней из СПА на поперечный изгиб по схеме рис. 3, д, наиболее пригодных для массовых производственных приемо-сдаточных испытаний. В процессе базовых испытаний были получены

средние значения разрушающих сосредоточенных сил Fa «■198кгс и соответствующих им прогибов ла з 22,5л£,н простых разрезных баЛочек из СПА*0 7,5 мм в середине пролета L,. Значения F„ можно использовать для перехода к основному предельному растягивающему усилию Fv с помощью коэффициента перехода к, ш Fv ! F„ (для образцов из С ПА 0 7,5 мм к, »5104/198 = 25,8). По результатам приемо-сдаточных испытаний 2001 г. F„ »2.03W, а 2002 г, — 2,21 кН.

В 1999 г. при испытании на поперечный изгиб 123 образцов СПА 0 7,5 мм в 11 образцах произошло расслоение волокон по всей длине стержня или в зоне опнрания при г»П„ «24,4...29^ЛЙ7л. В последующие годы были проведены специальные испытания образцов, по которым для включения в нормы рекомендуются значения Rtm «33,OAШа и Д„ = 25,ШПа.

При расчете стержней из СПА в составе 3-слойной стеновой панели основной является расчетная схема гибкой связи с пролетом L, по рис. 3, е. При испытаниях должны быть замерены усилия Fj^ = /(£,) и соответствующие им вертикальные перемещения подвижной опоры Ht„=f(L,) при rp, =U и Дд а по ним подсчитаны условные модули упругости Е'с„ = f(LT) и модули деформаций при разрушении .

Защемленный с двух концов стержень из СПА является резко анизотропным, внешне и внутренне статически неопределимым. В общем случае для него неприемлемы формулы сопромата, выведенные для однородного и изотропного материала. В реальных стержнях с высокими параметрами анизотропии нет абсолютно жестких закреплений в плоскости заделки. Именно в них возникает концентрация напряжений, межслойный сдвиг, поперечное обмятие или отлипание, а также депланация сечений.

В 2001 г. в БЗС были проведены обширные испытания образцов из СПА 0 5,5 и 0 7,5 мм по схеме «осадка опоры». В каждой партии было испытано по 60 образцов для каждого пролета £v= 100, 150,200 мм. При осадках опор в пределах до 30...70% их предельных значений были зафиксированы опорные реакции F™ и по формулам теории сопротивления упругих материалов подсчитаны фиктивные модули упругости Е/=Е^;, не учитывающие сдвигов. Действительные модули упругости Е, и модули сдвига G^ учитывают сдвиги при изгибе. При обработке материалов испытаний использованы формулы:

Для определения экспериментальных значений Ех и Е, в диссертации была построена прямая в координатах 1/Е/ = с пересечением оси ор-

динат в точке 1/Е, и с тангенсом угла наклона прямой к оси абсцисс &/(90я). Аналогично было испытано по 30 образцов в каждой партии с доведением их до разрушения, с фиксацией , Р^ и с последующим подсчетом условного, осредненного по длине стержня модуля деформаций (табл. 4).

Таблица 4—Значения Е™ и при «осадке опоры»

100 150 200 100 150 200

»5,5мм 31,37 44,25 45,62 24,39 33,09 39,49

= 7,5 мм 27,11 35,24 39,66 16,35 28,46 38,02

Еще в 1999 г. в СГУПСе был поднят вопрос о необходимости развития основных положений надежности и прогнозирования долговечности в нормативных документах.

Надежность связана с проявлением 5 видов старения, которые в основном и определяют долговечность СПА. Первые исследования на химическое старение образцов из СПА 0 7,5 мм в модельном щелочном растворе и образцов в воздушной среде проводились в БЗС с учетом требований ГОСТ 9.707-81, который распространяется на материалы в ненапряженном состоянии. На основе обработки полученных данных прогнозирование результатов старения СПА свелось к решению уравнения:

В основное эмпирическое уравнение вместо Т„ и можно подставить эквивалентную температуру эксплуатации Г„, характерную для исследуемого климатического района России, и коэффициент условий работы Уей = Кж = П^/П^ при эксплуатации СПА в условиях влажного бетона в течение 50 лет. Тогда, например, для Новосибирска при отсутствии воздействия прямой солнечной радиации »39,74"С и «0,776.

Большое влияние на долговечность СПА оказывает термомеханическое старение, величина которого зависит от совместного действия времени старения г, температуры Т и коэффициента условий работы ге7 =ПФ./ПЧ,. В диссертации исследования в этой области проводились на базе кинетической теории прочности твердых тел и термоактивационной концепции разрушения. Эта теория получила развитие в отечественной науке и отражена в трудах Г.М. Бар-

тенева, Д.М. Лифшица, А.К. Малмейетера, A.C. Обнинского, A.A. Пащенко, В.А. Петрова,- М.Г. Петрова, В.Д. Протасова, В.Р. Регеля, Н.К. Розенталя, A.M. Скудры, В.А. Степанова, В.П. Тамужа, Ю.М. Тарнопольского и др.

В диссертации в основном использованы теоретические положения, изложенные в монографии В.Р. Регеля. Научным консультантом по вопросам прогнозирования долговечности был известный специалист в этой области к.т.н., В.Н.С. СибНИА М.Г. Петров.

Композиты представляют собой термодинамически неустойчивые материалы с меняющимися свойствами в процессе эксплуатации конструкции. Здесь приведем лишь основные уравнения, использованные в процессе работы над диссертацией. Исходной является формула для скорости процесса разрушения со при напряжении а и абсолютной температуре Г:

При постоянстве всех параметров долговечность материала г и силовая зависимость энергии активации разрушения {/(сг) равны:

При монотонном нарастании напряжений с постоянной скоростью и» в приведенных формулах вместо т следует подставлять эквивалентное время разрушения т.. Измеряемыми величинами являются IV; напряжение о-., при котором произошло макроразрушение образца; время нагружения до момента разрушения. При этом т. =>ЛГг./(^сг.)=Д7'/(?ч'), где величина г, соответствует времени разрушения (. при постоянном напряжении ст..

При длительных испытаниях применялось ступенчатое нагружение с постоянными шагами по силе и времени выдержки. На начальном этапе нагружения, особенно при высоких значениях Т и малых и при разрыве образцов, учитывалась возрастающая вероятность восстановления разорванных атомных

С учетом кинетической теории прочности были выполнены экспериментальные исследования в СибНИА на долговременную прочность растянутых образцов из СПА 0 7,5 мм. Одна часть образцов испытывалась в исходном состоянии при быстром разрушении за 60 сек или при медленном разрушении за

и U{o)~U,-ytr~КТ-\л{г1т.). При переменных параметрах ст, Г, г имеем:

связей,т.е. при = т=VJ

H-^M-W

{1.. .120) ч. Другая часть образцов испытывал ас ь после искусственного старения в насыщенном растворе Са(ОН)2: при быстром разрушении "за (1...6) мин или при медленном ступенчатом разрушении (до 36 ступеней). Для образцов из С ПА 0 7,5 мм базовая прочность Р^ = 27,38Ш, а при быстром разрушении состаренных образцов Р^ ш 24,6Ы/ при Г„ * 23 "С И 9Д5Ш при Г„=100°С.На рис. 6 показаны графики зависимостей энергии активации разрушения (/(г) от разрушающих нагрузок Р = Р^.

160 120

ВО 40

О 10 20 30 Р, кН

Рис. 6 - Силовые зависимости энергии активации разрушения стержней из СПА:

1 - после старения при 120 #С 92 часа и при медленном разрушении (20.. Л 20 °С),

2 - после старения при 120"С 92 часам при быстром разрушении (-14...100 °С);

3 - в исходном состоянии н при медленном разрушении (при ВО,.. 100"С);

4 ' в исходном состоянии н при быстром разрушении (испытания при 20"С);

5 - в исходном состоянии и при быстром разрушении (испытания при -32*С).

В диссертации отмечается, что сроки эксплуатации г для СПА (годы), обладающей малыми значениями £/„, необходимо определять с использованием методов теории вероятности. В качестве основных были приняты вероятность разрушения Р. =>0,5 при заданной нагрузке за 50 лет и обеспеченность р « 0,95. На основании проведенных экспериментов даются приближенные формулы: Р^ = [и, - Я Г(1п г+47,2)]/У и

Тогда, например, для района Новосибирска при отсутствии прямого воздействия на СПА солнечной радиации были получены по графикам ГОСТ 9.707-81 значения «141,10 и Е = У = 140,26 Щж/моль, а »0,325.

Следует отметить, что соискатель непосредственно участвовал во всех исследованиях СГУПСа, связанных с назначением коэффициентов в

части экспериментов СибНИА по прогнозированию долговечности СПА и в экспертных комиссиях по контрольным испытаниям характеристик СПА в БЗС.

и(Р),кДж/моль

/Л. 4* и_ ■ я

. И- О и

Следует особо отметить итоговые публикации в центральной печати:

- обзорную статью о перспективах применения КПМ в строительных конструкциях и мостах, написанную коллективом специалистов, работающих в области освоения КПМ в Сибирском регионе (с участием соискателя);

- хорошо систематизированную и обобщенную статью М.Г. Петрова (СибНИА) по прогнозированию долговечности СПА на основе кинетической теории прочности твердых тел;

- успешно защищенную кандидатскую диссертацию А.Н. Лугового по обоснованию и внедрению нового метода продольного изгиба в практику испытаний СПА.

Все статьи содержат ценные результаты теоретических и экспериментальных исследований. В диссертации дан довольно подробный анализ перечисленных выше публикаций. Здесь обратим внимание лишь на более высокое значение т = 0,563 в публикации БЗС по сравнению с данными СГУПСа и СибНИА, по которым у,-, =0,325. По мнению соискателя, более высокое значение гС1 связано прежде всего с недостаточно корректным проведением и особенно — с обработкой экспериментальных данных, проведенной в БЗС.

Пока такое мнение остается дискуссионным, хотя, например, для умеренно холодного климата Западной Сибири общий коэффициент долговечности: = 7*-Ул равен по данным БЗС — »0,776-0,563-0,437, а по данным СГУПСа и СибНИА — »0,776-0,325=0,252, Наряду с этим по данным американской фирмы «Hughes Brothers» используются понижающие коэффициенты к прочности при изгибе — 0,45, а при растяжении — 0,20. ..0,25. Отечественная фирма «АМК-ВИГАС» для стекло волокнистых труб использует коэффициент 0,20...0,27 к разрушающим напряжениям.

Четвертая глава посвящена особенностям проектирования железобетонных стеновых панелей с гибкими связями из СПА или БПА. В диссертации были рассмотрены приближенные и уточненные методы расчета.

В первом случае используются общеизвестные решения строительной механики для плоской (в осях yOz ) статически определимой стержневой конструкции в предположении нулевой изгибной жесткости участков наружной плиты панели (Е(1, = E^I, =0). При этом определяющей обычно является потеря устойчивости одиночной наиболее сжатой распорки 2 из гибкого стержня СПА, расположенного у нижнего узла растянутой подвески. В результате пробных расчетов оказалось, что приближенный расчет дает приемлемые результаты лишь для продольных усилий в подвесках.

Уточненные статические расчеты стеновых панелей, как пространственных континуально-стержневых систем, ориентированы на применение дифференциальных уравнений теории упругости при их решении методом конечных элементов (МКЭ). При решении конкретных задач использована программа Static вычислительного комплекса COSMOS-M. Бетонные слои стеновой панели были разбиты на конечные элементы (КЭ) с размерами 50*50 мм типа Shell 4Т, которые позволяют учитывать сдвиговые деформации. В расчетах по прочности каждая гибкая связь из С ПА в пределах между слоями панели - это отдельный КЭ балочного типа Beam 3D, имеющий низкое значение коэффициента продольного изгиба <р. Однако за счет большой изгибной жесткости слоев панели местная потеря устойчивости отдельной сжатой связи невозможна. По этой причине соискателем было принято решение основным считать расчет на общую устойчивость формы стеновой панели по программе Buckling (при разбивке каждой связи на б КЭ).

В 2001 г. в СГУПСе была выполнена работа по назначению количества и рациональных схем размещения гибких связей из СПА 0 7,5 мм для трех типов панелей производства ОАО ДСК-5 г. Санкт-Петербурга (рис. 7). Наружная стеновая панель ЗНС-З имела толщины слоев 160+180+60 мм, а панель ЗНС-8 — 160+230+60 мм. По каждой панели было рассмотрено не менее 5 вариантов расстановки гибких связей с однорядным или рассредоточенным расположением подвесок.

Рис. 7 — Схема расположения гибких связей в стеновой панели;

I — растянутый подзсскн; 2 — наиболее сжатые распорки; 3 - рядовые распорки; 4 - полкосы

По результатам уточненных расчетов при подъеме панели ЗНС-З с помощью двух строповочных петель, расположенных у верхней грани плиты, нормативные растягивающие напряжения в бетоне достигают егш=\,9ЪМПа, а при

рекомендуемых 4 петлях <т>м=\,Ъ5МПа. Гибкие связи из СПА удовлетворяют требованиям прочности. Например, в панели ЗНС-З ДСК-5 получены значения: в подвесках = 2,21Ш, в распорках =-1,03кН при пс »57 стержней, а при рекомендуемой СГУПСом расстановке связей Л^ =2,]2кН, ЛГ„ = -1,04Ш при пс * 42 стержня. При наличии 4 подкосов общая устойчивость стеновых панелей и каждой распорки обеспечивается.

В диссертации основное внимание было уделено изучению свойств СПА производства БЗС, предназначенной в качестве гибких связей для стеновых панелей жилых и производственных зданий. Для такой области строительства имеются практически все необходимые характеристики.

В диссертации большое внимание уделено также вопросам обеспечения надежности сооружений. До 1999 г. соискатель работал над проблемами безопасности и безотказности мостовых конструкций, собирая и анализируя статистические данные по отказам, повреждениям, авариям, обрушениям и катастрофам строительных конструкций различного назначения.

Для вновь проектируемых и мало изученных сооружений Очень важен учет таких факторов надежности, как окивучестъ и сохраняемость. При этом должно быть предотвращено опасное прогрессирующее разрушение, когда локальное разрушение отдельных элементов приводит к обрушению всей конструкции (с «эффектом падающих костяшек домино»). Наиболее известные обрушения по этой причине: б-пролетного моста в Киеве с общей длиной 674 м (1921 г.) при подрыве неразрезных висящих цепей лишь в одном крайнем пролете; 24-этажного здания в Лондоне от взрыва бытового газа на 18-м этаже; обрушения большепролетных куполов аквапарка и зданий рынков в Москве. В диссертации исследовалась такая опасность и для конструкций со СПА и Б ПА, которая обладает линейной зависимостью (?=/(#) вплоть до разрушения и в которой затруднено перераспределение внутренних усилий (из-за отсутствия в стержнях из СПА пластических деформаций).

Вопросам долговечности сооружений (тем более со СПА) в нашей стране не уделялось должного внимания. Более того, в отечественных нормах для строительных конструкций такие подходы к проектированию не рассматривались. Соискатель принимал участие в экспериментальных исследованиях при разработке новых в нашей стране методик по прогнозированию долговечности СПА, основанных на прямых методах надежности и на кинетической теории прочности твердых тел.

Основные выводы по работе:

1. В диссертационной работе в основном достигнута основная цель — исследование условий целесообразного применения СПА в строительных конструкциях и получение числовых значений характеристик СПА, необходимых для процесса проектирования стеновых панелей с использованием СПА БЗС.

2. Проведенный обзор отечественных и зарубежных материалов по результатам испытаний образцов из разных КПМ позволил разработать методику подтверждения пригодности рекламируемых КПМ для применения в условиях Российской Федерации.

3. Разработаны методики для испытаний опытных образцов круглого сечения из СПА с однонаправленным армированием с учетом климатических особенностей различных регионов страны.

4. На основании анализа результатов испытаний образцов из СПА БЗС разработаны рекомендации с их включением в нормативные документы ТС Госстроя РФ и ТУ БЗС.

5. Разработаны нормируемые проектные и уточненные методы статических расчетов стеновых панелей с гибкими связями из СПА.

6. По разработанным уточненным методам статических расчетов стеновых панелей с использованием МКЭ были проведены исследования общей устойчивости панелей при возможном выходе из строя одной или нескольких подвесок, распорок или подкосов, а также исследования теплопроводности панелей разных типов в зимнее время при отсутствии или наличии источников тепла в помещении.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Астахов Ю.В., Устинов Б.В., Казарновский B.C. Определение податливости заделки стеклопластикового анкера при испытании на выдергивание // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 7-8. - С. 4-6.

2. Арматура стеклопластиковая. Технические условия: Утв. ФЦС Госстроя России. - Бийск — Новосибирск: БЗС, 2000. — 40 с. (ТУ разработаны с участием от СГУПСа В.П. Устинова (рук. темы), B.C. Казарновского, JT.C. Васильевой, Ю.В. Астахова и Б.В. Устинова).

3. Устинов В.П., Устинов Б.В., Петров М.Г. Пути повышения уровня надежности строительных конструкций на стадии проектирования // IX Mi^dzynaro-dowe Sympozjum Geotechnica '2000. - Gliwice - TJstron, 2000. - C. 225...233 (Польша).

4. Устинов Б.В., Марченко M.C. Исследование численными методами работы стеклопластиковой арматуры в стеновых панелях И Научные труды общества железобетонщиков Сибири и Урала. Вып. б. / Под ред. В.В. Габрусенко. - Новосибирск: НГАСУ, 2000. - С. 39...41.

5. Устинов В.П., Устинов Б.В. Вопросы надежности при проектировании строительных конструкций и мостов // Там же. — С, 67,. .69.

6. Устинов В.П., Устинов Б.В. Решение вопросов надежности на стадии проектирования строительных конструкций и мостов // Новые технологии в машиностроении: Тезисы докладов научно-практического семинара, Санкт-Петербург, 23...30 июля 2000 г. - СПб, 2000. - С. 50.

7. Устинов В.П., Устинов Б.В. Анализ причин аварий современных конструкций: Сборник научных трудов. - Днепропетровск: ДИИТ, 2000.

8. Круглов В.М., Петров М.Г., Устинов Б.В. Особенности проектирования стеновых панелей с гибкими связями из С ПА. // Проектирование и строительство в Сибири. - 2001. 5. -С. 17...21.

9. Устинов В.П., Устинов Б.В. Особенности расчетов мостовых конструкций на эксплуатационную надежность и долговечность // Новые технологии в машиностроении: Материалы Второго научно-практического семинара, Санкт-Петербург, 5...7 июля 2001 г. - СПб, 2001. - С. 48...50.

Ю.Расчет количества и схемы размещения гибких связей из СПА по ТУ 2296001-20994511 для трехслойных стеновых панелей разработки ДСК-5 г. Санкт-Петербурга: Отчет по ОКР / Исп. В.П. Устинов, С.П. Васильев, Б.В. Устинов, М.С. Марченко. - Новосибирск: СГУПС, 2001. - 43 с.

П.Устинов Б.В. Методика расчетов трехслойных стеновых панелей с гибкими связями из стекло пластиковой арматуры (СПА) на статические нагрузки и

долговечность И Труды молодых ученых. Часть 1. — Санкт-Петербург: изд. СПГАСУ,2001.-С.27..Г31.

^.Экспериментальные исследования физико-механических свойств СПА и гибких связей из нее / В.П. Устинов, B.C. Казарновский, В.М. Тихомиров, Г.Ф. Рудзей, Ю.В. Астахов, Б.В. Устинов // Вестник СГУПСа. - Новосибирск: СГУПС, 2002. Вып. 4. - С. 105... 114.

13.Прогнозирование долговечности СПА в составе трехслойных стеновых панелей / В.П. Устинов, М.Г. Петров, В.Ф. Савин, Б.В. Устинов // Там же. -С. 115...123.

И.Устинов Б.В. Область эффективного применения стеклопластаковой арматуры в строительстве И Реконструкция и совершенствование несущих элементов зданий и сооружений транспорта: Сборник научных трудов / Под ред. B.C. Казарновского. — Новосибирск: изд. СГУПС, 2005.— С. 50...56.

15.Комплексная сравнительная оценка гибких связей из полимерных композиционных материалов / Акулов Г.В., Андрейчук В.И., Устинов В.П. Устинов Б.В. // Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья: Доклады IV Всероссийской научно-практической конференции (31 мая — 2 июня 2006 года, г. Белокуриха) - М.: ФГУП ЦНИИХМ, 2006. - С. 194. ..203.

16.Применение композитных полимерных материалов в строительных конструкциях и мостах в Сибири / Бернацкий А.Ф., Казарновский B.C., Петров М.Г., Устинов В.П. Устинов Б.В. // Транспорт Российской Федерации. -2006.-Ka5.-C. 45...48.

17.0 перспективах применения композитных полимерных материалов в строительных конструкциях и мостах в Сибири / В.П. Устинов, А.Ф. Бернацкий, B.C. Казарновский, М.Г. Петров, Б.В. Устинов, А.Н. Яш нов // Вестник СГУПСа. Вып. 13. -Новосибирск: СГУПС, 2006. -С. 51...57.

Подписано к печати 20.11.2006 Объем 1,5 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1671

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве СГУПСа 630049, г. Новосибирск, ул. Д.Ковальчук, 191

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОПЫТ ПРИМЕНЕИЯ КОМПОЗИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (КПМ) В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

1.1. Применяемые материалы.

1.2. Применение КПМ в жилых зданиях.

1.3. Использование КПМ в строительных конструкциях и мостах.

1.4. Состояние вопросов проектирования конструкций с полимерными композитами.

1.5. Общая цель и частные задачи исследования.

Глава 2. АНАЛИЗ ПРОГРАММ И МЕТОДИК

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КПМ.

2.1. Обзор известных методик и результатов испытаний исходных материалов, композитов и изделий из них.

2.2. Пути совершенствования программ и методик испытаний КПМ, целесообразных в строительстве.

2.3. Разработка методик для кратковременных прочностных и деформационных испытаний образцов из СПА.

2.4. Методы испытаний стержней из СПА на сцепление с бетоном и выдергивание из него.

2.5. Характеристики, обеспечивающие надежность и долговечность СПА.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКО

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СПА БЗС.

3.1. Результаты испытаний СПА на осевое растяжение.

3.2. Результаты испытаний СПА на осевое сжатие.

3.3. Результаты испытаний СПА на поперечный изгиб.

3.4. Результаты исследований СПА на надежность и долговечность.

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТЕНОВЫХ

ПАНЕЛЕЙ СО СПА.

4.1. Основные проектные расчеты стеновых панелей для жилых и общественных зданий.

4.2. Уточненные численные методы расчета стеновых панелей с гибкими связями.

4.3. Пути обеспечения надежности и долговечности строительных конструкций со СПА.

С началом третьего тысячелетия отчетливо наметилась тенденция к более эффективному использованию новых видов материалов, конструкций и технологий их изготовления, строительства и эксплуатации. Можно ожидать развития методов прогнозирования свойств и активного управления характеристиками этих материалов. Последние десятилетия характерны повышенным вниманием к возможности и целесообразности применения в строительстве композиционных полимерных материалов (композитов), основой которых являются стекло-, базальто-, арамидо- и углепластиковые волокна [62].

Здесь следует отметить, что каждый из композитов отличается своими физико-механическими показателями и областями рационального их применения. Наиболее высокими механическими характеристиками обладают углепластики, изготовленные с использованием высокопрочных волокон с плотностью у = \7%0кг/м3, прочностью при растяжении сгр = 2%00МПа и модулем упругости Е = 300ГПа или высокомодульных волокон с / = 1950кг/л*3, огр=\150МПа и Е = 500777я [82]. По другим источникам эти характеристики достигают значений сгр=3500МПа, Е = 640ГПа [62]. Наибольшее применение углепластики получили в Великобритании, Дании, Канаде, США, Швейцарии (было использовано в 1991 г. - 6 кг, в 1992 г. - 126 кг, а уже в 1998 г. - 60 т) и Японии (в 1993 г. - 6 т, а в 1997 г. - 250 т).

В нашей стране первый пик использования композитов приходится на 1950. 1960 годы, причем в основном из стеклопластика и при опытном строительстве. Позднее наступил спад в применении композитов, прежде всего из-за невысокого их качества и повышения стоимости материалов.

С начала 1990-х годов возобновилось внимание к композитам. В значительной степени этому способствовало установление новых требований СНиП II-3-79* [100] в связи с необходимостью существенной экономии энергозатрат на отопление жилых и производственных зданий (с увеличением сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций до 3,5 раз).

При решении этой проблемы одним из основных является переход на трехслойные (или двухслойные) стеновые панели с эффективным утеплителем. При этом для объединения этих слоев наиболее рациональным является устройство гибких связей (или дюбелей) из стекло- или базальтопластиковой арматуры (СПА или БПА), которая не является «мостиком холода», т.к. обладает очень низкими значениями коэффициентов теплопроводности.

Весьма сложной является проблема повышения качества строительства. В массовом производстве отечественные материалы часто существенно отстают от зарубежных. В частности, средние прочности бетонов России почти вдвое ниже, чем в США, и на 30.50 % ниже, чем в Европе [28].

В этом отношении весьма примечательным является ряд основных положений теории управления качеством Эдвардса Деминга, который убеждает и доказывает, что чем выше качество того, что вы делаете, тем дешевле оно обходится; что контроль уже готовой продукции с целью улучшения качества - это запоздалая, неэффективная, дорогостоящая мера; что, к сожалению, уже произошло почти официальное размежевание проектирования и возведения от эксплуатации, которое привело к отсутствию ответственности строителей за эксплуатационные качества построенных сооружений [16].

В 1999 г. в ЦНИИСе (г. Москва) были начаты работы по созданию новых норм проектирования мостов и труб [96], в которых впервые в качестве приоритетных критериев запроектированных и построенных сооружений приняты потребительские свойства этих сооружений в процессе эксплуатации. Имеется в виду их классификация но четырем группам, каждая из которых отражает определенную интегральную характеристику сооружения:

- функциональные (пропускная способность, грузоподъемность, безопасность и комфортность движения и др.);

- эксплуатационные (ремонтопригодность, доступность и безопасность для содержания и обслуживания);

- социально-экономические (планировочная целесообразность, технологичность, экологичность, архитектурная и цветовая выразительность);

- обеспечивающие живучесть (неразрушаемость целой части сооружения при повреждении отдельных элементов, сопротивляемость воздействию природных явлений, сейсмостойкость, огнестойкость).

В современных условиях возрастает приоритет требований к надежности сооружений: их безотказности, живучести, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости (при безусловном учете потребительских свойств). Вопросы надежности и прогнозирования долговечности в большей степени разработаны в космонавтике, авиации и машиностроении. В области строительства опубликовано много работ в этом направлении, но они не нашли выхода в практику проектирования, строительства и эксплуатации, прежде всею из-за отсутствия соответствующих нормативных документов.

В пп. 1.1 СНиПа на бетонные и железобетонные конструкции [98] и СПиПа по мостам и трубам [99] отмечена необходимость выполнения требований но обеспечению надежности, долговечности и бесперебойной эксплуатации сооружений, но лишь декларативно, без прямых и конкретных рекомендаций их учета в последующем изложении. В этом смысле следует отметить как положительный факт введение впервые в нормы [96] дифференцированной системы значений нормативных сроков службы всех основных элементов мостов (в пределах от 10 лет - для деревянных элементов мостового полотна до 150 лет-для массивных опор и фундаментов).

Повышение надежности зданий и сооружений неразрывно связано с качеством строительно-монтажных работ. В нашей стране в условиях размельчения предприятий строительной индустрии, снижения в ряде случаев трудовой и технологической дисциплины, отсутствия научно-экспериментальной базы при изобилии новых материалов и технологий должно быть усилено значение системы сертификации материалов, элементов и целых объектов строительства, согласованной с международными стандартами. Решение проблем надежности должно проводиться комплексно, с учетом единого подхода на всех стадиях создания и существования сооружений (при проектировании, строительстве и эксплуатации) [54].

1 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (КПМ) В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе в основном достигнута основная цель -исследование условий целесообразного применения СПА в строительных конструкциях и получение числовых значений характеристик СПА, необходимых для процесса проектирования стеновых панелей с использованием СПА БЗС.

Проведенный обзор отечественных и зарубежных материалов по результатам испытаний образцов из разных КПМ позволил разработать методику подтверждения пригодности рекламируемых КПМ для применения в условиях Российской Федерации.

Разработаны методики для испытаний онытных образцов круглого сечения из СПА с однонаправленным армированием с учетом климатических особенностей различных регионов страны.

На основании анализа результатов испытаний образцов из СПА БЗС разработаны рекомендации с их включением в нормативные документы ТС Госстроя РФ и ТУ БЗС.

Разработаны нормируемые проектные и уточненные методы статических расчетов стеновых панелей с гибкими связями из СПА.

По разработанным уточненным методам статических расчетов стеновых панелей с использованием МКЭ были проведены исследования общей устойчивости панелей при возможном выходе из строя одной или нескольких подвесок, распорок или подкосов, а также исследования теплопроводности панелей разных типов в зимнее время при отсутствии или наличии источников тепла в помещении.

1. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. Изд. 2-е. - М.: Высшая школа, 2000. 560 с.

2. Анализ статисшческих данных, полученных при приемо-сдаточном и периодическом контроле изделий, изготовленных в 2000 2001 годах: Экспресс отчет. - Бииск: БЗС, 2001. - 98 с.

3. Астахов Ю.В., Устинов Б.В., Казарновский B.C. Определение податливости заделки стеклопласгиковою сосредоточенного анкера при испытании на выдергивание // Известия вузов. Строительство. Новосибирск. - 2000. - № 7.8. - С. 4.6.

4. Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: Новые эффективные бетоны и технологи // Бетон на рубеже третьего тысячелетия: 1-я Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона. Москва, 9. 14 сентября 2001 г. М., 2001. - С. 91-101.

5. Башара В.А., Савин В.Ф. Стеклопластиковая арматура в современном домостроении // Строительные материалы. 2000. -№ 4. - С. 6.8.

6. Нсрг О.Я., Нагевич Ю.М. Механические свойства стеклопластиковой арматуры больших сечений //Бетон и железобетон. 1964. -№ 12. - С. 532.535.

7. Бетон и железобетон пути развития: Научные труды 2-ой Всероссийской (международной) конференции 5.9 сентября 2005 г. - В шести томах. - Москва: Дипак: 11ИИЖБ, 2005. - 3536 с.

8. Бетон на рубеже трегьею тысячелетия: 1-я Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона. Материалы конференции. Москва, 9. 14 сентября 2001 L. В трех книг ах. - М.: Ассоциация «Железобетон», 2001.- 1820 с.

9. Бологин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. Изд. 2-е.-М.: Стройиздат, 1982.-351 с.

10. Бондарев Б.А., Набоков В.Ф., Кокорев А.И. Комплексная оценка свойств стеклопластиковой арматуры// Автомобильные доро1 и.- 1994.-№7.-С. 16.18.

11. Бондарев Б.А., Набоков В.Ф. Сопротивляемость стеклопластполимербетон-иых элементов кратковременным, длительным и многократно приложенным нагрузкам// Автомобильные доро! и. 1995.-№3.4.-С. 18. 19.

12. Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции. -М.: Высшая школа, 1987.-384 с.

13. Влияние комплексною воздействия эксплуатационных факторов на прочность стеклоиластиковой арматуры. Отчет по результатам испытаний. Бийск: БЗС, 2001.-30 с.

14. Гайдук В.Д. 14 пунктов теории управления качеством Эдвардса Деминга // Проектирование и строительство в Сибири. 2001. - № 1. - С. 41. .44.

15. Генкин С.М., Горошков Ю.И., Морозова Т.В. Полимериые материалы в устройствах контактной сети. М.: Транспорт, 1976. -96 с.

16. Горик А.В. Теоретические и экспериментальные параметры деформирования композитных брусьев с учетом депланации сечений при изгибе // Механика композитных материалов.-2003.-№ 1.-С. 79.88.

17. Горик А.В., Толстопятов Р.В. Учет депланации сечений композитною стержня при определении критической силы // Механика композитных материалов. -2003.-№2.-С. 223.228.

18. ГОСТ 9.707-81. ПСЗКС. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний па климатическое старение.

19. ГОСТ 9.710-84. ЕСЗКС. Старение полимерных материалов. Термииы и определения.

20. ГОСТ 25.604-82. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах.

21. ГОСТ 11024-84**. Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Общие технические условия.

22. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей.

23. Дмитриев Ю.В. Техническая диагностика и эксплуатационная надежность железнодорожных малых искусственных сооружений. Хабаровск: ДВГУПС, 1999.-208 с.

24. Зайцев А.Г., Волк А.И., Черкинский Ю.С. Основные свойства стеклопластиков и области применения их в строительстве // Стеклопластики в строительстве: Сборник трудов, вып. 7.-М.: ВНИИНСМ, 1966. С. 3. .7.

25. Звсздов А.И., Волков Ю.С. Бетон и железобетон: наука и практика // Бетон на рубеже третьего тысячелетия: 1-я Всероссийская конференция по ггроблемам бетона и железобетона. Москва, 9. 14 сентября 2001 г. -М., 2001. С. 288-297.

26. Иконников В. Стеклопластиковые связи в теплозащитных стенах // Строительная газета. -2000. -№ 11. С. 9.

27. Имамутдинов И., Переходцев Г. Эффект грязного стекла // Эксперт. Наука и технологии. 2001. - № 37 (297). - С. 1. .4.

28. Иосилевский Л.И. Практические методы управления надежностью железобетонных мостов. М.: НИЦ «Инженер», 1999. - 295 с.

29. Использование стеклопластиков для армирования бетонных конструкций. Материалы Первой Всесоюзной научно-технической конференции. 28.31 октября 1963 г., Минек: Паука и техника, 1964. 146 с.

30. Исследование влияния температурного воздействия гга прочность и долговечность элемеггтов конструкций из композитных материалов: Отчет по НИР № 1802. -11овосибирск: Сиб11ИА, 2002. 74 с.

31. Исследование прочности и устойчивости при сжатии с защемленными концами стержней стеклопластиковой арматуры диаметром 5,5 и 7,5 мм: Отчет. -Бийск: БЗС, 2003.-48 + 16 с.

32. Комплексная программа «Сибирский базальт». Новые технологии в строительстве, машиностроении и энер1етике / А.С. Жарков, М.Г. Потапов, Б.И. Ворож-цов и др. // Ilpoeici ирование и строительство в Сибири. 2001. - № 3. - С. 30. .31.

33. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. В.В. Васильева и Ю.М. Тарпопольскот. -М.: Машиносгроение, 1990.-512 с.

34. Композиционные материалы: Справочник / Под ред. Д.М. Карпиноса. Киев: Наукова думка, 1985. - 592 с.

35. Конструкционные стеклопластики / Альперип В.И., Корольков Н.В., Мотав-кин А.В. и др. М.: Химия, 1979. - 360 с.

36. Король Е.А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легких бетонов и особенности их расчета. М.: изд. АСВ, 2001. - 256 С.

37. Коррозионная стойкость полимерных композитов в щелочной среде бетона / Розенталь U.K., Чехпий Г.В., Бельник А.Р., Жилкин А.П. // Бетон и железобетон. -2002.-№3.-С. 20.23.

38. Кочетов В.Т., Павленко А.Д., Кочетов М.В. Сопротивление материалов. -Изд. 2-е. Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. - 368 с.

39. Круглов В.М., Петров М.Г., Устинов Б.В. Особенности проектирования стеновых панелей с гибкими связями из СПА. // Проектирование и строительство в Сибири.-2001,-№5.-С. 17.21.

40. Кудзис А.П. Оценка надежности железобетонных конструкций. Вильнюс: Мокслас, 1985. - 156 с.

41. Кулиш В.И. Совершенствование несущих конструкций пролетных строений автодорожных мостов, напряженно армированных стеклопластиковой арматурой: Диссертация д.т.н. в форме доклада. С.-Петербург: ПГУПС, 1993. - 73 с.

42. Мадатян С.А. Арматура тенденции и перспективы // Бетон на рубеже третьет тысячелешя: 1-я Всероссийская конференция по проблемам бетона и железобетона. Москва, 9. 14 сентября 2001 г.-М., 2001.-С. 138-149.

43. Мисюрев Б.В. Консфукции трехслойных железобетонных стеновых панелей на 1ибких связях для жилых домов серии «90» // Проектирование и строительство в Сибири. 2001. - № 2. - С. 20. .21.

44. Мощанский И.А. О стойкости стеклопластиковой арматуры в бетоне // Бетон и железобетон. 1965. -№ 9. - С. 33.34.

45. Некоторые результаты испытаний стеклопластиковой арматуры и гибких связей из нее / Блазнов А.П., Волков Ю.П., Луговой А.П., Савин В.Ф. // Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала: Вып. 8. Новосибирск: ПГАСУ, 2004.-С. 58.61.

46. О порядке применения в строительстве новых, в том числе импортных, материалов, изделий и конструкций / Постановление Минстроя РФ № 18-25 от 19.04.96 г.-М., 1996.-8 с.

47. Обеспечение долювечности стеклонластиковых гибких связей в трехслойных утепленных стенах и панелях / Ю.Г. Афанасьев, А.Л. Верещагин, Т.В. Кузина,

48. A.Н. Луговой, М.Г. Петров, В.Ф. Савин, В.П. Устинов, В.В. Чижевский // Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века: 6-й международный семинар Азиатско-Тихоокеанской академии материалов. 7.9 июня 2001 г. Новосибирск: НГАСУ, 2001.-С. 1. 15.

49. Обеспечение надежности инженерных сооружений / Круглое В.М., Устинов

50. B.П., Бобылев К.Б., Бокарев С.А. // Транспортное строительство. 2003. - № 1.1. C. 13.14.

51. Обеспечение надежности объектов транспорта при проектировании, строительстве и эксплуатации: Сборник научных трудов / Под ред. В.П. Устинова. Новосибирск: СГУПС, 1999.-188 с.

52. Обоснование методики определения механических характеристик стержней из стеклопластиковой арматуры по результатам испытания образцов на продольный из! нб: Отчет. Бийск: БЗС, 2003. - 142 с.

53. Обработка результатов испытаний и прогнозирование долговечности стеклопластиковой арматуры (СПЛ). Отчет по теме № 25-99. Новосибирск: СГУПС, СибПИЛ, 1999.-48 с.

54. Овчинский Л.С. Процессы разрушения композиционных материалов: имитация микро- и макромсхапизмов па ЭВМ. М.: Наука, 1988. - 278 с.

55. Определение влияния длины анкерной зоны па усилие выдергивания стекло-пластиковой арматуры диаметром 7,5 мм из тяжелого и легкого бетона класса В15: Отчет по ПИР. Красноярск: ИЦ Красстрой, 1999. - 33 с.

56. Определение влияния комплексного воздействия эксплуатационных факторов па прочность. ИМ 1044. Бийск: БЗС, 2001. - 18 с.

57. Опыг использования композитных полимерных материалов в мостостроении // Мостостроение мира. 2000. -№ 2. - С. 3.48.

58. Осипов В.О. Долговечность металлических пролетных строений эксплуатируемых железнодорожных мостов. М.: Транспорт, 1982. - 287 с.

59. Основы теории проектирования строительных конструкций. Железобетонные конструкции / Под ред. В.П. Чиркова. М.: УМК МПС РФ, 1999. - 376 с.

60. Парцевский В.В., Беляев С.М. Устойчивость отслосний в композитных элементах конструкций при изгибе // Механика композитных материалов. 1993. -№6.-С. 785.790.

61. Перельмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. Киев: изд. УкрИИИПСК, 1999.-212 с.

62. Петров В А , Башкарев А.Я., Веггегрень В.И. Физические основы протезирования долговечности конструкционных материалов. СПб: Политехника, 1993. -475 с.

63. Петров М.Г. Анализ прочности и долговечности однонаправленного стеклопластика с позиций кинетической концепции разрушения // Механика композиционных материалов и конструкций. 2003. - Т. 9. - № 3. - С. 376. .397.

64. Пегров М.Г. Анализ результатов испытаний стеклопластиковой арматуры на ударный изгиб при пониженных температурах (СПА 5,5 мм): Отчет по ПИР. Новосибирск: СибНИА, 2005. - 11 с.

65. Петров М.Г. Необходимость новых подходов к анализу прочности и долговечности материалов // Проектирование и строительство в Сибири. -2002. -№ 2.

66. Петров М.Г. Особенности разрушения СПА в конструкциях из бетона // Научные труды общества железобстонщиков Сибири и Урала. Вып. 8. Новосибирск: НГАСУ, 2005.-С. 54.57.

67. Петров М.Г. Экспериментально-теоретические основы прогнозирования долговечности материалов и конструкций // Проблемы качества в строительстве: Материалы IV Всероссийской конференции 1.3 июля 2003 г. Новосибирск: СГУПС, 2003.-С. 56.60.

68. Погапкин А.А. Некоторые фундаментальные проблемы мостостроения // Наука и техника в дорожной отрасли.-2001.-№ 1 .-С. 22.25.

69. Прогнозирование длительной прочности стеклопластиковой арматуры / Блазнов А.П., Волков IO.II., Луговой А.П., Савин В.Ф. // Механика композиционных материалов и конструкций. -2003.-Т. 9-№4. С. 579.592.

70. Протежирование долговечности СПА в составе трехслойных стеновых панелей / B.I I. Устинов, М.Г. 11етров, В.Ф. Савин, Б.В. Устинов // Вестник СГУ11Са. Вып. 4. Новосибирск: СГУНС, 2002. - С. 115. 123.

71. Протасов В.Д. Механика в машиноведении композитных конструкций // Механика композитных материалов, 1987. -№3.- С. 490.492.

72. Протокол испытания № 4 от 18.11.00 г. Приложения 1.4. Бийск: ИЛ СМИК № 7 Ф1II1Ц «Алтай», 2000. - 131 с.

73. Протокол испытания № 4 от 18.11.00 г. Приложения 5.8. Бийск: ИЛ СМИК № 7 Ф1IIII \ «Алтай», 2000. - 92 с.

74. Райзер В.Д. Теория надежности в сгроигельном проектировании. М.: изд. АСВ, 1998.-302 с.

75. РД 50-675-88. Методические указания. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Материалы композиционные. Методы испытаний на межслойный сдви1.

76. Регсль В.Р. Исследования по физике прочности композитных материалов. Обзор //Механика композитных материалов. 1979. -№ 3. - С. 999. 1020.

77. Регель В.Р., Слуцкср А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

78. Рекомендации по конструированию, изготовлению и применению трехслойных панелей наружных стен с гибкими связями повышенной стойкости к атмосферной коррозии. М.: ЦПИИЭПжилища, 1971.-40 с.

79. Рекомендации но применению стеклопластиковой арматуры (СНА) в качестве гибких связей трехслойных стеновых панелей / Рук. темы B.II. Устинов. Новосибирск: СГУПС, 1999.-41 с.

80. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. -М.: Стройиздат, 1978.-239 с.

81. Савин В.Ф. и др. Методология учета долговечности гибких связей из СПА при проектировании стеновых панелей // Проектирование и строительство в Сиби-ри.-2001.-№ i.-c. 17.21.

82. Салия Г.Ш., Шагин АЛ. Бетонные конструкции с неметаллическим армированием. М.: Стройиздат, 1990. - 144 с.

83. Симпозиум по стеклопластиковой арматуре: Материалы симпозиума. -Минск: изд. ИСиА, 1974. 126 с.

84. Скудра А М., Булаве Ф.Я., Роценс К.А. Ползучесть и статическая усталость армированных пластиков. Рига: Зинатне, 1971.-238 с.

85. СНиП. Мосты и трубы. Проектирование, строительство и приемка в эксплуатацию: 1-ая редакция. М.: ЦНИИС, 2000. - 218 с.

86. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.-36 с.

87. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. М.: ГУГ1 ЦПП, 1998.-76 с.

88. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы / Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1996. -214с.

89. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.

90. Соломатов В.И., Бобрышев А.Н., Химмлер К.Г. Полимерные композиционные материалы в строительстве. М.: Стройиздат, 1988. - 312 с.

91. Статистическая обработка результатов испытаний СГ1А диаметром 5,5 и 7,5 мм, пропедеиных при приемо-сдаточном и периодическом контроле партий изделий, изготовленных в 2002 году. Бийск: БЗС, 2002. - 42 с.

92. Сгашсшческие данные о результатах испытаний с января 2003 по август 2004 года. Бийск: БЗС, 2004. - 111 с.

93. Стекловолокнисгые трубы нового поколения для нефтяной отрасли. г. Ме-гион: ЗАО «АМК-ВИГАС», 2001.-20 с.

94. Гарноиольскнй Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков.: 3-е изд.-М.: Химия, 1981.-272 с.

95. Тарпопольский Ю.М., Розе А.В. Особенности расчета деталей из армированных пластиков. Рига: Зинатнс, 1969. - 274 с.

96. Гермомасс система строительных панелей: Вопросы и ответы. - Амес, Айова США. - 12 с. (прил. - 22 е.).108. 'IУ 2296-001-20994511-02. Арматура стсклопластиковая. Бийск: БЗС, 2002. -72 с.

97. Устинов Б.В. Анализ аварий и обрушений железнодорожных мостов за последние годы (1971. 1995 iг.) // Мосты, тоннели и строительная механика. Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. В.М. Круглова. Новосибирск: изд. СГУПСа, 1996.-С. 54.59.

98. Устинов Б.В., Марченко М.С. Исследование численными методами работы стеклопластиковой арматуры в стеновых панелях //Научные труды общества желе-зобетонщиков Сибири и Урала. Вып. 6. / Под ред. В.В. Габрусенко. Новосибирск: НГАСУ, 2000.-С. 39.41.

99. Устинов Б.В. Методика расчетов трехслойных стеновых панелей с 1ибкими связями из сгеклопластиковой арматуры (СПА) на статические нагрузки и долю-вечность // Груды молодых ученых. Часть 1. Санкг-Петербург: изд. СПГАСУ, 2001.-С. 27.31.

100. Устинов В.П. Как обеспечить надежность строительных конструкций и сооружений. // Проектирование и строительство в Сибири. -2001. -№ 3. С. 5.7.

101. Устинов В.П. Основные проблемы решения задач качества, надежности и долговечности в условиях Сибири // Проблемы качества в строительстве. Материалы IV Всероссийской конференции 1.3 июля 2003 г. Новосибирск: СГУПС, 2003. С. 47.51.

102. Устинов В.П., Устинов Б.В. Анализ причин аварий современных конструкций: Сборник научных трудов. Днепропетровск: ДИИТ, 2000.

103. Устинов В.П., Устинов Б.В. Вопросы надежности при проектировании строительных конструкций и мостов // Научные труды общества железобетонщи-ков Сибири и Урала. Вып. 6. / Под ред. В.В. Габрусенко. Новосибирск: НГАСУ, 2000.-С. 67.69.

104. Устинов В.П., Устинов Б.В., Петров М.Г. Пути повышения уровня надежности строительных конструкций на стадии проектирования // IX Mi^dzynarodowe Sympo/jum Geotechnica '2000. Glivvice - Ustron, 2000. - С. 225.233 (Польша).

105. Физико-химические основы композиции неорганическое вяжущее стекловолокно /Под ред. А. А. Пащенко. - Киев: Вища школа, 1979. - 224 с.

106. Филатов П.И. Цели и последствия реформирования сфер технического регулирования в России // Проблемы качества в строительстве. Материалы IV Всероссийской конференции 1.3 июля 2003 г. Новосибирск: изд. СГУПСа, 2003. -С. 130.134.

107. Фролов П.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции. -М.: Стройиздат, 1980.-104 с.

108. Фролов II.II. Технология изготовления стеклопластиковой арматуры и некоторые ее свойства// Бетон и железобетон. 1965. -№ 9. - С. 5.8.

109. Чирков 13.II. Вероятностные методы расчета мостовых железобетонных конструкций. М.: Tpancnopi, 1980. - 134 с.

110. Шейкин А.Е. Строительные материалы. Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1978. -432 с.

111. Экспериментальные исследования физико-механических свойств СПА и гибких связей из нее / В.П. Устинов, B.C. Казарновский, В.М. Тихомиров, Г.Ф. Рудзей, Ю.В. Астахов, Б.В. Устинов // Вестник СГУПС. Новосибирск: изд. СГУПСа, 2002. Вып. 4. - С. 105. 114.

112. Hughes Brothers. Glass Fiber Reinforced Polymer Rcbar. -14 c.