автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Конструктивные особенности фибробетонных перемычек стен зданий

На правах рукописи

ИВЛЕВ МИХАИЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФИБРОБЕТОННЫХ ПЕРЕМЫЧЕК СТЕН ЗДАНИЙ

Специальность 05.23.01 — Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

005542/ио

Казань 2013

005542708

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» на кафедре «Строительные конструкции»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Недосеко Игорь Вадимович

Официальные

оппоненты: Попов Валерий Петрович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет», заведующий кафедрой «Технология и организация строительного производства»

Бедов Анатолий Иванович

кандидат технических наук, профессор ФГБОУ ВПО НИУ «Московский государственный строительный университет», профессор кафедры «Железобетонные и каменные конструкции»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства»

Защита состоится «24» декабря 2013 г. в 15— часов на заседании диссертационного совета Д 212.077.01 на базе ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1, ауд. 3-203 (зал заседаний Ученого совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан «■¿'•З» ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета yj JT.A. Абдрахманова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на ускоренное внедрение в строительную индустрию прогрессивных технологий получения новых типов конструкционных материалов на минеральной и органической основе, таких как углепластики, поликарбонат, особо высокопрочные сплавы и др., железобетон на долгое время останется основным конструкционным материалом — «хлебом строительства». К тому же технология бетона также постоянно совершенствуется, внедряются современные химические добавки, такие как пластификаторы на поликарбоксилатной основе, прогрессивные технологии транспортировки и укладки бетонных смесей, больших успехов достигло монолитное строительство, позволяющее возводить здания высотностью до ста и более этажей, созданы конструкционные бетоны «нового поколения» имеющие прочность более 200 МПа на сжатие и 50 МПа на растяжение. Однако, большей частью в связи с экономическими трудностями, с середины 90-х годов в нашей стране практически полностью исчезло производство сборного железобетонного каркаса для промышленного строительства, а из многочисленных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, производимых в предыдущие десятилетия, сейчас, к сожалению, массовыми сериями выпускаются только пустотные плиты перекрытий, фундаментные блоки и перемычки, и, очевидно, только ускоренное внедрение прогрессивных материалов и технологий в производство сборных железобетонных конструкций может существенно повысить их эффективность и конкурентоспособность на строительном рынке.

Наиболее массовыми из производимых сборных конструкций являются железобетонные перемычки различных типов для жилых и гражданских кирпичных зданий. Однако, технология их производства значительно устарела и не соответствует требованиям настоящего времени, в частности, перемычки (как брусковые, так и плитные) в отличие от пустотных плит перекрытий производятся не по прогрессивной безопалубочной технологии, а, практически повсеместно, традиционным виброформованием, требующем не только металлоемких опалубочных форм, но и значительных трудозатрат по изготовлению и установке арматурных каркасов. Поэтому данная конструкция, хотя и имеет самые малые габаритные размеры, является «большой головной болью» для технологов и руководителей предприятий стройиндустрии, которым, в сложившейся ситуации, их производство экономически не выгодно, даже несмотря на то, что жилищно-гражданское строительство готово ее потреблять в массовых объемах. Радикальным решением данной проблемы, на наш взгляд, может стать использование бетонов специального назначения, в частности, фибробетонов на основе стальной и неметаллической фибры, которое позволит существенно снизить трудозатраты и себестоимость, а также повысить качество выпускаемой продукции.

Делью работы является разработка новых конструктивных решений малоформатных изгибаемых элементов массового производства (перемычки различных типов для зданий и сооружений), основанных на применении дисперсно-армированных бетонов с использованием стальной и неметаллической высокомодульной фибры.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести анализ конструктивных решений малоформатных изгибаемых элементов (на примере перемычек жилых и гражданских зданий) на основе применения фибробетонов различных уровней прочности и выявить показатели, влияющие на снижение материалоемкости и трудоемкости их изготовления.

2. Разработать методологический подход к определению наиболее оптимальных и рациональных вариантов применения дисперсно-армированных бетонов в малоформатных изгибаемых элементах с учетом их напряженно-деформированного состояния и особенностей технологии изготовления.

3. Исследовать механические и строительно-технологические параметры фибробетона в зависимости от используемой стальной и высокомодульной неметаллической фибры и размеров поперечного сечения изгибаемых элементов.

4. По результатам проведенных расчетов с использованием отечественных и зарубежных нормативов и численных исследований установить характер изменения и закономерности влияния физико-механических и геометрических характеристик фибры, а также повышения класса прочности бетона-матрицы и стержневой арматуры на материалоемкость различных марок перемычек.

5. Разработать аналитические зависимости и расчетные модели, связывающие несущую способность, жесткость и трещиностойкость нормальных и наклонных сечений малоформатных фибробетонных изгибаемых элементов с последовательным изменением их напряженно-деформированного состояния, стадиями деформирования бетона, дискретной и дисперсной арматуры в составе конструкций фибробетонных перемычек.

6. Создать алгоритм расчета перемычек с дисперсным армированием на совокупность эксплуатационных и монтажно-транспортных нагрузок, а также исследовать их напряженно-деформированное состояние с использованием современных программных комплексов, в том числе АЫвУв 14.0

7. Провести сравнительные экспериментальные исследования несущей способности, деформативности и трещиностойкости стандартных железобетонных и сталефибробетонных перемычек.

8. Разработать новые конструктивные решения фибробетонных перемычек зданий и сооружений, исключающие поперечное и конструктивное стержневое армирование.

9. Разработать нормативно-техническую документацию на изготовление фибробетонных перемычек в условиях действующего производства на заводах железобетонных изделий и конструкций.

10. Выполнить технико-экономическое обоснование эффективности производства и применения фибробетонных перемычек, дать количественную оценку снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости данных конструкций за счет уменьшения их габаритных размеров и исключения из производственного процесса технологических переделов по изготовлению и сварке арматурных каркасов.

Научная новизна.

1. Аналитически обоснованы граничные условия, критерии и параметры рационального использования фибробетона на основе стальной и неметаллической высокомодульной фибры в качестве самостоятельного конструкционного материала для малоформатных изгибаемых балочных элементов (перемычки различных типоразмеров для зданий и сооружений), позволяющего существенно улучшить качественные показатели данных конструкций.

2. Впервые предложен и реализован комплексный подход к количественной оценке связи несущей способности, трещиностойкости и деформативности дисперсно-армированных перемычек, выполненных в фибробетонном, а также комбинированном вариантах, с параметрами нагружения и расчетными характеристиками бетона-матрицы, дисперсной и дискретной арматуры.

3. Получены обобщающие аналитические зависимости, связывающие несущую способность, трещиносгойкость и деформативность фибробетонных малоформатных изгибаемых элементов с комплексом показателей, таких как масштабный фактор, характер и уровень нагружения, физическая нелинейность материалов, упруго-деформативные характеристики стальной и высокомодульной неметаллической фибры, суммарный процент дискретного и дисперсного армирования.

4. Теоретически обоснована экспериментально подтверждена повышенная несущая способность, жесткость (на 20-40%) и особенно трещиностойкость (ао-с<0,1мм) сталефибробетонных перемычек по сравнению со стандартными железобетонными аналогичных марок и типоразмеров.

5. Разработано конструктивное решение сталефибробетонных перемычек с принципиально новым комбинированным дисперсным армированием и для их различных видов и типоразмеров обоснована рациональная область его применения.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Аналитические зависимости и алгоритмы расчета, связывающие несущую способность, деформативность и трещиностойкость фибробетонных перемычек с параметрами нагружения, прочностными и деформативными характеристиками бетона, стержневой и дисперсной арматуры, размерами пролетов и параметрами сечений, отражающие конструктивные и технологические особенности производимой номенклатуры перемычек, как малоформатных изгибаемых элементов для зданий и сооружений различного назначения.

2. Результаты теоретических и многофакторных численных экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния фибробетонных перемычек с использованием программного комплекса «АпБУБ 14.0», позволяющего моделировать упруго-деформативные характеристики бетона, стержневой и дисперсной арматуры с учетом физической и геометрической нелинейности, а также реализовывать их совместную работу под действием монтажных, транспортных и эксплуатационных нагрузок в зависимости от характера нагружения.

3. Результаты сравнительных экспериментальных исследований несущей способности, деформативности и трещиностойкости перемычек с типовым каркасно-стержневым и комбинированным сталефибробетонным армированием.

4. Конструктивные решения несущих сталефибробетонных перемычек с комплексным армированием, позволяющие оптимизировать технологические процессы их производства по критериям снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления, а также существенно улучшить показатели их эксплуатационной надежности (патент РФ №127101).

5. Критерии оценки возможностей проектирования и реализации конструктивных решений перемычек различных типов в фибробетоне на основе стальной и высокомодульной неметаллической фибры с полным исключением поперечной и конструктивной стержневой арматуры в части снижения трудоемкости и улучшения технологичности их изготовления, а также рациональных областей применения бетонов повышенной прочности (В30 и более) и современных классов ненапрягаемой арматуры (А500С, А600С), позволяющих дополнительно обеспечить существенное снижение материалоемкости (бетона до 40 - 50%, стержневой арматуры до 50 - 70%).

6. Результаты технико-экономического обоснования производства и применения фибробетонных перемычек на основе стальной и высокомодульной неметаллической фибры.

7. Результаты опытно-промышленной апробации и внедрения разработанных конструктивных и технологических решений в производство широкой номенклатуры фибробетонных перемычек различных марок и типоразмеров для зданий и сооружений промышленного и жилшцно-гражданского назначения.

Практическое значение. Практическое значение работы заключается в том, что перевод производства широкой номенклатуры перемычек для зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения с традиционного стержневого на дисперсное армирование стальной и неметаллической высокомодульной фиброй позволяет в значительной степени исключить негативные факторы, связанные с низкой технологичностью, трудоемкостью и высоким удельным расходом стали в типовых решениях перемычек. Разработанные автором конструктивные решения позволяют существенно снизить расход бетона и стержневой арматуры (в 2 - 3 раза), практически вдвое сократить трудоемкость изготовления перемычек за счет исключения работ по резке арматуры и сварке каркасов, а также повысить их качественные показатели.

Степень достоверности результатов проведенных исследований. Оценка достоверности результатов диссертационных исследований автора основана на воспроизводимости полученных в аккредитованной лаборатории с применением аттестованных технических средств измерения и оборудования, результатов определения физико-механических и эксплуатационных показателей фибробетонных

перемычек, а также вероятностной оценки основных результатов исследований. Теоретические зависимости, положенные в основу расчета параметров малоформатных изгибаемых фибробетонных элементов базируются на основных теоретических положениях механики деформируемых твердых тел и хорошо согласуются с опубликованными по теме диссертации экспериментальными данными других авторов.

Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях, в том числе, научно-технических конференциях аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (Секция строительства и архитектуры), Самарского государственного архитектурно-строительного университета (Секция железобетонных конструкций), региональных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (г. Магнитогорск, 2011г.), «Строительство, архитектура и коммунальное хозяйство» (г. Уфа, 2008, 2009 г.), XV Академических чтениях РААСН — международной научно-технической конференции «Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии» (г. Казань, 2010 г.), международной научно-технической конференции «Проблемы прочности и долговечности бетона и железобетона» (г. Уфа, 2011 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников, приложений. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 71 иллюстрацию, 35 таблиц и 14 приложений. Список использованных источников включает 127 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены исторические аспекты становления и развития фибробетона на основе стальной и неметаллической фибры как конструкционного материала, отражены последние достижения и существующие проблемы в данной области, обозначены перспективы его применения в различных областях строительства, сформулирована рабочая гипотеза о технической целесообразности и возможности применения фибробетона в качестве основного конструкционного материала для таких массовых малоформатных изгибаемых балочных элементов, как перемычки различных типов для жилых и общественных зданий с кирпичными стенами.

Проблемами производства и применения конструкций на основе фибробетона в мире занимаются уже более ста лет, в отечественной практике сталефибробетон впервые упоминается в 1907 году профессором В.П. Некрасовым. Значительный вклад в развитие науки и практики в этой области внесли такие отечественные ученые, как

A.А Гвоздев, ЮМ. Баженов, Д.КБатаев, В.Н. Банков, ВВ. Бабков, О.Я. Берг,

B.М Бондаренко, А.С. Бочарников, И.В. Волков, Ф.А Гофштейн, Ю.В. Зайцев, КМ Королев, Б.А Крылов, Л.Г. Курбатов, Е.Г. Кутухтин, Э.Б. Колбаско, И.А Лобанов, У.Х. Магдеев, Л.А. Малинина, КВ. Михайлов, АЛ. Маилян, Л.Р. Маилян, В.И. Морозов, АС. Носков, И.Г. Овчинников, ЕМ. Пересыпкин, Ю.В. Пухаренко, Ф.Н Рабинович, В.П Романов, В. С. Стерин, БР. Скрамтаев, КВ. Талантова, Т.К. Хайдуков, В.Г. Хозин, Ю Н. Хромец, Г. А Шикунов, Ф.И. Янкелевич, В.И. Харчевников, Е.М Чернышев и др., а также зарубежные ученые А. Кешш, Д. П. Ромуальди, И.А. Мэндель, К.Д. Джонсон, Р.А Колеман, С. Томас, X Крепхепь, В. Рилей, Д.И. Хеннент, Г. Крепдель, В. Лос, Г. Лилхсшт, МР. Пигготг, ПС. Мэнгат, Б.Б. Бруме, Э. Ву, Г. С. Холистер, С.Т. Милейко, Дж. Купер и др.

Существенное расширение возможностей применения сталефибробетонных изделий и конструкций в практике отечественного строительства стало возможным в связи с появлением крупных предприятий - производителей стальной и неметаллической фибры по различным технологиям, таких как НПО «Магфибрастрой» (резка стального листа), ООО "ММК-МЕТИЗ" (рубка проволоки) в г. Магнитогорск, НПО «Волвек» (резка стального листа) в г. Челябинск, ООО «Гидромон» (рубка проволоки и вытяжка из расплава) в г. Санкт-Петербург, ООО «Курганстальмост»

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 ? Минимальный размер поперечного сечения * балочного элемента, см Рисунок 4 - Зависимости расчетного сопротивления фибробетона на растяжение от толщины сечения элемента для бетона-матрицы ВЗО (—) и В60 (- -), фибры четырех типов: 1-4 при ее одинаковом диаметре dt=0,8 мм и объемной концентрации pfv= 0,015.

прочности на растяжение фибробетона для всех типов выпускаемых перемычек в рабочем диапазоне объемных процентов дисперсного армирования (от 0,5 до 2%), в зависимости от типа фибры и класса бетона-матрицы.

Представляется наиболее рациональным, с конструктивной точки зрения, полностью заменить в балочных элементах всю дискретную (стержневую и проволочную) арматуру, как продольную, так и поперечную, на дисперсное армирование, чтобы исключить операции, связанные со сваркой и установкой арматурных каркасов и сеток. Аналитические расчеты с использованием отечественных нормативов показали (рис.5), что значительную номенклатуру выпускаемых пере-

мычек (самонесущих, типа 1ПБ) можно изготавливать исключительно в фибробетоне, и их несущей способности вполне достаточно для восприятия действующих нагрузок в стадии транспортировки, монтажа и эксплуатации. Сопоставление расчетов несущей способности чисто фибробетонных изгибаемых элементов (без стержневой арматуры) по отечественным и зарубежным нормативам не выявляет в них существенных различий, что объясняется отсутствием принципиальных изменений в расчетных схемах. Имеются только некоторые особенности в определении расчетных сопротивлений фибробетона на сжатие и растяжение, в отечественных нормах они определяются расчетным способом, в зарубежных — эмпирическим, на основе испытаний.

Более нагруженные перемычки, в частности марок ЗПБ (рис.ба) и выше, которые предназначены для восприятия нагрузок от и перекрытий, как показывают расчеты нерационально выполнять только с использованием дисперсного армирования, в данном случае требуется либо очень качественная и дорогостоящая фибра, либо значительный процент дисперсного армирования (|1(\,»1,5%). Для таких конструкций будет более оптимальным вариант комплексного дисперсного армирования с сохранением только продольной рабочей арматуры (при возможном уменьшении ее диаметра) и полным исключением рабочей поперечной, конструктивной и монтажной (за исключением петель) арматуры (рис.66).

б) 100

а) о,2

? 0,18 а

s- 0,16 i 0,14

Р 0,12

4>

S

§ 0,08

® 0,06

1 0,04 о

£ °<02 з

у/ /■ / / ___—

\Расчетны i момент (стадия з ссплуатации)

1 — 1'

Расчетный момент (стадия транспортировки и монтажа) ^

0,5 1 1,5 2 :

Коэффициент дисперсного армирования (J.fv, %o6.h

Коэффициент дисперсного армирования (Ifv, %о6.|2

Рисунок 5 - Несущая способность фиброармированного сечения перемычки 1ПБ при классе бетона-матрицы ВЗО: а) на действие изгибающего момента; б) на действие поперечной силы

V, Э 1,и 1,3

Коэффициент дисперсного армирования , %об. Коэффициент дисперсного армирования Дь, % об.

Рисунок 8 - Несущая способность фибробетонной Рисунок 9 - Зависимости несущей способности перемычки марки ЗПБ на действие поперечной фибробетонной перемычки с различными силы при классе бетона-магтрицы ВЗО вариантами комбинированного армирования

Важным преимуществом сталефибробетонных изделий и конструкций по сравнению со стандартными железобетонными является их повышенная жесткость и трещиностойкость, а, следовательно, и долговечность (морозостойкость, водонепроницаемость, коррозионная стойкость). Это обусловлено тем, что в отличие от стандартного железобетона магистральная трещина разбивается на множество мелких, причем не всегда связанных друг с другом, а ширина раскрытия трещин в фибробетонных конструкциях зависит, прежде всего, от класса бетона-матрицы, типа фибры и ее объемной концентрации. Данное принципиальное положение признается практически всеми исследователями, однако, по количественной оценке основного параметра-ширины раскрытия трещины, действующие нормы по проектированию и расчету фибробетонных конструкций, причем не только зарубежные, но и отечественные, до настоящего времени не могут придти к общему мнению. В частности, если для типовой железобетонной перемычки наиболее массовых марок (типа ЭПБ16-37) ширина раскрытия трещин, определяемая по СНиП 2.03.01-84* (аига=0,22мм) и СНиП 52-101-2003 (аС1О.2=0!26мм > [аас,2]:=0,25мм)) незначительно отличаются, формула (3),

(3) )

Е, А-

то для сталефибробетонной (ц^=1,0%, А8 - 014 А400), рассчитанной как по рекомендациям НИИЖБ (аи[!>2=0,12мм), так и по СП 52-104-2006 (аыс,2=0,047мм), она различается более чем вдвое, так как методологии их расчета, формула (4), имеют I весьма существенные различия.

= ^г 20(3,5 - > йфМ/Шпл ~ 20(3>5 - М™, (4>

Ег

В действующих нормативах также отсутствует единые требования к предельной ширине раскрытия трещин для фибробетонных элементов. В частности, если для данных конструкций с комбинированным дисперсным армированием отечественные нормы дают самые жесткие ограничения ([аи^НЗ.Юмм, [а>,1О12]=0,05мм), то Еигосос1е 2 предъявляет требования к ширине раскрытия трещин в сталефибробетонных конструкциях аналогично стандартным железобетонным ([асгс]=0,25мм). На наш

/

1„,=Л±-

1 + 4,51

/1-х

+

0.5

7/1 ~ 0.6 + т'

--

1,3л'

¿г,*//*. + '

= —: о« = у120(3,5 -

л я и г В„

Вывод: Завершение расчета

Конец |

соответствие напряженно-деформированного состояния, а также параметров несущей способности,

трещиностойкости и дефор-мативности сталефибро-

бетонной перемычки ЗПБ16-37 результатам ранее выполненных расчетов. При этом следует отметить одно важное положительное качество

работы сталефибробетонной перемычки с комбинированным армированием -разрушение происходит от достижения предела текучести продольной арматуры

(рис. 13в), но при этом сталефибробетон в растянутой зоне имеет еще достаточный запас по прочности и деформативности, что подтверждает повышенную эксплуатационную надежность фибро-бетонных балочных элементов по сравнению со стандартными железобетонными.

Проведенный анализ напряженно - деформированного состояния малоформатных изгибаемых сгале-фибробетонных элементов с использованием отечественных и зарубежных документов, современных комплексов позволил на основе Я/ь Я/ы, [йсгс]) разработать

нормативных а также программных

Рисунок 14-Алгоритм автоматизированного расчета

несущей способности, трещиностойкости и деформативности сталефибробетонных перемычек

СП52-104-2006 (с конкретизацией параметров I программу автоматизированного расчета несущей способности, трещиностойкости и деформативности сталефибробетонных перемычек различных типов (по уровню нагружения и типоразмерам) на действующие нагрузки в стадии строительства и эксплуатации, алгоритм которой приведен на рисунке 14.

В четвертой главе представлены программа и результаты экспериментальных исследований натурных образцов стандартных железобетонных и экспериментальных сталефибробетонных (бетон-марица ВЗО, фибра НПО «Магфибрастрой») перемычек при действии статических нагрузок в соответствии с требованиями действующих нормативов. Целью исследований являлось получение опытных данных о несущей способности, жесткости и трещиностойкости сталефибробетонных перемычек для сравнения с теоретическими нагрузками (стадии образования и раскрытия трещин, разрушения) и подтверждение возможности их использования в производстве на предприятиях стройиндустрии и проектировании зданий.

Было изготовлено и испытано шесть натурных образцов, которые были разделены на две группы. В первую группу входили три образца стандартной железобетонной

я Прогиб, 0 f (мм)

Стандартная перемычка Сталефибробетонная перемычка

Рисунок 15 - Экспериментальная сталефибробетонная перемычка ЗПБ16-Э7 с комбинированным армированием

Рисунок 16 - Зависимость деформаций от величины прикладываемого изгибающего момента для перемычки ЗПБ16-37

перемычки с типовым продольным и поперечным армированием, во вторую также три экспериментальные сталефибробетонные перемычки (без поперечного и конструктивного армирования). Испытания производились в соответствии с требованием действующей серии 1.038.1-1 «Перемычки брусковые для жилых и общественных зданий». Для нагружения вертикальными нагрузками установка (рис.15) устанавливалась в пресс ИП-1000, а нагрузка передавалась через жесткую траверсу и шарниры скольжения. По результатам испытаний были получены данные о несущей способности, деформативности и трещиностойкости сталефибробетонных перемычек в сравнении со стандартными железобетонными (в табл.4, рис.16, 17). Проведенные испытания свидетельствуют о том, что сталефибробетонные перемычки, к тому же, изготовленные без использования поперечного рабочего и конструктивного армирования, с практически двукратным

сокращением площади рабочей продольной арматуры (для сталефибро-бетонной перемычки с комбинированным армированием 010мм - Ав=78,5мм2, для типовой 014мм - Аа=153мм2), обладают, при практически одинаковой несущей способности, значительно более высокой трещиностойкостью, сопоставимой только с преднапряженными конструкциями. Также прогнозируется их более высокая удельная ударная стойкость и выносливость, что является немаловажным преимуществом для данного типа малоформатных изгибаемых конструкций, подверженных действию динамических монтажных и транспортных нагрузок.

В пятой главе описаны особенности производства фибробетонных перемычек в условиях действующего производства на заводах железобетонных изделий и дана оценка технико-экономической эффективности их производства и применения.

1 1,5

Коэффициент дисперсного армирования (_lfv, '¿об.

— acre при расчете по рекомендациям НИИЖБ. 1987;

-асгс при расчете по СП 52-104-2006;

-экспериментальная

1 - [асгс2]<0.05мм - по СП 52-104-2006 и рек НИИЖБ.

2 - [асгс2)<0,25мм - по Eurocode 2

Рисунок 17 - Расчетные и экспериментальные

зависимости трещиностойкости сталефибробетонной перемычки от вариантов комбинированного армирования

—------- Способ ___армирования Показатель ——-— Типовое армирование Сталефибробетонная перемычка

Прогиб от кратковременной нагрузки (РДОп=1870кгс) 2,05мм 1,12мм

Ширина раскрытия трещин (Ряоп=2255кгс) 0,22мм 0,046мм

Фактическая разрушающая нагрузка, Р„„ (Рло„=3615кгс при С=1,4 и Рпо„=4155кгс при С=1.6) 4030кгс 4535кгс

Важным преимуществом сталефибробетонных конструкций является возможность их изготовления по стандартным технологическим схемам (конвейерная, поточно-агрегатная, стендовая и др.) с использованием действующего оборудования, что очень важно в условиях реконструкции и технического перевооружения заводов ЖБИ. Для опытно-промышленного внедрения производства сталефибробетонных перемычек в многоместных формах была использована апробированная (для выпуска различных изделий дорожно-транспортного назначения: лотков, труб, сегментов малопролётаых арочных мостов) технологическая линия ЗЖБИ ГУП «Башкиравтодор» с использованием двухвальных автоматизированных смесителей принудительного действия с горизонтальным расположением валов. Данная технология, в отличие от стандартной (с использованием планетарных противоточных смесителей с вертикальным расположением валов), за счет отказа от операций с сухим перемешиванием компонентов позволяет не только обеспечить заданную производительность, но и исключить преждевременный абразивный износ смесительного оборудования. Для получения бетона-матрицы класса ВЗО в производстве сталефибробетонных перемычек был применен следующий состав: портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Б - 420 кг, песок Мкр=2,1 - 2,2 - 600 кг, щебень фракции 5-15 мм — 1190 кг, пластификатор Кеписге£е — 0,85кг, В/Ц=0,33 - 0,36. Далее сталефибробетонная смесь загружалась в многоместную форму для изготовления перемычек, после чего производилось виброуплотнение и термовлажностная обработка по стандартным режимам в бетонных камерах ямного типа.

Экономический эффект при изготовлении малоформатных балочных элементов, к которым относятся перемычки жилых и общественных зданий, достигается за счет сокращения требуемых производственных площадей, значительного снижения трудозатрат (связанных с изготовлением пространственных и плоских арматурных каркасов и их установкой в проектное положение с соблюдением требуемой толщины защитного слоя бетона), а также за счет многократного повышения жесткости, трещиностойкости и долговечности данных конструкций. Расчет экономии при применении комбинированного дисперсного армирования вместо традиционного при изготовлении наиболее распространенной брусковой перемычки ЗПБ16-37 в ценах 2013 года приведены в табл. 5.

Таблица 5 - Калькуляция сводных затрат на изготовление перемычек (в ценах 2013 г).

Показатели Ед.изм. Кол. Цена Сумма, руб/шт

Арматура класса A-Ill (0=6 мм) т 0,00033/0 37995,99/0 14,44/0

Арматура класса А-Ш (0=14 мм) кг 1,84/1,84 37,99/37,99 69,91 /69,91

Электроды т 0,0005/0 83531,95/0 44,23 /0

Фибра |jfv=0,8% т 0/0,00256 0 / 38441,45 0 / 98,40

Бетон B1S м* 0,041 /0 2400/0 101,68/0

Бетон ВЗО м' 0 / 0,041 0/3100 0/127,0

Транспортео-заготовительные расходы руб. 265,06 / 197,06

Фонд оплаты труда руб. 149,74/119,79

Отчисления на соц. нужды 36% от ФОТ руб. 53,91 /43,12

Итого руб. 6S3.93/ 637,28

Накладные расходы 133% от ФОТ руб. 199,15/159,32

Итого руб. 893,17/796,6

Плановые накопления 95% от ФОТ руб. 142,25/113,80

Всего руб. 1040,33/910,4

Экономия на одну перемычку руб. 129,98

Примечание: стандартная железобетонная перемычка / сталефибробетонная

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников, проектно-конструкторской и технологической документации, регламентирующих основные аспекты производства и применения таких массовых малоформатных изгибаемых железобетонных изделий и конструкций как перемычки жилых и общественных зданий, были выявлены причины, оказывающие влияние на повышенную материалоемкость и, особенно, трудоемкость их изготовления, связанные большей частью с необходимостью изготовления арматурных каркасов и установкой поперечной и конструктивной арматуры. Радикальным способом решения данной проблемы является изготовление конструктивных элементов подобного типа на основе фибробетонов, получаемых с использованием стальной и высокомодульной неметаллической фибры.

2. Разработаны научно-методологические основы рационального применения дисперсно-армированных бетонов в малоформатных изгибаемых элементах, учитывающие особенности их напряженно-деформированного состояния и технологии производства.

3. Доказано, что использование дисперсного армирования в изгибаемых элементах с малыми размерами поперечного сечения при относительно большой длине, какими являются перемычки различных типов, позволяет существенно (на 20 - 40%) повысить расчетное сопротивление фибробетона на растяжение за счет улучшения пространственного распределения фибр в поперечном сечении элемента от хаотического распределения, до ориентированного преимущественно в продольном направлении.

4. Проведенные теоретические расчеты с использованием действующих отечественных и зарубежных нормативов по проектированию и расчету фибробетонных конструкций позволили установить характер изменения и закономерности влияния физико-механических и геометрических характеристик фибры, прочности бетона-матрицы, стержневой и дисперсной арматуры на величину суммарной материалоемкости для различных марок перемычек. Выполненные конструктивные расчеты всех типов выпускаемых перемычек, в зависимости от класса бетона и арматуры (в том числе повышенной прочности А500С, А600С), вида используемой фибры и объемного процента дисперсного армирования, доказали, что использование фибробетона в наиболее нагруженных перемычках (марок 4ПБ и 5ПБ) позволяет существенно уменьшить размеры их поперечных сечений (на 25-52%, с 290x120 и 250x220 мм до единого типоразмера 220x120 мм).

5. Разработаны аналитические зависимости и расчетные модели, позволяющие связать несущую способность, трещиностойкость и деформативность фибробетонных перемычек с последовательным изменением их напряжено-деформированного состояния, прочностными и упруго-деформативными характеристиками бетона-матрицы, дисперсной арматуры и ее количественным содержанием.

6. Исследовано напряженно-деформированное состояние перемычек со стандартным и дисперсным армированием с использованием современного программного комплекса АЫ8УБ 14,0, которое позволило выявить количественное соотношение вклада дисперсного армирования в улучшение их технических показателей, и создан алгоритм автоматизированного расчета сталефибробетонных перемычек различных типов на действующие монтажные и эксплуатационные нагрузки.

7. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования сравнительной несущей способности деформативности и трещиностойкости стандартных железобетонных и экспериментальных сталефибробетонных перемычек выявили их повышенную жесткость (на 20-40%) и трещиностойкость (асгс<0,1мм).

8. Разработано и запатентовано принципиально новое конструктивное решение перемычек зданий и сооружений на основе фибробетона с полным отказом от типового поперечного и конструктивного армирования.

9. Проведена опытно-промышленная апробация разработанной технологии изготовления перемычек жилых и общественных зданий на основе сталефибробетона и

выявлены технологические особенности изготовления сталефибробетонных перемычек в условиях действующего производства на заводе железобетонных изделий.

10. Произведена технико-экономическая оценка эффективности производства и применения фибробетонных перемычек в части снижения их материалоемкости, а также трудоемкости изготовления за счет исключения из производственного процесса технологических переделов по изготовлению и сварке арматурных каркасов.

Основное содержание диссертации опубликовано в 10 научных трудах, из которых № 2, 3, 6 и 10 включены в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий для обязательной публикации материалов докторских и кандидатских диссертаций в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ.

1. Аминов Ш.Х. Применение сталефибробетона в производстве сборных изделий и конструкций различного назначения. / Аминов Ш.Х., Бабков В.В., Струговец И.Б., Недосеко И.В., Ивлев В.А., Дистанов Р.Ш., Ив лев М.А. // Строительный вестник российской инженерной академии. М.: - 2009, Вып. 10. -С.201-204.

2. Бабков В.В. Сталефибробетон в производстве изделий и конструкций дорожного назначения. / ВВ. Бабков, И.В. Недосеко, Р.Ш. Дистанов, МА. Ивлев, ЮД. Федотов, Ш>. Струговец, ММ. Латыпов // Строительные материалы. - 2010. №10. - С.40-45.

3. Ивлев М.А. Сталефибробетон в производстве перемычек жилых и гражданских зданий / Ивлев МЛ., Струговец И.Б., Недосеко И.В. // Известия КГАСУ. - 2010. №2(14). -С.223-228.

4. Ивлев МА. Сталефибробетонные перемычки жилых и гражданских зданий./ Ивлев М.А., Недосеко И.В. // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. Магнитогорск. МГТУ им. Г.И.Носова, 2011. -С.244-248.

5. Бабков В.В. Сталефибробетон в производстве изделий и конструкций различного назначения / Бабков В.В., Недосеко И.В., Ивлев МА., Дистанов Р.Ш., Федотов Ю.Д. // Материалы международной научно-технической конференции «Проблемы прочности и долговечности бетона и железобетона». Уфа. УГНТУ, 2011,-С.120-131.

6. Ивлев М А. Сравнительная оценка несущей способности, трещиностойкости и деформативности перемычек со стандартным и дисперсным армированием./ Ивлев М.А., Струговец И.Б., Недосеко И.В.// Известия КГАСУ. -2012. №4(22). -С.117-123.

7. Ивлев М.А. Сталефибробетон в производстве малоформатных изгибаемых элементов. / Ивлев М.А., Недосеко И.В. // Вестник СГАСУ. - 2012. №4. -С.56-64.

8. Недосеко И.В. Несущая способность, деформативность и трещиностойкость сталефибробетонных перемычек с комбинированным армированием. / Недосеко И.В., Ивлев М.А. //Строительные материалы и изделия. Межвузовский сборник научных трудов. Магнитогорск. МГТУ им. Г.И.Носова, 2013. -С.69-75.

9. Технические условия на опытную партию: «Перемычки сталефибробетонные для зданий с кирпичными стенами». / Ивлев МА, Недосеко И.ВУ/, УГНТУ, 2013,12с.

10. Пат. №127101 Российская федерация, МПК Е04С 3/20. Железобетонная перемычка / Ивлев М.А., Недосеко И.В., Струговец И.Б.; Заявитель и патентообладатель Ивлев М.А.. -№2012136631/03; заявл. 27.08.2012; опубл. 20.04.2013, Бюл.№11.

Подписано в печать «21» ноября 2013г. Бумага офсетная. Печать оперативная. Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1.0 Заказ №237

Уфимский государственный нефтяной технический университет. 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

На правах рукописи

04201452449

Ивлев Михаил Александрович

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФЙБРОБЕТОННЫХ

ПЕРЕМЫЧЕК СТЕН ЗДАНИЙ

Специальность 05,23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Недосеко Игорь Вадимович

Уфа 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.............................................................................................. 4

1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования............................................ 8

1.1. Исторические аспекты развития фибробетона как конструкционного

материала............................................................................................. 8

1.2. Развитие современных представлений о структуре и свойствах фибробетона как композиционного материала на основе стальной и неметаллической фибры......... 14

1.3. Перспективы применения фибробетона в конструкциях промышленного, гражданского и специального назначения.................................................... 36

1.4. Цели и задачи исследования...................................................................... 46

2. Исходные материалы и методы экспериментальных исследований..................... 48

2.1. Используемые виды стальной и неметаллической фибры и методы определения ее физико-механических свойств................................................................... 48

2.1.1. Технология получения дисперсных волокон и методы их классификации 48

2.1.2. Определение прочностных и деформативных показателей свойств стальной и неметаллической фибры на основе испытаний опытных образцов на разрывной машине.................................................................................................. 51

2.2. Подбор состава фибробетона и методы определения его физико-механических и строительно-технологических свойств......................................................... 55

3. Теоретические исследования сравнительной оценки несущей способности, деформативности и трещиностойкости малоформатных изгибаемых элементов с типовым и дисперсным армированием.......................................................... 60

3; 1. Теоретическое обоснование влияния типа дисперсных волокон; объемной

концентрации и геометрических размеров сечений на упруго-деформативные характеристики фибробетона в малоформатных изгибаемых элементах............... 60

3.2. Оценка несущей способности фибробетонных перемычек без поперечного и продольного стержневого армирования на восприятие действующих нагрузок в стадии транспортировки, монтажа и эксплуатации.......................................... 62

3.3. Оценка возможности исключения рабочей поперечной и продольной конструктивной арматуры для малоформатных фибробетонных изгибаемых элементов на примере перемычек жилых и общественных зданий...................... 65

3.3.1. Сравнительная оценка расчетной несущей способности, деформативности и трещиностойкости железобетонных перемычек с типовым армированием, выполненная с использованием различных нормативных документов................. 65

3.3.2. Фибробетонные перемычки без стержневого армирования и оценка их несущей способности на действие изгибающего момента»............................................ 82

3.3.3. Несущая способность, трещиностойкость и деформативность фибробетонных перемычек с комбинированным стержневым и диспсрсным 82 армированием........................................................................................

3.3.4. Анализ несущей способности перемычки ЗПБ и выше с комбинированным армированием арматурой А400, А500, А600 различных диаметров и стальной фиброй в зависимости от класса бетона-матрицы и объемного процента фибрового армирования.......................................................................................... 96

3.4. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния малоформатных фибробетонных изгибаемых элементов с комплексным армированием........................................................................................ 103

4. Экспериментальные исследования сравнительной несущей способности, Деформативности и трещиностойкости Перемычек с типовым й ДисПёрсньШ армированием....................................................................................... 112

4.1. Технические характеристики изделий и конструкций, подлежащих испытаниям..... 112

4.2. Методика проведения испытания............................................................... 114

4.3. Результаты проведенных испытаний стандартной железобетонной и экспериментальной сталефибробетонной перемычек....................................... 115

4.3.1. Результаты определения прочностных и деформативных свойств бетона и сталефибробетона.................................................................................. 115

4.3.2. Результаты испытаний типовой и сталефибробетонной перемычек ЗПБ16-37 на несущую способность, трещиностойкость и деформативность на действие нормативных и расчетных нагрузок, согласно требований действующих нормативов........................................................................................... 118

4.3.3. Сравнительная оценка напряженно-деформированного состояния стандартной железобетонной и сталефибробетонной перемычек........................................ 121

5. Опытно-промышленная апробация технологии изготовления перемычек жилых и общественных зданий на основе сталефибробетона и технико-экономическая оценка эффективности их производства и применения.................................... 128

5.1. Технологические особенности производства фибробетонных перемычек в

условиях действующего производства на заводе железобетонных изделий............ 128

5.2. Анализ технико-экономической эффективности производства перемычек на

основе фибробетона................................................................................ 140

Основные выводы.................................................................................. 142

Список использованных источников........................................................... 144

Приложение 1. Влияние типа фибры, ее концентрации, поперечного сечения

балочного элемента на прочностные показатели фибробетона........................... 153

Приложение 2. Зависимости расчетных сопротивлений фибробетона на сжатие и растяжение от объемного процента армирования и класса бетона-матрицы В15.... 162 Приложение 3. Зависимости расчетных сопротивлений фибробетона на сжатие и растяжение от объемного процента армирования и класса бетона-матрицы В30... 168 Приложение 4. Результаты расчета фибробетонных перемычек без стержневого армирования по нормальным сечениям на действие изгибающего момента по

СП 52-104-2006....................................................................................... 174

Приложение 5. Результаты расчета сталефибробетонных перемычек по наклонным

сечениям на действие поперечных сил по СП 52-104-2006................................ 177

Приложение 6. Несущая способность сечения типовых перемычек по серии

1.038.1-1 на действие рабочей и монтажной нагрузки..................................... 180

Приложение 7. Несущая способность фиброармированного сечения перемычек на действие изгибающего момента и поперечной силы при классе

бетона-матрицы В15, В30........................................................................ 187

Приложение 8. Несущая способность сечения комбинированно армированной

перемычки ЗПБ16-37 на действие изгибающего момента................................. 198

Приложение 9. Несущая способность сечения комбинированно армированной

перемычки ЗПБ16-37 на действие изгибающего момента.................................. 201

Приложение 10. Калькуляция на изготовление перемычки ЗПБ 16-37

(в ценах 2013 г)..................................................................................... 204

Приложение 11. Патент РФ....................................................................... 218

Приложение 12. Результаты компьютерного моделирования на программном

комплексе AnSys 14................................................................................. 221

Приложение 13. Протоколы испытаний....................................................... 240

Приложение 14. Технические условия......................................................... 260

ВВЕДЕНИЕ

Современны? материалы н технологии В последние два десятилетия внедрялись не только в машиностроении, металлургии и транспорте, но и практически во всех областях и сферах строительства. В частности, широкое внедрение в промышленном строительстве получили прогрессивные виды металлоконструкций, а также современные лакокрасочные покрытия, позволяющие существенно повысить не только их долговечность, но и огнестойкость. Широкое применение получили прогрессивные полимерные материалы, как ранее известные (поливинилхлорид, полистирол и др.) так и современные (поликарбонат) позволяющие не только придать несущим и ограждающим конструкциям специальные свойства (светопрозрачность, коррозионную стойкость), но и, что ранее было практически невозможным, во многих случаях даже удешевить само строительство. Для проведения ремонта и реконструкции широко используется современные материалы на углеродной основе - углепластики, которые по прочности в сотни раз превосходят даже конструкционные стали. Поэтому, может создаться впечатление, что «эпоха железобетона» прошла и он останется материалом прошлого, частично настоящего, а не будущего, тем более что некоторые предпосылки для данного тезиса имеются. С середины 90-х годов практически полностью исчезло производство сборного железобетонного каркаса для промышленного строительства и, частично, для жилищно-гражданского. Из многочисленных изделий и конструкций, выпускаемых повсеместно в прошлом, в настоящее время массовыми сериями выпускаются только единичные, в частности, пустотные плиты перекрытий, фундаментные блоки и перемычки.

Однако железобетон был, есть и на долгое время останется основным конструкционным материалом - «хлебом строительства», несмотря на то, что внедрение новых материалов и прогрессивных технологий, безусловно, коснулось всех сфер промышленного, гражданского и специального (транспортного, нефтегазового, энергетического и др.) строительства, и он также «идет в ногу со временем». Внедряются современные химические добавки, такие как пластификаторы на поликарбоксилатной основе, прогрессивные технологии транспортировки и укладки бетонных смесей, больших успехов достигло монолитное домостроение, позволяющее возводить объекты высотностью до 50 и более этажей. «Бетоны нового поколения» имеют прочность до 200МПа и более (по прочностным характеристикам приближаясь к низкомарочной стали), причем высокой прочностью они обладают не только на сжатие, но и на растяжение. Поэтому только внедрение прогрессивных технологий в производство всех видов бетонных и железобетонных конструкций может сделать их эффективными и конкурентоспособными на строительном рынке.

Из наиболее массовых железобетонных конструкций производство перемычек сильно отстало от требований сегодняшнего дня, в частности, они в отличие от пустотных плит производятся не по прогрессивной безопалубочной технологии, а традиционным

виброформованием, требующем, не только многоместных металлоемких опалубочных форм, но и больших трудозатрат по изготовлению (резка и сварка арматуры) и укладке арматурных каркасов. Поэтому данная конструкция самых малых размеров (по сравнению с другими) является «большой головной болыо» для технологов заводов железобетонных изделий и конструкций, которым в современных условиях, в принципе, производство данной конструкции не выгодно, несмотря на то, что строительство (в первую очередь жилищно-гражданское) ее требует в массовых объемах. Решением данной проблемы, на мой взгляд, может стать использование бетонов специального назначения, в частности, фибробетонов на основе стальной и неметаллической фибры, которое позволит существенно снизить трудозатраты и себестоимость выпускаемой продукции.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

1. Аналитически обоснованы граничные условия, критерии и параметры рационального использования фибробетона на основе стальной и неметаллической высокомодульной фибры в качестве самостоятельного конструкционного материала для малоформатных изгибаемых балочных элементов (перемычки различных типоразмеров для зданий и сооружений), позволяющего существенно улучшить качественные показатели данных конструкций.

2. Впервые предложен и реализован комплексный подход к количественной оценке связи несущей способности, трещиностойкости и деформативности дисперсно-армированных перемычек, выполненных в фибробетонном, а также комбинированном вариантах, с параметрами нагружения и расчетными характеристиками бетона-матрицы, дисперсной и дискретной арматуры.

3. Получены обобщающие аналитические зависимости, связывающие несущую способность, трещиностойкость и деформативность фибробетонных малоформатных изгибаемых элементов с комплексом показателей, таких как масштабный фактор, характер и уровень нагружения, физическая нелинейность материалов, упруго-деформативные характеристики стальной и высокомодульной неметаллической фибры, суммарный процент дискретного и дисперсного армирования.

4. Теоретически обоснована экспериментально подтверждена повышенная несущая способность, жесткость (на 20-40%) и особенно трещиностойкость (асГС<0,1мм) сталефибробетонных перемычек по сравнению со стандартными железобетонными аналогичных марок и типоразмеров.

5. Разработано конструктивное решение сталефибробетонных перемычек с принципиально новым комбинированным дисперсным армированием и для их различных видов и типоразмеров обоснована рациональная область его применения.

Практическая значимость работы.

Практическое значение работы заключается в том, что перевод производства широкой номенклатуры перемычек для зданий и сооружений гражданского и промышленного

назначения с традиционного стержневого на дисперсное армирование стальной и неметаллической высокомодульной фиброй позволяет В значительной степени исключить негативные факторы, связанные с низкой технологичностью, трудоемкостью и высоким удельным расходом стали в типовых решениях перемычек. Разработанные автором конструктивные и технологические решения позволяют существенно (в 2 - 3 раза) снизить расход стержневой арматуры, практически вдвое сократить трудоемкость изготовления перемычек за счет исключения работ по резке арматуры и сварке каркасов, а также повысить их качественные показатели. Проведенная оценка технико-экономической эффективности выявила их преимущество в части их пониженной себестоимости, а также большей технологичности изготовления по сравнению с типовыми аналогами.

Степень достоверности.

Оценка достоверности результатов диссертационных исследований автора основана на воспроизводимости полученных в аккредитованной лаборатории с применением аттестованных технических средств измерения и оборудования, результатов определения физико-механических, строительно-технологических и эксплуатационных показателей перемычек, получаемых на основе дисперсно армированного бетона, а также вероятностной оценки основных результатов исследований на базе статистической обработки и регрессионного анализа результатов экспериментальных данных. Теоретические зависимости, положенные в основу моделирования структуры и свойств фибробетонных композитов и малоформатных изгибаемых конструктивных элементов, получаемых на их основе, базируются на основных теоретических положениях механики деформируемых твердых тел и хорошо согласуются с опубликованными по теме диссертации экспериментальными данными других авторов.

На защиту выносятся:

1. Аналитические зависимости и алгоритмы расчета, связывающие несущую способность, деформативность и трещиностойкость фибробетонных перемычек с параметрами нагружения, прочностными и деформативными характеристиками бетона, стержневой и дисперсной арматуры, размерами пролетов и параметрами сечений, отражающие конструктивные и технологические особенности производимой номенклатуры перемычек, гак малоформатных изгибаемых элементов для зданий и сооружений различного назначения.

2. Результаты теоретических и многофакторных численных экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния фибробетонных перемычек с использованием программного комплекса «АпЭУБ 14.0», позволяющего моделировать упруго-деформативные характеристики бетона, стержневой и дисперсной арматуры с учетом физической и геометрической нелинейности, а также реализовывать их совместную работу под действием монтажных, транспортных и эксплуатационных нагрузок в зависимости от характера нагружения.

3. Результаты сравнительных экспериментальных исследований несущей способности, деформативности и трещиностойкости перемычек с типовым каркасно-стержневым и комбинированным сталефибробетонным армированием.

4. Конструктивные решения несущих сталефибробетонных перемычек с комплексным армированием, позволяющие оптимизировать технологические процессы их производства по критериям снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления, а также существенно улучшить показатели их эксплуатационной надежности (патент Pel' №127101).

5. Критерии оце