автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Совершенствование методики расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования

На правах рукописи

003052062

Кузнецов Михаил Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2007

003052062

Работа выполнена на кафедре строительных конструкций ГОУ ВПО «Уральский Государственный Технический Университет - УПИ».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Носков Александр Семенович

Официальные оппоненты: член-корреспондент РААСН,

доктор технических наук, профессор Соколов Борис Сергеевич

кандидат технических наук Карнет Юрий Николаевич

Ведущая организация - ОАО «Центральная компания» финансово-промышленной группы «Средуралстрой» (г. Екатеринбург)

Защита состоится «12» апреля 2007г в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.285.06 при Уральском Государственном Техническом Университете - УПИ по адресу: Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, ауд. С-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «6» марта 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.Н. Алехин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Безнапорные железобетонные трубы в водопропускных системах в мировой строительной практике давно составляют конкуренцию трубам из других материалов. В общем балансе потребления безнапорных водопропускных труб они занимают ведущее место и обладают наибольшими технико-экономическими преимуществами по сравнению с трубами из чугуна и стали.

Безнапорные водопропускные трубы относятся к конструктивным элементам, работающим на восприятие ударных, динамических и температурных воздействий, в которых направление главных растягивающих усилий и образование пластических шарниров или неизвестно, или может меняться во время эксплуатации. Поэтому применение железобетона и условия его работы в конструкциях водопропускных труб делают актуальной задачу поиска способов повышения трещиностойкости, ударной прочности, морозостойкости, уменьшения истираемости и других характеристик, которые, в свою очередь, зависят от прочности на растяжение.

Одним из решений в этом плане является применение в конструкциях водопропускных труб бетона с добавлением армирующих элементов в виде коротких стальных отрезков длиной 30-40мм (фибр), то есть сталефибробетона.

Комбинирование жестких - и поэтому обладающих значительными резервами прочности - волокон (фибр) с матрицей (бетоном) позволяет локализовать опасность, связанную с хрупким разрушением матрицы и реализовать таким образом основные свойства фибр: повышенный модуль упругости и большую потенциальную прочность на растяжение.

Цель работы заключается в совершенствовании методики расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования, учитывающей влияние динамических воздействий и вид технологии изготовления труб.

Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие методики расчета сталефибробетонных конструкций;

2. Исследовать свойства различных видов стальных фибр, выбрать фибровое армирование конструкции водопропускной трубы, а так же исследовать реологические свойства сталефибробетонных смесей и физико-механические свойства сталефибробетона;

3. На основании полученных экспериментально-теоретических исследований уточнить существующую методику расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования;

4. В заводских условиях изготовить методом центрифугирования и внедрить в водопропускных системах автомобильных дорог опытную партию сталефибробетонных безнапорных труб.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложено уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных труб, изготовленных методом центрифугирования, учитывающей вид технологии изготовления труб и влияние динамических воздействий;

2. Получены результаты экспериментально-теоретических исследований свойств семи видов стальных фибр, реологических свойств сталефибробетонных смесей и физико-механических свойств сталефибробетона;

3. Теоретически и экспериментально определено изменение разрушающей нагрузки для сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки трубы;

4. Анализ результатов сравнения расчетных значений разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб, определенных по различным методикам, с экспериментальными величинами, показавший лучшую сходимость при расчете по методике автора.

Практическая значимость работы. Разработана конструкция сталефибробетонной безнапорной водопропускной трубы, обладающая повышенной прочностью и трещиностойкостью по сравнению с типовыми железобетонными трубами по серии 3.501-59 и по ГОСТ 6482-88.

Предложенная конструкция трубы изготовлена методом центрифугирования на предприятии ООО «Железобетон», г. Н-Тагил и внедрена в водопропускных системах автодорог ОАО «Центральная компания» финансово-промышленной группы «Средуралстрой», г. Екатеринбург, ООО «Сотл», г.Очамчыра, респ. Абхазия.

Разработаны и внедрены в практику проектирования и строительства «Рекомендации по применению сталефибробетона при строительстве и ремонте искусственных сооружений на автодорогах».

На защиту выносятся:

1. Уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных труб, изготовленных методом центрифугирования;

2. Результаты экспериментально-теоретических исследований свойств семи видов стальных фибр, реологических и физико-механических свойств сталефибробетонных смесей и сталефибробетона;

3. Теоретические и экспериментальные исследования изменения разрушающей нагрузки сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб в принятом диапазоне изменения конструктивных параметров;

4. Анализ результатов сравнения расчетных значений разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб, определенных по различным методикам, с экспериментальными величинами, показавший лучшую сходимость при расчете по методике автора.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: научно-технических конференциях Уральского отделения Международной Ассоциации строительных ВУЗов «Строительство и образование» (Екатеринбург, 2003,2004,

2006гг); научно-технической конференции «Наука, образование, производство» (Н-Тагил, 2004,2005гг), научно-технической конференции «Молодежь и наука -третье тысячелетие» (Красноярск, 2005г), Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2006г), на заседании кафедры «Железобетонные и каменные конструкции» КГ АСУ (Казань, 2006г), а также опубликованы в центральной печати. Основные положения диссертационной работы отражены в 6 опубликованных работах, в том числе в двух ведущих рецензируемых научных изданиях: сборник научных трудов «Строительство и образование» (Екатеринбург, 2004) и журнал «Промышленное и гражданское строительство» (Москва, 2005г).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Она изложена на 165 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 42 таблицы, 4 приложения и библиографический список из 137 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

В первой главе приводится анализ современного состояния вопроса применения сталефибробетона в строительстве и существующие методики расчета сталефибробетонных конструкций, приводятся общие сведения о конструкциях и параметрах безнапорных водопропускных труб, требования, предъявляемые к ним, а также способы их производства.

Большой вклад в развитие теории и практики сталефибробетона внесли такие известные ученые, как В.В. Бабков, И.В. Волков, Б.А. Евсеев, В.М. Косарев, Л.Г. Курбатов, И.А. Лобанов, В.П. Некрасов, Ф.Н. Рабинович, В.П. Романов, С.М. Скоробогатов, Г.Г Степанова, К.В. Талантова, Б.Я. Трофимов, Ф.Ц. Янкелович, I.P. Romualdi, P.S. Mangat, R.N. Swamy и др. исследователи.

Благодаря высокой ударной вязкости, высоким показателям при работе в

условиях сложно-напряженного состояния, трещиностойкости и сопротивлению истираемости сталефибробетона, его применение наиболее целесообразно и эффективно в конструкциях, работающих в условиях, где образование и раскрытие трещин сопряжено с условием безаварийной эксплуатации сооружения. Именно к таким конструкциям относятся безнапорные водопропускные трубы.

Наибольшее распространение при устройстве водопропускных систем получили трубы круглого сечения. Водопропускные трубы диаметром 500-1000 мм армируют одинарным каркасом, а трубы диаметром 1200мм и более -двойным каркасом. Такое сложное армирование приводит к образованию раковин, трещин и пустот, снижающих несущую способность конструкции.

Применение сталефибробетона при изготовлении конструкций безнапорных водопропускных труб позволяет отказаться от применения стержневого армирования и получить изделие с повышенными прочностными и деформативными характеристиками. Кроме того, применение фибрового армирования снижает трудоемкость, расход материалов и стоимость изделия по сравнению с традиционным армированием железобетонных конструкций.

Анализ методик расчета прочности сталефибробетона показал, что работу сталефибробетонных элементов наиболее верно отражает расчет, основанный на применении теории прочности железобетонных конструкций и не имеющий недостатков, присущих другим методикам. Однако, применительно к конструкциям сталефибробетонных труб, в методиках расчета прочности не учитывается влияние вида технологии изготовления труб и влияние динамических воздействий.

Вторая глава, в соответствии с поставленными задачами, посвящена экспериментально-теоретическим исследованиям сцепления стальной фибры с цементным камнем.

Воспринимаемые сталефибробетоном растягивающие напряжения даже после достижения его матрицей предела прочности на растяжение не падают до

нуля, что существенно отличает сталефибробетон от обычного бетона. Несущая способность сталефибробетона в этом случае объясняется тем, что пересекающие трещину стальные волокна продолжают воспринимать действующие на сталефибробетон усилия через силы сцепления по контакту «волокно-матрица». При этом степень воспринимаемой такими фибрами нагрузки определяется с одной стороны их прочностью на растяжение, а с другой - их прочностью сцепления с бетоном. Таким образом, учитывая нерешенность ряда вопросов сцепления, возникла необходимость проведения экспериментально-теоретических исследований для определения характеристик прочности сцепления.

Для исследования сцепления стальных волокон с цементной матрицей был выбран широко известный метод «двойного вытягивания» волокна из матрицы на образцах типа «восьмерка». Для исключения усилия, необходимого для разрушения цементного камня шейки, автором предложено разделить образец на две половины мембраной из тонкого пластика с отверстием под фибру посередине.

Анализ результатов исследований совместной работы 7 типов стальных фибр с цементным камнем одной и той же прочности показал, что при вытягивании они ведут себя по-разному и на прочность сцепления существенное влияние оказывает качество боковой поверхности фибр. Так, все фибры с прямолинейной осью вытянулись из матрицы при нагрузках, составляющих 20...75% от величины временного сопротивления материала фибры растяжению. Причем при одинаковой длине заделки фибры в матрицу коэффициент использования материала (процентное отношение среднего напряжения в волокне на момент разрушения образца к среднему пределу прочности фибры при растяжении) для гладких фибр оказался в 4 раза меньше, чем у фибр, рубленых из листа, имеющих сложную форму поперечного сечения и шероховатую боковую поверхность. Несмотря на сложную серповидную форму поперечного сечения фибр фирмы «Нагех», коэффициент использования

материала этих фибр составил лишь 43%. Это можно объяснить тем, что из трех граней поперечного сечения фибры наибольшая грань имеет гладкую поверхность.

Результаты проведенных автором исследований показывают, что добиться 100-процентного коэффициента использования материала фибры из стального листа (т.е. фибра разрывается при вытягивании из цементной матрицы) можно искривлением ее оси по пологой винтовой линии, а также применением зигзагообразной оси и закрытых анкеров на концевых участках фибры.

Из всех исследованных типов фибр наилучшим сцеплением с цементным камнем обладает фибра, рубленная из стального листа производства ООО «НПК «Волвек Плюс».

В третьей главе приводится методика подбора состава сталефибробетонной смеси и результаты экспериментально-теоретических исследований свойств сталефибробетонных смесей и сталефибробетона.

Подбор состава сталефибробетонной смеси осуществлялся в два этапа:

• Подбирался состав смеси для исходного бетона (матрицы) в первую очередь по его классу по прочности на сжатие и другим требуемым проектным показателям;

• Полученный состав корректировался с учетом влияния фибры на соотношение компонентов.

Для дальнейших исследований автором был подобран следующий состав сталефибробетонной смеси (кг/м3): Ц:П:Щ=410:710:1120.

Поскольку водоцементное отношение и процент армирования бетона стальной фиброй в экспериментах были величинами переменными, то в приведенном составе количество песка указано без учета влияния на него боковой поверхности фибры.

Проведенные автором экспериментально-теоретические исследования реологических свойств сталефибробетонных смесей и сталефибробетона позволили сделать следующие выводы:

Жесткость, с

Г__

В/Ц=0,5

В/Ц=0,55

—--—

В/Ц=0,6

О 0,5 1 1,5 ¡1%

Рис. 1. Зависимость жесткости сталефибробетонной смеси от процента фибрового армирования.

г™, кПа

Рис 2. Зависимость предельного напряжения сдвига сталефибробетонной смеси от процента фибрового армирования.

ЯМ 4,5

МПа „ 4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5 О

¡/Ц=0,5

/ /

В/Ц=0,6

0,5

1,5

Рис. 3. Зависимость прочности сталефибробетона на растяжение от процента армирования.

ц,%

Рис. 4. Зависимость прочности сталефибробетона на сжатие от процента армирования.

• Увеличение процента фибрового армирования сталефибробетонной смеси приводит к увеличению жесткости по сравнению с обычной бетонной

смесью того же состава (Рис.1). Предельное напряжение сдвига сталефибробетонных смесей также повышается с увеличением процента фибрового армирования (Рис.2);

• Фибровое армирование увеличивает предел прочности сталефибробетона при растяжении (Рис.3) и сжатии (Рис.4). Этот эффект сказывается в большей мере для сталефибробетонов с водоцементными отношениями В/Ц = 0,55 и ниже.

В четвертой главе автором приводятся результаты экспериментальных исследований прочностных параметров труб, предлагается уточнение существующей методики расчета прочности сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования. Расчет строится на основе работы фибр в сечении, с учетом необходимой длины анкеровки, ориентации в бетоне и геометрических параметров фибр. В расчете автор предлагает учитывать вид технологии изготовления водопропускных труб и воздействие на трубу динамических нагрузок.

С целью определения коэффициента, учитывающего вид технологии изготовления труб (к:), были проведены экспериментальные исследования прочностных параметров сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб. Для определения разрушающей нагрузки для труб в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки автор использовал математическое планирование эксперимента.

Эксперимент был поставлен по программе центрального композиционного униформ-планирования второго порядка. Реализованные шесть опытов полного факторного эксперимента были дополнены четырьмя опытами в «звездных» точках и четырьмя опытами в центре эксперимента. Уровни факторов и интервалы варьирования выбраны по результатам предварительных поисковых экспериментов.

Исследования проводились на сталефибробетонных трубах, изготовленных методами центрифугирования и виброформования, применяемых

И

в системе автодорог при высоте насыпи 6,0м. Размеры труб: внутренний диаметр - 1000мм, длина звена - 1000мм. Образцы изготавливали из сталефибробетона состава, предложенного автором, на заводе ООО «Железобетон». Факторы в кодированном виде, уровни и интервалы варьирования факторов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Уровни и интервалы варьирования факторов

Факторы Уровни Интервалы варьирования

Верхний +1 Основной 0 Нижний -1

X]- процент фибрового армирования, % 1,5 1,25 1,0 0,25

хг-толщишстенки трубы, мм 120 100 80 20

В качестве откликов для состава каждой строки плана в трех параллельных опытах фиксировалась разрушающая нагрузка для сталефибробетонных труб. Испытания образцов проводились по ГОСТ 6482-88.

Результаты этих опытов были обработаны методами математической статистики при коэффициенте вариации, который не превысил 5%, что говорит о достоверности полученных результатов.

После подстановки найденных значений коэффициентов с учетом их статистической значимости автором получены следующие уравнения регрессии в пределах изменения факторов х/ = 1,0 - 1,5 % и хг = 80 - 120 мм:

Разрушающая нагрузка для образцов, изготовленных методом центрифугирования:

рцф = 74,77 + 24,61 • х, + 29,01 • х2 + 8,16 • х, • х2 - 8,87 • х,2 , (1)

Разрушающая нагрузка для образцов, изготовленных методом виброформования:

Рвп = 82,19 + 25,31 • х, + 27,82 ■ х2 +12,28 • х, • х2 - 9,56 • х,2 (2)

12

Проверка гипотезы адекватности моделей по критерию Фишера показала, что полученные модели адекватны, т.к. <Гт=5,2.

По уравнениям регрессии построены изолинии разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб, изготовленных методами центрифугирования и виброформования (рис. 5).

В результате анализа изолиний выявлено, что при проценте фибрового армирования от 1,0 до 1,5% значение разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб увеличивается по сравнению с железобетонными, независимо от способа производства труб.

Снижение величины разрушающей нагрузки для труб, изготовленных методом центрифугирования, обусловлено тем, что при центрифугировании наблюдается расслоение сталефибробетонной смеси по толщине стенки трубы.

РАЗРУШАЮЩАЯ НАГРУЗКА ДЛЯ ТРУБ, РАЗРУШАЮЩАЯ НАГРУЗКА ДЛЯ ТРУЕ,

ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ВИБРОФОРМОВАНИЯ

ч К. I

\

\ N

\

N -V II

4

ч

{ 1 •

\ -1

4 к

ч

-

1 о Ч^

ч

1,0

1,25

120

100

80

1,5

\ \ к

\ \ Ч

ч -1

Ч и

ч к

\ \ Ч.

ч Ч

Ч.

•V 1 1 -

4

\ N

\ 1С

к \

ч ч^

—

\ -V.

\ 1 \ к

ч

ч

1,0

1,25

1,5

Процент фибрового армирования, %

Процент фибрового армирования, %

Рис. 5. Разрушающая нагрузка (кН/м) для сталефибробетонных труб, изготовленных методами центрифугирования и виброформования, в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки трубы.

По построенным изолиниям разрушающей нагрузки автором определено значение коэффициента кг, учитывающего вид технологии изготовления сталефибробетонных труб. При производстве труб методом центрифугирования в расчетную формулу прочности кольцевых сечений вводится коэффициент к= 0,9. При изготовлении труб методом виброформования кг = 1,0.

Общие положения расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб:

При расчете сталефибробетонная труба рассматривается, как армоцементная конструкция с сетчатым армированием. Поскольку фибровое армирование отличается от сетчатого, расчет проводится по СНиП 2.03.03-85 «Армоцементные конструкции» с заменой величин согласно табл. 5 «Руководящих технических материалов по проектированию и применению сталефибробетонных строительных конструкций» РТМ 17-01-2002.

Тем не менее, использовать эти формулы, полученные путем простой замены, нельзя. Исследования, проведенные на образцах кольцевого сечения, показали, что на несущую способность существенное влияние оказывает вид технологии изготовления сталефибробетонных труб. Кроме того, не учитываются динамические воздействия на конструкцию трубы. Поэтому при уточнении существующей методики расчета сталефибробетонных элементов кольцевого сечения автор предлагает учитывать способ производства труб, а также влияние на трубу динамических воздействий.

Согласно РТМ 17-01-2002, при определении прочности сталефибробетона на растяжение К1Ъ, различают два случая:

1-й случай: сопротивление растяжению сталефибробетона исчерпывается из-за обрыва некоторого количества фибр и выдергивания остальных, что определяется условием:

где - длина фибры; 1,т - длина заделки фибры в бетоне, обеспечивающая ее разрыв при выдергивании.

2-й случай: сопротивление растяжению сталефибробетона исчерпывается из-за выдергивания из бетона условно всех фибр, что определяется условием:

Расчет сталефибробетонных водопропускных труб по предельным состояниям первой группы •

Если имеет место 1-й случай, то величина расчетного сопротивления сталефибробетона растяжению Яр„ определяется по формуле, приведенной в РТМ 17-01-2002, в которой автор предлагает учитывать воздействие динамических нагрузок на звено трубы:

где т, - коэффициент условий работы; тд - динамический коэффициент условий работы, предложенный автором; при высоте насыпи над трубой менее, либо равной 1,0м тд =1,2, при высоте насыпи над трубой более 1,0м тй =1,0; ког - коэффициент, учитывающий ориентацию фибр в объеме элемента в зависимости от соотношения размеров сечения элемента и длины фибры; /л - коэффициент фибрового армирования по объему; Яг - расчетное сопротивление стальных фибр растяжению; КТ - коэффициент, определяемый по формуле:

Если имеет место 2-й случай, то величина определяется по формуле, приведенной в РТМ 17-01-2002, с учетом динамического коэффициента тд, предложенного автором:

(6)

Поскольку фибры производства ООО «НПК «Волвек Плюс» обладают хорошим сцеплением с цементной матрицей и при растяжении в большинстве случаев обрываются, то дальнейший расчет ведем для 1-го случая.

Расчетное сопротивление сталефибробетона сжатию с учетом динамических воздействий определяется по формуле:

Л* = и, (Л+(*>,**/)) (8)

где к„ - коэффициент, учитывающий работу фибр в сечении, перпендикулярном направлению внешнего сжимающего усилия, зависящий от размеров сечения; <р{ - коэффициент эффективности косвенного армирования фибрами.

Рис. 6. Геометрическая схема кольцевого сечения, принимаемая в расчете по прочности стале-фибробетонных элементов без стержневого армирования.

Рис. 7. Схема разрушения трубы вследствие образования четырех пластических шарниров Р - разрушающая нагрузка

Расчет прочности кольцевых сечений, с учетом вида технологии изготовления конструкций труб, производится из условия:

втм

М<А

Р>

- + 0,234Я„

•к,-гт

г т

(9)

где М- внешний изгибающий момент, определяемый по прил. 12 СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы», кН-м; к! - коэффициент, предложенный автором и учитывающий вид технологии изготовления сталефибробетонных труб. При изготовлении труб методом центрифугирования к,~0,9, при производстве труб

методом виброформования к,=1,0; гт = г' + г' - радиус срединной поверхности

стенки кольцевого элемента, м (Рис. 6); г„г, - радиусы соответственно наружной и внутренней граней кольцевого сечения, м; Ь„ - длина дуги, ограничивающей сектор; /г - толщина стенки трубы; А = Ъс, • ¡г - площадь сектора, ограниченного дугой Ь„, м2.

Расчет сталефибробетонных водопропускных труб по предельным состояниям второй группы:

Категории требований к трещиностойкости сталефибробетонных конструкций определены РТМ 17-01-2002, в зависимости от условий их работы и вида арматуры, а также величины предельно допустимой ширины раскрытия трещин.

Сталефибробетонные водопропускные трубы относятся к 1-й категории по трещиностойкости и рассчитываются на образование трещин. Расчет по раскрытию и закрытию трещин для труб с фибровым армированием не производится.

Расчет водопропускных сталефибробетонных труб по образованию трещин производится из условия:

М,<мт (И)

где М, - момент внешних сил относительно ядровой точки; Мт - момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин. Момент трещинообразования Мт для

сталефибробетонных труб без стержневого армирования определяется по формуле:

(12)

где - нормативное сопротивление сталефибробетона осевому

растяжению; IVр1 - момент сопротивления приведенного сечения стенки с учетом пластической работы бетона; кг - коэффициент, предложенный автором и учитывающий вид технологии изготовления сталефибробетонных труб.

В пятой главе приводятся результаты опытного изготовления сталефибробетонных труб методом центрифугирования, результаты расчета прочности конструкций труб по предложенной автором методике и сравнение экспериментальных и теоретических величин разрушающей нагрузки сталефибробетонных труб.

Конструкции сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, предложенные автором, были изготовлены в количестве 18 штук на заводе ООО «Железобетон», г. Н-Тагил. В качестве фибрового армирования применялась стальная фибра производства ООО «НПК «Волвек Плюс». Расход фибры составлял 80кг/м3 (1%). По окончании пропаривания были проведены внешний осмотр и испытания на прочность, трещиностойкость и водонепроницаемость, показавшие соответствие серии 3.501-59 всех фиксируемых параметров и даже их улучшение. Разрушающая нагрузка при испытании превысила расчётную на 16%. Визуальный осмотр поверхности деструкции показал, что разрушение происходило преимущественно от разрыва стальных фибр и раскалывания бетона, что указывает на хорошее сцепление фибр, рубленых из стального листа, с бетоном.

По предложенной автором методике был выполнен расчет сталефибробетонных безнапорных труб, изготовленных методом центрифугирования, для применения в водопропускных системах автомобильных дорог.

Расчет сталефибробетонных труб по вышеуказанной методике был произведен для разной толщины стенки трубы и для трех коэффициентов фибрового армирования: /¿ = 1,0%, /¿ = 1,2%, /¿ = 1,5%. Результаты расчета приведены в табл. 2.

Анализ результатов расчета показал, что для конструкций безнапорных водопропускных труб возможна замена арматурных каркасов на стальную фибру. При одинаковых геометрических параметрах несущая способность сталефибробетонных водопропускных труб при коэффициенте фибрового армирования /¿>1,2% выше, чем у железобетонных труб по серии 3.501-59.

Таблица 2

Результаты расчета прочности сталефибробетонных труб _ по предложенной автором методике_

Внутренний диаметр трубы, м Высота насыпи, м Толщина стенки трубы, см Количество и диаметр стержней площадь арматуры, смг Расчетный изгибающий момент, кН-м по серии 3.501-59 Расчетный изгибающий момент, кН м при проценте фибрового армирования, % (кг/м1)

1,0 (78) 1,2 (94) 1,5 (П7)

1,0 1,3 8 16 06 А 400 4,53 4,6 7,5 8,6 10,2

4,0 10 6 0 10 А400 4,71 7,2 8,6 9,8 11,9

7,0 12 8 0 10 А400 6,28 11,8 10,8 13,3 16,9

При сравнении опытных и расчетных величин усилия разрушения сталефибробетонных труб автор использовал результаты расчетов по методикам, предложенным В.В. Бабковым, И.В. Волковым, а также по методике, предложенной автором.

По вышеуказанным методикам автором определена величина разрушающей нагрузки и нагрузки по трещиностойкости сталефибробетонных труб, изготовленных методом центрифугирования. Затем расчетные значения

сравнивались с экспериментальными величинами, полученными при испытании безнапорных сталефибробетонных труб на ООО «Железобетон», г. Н-Тагил.

По результатам сравнения расчетных и экспериментальных величин установлено, что средняя величина отношения расчетного значения разрушающей нагрузки, вычисленного по методике, предложенной автором, к экспериментальному значению, близка к единице (?,/? = 0,98), что свидетельствует о неплохом соответствии результатов расчета и эксперимента. Средняя величина отношения расчетного значения нагрузки по трещиностойкости, вычисленного по методике, предложенной автором, к экспериментальному значению, близка к единице (Р"г/Рт1' =0,97), и показывает хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ методик расчета прочности сталефибробетона, выполненный автором, показал, что расчет, основанный на применении теории железобетонных конструкций верно отражает работу сталефибробетонных элементов с комбинированным армированием. Для элементов кольцевого сечения без стержневого армирования расчет проводится, как для армоцементных конструкций с необходимыми уточнениями применительно к сталефибробетону.

2. Экспериментально-теоретические исследования совместной работы семи типов стальных фибр с цементным камнем, проведенные автором, показали, что на прочность сцепления существенное влияние оказывает боковая поверхность фибры. Из семи типов фибр наилучшими показателями сцепления с цементным камнем обладает фибра из стального листа производства ООО «НПК «Волвек Плюс».

3. Автором предложено уточнение существующей методики расчета прочности сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования. Получены уравнения регрессии

для определения разрушающей нагрузки сталефибробетонных труб, изготовленных методами центрифугирования и виброформования, в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки трубы;

4. Установлено, что при расчете прочности сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб необходимо учитывать вид технологии их изготовления. По построенным изолиниям разрушающей нагрузки автором определено значение коэффициента к,, учитывающего вид технологии изготовления сталефибробетонных труб. При производстве труб методом центрифугирования к= 0,9. При изготовлении труб виброформованием к, = 1,0.

5. Анализ результатов исследований различных авторов показал, что при расчете конструкций труб к значениям расчетного сопротивления сталефибробетона сжатию и растяжению необходимо вводить коэффициент условий работы тд, учитывающий динамические воздействия от автотранспорта. При высоте насыпи над трубой менее, либо равной 1,0м автором предложен динамический коэффициент условий работы тй=1,2. При высоте насыпи над трубой более 1,0м т= 1,0.

6. Несущая способность сталефибробетонных труб внутренним диаметром 1,0м обеспечена без дополнительного стержневого армирования при высоте засыпки над трубой до 5,0м, при проценте фибрового армирования от 1,0 до 1,5%;

7. Средняя величина отношения расчетного значения разрушающей нагрузки и нагрузки по трещиностойкости, вычисленных по методике, предложенной автором, к экспериментальным значениям, близка к единице (Р}/Р = 0,98 и Р"р/Ртр =0,97 соответственно) и показывает хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента.

8. Предложенная автором конструкция сталефибробетонной трубы изготовлена методом центрифугирования на предприятии ООО «Железобетон», г. Н-Тагил и внедрена в водопропускных системах автодорог ОАО

«Центральная компания» финансово-промышленной группы «Средуралстрой», г. Екатеринбург, ООО «Сотл», г.Очамчыра, респ. Абхазия.

9. Экономический эффект от применения сталефибробетона при изготовлении безнапорных водопропускных труб внутренним диаметром 1,0м определен автором с учетом уменьшения затрат на замену данных конструкций в водопропускных системах и составляет 22% или 4747,4 руб/пог.м.

Основные положения работы изложены в следующих публикациях:

1. Кузнецов М.С. Особенности работы сталефибробетонных конструкций и конструктивных элементов, изготовленных с применением полимерных материалов // Материалы научно-технической конференции «Наука - образование - производство». / М.С. Кузнецов. - Нижний Тагил: НТЩфил.) УГТУ-УПИ, 2004. - с. 142.

2. Кузнецов М.С. Анализ возможности применения сталефибробетона для изготовления труб различными способами // Сб. науч. тр. «Строительство и образование». Вып.7. / М.С. Кузнецов, В.Г. Дубинина, Н.Р. Илемкова. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. - с. 169-170.

3. Кузнецов М.С. Сталефибробетон - материал будущего // Материалы научно-практической конференции «Наука, производство, экономика: опыт и перспективы взаимодействия»/ М.С.Кузнецов, В.Г.Дубинина. - Нижний Тагил: НТИ (фил.) УГТУ-УПИ, 2005. - с. 17-20.

4. Кузнецов М.С. Применение труб из сталефибробетона в системах дренажа и водоотведения // «Промышленное и гражданское строительство», №7 / М.С. Кузнецов. A.C. Носков, В.Г. Дубинина, Б.В. Сычев, A.B. Сычев. - М, 2005. - с. 49-50.

5. Кузнецов М.С. Исследование реологических и физико-механических свойств сталефибробетонных смесей // Материалы научно-технической конференции «Молодежь и наука - третье тысячелетие» / М.С. Кузнецов, A.C. Носков, В.Г. Дубинина. - Красноярск, 2005. - с. 78-79.

6. Кузнецов М.С. Расчет сталефибробетонных элементов кольцевого сечения по предельным состояниям первой группы // Международная научно-практическая конференция «Композиционные материалы. Теория и практика» / М.С. Кузнецов, В.Г. Дубинина, Ю.М. Забейворота. - Пенза: ПГУАиС, 2006. - с. 29-34.

/Г

Кузнецов Михаил Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 02.03.2007 Формат 60x84 1/16

Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Ризография

Усл. печ. л. 1,39 Уч.-изд. л. 1,22 Тираж 120 экз. Заказ № 1156

Отпечатано в РИО НТИ (ф) УГТУ-УПИ 622031, Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59

Введение.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИМЕНЕНИЯ СТАЛЕФИБ-РОБЕТОНА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Краткий обзор развития сталефибробетона.

1.2. Примеры применения и области эффективного использования сталефибробетона.

1.3. Экономическая оценка применения сталефибробетона в строительных конструкциях.

1.4. Конструкции железобетонных безнапорных труб, применяемых в водопропускных системах автодорог и способы их производства.

1.5. Анализ исследований ударной прочности сталефибробетона при воздействии динамических нагрузок от автомобильного транспорта.

1.6. Анализ методик расчета прочности сталефибробетона.

Выводы по главе 1.

Цели и задачи исследования.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ФИБР С ЦЕМЕНТНЫМ

КАМНЕМ.

2.1. Стальная фибра, применяемая для армирования бетонов.

2.2. Оценка влияния технологических параметров фибр на процесс приготовления и укладки сталефибробетоной смеси.

2.3. Исследование физико-механических свойств стальных фибр.

2.4. Представление о работе стальной фибры при вытягивании из матрицы.

2.5. Результаты определения величины сцепления стальной фибры с цементным камнем.

Выводы по главе 2.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТАЛЕФИБРОБЕТОНА.

3.1. Основные подходы к проектированию составов сталефибробетонных смесей.

3.2. Оценка однородности распределения фибры в стале-фибробетонной смеси.

3.3. Исследование реологических свойств сталефибробетонных смесей.

3.3.1. Определение прочности и деформативности сталефибро-бетонной смеси при растяжении (начало «ложного» схватывания).

3.3.2. Определение прочности и деформативности сталефибро-бетонной смеси при сжатии (начало «ложного» схватывания).

3.3.3. Определение величины предельного напряжения сдвига сталефибробетонной смеси (начало «ложного» схватывания).

3.4. Исследование прочностных свойств сталефибробетона.

Выводы по главе 3.

Глава 4. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО УТОЧНЕНИЮ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ.

4.1. Построение расчетной модели сталефибробетонного элемента.

4.2. Представление о работе фибры в сечении с трещиной.

4.3. Экспериментальные исследования разрушающей нагрузки для сталефибробетонных водопропускных труб в зависимости от конструктивных параметров.

4.4. Определение влияния видов технологии производства сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб на их прочность.

4.5. Общие положения методики расчета сталефибробетонных водопропускных труб.

4.6 Уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных водопропускных труб по предельным состояниям первой группы.

4.7. Уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных водопропускных труб по предельным состояниям второй группы.

4.7.1. Расчет по образованию трещин.

Выводы по главе 4.

Глава 5. СРАВНЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ УСИЛИЯ РАЗРУШЕНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ БЕЗНАПОРНЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ВЕЛИЧИНАМИ.

5.1. Характеристики материалов, примененных при опытном изготовлении сталефибробетонных труб.

5.2. Изготовление и испытание опытных образцов безнапорных водопропускных труб из сталефибробетона.

5.3. Расчет сталефибробетонных труб по методике автора применительно к серии 3.501-59.

5.4. Сравнение результатов расчета разрушающей нагрузки сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб по различным методикам с экспериментальными величинами.

Выводы по главе 5.

Безнапорные железобетонные трубы в водопропускных системах в мировой строительной практике давно составляют конкуренцию трубам из других материалов. В общем балансе потребления безнапорных водопропускных труб они занимают ведущее место и обладают наибольшими технико-экономическими преимуществами по сравнению с трубами из чугуна и стали.

Безнапорные водопропускные трубы относятся к конструктивным элементам, работающим на восприятие ударных, динамических и температурных воздействий, в которых направление главных растягивающих усилий и образование пластических шарниров или неизвестно, или может меняться во время эксплуатации. Поэтому применение железобетона и условия его работы в конструкциях водопропускных труб делают актуальной задачу поиска способов повышения трещиностойкости, ударной прочности, морозостойкости, уменьшения истираемости и других характеристик, которые, в свою очередь, зависят от прочности на растяжение.

Одним из решений в этом плане является применение в конструкциях водопропускных труб бетона с добавлением армирующих элементов в виде коротких стальных отрезков длиной 30-40мм (фибр), то есть сталефибробетона.

Комбинирование жестких - и поэтому обладающих значительными резервами прочности - волокон (фибр) с матрицей (бетоном) позволяет локализовать опасность, связанную с хрупким разрушением матрицы и реализовать таким образом основные свойства фибр: повышенный модуль упругости и большую потенциальную прочность на растяжение.

Цель работы заключается в совершенствовании методики расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования, учитывающей влияние динамических воздействий и вид технологии изготовления труб.

Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие методики расчета сталефибробетонных конструкций;

2. Исследовать свойства различных видов стальных фибр, выбрать фибровое армирование конструкции водопропускной трубы, а так же исследовать реологические свойства сталефибробетонных смесей и физико-механические свойства сталефибробетона;

3. На основании полученных экспериментально-теоретических исследований уточнить существующую методику расчета сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования;

4. В заводских условиях изготовить методом центрифугирования и внедрить в водопропускных системах автомобильных дорог опытную партию сталефибробетонных безнапорных труб.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложено уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных труб, изготовленных методом центрифугирования, учитывающей вид технологии изготовления труб и влияние динамических воздействий;

2. Получены результаты экспериментально-теоретических исследований свойств семи видов стальных фибр, реологических свойств сталефибробетонных смесей и физико-механических свойств сталефибробетона;

3. Теоретически и экспериментально определено изменение разрушающей нагрузки для сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки трубы;

4. Анализ результатов сравнения расчетных значений разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб, определенных по различным методикам, с экспериментальными величинами, показавший лучшую сходимость при расчете по методике автора.

Практическая значимость работы. Разработана конструкция сталефибробетонной безнапорной водопропускной трубы, обладающая повышенной прочностью на растяжение и трещиностойкостью по сравнению с типовыми железобетонными трубами по серии 3.501-59 и по ГОСТ 6482-88.

Предложенная конструкция трубы изготовлена методом центрифугирования на предприятии ООО «Железобетон», г. Н-Тагил и внедрена в водопропускных системах автодорог ОАО «Центральная компания» финансово-промышленной группы «Средуралстрой», г. Екатеринбург, ООО «Сотл», г.Очамчыра, респ. Абхазия.

Разработаны и внедрены в практику проектирования и строительства «Рекомендации по применению сталефибробетона при строительстве и ремонте искусственных сооружений на автодорогах».

На защиту выносятся:

1. Уточнение существующей методики расчета сталефибробетонных труб, изготовленных методом центрифугирования;

2. Результаты экспериментально-теоретических исследований свойств семи видов стальных фибр, реологических и физико-механических свойств сталефибробетонных смесей и сталефибробетона;

3. Теоретические и экспериментальные исследования изменения разрушающей нагрузки сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб в принятом диапазоне изменения конструктивных параметров;

4. Анализ результатов сравнения расчетных значений разрушающей нагрузки для сталефибробетонных труб, определенных по различным методикам, с экспериментальными величинами, показавший лучшую сходимость при расчете по методике автора.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: научно-технических конференциях Уральского отделения Международной Ассоциации строительных ВУЗов «Строительство и образование»

Екатеринбург, 2003, 2004, 2006гг); научно-технической конференции «Наука, образование, производство» (Н-Тагил, 2004, 2005гг), научно-технической конференции «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2005г), Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2006г), на заседании кафедры «Железобетонные и каменные конструкции» КГ АСУ (Казань, 2006г), а также опубликованы в центральной печати. Основные положения диссертационной работы отражены в 6 опубликованных работах, в том числе в двух ведущих рецензируемых научных изданиях: сборник научных трудов «Строительство и образование» (Екатеринбург, 2004) и журнал «Промышленное и гражданское строительство» (Москва, 2005г).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Она изложена на 165 страницах машинописного текста, включая 47 рисунков, 42 таблицы, 4 приложения и библиографический список из 137 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ методик расчета прочности сталефибробетона, выполненный автором, показал, что расчет, основанный на применении теории железобетонных конструкций верно отражает работу сталефибробетонных элементов с комбинированным армированием. Для элементов кольцевого сечения без стержневого армирования расчет проводится, как для армоцементных конструкций с необходимыми уточнениями применительно к сталефибробетону.

2. Экспериментально-теоретические исследования совместной работы семи типов стальных фибр с цементным камнем, проведенные автором, показали, что на прочность сцепления существенное влияние оказывает боковая поверхность фибры. Из семи типов фибр наилучшими показателями сцепления с цементным камнем обладает фибра из стального листа производства ООО «НПК «Волвек Плюс».

3. Автором предложено уточнение существующей методики расчета прочности сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб, изготовленных методом центрифугирования. Получены уравнения регрессии для определения разрушающей нагрузки сталефибробетонных труб, изготовленных методами центрифугирования и виброформования, в зависимости от процента фибрового армирования и толщины стенки трубы;

4. Установлено, что при расчете прочности сталефибробетонных безнапорных водопропускных труб необходимо учитывать вид технологии их изготовления. По построенным изолиниям разрушающей нагрузки автором определено значение коэффициента кг, учитывающего вид технологии изготовления сталефибробетонных труб. При производстве труб методом центрифугирования к= 0,9. При изготовлении труб виброформованием к2 = 1,0.

5. Анализ результатов исследований различных авторов показал, что при расчете конструкций труб к значениям расчетного сопротивления сталефибробетона сжатию и растяжению необходимо вводить коэффициент условий работы тд, учитывающий динамические воздействия от автотранспорта. При высоте насыпи над трубой менее, либо равной 1,0м автором предложен динамический коэффициент условий работы тд=1,2. При высоте насыпи над трубой более 1,0м та=1,0.

6. Несущая способность сталефибробетонных труб внутренним диаметром 1,0м обеспечена без дополнительного стержневого армирования при высоте засыпки над трубой до 5,0м, при проценте фибрового армирования от 1,0 до 1,5%;

7. Средняя величина отношения расчетного значения разрушающей нагрузки и нагрузки по трещиностойкости, вычисленных по методике, предложенной автором, к экспериментальным значениям, близка к единице

Р3/Р = 0,98 и Р"р /Ртр = 0,97 соответственно) и показывает хорошее соответствие результатов расчета и эксперимента.

8. Предложенная автором конструкция сталефибробетонной трубы изготовлена методом центрифугирования на предприятии ООО «Железобетон», г. Н-Тагил и внедрена в водопропускных системах автодорог ОАО «Центральная компания» финансово-промышленной группы «Средуралстрой», г. Екатеринбург, ООО «Сотл», г.Очамчыра, респ. Абхазия.

9. Экономический эффект от применения сталефибробетона при изготовлении безнапорных водопропускных труб внутренним диаметром 1,0м определен автором с учетом уменьшения затрат на замену данных конструкций в водопропускных системах и составляет 22% или 4747,4 руб/пог.м.

10. Результаты диссертационной работы использованы автором при разработке и внедрении в практику проектирования и строительства «Рекомендаций по применению сталефибробетона при строительстве и ремонте искусственных сооружений на автодорогах».

1. Андреев А.Г. Новая технология изготовления безнапорных ребристых труб // Промышленное и гражданское строительство. № 7/ А.Г. Андреев, Ю.А. Тевелев М.: 2001. - с. 48-49.

2. Арончик В.В. Исследования работы армируемого волокна в с фибробетоне : автореферат канд. дисс. / В.В.Арончик. Рига, 1983;

3. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона / И.Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981.- 464 с.

4. Баженов Ю.М. Технология бетона: учеб. пособие для технол. спец. строит, вузов. / Ю.М.Баженов. Изд. 2-е, перераб. - М.: Высш. шк., 1987.-415 с.

5. Бабков В.В. Заключение по результатам расчета несущей способности труб водопропускных круглых из сталефибробетона для автомобильных и железных дорог. Уфа, 2002, 25с

6. Бабков В.В. Технологические возможности повышения ударной выносливости цементных бетонов // Строительные материалы. №10 / В.В. Бабков, В.Н. Мохов, М.Б. Давлетшин, A.B. Парфенов, А.Е. Чуйкин -М.: 2003.-с. 19-20.

7. Боту к Б.О. Канализационные сети / Б.О. Боту к, Н.Ф. Федоров. М.: Стройиздат, 1976. - с. 272.

8. Вылегжанин В.П. Прочность и деформируемость фибр, пересекающих трещину, при обрыве и выдергивании : Пространственные конструкции в гражданском строительстве / В.П. Вылегжанин, В.И. Григорьев. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1982. -с. 61-65;

9. Гетун Г.В. Экспериментально-теоретические исследования изгибаемых железобетонных конструкций, усиленных в растянутой зоне слоем сталефибробетона : Канд. дисс. / Г.В. Гетун. Киев: 1983;

10. ГОСТ 6482-88 Трубы железобетонные безнапорные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. - с.78.

11. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

12. ГОСТ 10181-81. Смеси бетонные. Методы испытаний.

13. ГОСТ 8269-87. Щебень из природного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний.

14. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

15. ГОСТ 21217-75. Контроль и оценка прочности и однородности с применением неразрушающих методов. Бетон;

16. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

17. Гофштейн Ф.А. Изготовление фибр из строительных канатов : в кн. применение фибробетона в строительстве : материалы краткосрочного семинара/ Ф.А. Гофштейн. Ленинград, 1985.

18. Гофштейн Ф.А. Стальная фибра из отходов / Ф.А. Гофштейн. Бетон и железобетон. №6, 1987. - с. 26-27.

19. Демьянова B.C. Дисперсно-армированный сталефибробетон. № 9 / B.C. Демьянова, В.И. Калашников, Г.Н. Казина, С.М. Саденко. М.: 2006.-с. 54-55.

20. Евсеев Б.А. Высокопрочная фибра из стального листа с повышенной анкерующей способностью : Научно-технический симпозиум Применение сталефибробетона в транспортном строительстве / Б.А. Евсеев, Г.А. Пикус, Ф.И. Вострецов. М.: 1998. - с. 15.

21. Ермилов Ю.И. Об эффективности внедрения и производства фибробетонных конструкций : Пространственные конструкции в гражданском строительстве / Ю.И. Ермилов. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1982. -с. 87-93;

22. Ермилов Ю.И. О конструктивных возможностях сталефибробетона : Исследование и расчет экспериментальных конструкций из фибробетона / Ю.И. Ермилов, И.А. Калашникова, Л.Г. Курбатов, Т.Г. Панибратова. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978. - с. 15 - 22;

23. Ивашенко Ю.А. Расчет ширины раскрытия трещин с учетом депланации поперечного сечения и ползучести сцепления : Исследования по бетону и железобетону / Ю.А. Ивашенко. -Челябинск: Сб. трудов ЧПИ №73, 1969. с. 149-155.

24. Кендал М.Д. Геометрические вероятности / М.Д. Кендал, П. Моран. -М.: Наука, 1972. 192 е.;

25. Клиорина Г.И. Дренажи в инженерной подготовке и благоустройстве территории застройки / Г.И. Клиорина М.: Изд-во АСВ, 2002. - с. 144

26. Конторова Т.А. Об одном из приложений статической теории масштабного фактора (задача о прочности каната) / Т.А. Конторова. -Журнал Техническая Физика, т. 13, № 6, 1943. с. 296 - 308;

27. Конторова Т.А. Статическая теория прочности / Т.А. Конторова. -Журнал Техническая Физика, т. 10, № 11, 1940. с. 886 - 891;

28. Королев K.M. Современные установки для производства металлической фибры : Строительство в районах Урала и Западной Сибири. Серия: Совершенствование базы строительства : Экспресс-информация / K.M. Королев. М.: ЦБНТИ Минуралсибстроя СССР, 1987.-е. 15-21.

29. Косарев В.М. Расчет прочности по нормальным сечениям изгибаемых элементов с хаотическим дискретным армированием : Фибробетон и его применение в строительстве / В.М. Косарев. М.: НИИЖБ, 1979. -с. 130- 137;

30. Косарев В.М. Экспериментально-теоретические исследования прочности и деформативности изгибаемых и центрально сжатых элементов сталефибробетонных конструкций при кратковременных воздействиях нагрузок : Канд. дисс. / В.М. Косарев. Л.: 1982;

31. Кравинскис В.К. Напряжения в сталефибробетоне : в кн.: Проектирование и оптимизация конструкций инженерных сооружений / В.К. Кравинскис, А.Н. Шмаров, Д.С. Аболинып. Рига: Риж. политехи, ин-т., вып. 6,1980.-е. 75-79.

32. Крылов Б.А. Фибробетон и его свойства. Зарубежный опыт / Б.А. Крылов. -М.: Стройиздат, 1979.-е. 78.

33. Крылов Б.А. Фибробетон и фиброцемент за рубежом. Обзор. Строительство и архитектура. Вып. 5. / Б.А. Крылов. М.: ЦИНИС, 1979.-53 е.;

34. Кузнецов М.С. Анализ возможности применения сталефибробетона для изготовления труб различными способами // Сб. науч. тр. «Строительство и образование». Вып.7. / М.С. Кузнецов, В.Г. Дубинина, Н.Р. Илемкова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. - с. 169170.

35. Кузнецов М.С. Сталефибробетон материал будущего // Материалы научно-практической конференции «Наука, производство, экономика: опыт и перспективы взаимодействия»/ М.С.Кузнецов, В.Г.Дубинина. -Нижний Тагил: НТИ (фил.) УГТУ-УПИ, 2005. - с. 17-20.

36. Кузнецов М.С. Применение труб из сталефибробетона в системах дренажа и водоотведения // «Промышленное и гражданское строительство», №7 / М.С. Кузнецов, A.C. Носков, В.Г. Дубинина, Б.В. Сычев, A.B. Сычев. М.: 2005. - с. 49-50.

37. Куликов А.Н. Экспериментально-теоретические исследования свойств фибробетона при безградиентном напряженном состоянии в кратковременных испытаниях : Канд. дисс. / А.Н. Куликов. Л.: 1974;

38. Курбатов Л.Г. К рекомендациям по применению в строительстве железобетона с прерывистой арматурой (фибробетона) : Исследование тонкостенных пространственных конструкций и технология их изготовления / Л.Г. Курбатов. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1980. - с. 63 - 70;

39. Курбатов Л.Г. Изгибная прочность сталефибробетона при неравномерном распределении фибр по высоте сечения : Пространственные конструкции в гражданском строительстве / Л.Г. Курбатов, Г.В. Копанский, О.Н. Хегай. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1982. -с. 43-49;

40. Курбатов Л.Г. Сравнительные испытания на изгиб элементов из бетона, армированного стержневой и фибровой арматурой : Исследование и расчет экспериментальных конструкций из фибробетна / Л.Г. Курбатов, В.М. Косарев. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978. с. 60 - 69;

41. Курбатов Л.Г. Особенности проектирования и технологии изготовления сталефибробетонных конструкций / Л.Г. Курбатов, И.А. Лобанов. Л.: ЛДНТП, 1978. - 25 е.;

42. Курбатов Л.Г. Опыт применения сталефибробетона в инженерных сооружениях / Л.Г. Курбатов, М.Я. Хазанов, А.Н. Шустов. Л.: ЛДНТП, 1982.-28 е.;

43. Курбатов Л.Г. Проектирование и изготовление сталефибробетонных конструкций : Обзорная информация / Л.Г. Курбатов. М.: ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре, вып. 4., 1985. - 56 с.

44. Курбатов Л.Г. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами : Бетон и железобетон №3 / Л.Г. Курбатов, Ф.Н. Рабинович. -Бетон и железобетон №3, 1980. с. 6-8.

45. Лобанов И.А. Технологические приемы улучшения прочностных характеристик фибробетона : Дисперсно-армированные бетоны и конструкции из них / И.А. Лобанов, A.B. Копацкий, К.В. Талантова. -Рига: ЛатИНТИ, 1975. с. 19 - 25;

46. Лобанов И.А. Перспектива использования сталефибробетона в напорных трубах: Исследование и расчет экспериментальных конструкций из фибробетона / И.А. Лобанов, В.Ф. Малышев, К.В. Талантова. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978. - с. 32 - 39;

47. Лобанов И.А. Взаимосвязь технологий и свойств сталефибробетона: Применение фибробетона в строительстве: Материалы краткосрочного семинара / И.А. Лобанов. Ленинград, 1985. - с. 22-26.

48. Лобанов И.А. Основы технологии дисперсно-армированных бетонов (фибробетонов): Автореф. дисс. . доктора техн. наук / И.А. Лобанов. -Л., 1982.

49. Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов: Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: Межвуз. темат. сб. тр. / И.А. Лобанов. Л.: ЛИСИ, 1986. - с. 5-10.

50. Лысенко Е.Ф. Исследование физико-механических свойств сталефибробетона растянутой зоны изгибаемых элементов / Е.Ф. Лысенко, Г.Ф. Гетун. Известия вузов. Строительство и архитектура. №9, 1981.-с. 26-29;

51. Лысенко Е.Ф. Эффективность армирования бетона стальным волокном : О законченных научно-исследовательских работах в вузах Украинской ССР. Реферативная информация. Вып. 10. / Е.Ф. Лысенко, М.А. Сливиньский, В.И. Соломин. КИСИ, 1976;

52. Материалы армированные волокном / пер. с англ. Л.И. Сычевой,

53. A.В. Воловика; перевод изд.: Fiber reinforced materials. М.: Стройиздат, 1982.- 180 с.

54. Мотавкин А.В. О распределении армирующих волокон по углам в хаотически армированных композициях материала / А.В. Мотавкин. -Заводская лаборатория, № 1, 1974. с. 76 - 79;

55. Некрасов В.П. Метод косвенного вооружения бетона / В.П. Некрасов. -М.: Транспечать, 1925. 262 е.;

56. Некрасов В.П. Новейшие приемы и задачи железобетонной техники /

57. B.П. Некрасов. Зодчий, №№ 27 - 28, 1908. - с. 247 - 250, с. 255 - 259;

58. Некрасов В.П. Новейшие приемы и задачи железобетонной техники, система свободных связей : Цемент, его производство и применение / В.П. Некрасов. Зодчий, №№ 8, 9, 1908. - с. 294 - 348;

59. Некрасов В.П. Описание железобетонной конструкции : Привилегия выданная 27 марта 1909 г, № 15271;

60. Некрасов В.П. Опыты над плитами по системе «свободных связей», произведенные на заводе т-ва «Железобетон» / В.П. Некрасов. -Зодчий, №51, 1908.-е. 465-470;

61. Новое в проектировании бетонных и железобетонных конструкций / под ред. А.А. Гвоздева. М.: Стройиздат, 1978. - 204 е.;

62. Новые композиционные материалы. / Д.М. Карпинос, Л.И. Тучинский, Л.Р. Вишняков. Киев, издательское объединение «Вища школа», 1977. - с. 312.

63. Павленко В.И. Свойства фибробетона и перспективы его применения / В.И. Павленко, В.Б. Арончик. Рига: ЛатНИИНТИ, 1978. - 55 е.;

64. Павлов А.П. Развитие и экспериментально-теоретические исследования сталефибробетона : Исследования в области железобетонных конструкций / А.П. Павлов. Л., №111, 1976. - с. 2-7.

65. Проектирование сталефибробетонных конструкций: учебн. Пособие/ Е.Ф. Лысенко, Г.В. Гетун. К.: УМК ВО, 1989. - 184 с.

66. Проектирование и строительство искусственных сооруженийсправочно-методическое руководство) / под ред. Д.И. Федорова. М.: «Транспорт», 1978.-216с.

67. Рабинович Ф.Н. Дисперсно-армированные бетоны / Ф.Н. Рабинович. -М.: Стройиздат, 1989. 176 е.: ил. - (Наука - строит, производству). -ISBN 5-274-00506-3.

68. Рабинович Ф.Н. Эффективность применения сталефибробетона в промышленном строительстве : Применение фибробетона в строительстве / Ф.Н. Рабинович, Г.А. Шикунов. Л.: ЛДНТП, 1985. -с. 9-15;

69. Рекомендации по проектированию, изготовлению и применению сталефибробетонных конструкций (проект). М.: НИИЖБ, 1985.

70. Рекомендации по проектированию и изготовлению сталефибробетонных конструкций. М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1987.- 148 с.

71. Родов Г.С. Ударная прочность сталефибробетона : Исследование долговечности и экономичности искусственных сооружений. Межвуз. тематич. сб. тр. / Г.С. Родов. Л.: ЛИСИ, 1980. - с. 94 - 101;

72. Ройзман A.C. Пособие по проектированию автомобильных дорог /A.C. Ройзман. М.: «Транспорт», 1968. - 240с.

73. Руководство по применению химических добавок в бетон. М.:1. Стройиздат, 1981.-55 с.

74. РТМ 17-01-2002 Руководящие технические материалы по проектированию и применению сталефибробетонных строительных конструкций. М.:, НИИЖБ, 2003. с. 73

75. Рыбасов В.П. К оценке прочности фибробетона : Фибробетон и его применение в строительстве / В.П. Рыбасов. М.: НИИЖБ, 1979. -с. 125-130;

76. Рыбасов В.П. Влияние формы волокна на свойства сталефибробетона : в кн.: Новые исследования по технологии, расчету и конструированию железобетонных конструкций: Сб. науч. тр. / В.П. Рыбасов. М.: НИИЖБ, 1980.-с. 126-130.

77. Рыбасов В.П. Приготовление и свойства сталефибробетона с добавками поверхностно-активных веществ : Дисс. . канд. техн. наук. / В.П. Рыбасов. -М: НИИЖБ, 1980. 212 с.

78. Сенкевич Т.П. Железобетонные трубы / Т.П. Миронов, С.З. Рагольский, В.Н. Померанец. М.: Стройиздат, 1989. - 272 с.

79. Скоробогатов С.М. Принцип информационной энтропии в механике разрушения инженерных сооружений и горных пластов. / С.М. Скоробогатов. Екатеринбург: УрГУПС. - 420с.

80. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента. / A.A. Спиридонов, Н.Г. Васильев. Свердловск: УПИ, 1975. - 152с.

81. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения: Госстрой России. М., 2004. - 26с.;

82. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2003.-214с.

83. СНиП 2.03.03-85. Армоцементные конструкции: Госстрой СССР. М.: 1985.-23 с.

84. Соломин В.И. Влияние сцепления фибр с матрицей на прочность и деформативность сталефибробетонных конструкций: Канд. дисс. / В.И. Соломин. Киев, 1978;

85. Соломин В.И. Исследование эффективности и возможной области применения сталефибробетона : Энергетическое строительство №11 / В.И. Соломин. 1975. - с. 21 - 24;

86. Сталефибробетонные конструкции зданий и сооружений : Обзорная информация / И.В. Волков, В.А. Беляева. М.: ВНИИНТПИ, 1990.

87. Сталефибробетоны с комплексными суперпластифицирующими добавками для гидротехнического строительства / JT.A. Малинина, В.Г. Батраков, K.M. Королев и др. Гидротехн. стр-во, № 11, 1981. -с. 19-21.

88. Степанова Г.Г. К вопросу прогнозирования прочности сталефибробетона на растяжение при изгибе : Исследование и вопросы совершенствования арматуры, бетонов и железобетонных конструкций / Г.Г. Степанова. Волгоград, 1974. - с. 33 - 38;

89. Степашов Н.Е. Безнапорные овалоидальные железобетонные трубы многоцелевого назначения // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. №10 / Н.Е. Степашов, Г.А. Гениев, В.И. Колчунов. М.: 2002. - с. 16-17.

90. Тевелев Ю.В. Железобетонные трубы. Проектирование и изготовление: Учебное пособие. М.: АСВ, 2004г. - 328с.

91. Талантова К.В. Эффективность использования арматуры в сталефибробетоне: Автореф. дис. канд. техн. наук / К.В. Талантова. -Л., 1977.-21 с.

92. Типовой проект сборных водопропускных труб для автомобильных дорог. Серия 3.501-59. Круглые трубы. Часть 2. Блоки заводского изготовления / СССР, Ленгипротрансмост, Главтранспроект, 1959. -67с.

93. Тупицына В.Н. К механизму разрушения бетона и фибробетона при многократном воздействии замораживания : Исследование и расчет экспериментальных конструкций из фибробетона / В.Н. Тупицына. -Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978.-е. 102- 106;

94. Хайдуков Г.К. Особенности расчета и конструирования армоцементных конструкций : Бетон и железобетон № 7 / Г.К. Хайдуков, Е.К. Качановский. Бетон и железобетон № 7, 1984. -с. 3-6;

95. Харлаб В.Д. Статическая теория прочности фибробетона : Механика стержневых систем и сплошных сред. Вып. 10 / В.Д. Харлаб. Л.: ЛИСИ, 1977.-е. 141-148;

96. Чан Минь Дык Технология фибробетона в условиях Вьетнама: Автореф. дисс. . канд. техн. наук / Чан Минь Дык. Санкт-Петербург: ЛИСИ, 1992.-16 с.

97. Черепкова Н.Т. Теория распределения фибровой арматуры в бетонной смеси: Известие вузов. Строительство и архитектура, №9 /Н.Т. Черепкова, Н.Ф. Кромская. Известие вузов. Строительство и архитектура, №9,1981. - с. 30 - 32;

98. Янкелович Ф.Ц. Дисперсно-армированный бетон / Ф.Ц. Янкелович. -Рига: ЛатНИИНТИ, 1978. 55 е.;

99. Янкелович Ф.Ц. Формализация априорных данных при исследовании свойств дисперсно-армированного бетона: Вопросы строительства. Вып. III. / Ф.Ц. Янкелович. Рига: Звайгзне, 1974. - с. 144 - 151;

100. Янкелович Ф.Ц. Прогнозирование упругих и прочностных свойств хаотически дисперсно-армированных сред : Конструкции и материалы в строительстве. Вопросы строительства. Вып. VI / Ф.Ц. Янкелович, А.А. Калнайс. Рига: Звайгзне, 1978.-е. 136 - 143;

101. Dixon J. Concrete reinforced with fibrous wire / J. Dixon, B. Mayfield. -Concrete, v. 3, № 5,1971. p. 73-76;

102. Factors influencing the workability of steel-fiber reinforced concrete: part I / R.Narayanan R., A.Pulanjian. Concrete, 1982, vol. 16, N 10. -p. 45-48;

103. Fantuza K. Steel micro-fibre reinforced high-strength concrete. / K. Fantuza, A. Toumi, A. Bascoul. Role Of Concrete In Sustainable Development: Proceedings of the International Symposium dedicated to

104. Professor Surendra Shah, Northwestern University, USA held at the University of Dundee, Scotland, UK, 2003, p. 137-146.

105. Hartwich K. Zum Rib und Verformungsverhalten von stahlfaserverstaben unter Langszung / K.Hartwich. Heft 72: Insitut far Baustoffe Massivbau und Brandschutz der Techischen Universität Braunschweig, 1986;

106. Howell R.D. Fiber reinforced concrete proves worth fiber airport pavement / R.D. Howell. - Civ. Eng., 1982, vol. 52, № 5. - p. 52 - 55;

107. John F. Brotchie. Moment Capacity of Steel Fiber Reinforced Small Concrete Slabs / Brotehie F. John. ACI Journal, may-june, 1978, v. 78, № 3. - p. 238-239;

108. Mangat P.S. Compactilibity of Steel Fiber Reinforced Small Concrete Slabs / P.S. Mangat, R.N. Swamy. Concrete, 1974, vol. 8, № 5. - 34 - 35;

109. Mitura K. Delene ocelove vlakno pro vrobu betonu s rozptylenou vyztuzi / K. Mitura, M. Gibas. Remakrishnan V.,e.a. - J. Amer. Concr. Instit., 1981, vol. 78, N 5, p. 388-394;

110. Mudhafar A. Chalib. Moment Capacity of Steel Fiber Reinforced Small Concrete Slabs / Chalib A. Mudhafar. ACI Journal, July - August, 1980. -p. 24- 257;

111. Nakazava T. Production of steel fiber by machining for reinforced concrete / T. Nakazava, K. Suzuki. Seysan Kenkyu. Tokio, 1976, v. II. - p. 502 -505 {44-47};

112. Opsahl O.A. Bureau of mines protects mine entrance with reinforced microsillica concrete / O.A. Opsahl. Concrete (US), 1983, vol. 47, № 7. -p. 36-40;

113. Performance characteristics of fiber reinforced concretes with low fiber contents / V. Remakrishnan. e.a. J. Amer. Concr. Instit., 1981, vol. 78, N 5, p. 388-394;

114. Rajagopalan K. Strength of steel fibre reinforced concrete beams. / K. Rajagopalan, V.S. Parameswaran, G.S. Ramaswamy. Indian concrete journal, 1974, v. 48, № 1. - p. 17 - 23;

115. Ramakrishnan V. Performance characteristics of steel fiber reinforced superplasticized concrete / V. Remakrishanan, W. Coyle, V. Kopac, A. Peter. Amer. Concr. Inst., SP - 68, p. 515 - 534,1982:

116. Romualdi G.P. The Behavior or Reinforced Concrete Beams with Closely Spaced Reinforcement / G.P. Romualdi, G.B. Batson. ACI Journal, 1963, vol. 60, June, № 6. - p. 775 - 790;

117. Romualdi G.R. Tensile Strength of Concrete Affected by Uniformly Distributed and Closely Spaced Short Lengths of Wire Reinforcement / G.R. Romualdi, G.A. Mandel. ACI Journal, 1964, vol. 61, June, № 6. -p. 657 - 672;

118. Sandell B. Staltibrer armerer framtidens fasader / B. Sandell. -Eyggindistrin, 1981, № 31. s. 26 - 28;

119. Stages A. Ring fiber reinforced concrete / A. Stages, I. Minor. J. Amer. Concr. Inst. 1981, vol. 78, № 5. p. 369 - 373;

120. Swamy R.N. Theory for the flexural strength of steel fiber reinforced concrete / R.N. Swamy, P.S. Mangat. Cement and Concrete Research, 1974, vol. 4, №2.-p. 313-325;

121. Swamy R.N. The onset of cracking and ductility of steel fiber concrete / R.N. Swamy, P.S. Mangat. Cement and Concrete Research, 1975, № 1. -p. 37-53;

122. Swamy R.N. Some statistical considers positions of steel fiber composites / R.N. Swamy, H. Stavrides. Cement and Concrete Research, 1976, vol. 6, №2.-p. 201-216;

123. Taylor Michael. Comparisons between closed loop and strength metal fibres in concrete / Michael Taylor. - Hag. Concr. Res., 1984, v. 36, № 126. -p. 31 -41;

124. Tichy L. Beton vyztuzeny neusmeznenymi ocelovymi vlagy mestni konstrukeu. / L. Tichy. Inzenyrske Stauby, 1983, № 3. - p. 132 - 141.

125. Vulkan Technologies International / Technical Manual., D-44653. Heme, Baukauer Str., 45;

126. West R.P. Design issues in the alignment of steel fibres in concrete slabs using a magnetic fin. / R.P. West. Concrete Floors And Slabs: Proceedingsof the international seminar held at the University of Dundee, Scotland, UK, 2002, p. 35-45.