Методы расчётной оценки прочности железобетонных колонн, усиленных металло-композитными материалами
Аннотация
Дата поступления статьи: 01.11.2025В настоящей работе представлено всестороннее экспериментальное изучение инновационной методики усиления железобетонных колонн, основанной на совместном применении, стали и углеродного волокна. Представлено обоснование актуальности исследования посредством анализа существующих технологий усиления железобетонных элементов, подверженных сжатию, с акцентом на их ограничениях, учтенных при разработке нового подхода. Для оценки влияния масштабного фактора инновационного метода усиления на базе стали и композита спроектированы и испытаны на осевое и внецентренное сжатие до разрушения две группы образцов железобетонных колонн (общее количество – 46) различной гибкости. Ключевыми параметрами исследования являлись гибкость колонн, величина эксцентриситета нагрузки, наличие внутренней и внешней стальной арматуры, а также шаг и площадь поперечного сечения композитного усиления. Изучено воздействие перечисленных факторов на характер разрушения, предел прочности, максимальное напряжение и деформационные характеристики колонн, усиленных углепластиком - полимером, армированным углеродным волокном (carbon fiber reinforced polymer - CFRP). Результаты продемонстрировали, что железобетонные колонны, усиленные CFRP, при идентичных габаритах и одинаковых условиях нагружения, обладают различным приростом предельной прочности в сравнении с не усиленными аналогами. Пиковое напряжение возрастает с увеличением площади сечения стального усиления и снижается при увеличении шага композитных хомутов. Предельные осевые деформации усиленных образцов увеличиваются при уменьшении интервала между композитными хомутами. Различие в площади сечения композитного усиления не оказывает значительного влияния на несущую способность и предельные деформации усиленных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: железобетон, колонна, металл, испытание, композитный материал, полимер армированный углеродным волокном, усиление