Search academic texts

Registration Number

0823U100137, PhD dissertation

Title

Strength and deformability of concrete beams from iron ore beneficiation waste with hybrid reinforcement with steel and basalt bars

Author

Volkov Sergey O.,

popup.head VALOVYI OLEKSANDR I.
popup.opponent Semko Oleksandr V.
popup.opponent Zhuravskyi Oleksandr D.
popup.opponent Famuliak Yurii Yevhenovych
popup.review Popruga Dmytro V

Status

Доктор філософії, 192, Будівництво та цивільна інженерія

Date

23-02-2023

Description

Дисертація присвячена експериментальним і теоретичним дослідженням бетонних конструкцій, що працюють на згин, із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей.Дисертацію виконано з метою дослідження напружено-деформованого стану; впливу відмінностей механічних властивостей базальтопластикової арматури від металевої на характер руйнування, міцності, жорсткості та тріщиностійкості балок із гібридним армуванням, базальтопластиковоюі металевою арматурою, виготовлених із різних бетонних сумішей; перевіркинаявної методики розрахунку;перевірки можливості використання відходів гірничо-збагачувального комплексу (далі – ГЗК) в якості дрібного заповнювача бетону для балок, армованих базальтопластиковою арматурою та з гібридним армуванням. Для виконання поставленої мети було експериментально досліджено напружено-деформований стан, характер руйнування, міцність, ширину розкриття нормальних тріщин і прогинів балок із гібридним армуванням базальтопластиковою і металевою арматурою; виконано перевірку збіжності результатів випробувань із теоретичними розрахунками за методикою чинних норм [1, 2]; розроблено рекомендації до наявної методики розрахунку міцності, ширини розкриття нормальних тріщин і прогинів конструкцій, що працюють на згин.У вступіміститься загальна характеристика дисертації, обґрунтовано актуальність роботи, викладено метуі завдання дослідження, наукову новизнуі практичну цінність роботи.У першому розділі розглянуто виготовлення, фізико-механічні характеристики, переваги і недоліки базальтопластикової композитної арматури. Розглянуто досвід використання цієї арматури для армування конструкцій із бетону в США, Європі, Канаді й інших країнах. Розглянуто вплив відходів збагачення залізних руд (далі – ЗЗР) на довкілля та можливості їх використання в бетонних сумішах. Зазначенопереваги бетонних сумішей, виготовлених із бетону на відходах ЗЗР, у порівнянні з традиційними бетонами і їх вплив на напружено-деформований стан конструкцій. Наведено нормативні документи з розрахунку бетонних конструкцій, що працюють на згин, армованих неметалевою композитною арматурою, розроблених у США, Європі, Японії, Канаді, Україні.У другому розділі для визначення фізико-механічних характеристик бетону експериментальних балок були виготовлені та випробувані зразки кубів і призм бетонів на кварцовому піску і на фракціонованих відходах ЗЗР відповідно до вимог чинних норм. Наведено конструкцію дослідних зразків балок із армуванням металевою арматурою, базальтопластиковою арматурою та гібридним армуванням, тобто металевою і базальтопластиковою арматурою. Описано програму експериментальних досліджень: кількість балок, схему випробувань, конструкцію стенду, установку приладів, послідовність прикладання навантаженьі дані, які отримувались у результаті випробувань.У третьому розділінаведено результати експериментальних досліджень балок усіх серій: моменти утворення тріщин, руйнівні моменти, характери руйнувань балок, графіки зміни прогинів і відносних деформацій, порівняння отриманих експериментальних даних.У четвертому розділі викладено методику розрахунку конструкцій, що працюють на згин, за першою і другою групами граничних станів. Наведено алгоритми розрахунку міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі елемента, тріщиностійкості елементів, прогинів елементів.Виконано розрахунок дослідних зразків балок за методикою чинних норм. Для балок усіх серій порівняння дослідних показників з отриманими за розрахунком за другою групою граничних станів показало незадовільну збіжність. У результаті аналізу даних експериментальних досліджень розроблені пропозиції до чинної методики розрахунку балок на тріщиностійкість ідеформативність. Ширину розкриття нормальних тріщин і величину прогинів при розрахунку балок пропонується визначати з використанням ефективного моменту інерції, шо не враховує роботу бетону розтягнутої зони. Зіставлення теоретичних і експериментальних даних показало задовільну збіжність отриманих результатів.Доведено ефективність використання відходів ЗЗР у якості дрібного заповнювача бетонної суміші для балок, армованих базальтопластиковою арматурою,ідля балок із гібридним армуванням.Узагальних висновках підбито підсумок проведеної роботи і описано основні результати, отримані в дослідженні.Дисертація доповнена додатками, у яких містяться акти впровадження дисертаційногодослідження та патент на винахід.