CC BY
10Научная статья УДК 69.059
ГРНТИ: 67 Строительство и архитектура; 30.19 Механика деформируемого твердого тела
ВАК: 2.1.1. Строительные конструкции, здания и сооружения; 2.1.5. Строительные материалы и изделия;
2.1.9. Строительная механика; 1.1.8. Механика деформируемого твёрдого тела
doi:10.51608/26867818_2023_1_29
КОМПОЗИТНОЕ УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОВРЕЖДЕННЫХ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ХЛОРИДНОЙ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ
© Авторы 2023 SPIN: 9629-5322 AuthorID: 420903 ORCID 0000-0003-0209-7726
РИМШИН Владимир Иванович
член-корреспондент РААСН, Заслуженный строитель РФ, доктор технических наук, профессор
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Россия, Москва e-mail: v.rimshin@niisf.ru)
SPIN: 9629-5322
AuthorID: 420903
ORCID 0000-0003-0209-7726
СУЛЕЙМАНОВА Людмила Александровна
доктор технических наук, профессор
Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова
(Россия, Белгород, e-mail: ludmilasuleimanova@yandex.ru)
SPIN: 8237-9002 AuthorID: 1144529 ORCID 0000-0002-7104-3214
АМЕЛИН Павел Андреевич
аспирант
Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова
(Россия, Белгород, e-mail: p.amelin@inbox.ru)
SPIN: 2879-1383
AuthorID: 773018
ORCID 0000-0002-4131-6138
ФРОЛОВ Николай Викторович
кандидат технических наук, доцент
Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова
(Россия, Белгород, e-mail: frolov_pgs@mail.ru)
Аннотация. Железобетонные конструкции в процессе эксплуатации подвергаются действию агрессивных сред, вызывающих повреждения бетона и арматуры. Опасным видом повреждений является скрытая коррозия арматуры, которая возникает в конструкциях, подверженных воздействиям хлоридов. Изменение поперечного сечения рабочей арматуры влечет уменьшение несущей способности изгибаемых элементов. Восстановление несущей способности достигается мерами по усилению поперечного сечения, в том числе с использованием технологии внешнего композитного армирования. В статье рассмотрена методика расчета усиления железобетонных элементов, имеющих повреждения растянутой арматуры, с помощью внешнего композитного армирования. Производится верификация результатов расчета потери несущей способности с экспериментальными данными и производится расчет площади композитного армирования изгибаемых элементов для разной степени повреждения стальной арматуры.
Ключевые слова: хлоридная коррозия; арматура; несущая способность; усиление; верификация; эксперимент; коррозионное повреждение; изгибаемые элементы; строительная механика; безопасность объектов строительства
Для цитирования: Композитное усиление железобетонных изгибаемых элементов, поврежденных под воздействием хлоридной агрессивной среды / В.И. Римшин, Л.А. Сулейманова, П.А. Амелин, Н.В. Фролов // Эксперт: теория и практика. 2023. № 1(20). С. 29-34. do¡:10.51608/26867818_2023_1_29.
Original article
COMPOSITE STRENGTHENER OF REINFORCED CONCRETE BENDABLE ELEMENTS DAMAGED UNDER THE INFLUENCE OF CHLORIDE AGGRESSIVE ENVIRONMENT
© The Author(s) 2023 RIMSHIN Vladimir Ivanovich
Corresponding Member of RAACS, Honored Builder of the Russian Federation, Dr. of Technical, Prof.
National Research Moscow State University of Civil Engineering (Russia, Moscow, e-mail: v.rimshin@niisf.ru)
SULEYMANOVA Lyudmila Aleksandrovna
Dr. of Technical, Prof.
Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov (Russia, Belgorod, e-mail: ludmilasuleimanova@yandex.ru)
AMELIN Pavel Andreevich
PhD Candidate
Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov (Russia, Belgorod, e-mail: p.amelin@inbox.ru)
FROLOV Nikolay Viktorovich
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov (Russia, Belgorod, e-mail:frolov_pgs@mail.ru)
Annotation. Reinforced concrete structures during operation are exposed to aggressive environments that cause damage to concrete and reinforcement. A dangerous type of damage is the latent corrosion of fittings, which occurs in structures exposed to chlorides. A change in the cross-section of the reinforcement entails a decrease in the bearing capacity of the bent elements. The restoration of the bearing capacity is achieved by measures to strengthen the cross-section, including using the technology of external composite reinforcement. The article discusses the method of calculating the reinforcement of reinforced concrete elements that have damage to stretched reinforcement using external composite reinforcement. The results of the calculation of the load-bearing capacity loss are verified with experimental data, and the area of composite reinforcement of the bent elements is calculated for varying degrees of damage to steel reinforcement.
Keywords: chloride corrosion; reinforcement; bearing capacity; reinforcement; verification; experiment; bending elements
For citation: Composite strengthener of reinforced concrete bendable elements damaged under the influence of chloride aggressive environment / V.I. Rimshin, L.A. Suleymanova, P.A. Amelin, N.V. Frolov // Expert: theory and practice. 2023. № 1 (20). Pp. 29-34. (InRuss.). doi:10.51608/26867818_2023_1_29.
Введение
Железобетонные изгибаемые конструкции в процессе длительной эксплуатации помимо силового нагружения подвержены влиянию агрессивных жидких и газообразных сред, вызывающих необратимые коррозионные повреждения бетона и арматуры. Вопросу воздействия агрессивных сред на бетонные и железобетонные изделия и конструкции посвящено большое количество научных работ [111]. Коррозионные повреждения железобетона приводят к снижению его силового сопротивления, жесткости, смене расчетной схемы и степени статической неопределимости конструкций.
Наиболее опасным видом повреждений считается скрытая коррозия арматуры, которая чаще всего характерна для конструкций, находя-
щихся под воздействием хлоридной агрессивной среды. Хлориды могут воздействовать на железобетон как изнутри (при превышении допустимой концентрации в составе бетона), так и снаружи (при эксплуатации морских сооружений, мостов и паркингов) [6-11]. Вследствие протекания коррозионных процессов в первую очередь изменяется фактическая площадь поперечного сечения, центр тяжести арматуры. Продукты коррозии (ржавчина) имеют объем в 3-5 раз больше, чем у стали до процесса коррозии, что может в результате вызвать накопление внутренних напряжений и отслаивание защитного слоя бетона. С течением времени поврежденные конструкции могут перестать соответствовать требованиям по двум группам предельных состояний.
В связи с этим, актуальным решением данной проблемы является своевременное усиление изгибаемых элементов, восстановление или увеличение их несущей способности. В настоящее время имеется существенный опыт исследований по усилению железобетонных конструкций [11-19]. Относительно новым решением является способ усиления конструкций композитными материалами. Данные материалы имеют сравнительно лучшие физико-механические характеристики, чем сталь и бетон, а именно более высокие значения модуля упругости, сопротивления растяжению, лучшие показатели химической коррозионной стойкости, малый вес.
Методология
Расчет усиления конструкции, имеющей повреждения стальной растянутой арматуры, состоит из двух этапов:
- расчет фактической площади поперечного сечения арматуры;
- расчет усиления методом предельных усилий.
Фактическая площадь поперечного сечения арматуры зависит от характера повреждения и глубины коррозии. Существуют расчетные модели, позволяющие определить величину коррозионного повреждения арматуры [5; 21], в которых выделяются такие виды повреждения: сплошная равномерная, язвенная, неравномерная коррозия (плоский фронт, серповидный фронт с различными степенями обхвата).
Соответственно, площадь поперечного сечения Ас°г находится по формуле:
Асог = Ас - Асог, (1)
где АС - проектная площадь поперечного сечения; Ас0г - расчетная площадь коррозионного повреждения
Расчет усиления начинается с определения первоначальной Мии и фактической Мс0г несущей способности сечения, для прямоугольный сечений определяемая по формуле: Мии = иьЪх(ко-0.5х)
+ КссАс (К - а)
Мсог = КьЪХсоЛЬо - 0.5 х)
+ ЯссАс (Н0 - а)
(2) (3)
х = ■
Хгпг
RsAs Rsc^s Rbb
RcAç°T—RcrAc
Rbb
(4)
(5)
Rf = min
(6)
слоя бетона а и а'; Ис - расчетное сопротивление арматуры растяжению (в растянутой зоне).
После этого согласно СП 164.13330.2014 определяются и рассчитываются исходные параметры композитного материала для усиления конструкции Иу,Еу (модуль упругости композита). Расчетное сопротивление композитного материала растяжению Иу определяется по формуле: у/ГУ/Г-^
У/
Кес2 - £с0) ' Е/-1
где уу - коэффициент надежности композитного материала, зависящий от типа материала и группы предельных состояний; уу1- коэффициент условия работы композитного материала, зависящий от типа материала и условий эксплуатации; ес2 - предельные относительные деформации арматуры, определяемые согласно СП 63.13330.2018; уу2- коэффициент условия работы композитного материала, учитывающий его сцепление с конструкцией, и определяемый по формуле:
0.9
1
Yf2 =
тт
Rb
(7)
где п - предполагаемое количество слоев композитного материала; Ьу -толщина одного слоя композитного материала; £^и1Г - предельные относительные деформации, определяемые по формуле:
-п
?Г,ии = -¡Т- (8)
При этом определяется по формулам (6-7) с коэффициентом уу2 принятым со значением 1.
ес0 - начальные относительные деформации поврежденной арматуры, определяемые по формуле:
=
Mc
Eb'—ed
(ho Xcor)>
(9)
где Еь - модуль упругости бетона; 1геа - приведенный момент инерции сечения железобетонного элемента, определяемый по формуле:
jcor _ bxco—
*red о
+ aAcsor(ho
Г )2 + aAc (xcor - а)2.
(10)
где: Иь - расчетное сопротивление бетона сжатию; Исс - расчетное сопротивление арматуры сжатию (в сжатой зоне); Ъ - ширина сечения; х и хсог - высота сжатой зоны неповрежденного и фактического бетона, определяемые по формулам:
Расчетная площадь композитной арматуры Ау, необходимой для восстановления несущей способности определяется по формуле:
(11)
Af =
Mult-Mco— Rfa
Для верификации расчета необходимо выполнение условия ^ < Данные значения определяются по формулам:
АГЯГ
(12)
_ xf _ Xco—+ Rbb
b=t Çrf = '
Srf = £f+£b0' eb2
(13)
где к0 - рабочая высота сечения, определяемая как разница высоты сечения h и толщины защитного
где й - высота сечения; ху - высота сжатой зоны усиленного сечения; ш - характеристика сжатой зоны
х
h
ш
бетона, обычно равна 0,8; £у - предельные относительные деформации композитного материала,
определяемые по формуле: _ й/
bf
(14)
где £Ь0- начальные относительные деформации
сжатого бетона, определяемые по формуле: _ мсог
£ь0 ~ Ё^ТаХсог, (15)
где еЬ2 - предельное значение относительных деформаций бетона.
Результаты и обсуждение
Для верификации данного расчета приведем сравнение полученных результатов из зависимостей (1-15) и экспериментальных данных испытания железобетонных изгибаемых элементов, находящихся длительное время в хлоридной агрессивной среде [20]. Геометрические характеристики и схема армирования железобетонных балок представлены на рисунке.
Физико-механические характеристики бетона и арматуры, использованных при испытании представлены в табл. 1.
Железобетонные элементы выполнены плоскими одиночными каркасами с рабочей растянутой арматурой в виде стержней 08 мм класса А240. Кон-
структивная арматура в сжатой зоне представлена в виде стержней 04 мм класса В500. Проектный класс бетона В20. Данные экспериментальные исследования проводились с различной длительностью агрессивного воздействия, равной 180, 360, 720 и 1080 суток с момента набора проектной прочности бетона, соответственно для каждой длительности изменялись фактические свойства растянутой арматуры -глубина коррозии, приведенный диаметр, модуль упругости, предел текучести и временное сопротивление растяжению. В бетоне изменялись такие характеристики, как прочность на сжатие и модуль упругости.
В качестве материала усиления используется углеволоконная лента толщиной слоя 0.14 мм, прочностью на растяжение - 1600 МПа, модулем упругости Ef - 150 ГПа.
Так как наибольшие повреждения стальной арматуры при хлоридной агрессии обнаруживаются в сечениях с поперечными трещинами, в рамках расчета в качестве коррозионного закона принимается модель развития по типу плоский фронт.
В качестве исходных данных для верификации модели усиления принято значение разрушающего момента Мехр для каждого этапа коррозионного испытания. Расчетными данными, позволяющими оце-
Рис. Геометрические характеристики и схема армирования испытанных железобетонных балок
Таблица 1. Физико-механические характеристики бетона и арматуры
Характеристики Длительность силовых и средовых воздействий t, сут.
0 180 360 720 1080
Бетон
Призменная прочность на сжатие Rb, МПа 23.8 29.6 29.9 30.0 29.7
Начальный модуль упругости Eb, МПа 30000 34000 34000 34500 34100
Арматура
08А240
Диаметр ds / глубина 7.92 / 0.00 7.56 / 0.36 7.20 / 0.72 6.86 / 1.06 6.68 / 1.24
Начальный модуль упругости Es, МПа 182500 182800 182500 179300 179900
Предел текучести стт (ст0,2) / времен. сопрот. ств, МПа 456.2 / 534.0 448.1 / 531.3 446.9 / 527.2 443.7 / 526.1 441.8 / 525.1
04В5ОО
Начальный модуль упругости Es, МПа 196900
Предел текучести ат (ст0,2) / времен. сопрот. ств, МПа 568.2 / 611.8
нить сходимость зависимостей (1-15) с экспериментальными данными по каждому образцу являются площадь поперечного сечения Ас°г, несущая способность неповрежденных балок Muít и поврежденных балок Mcor. По результатам данных определялись недостающая несущая способность для определения необходимой величины усиления ДМ, площадь и количество слоев композитного усиления и n (табл. 2).
Сравнение данных испытаний позволили определить погрешность расчета натурного эксперимента и приведенного расчета:
1. Для образцов БК-0-1, БК-0-2, БК-0-3 погрешность в определении несущей способности составляла 1,85%, 1,55% и 1,72% соответственно.
2. Для образцов, находящихся под воздействием хлоридной агрессивной среды 180 суток БОХ-180-1, БОХ-180-2 погрешность в определении несущей способности составляла 0,24% и 0,66% соответственно, а площадь композитного усиления А^ составляла 4,07
мм2.
3. Для образцов, находящихся под воздействием хлоридной агрессивной среды 360 суток Б0Х-360-1, Б0Х-360-2 погрешность в определении несущей
способности составляла 0,1% и 0,66% соответственно, а площадь композитного усиления А^ составляла 11,31
мм2.
4. Для образцов, находящихся под воздействием хлоридной агрессивной среды 720 суток Б0Х-720-1, Б0Х-720-2 погрешность в определении несущей способности составляла 0,93% и 0,69% соответственно, а площадь композитного усиления А^ составляла 24,95
мм2.
5. Для образцов, находящихся под воздействием хлоридной агрессивной среды 1080 суток Б0Х-1080-1, Б0Х-1080-2 погрешность в определении несущей способности составляла 0,79% и 1,16% соответственно, а площадь композитного усиления А^ составляла 19,83
мм2.
6. Наибольший процент погрешности расчета несущей способности сечения железобетонного изгибаемого элемента составляет 1,16 %, что означает высокую сходимость расчета.
Выводы
Таким образом, приведенные зависимости позволяют определять величину композитного усиления для восстановления увеличения несущей способности
Таблица 2. Результаты натурных испытаний и проведенного расчета
Данные испытаний Данные расчета
Длительность силовых и средовых воздействий перед испытанием до разрушения. сут Маркировка образца Разрушающая нагрузка. кН S X ^ á X щ s 1— I ai % о S >s s ï Q пз 3 > CP m пз Q_ rN 2 и s- " 0 и ^ < о: s 1 ш т ai и _й га EÍ О ^ с S X эс 3 s H X OJ s о S ÏS s ï ^ ra 3 > CP m ra CL S X о и S H I ai % о S >s s ï Q ra 3 > CP m го Q_ Погрешность расчета. (Mexp-Mult)|(Mexp-Mror). % Недостающий разрушающий момент . кНм Необходимая площадь композитного армирования Af. мм2 Количество принятых слоев n. шт
БК-0-1 6.273 1.834 0.493 1.868 1.85
0 БК-0-2 6.292 1.840 0.493 1.868 1.55
БК-0-3 6.281 1.837 0.493 1.868 1.72
180 БОХ-180-1 6.229 1.822 0.485 1.855 1.826 0.24 0.03 4.07 1
БОХ-180-2 6.203 1.814 0.485 1.855 1.826 0.66 0.03 4.07 1
360 Б0Х-360-1 6.046 1.768 0.471 1.851 1.770 0.10 0.08 11.31 2
Б0Х-360-2 6.012 1.758 0.471 1.851 1.770 0.66 0.08 11.31 2
720 Б0Х-720-1 5.846 1.710 0.454 1.838 1.696 0.79 0.14 19.83 3
Б0Х-720-2 5.868 1.716 0.454 1.838 1.696 1.16 0.14 19.83 3
1080 Б0Х-1080-1 5.701 1.667 0.444 1.830 1.652 0.93 0.18 24.95 3
Б0Х-1080-2 5.609 1.640 0.444 1.830 1.652 0.69 0.18 24.95 3
изгибаемых железобетонных элементов, имеющих повреждения стальной арматуры растянутой зоны.
Библиографический список
1. Москвин В.М. Коррозия бетона и железобетона. Методы их защит. - М.: 1980. 536 с.
2. Бондаренко, В. М. Специфика силового сопротивления поврежденных коррозией железобетонных конструкций и новые факторы разрушения / В. М. Бондаренко // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - 2009. - № 4. - С. 28-33. - EDN KYWGKH.
3. Римшин, В. И. Аналитическая оценка силового сопротивления железобетона, поврежденного коррозионными воздействиями / В. И. Римшин, Ю. О. Кустикова, Д. Н. Котельников // Вестник Мордовского университета. - 2005. - Т. 15, № 1-2. - С. 149-153. - EDN RGWIMS.
4. Моделирование работы железобетонных конструкций с учетом совместного действия механических нагрузок и агрессивных сред / В. П. Селяев, П. В. Селяев, Е. Л. Кечуткина [и др.] // Эксперт: теория и практика. - 2021. - № 1(10). - С. 19-24. - DOI 10.51608/26867818_2021_1_19. - EDN QSBQUA
5. Розенталь, Н. К. Хлориды в бетоне и их влияние на развитие коррозии стальной арматуры / Н. К. Розенталь, В. Ф. Степанова, Г. В. Чехний // Промышленное и гражданское строительство. - 2017. - № 1. - С. 92-96. - EDN XRKCIT.
6. Berrocal C.G., Lundgren K., Lundgren I. Corrosion of steel bars embedded in fibre reinforced concrete under chloride attack: state of the art . Cement and Concrete Research, 2016, vol. 80, pp. 69-85.
7. Сулейманова, Л. А. Развитие процессов коррозии железобетона в условиях хлоридной агрессивной среды / Л. А. Сулейманова, П. А. Амелин // Наука и инновации в строительстве : Сборник докладов VI Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры строительства и городского хозяйства, Белгород, 14 апреля - 14 2022 года. Том 1. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2022. - С. 131135. - EDN JDMRYZ.
8. Мигунов, В. Н. Влияние переменной ступенчатой повторной изгибающей нагрузки и сильноагрессивной жидкой хлоридсодержащей среды на кривизну непредварительно напряжённых изгибаемых железобетонных конструкций / В. Н. Мигунов, К. В. Шамшина // Транспортные сооружения. - 2018.
- Т. 5, № 2. - С. 1. - DOI 10.15862/01SATS218. - EDN XTGBKX.
9. Смоляго, Г. А. Моделирование величины коррозионных повреждений арматуры железобетонных конструкций в условиях хлоридной агрессивной среды / Г. А. Смоляго, А. В. Дронов, Н. В. Фролов // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2017. - № 1(70). - С. 43-49. -DOI 10.21869/2223-1560-2017-21-1-43-49. - EDN YLZGCL.
10. Леонович, С. Н. Железобетон в условиях хлоридной коррозии: деформирование и разрушение / С. Н. Леонович, А. В. Прасол // Строительные материалы. - 2013. - № 5. - С. 94-95.
- EDN QBDWFR.
11. Бондаренко, В. М. Усиление железобетонных конструкций при коррозионных повреждениях : учебное пособие / В. М. Бондаренко, В. И. Римшин ; В. М. Бондаренко, В. И. Римшин. - Москва : Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства, 2009. -87 с. - ISBN 978-5-98523-083-3. - EDN TSRUZZ.
12. Клевцов В.А., Коровин Н.Н. Разработка, исследование, диагностика и усиление железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. 1997. № 5. С. 21-22.
13. Меркулов, С. И. Усиление железобетонных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений / С. И. Меркулов, А. И. Татаренков, В. Г. Стародубцев // БСТ: Бюллетень строительной техники. - 2017. - № 4(992). - С. 4143. - EDN VWBDAX.
14. Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами.
- М.: Стройиздат, 2004. 144 с. - ISBN 5-274-01909-9.
15. Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами // Жилищное строительство. 2003. № 3. С. 15-16.
16. Римшин, В. И. Бетонные конструкции, усиленные композитным материалом / В. И. Римшин, С. И. Меркулов, С. М. Есипов // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. - 2018. - № 2(35). - С. 93-100. -DOI 10.5281/zenodo.1286034. - EDN USTLHE.
17. Георгиев, С. В. Особенности работы под нагрузкой сжатых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами / С. В. Георгиев, П. П. Польской, Д. Р. Маилян. -Ростов-на-Дону : Донской государственный технический университет, 2021. - 114 с. - ISBN 978-5-7890-1945-0. - EDN AIXKZI.
18. Римшин, В. И. К вопросу усиления железобетонных конструкций внешним армированием композитным материалом / В. И. Римшин, С. И. Меркулов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. -2018. - Т. 20, № 5. - С. 92-100. - DOI 10.31675/1607-1859-201820-5-92-100. - EDN YLJJLN.
19. Римшин, В. И. Анализ расчётного метода усиления конструкций системой внешнего армирования / В. И. Римшин, Е. С. Кузина // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. - 2018. - № 3. - С. 70-79. - EDN PQDIXJ.
20. Фролов Н.В. Прочность и деформативность железобетонных изгибаемых элементов при длительных силовых и средовых воздействиях: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.01 / Фролов Николай Викторович. - Белгород, 2019. - 160 с.
21. Шмелев, Г. Д. Прогнозирование остаточного ресурса изгибаемых железобетонных конструкций, эксплуатируемых в неагрессивных средах : монография / Г. Д. Шмелев, А. Н. Ишков ; Г. Д. Шмелев, А. Н. Ишков ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Ростовский гос. строительный ун-т".
- Ростов-на-Дону : Ростовский гос. строит. ун-т, 2007. - 218 с. -ISBN 5-9525-0055-2. - EDN QNMSDR.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Статья поступила в редакцию 09.01.2023; одобрена после рецензирования 07.02.2023; принята к публикации 15.02.2023.
The authors declare no conflicts of interests. The authors made an equivalent contribution to the preparation of the publication. The article was submitted 09.01.2023; approved after reviewing 07.02.2023; accepted for publication 15.02.2023.
