CC BY
992
О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций*
Н.И.Карпенко, С.Н.Карпенко, В.Н.Ярмаковский, В.Т.Ерофеев
О важности проблемы обеспечения долговечности железобетонных конструкций
Примерно 75% строительных конструкций в мире подвержено разрушающему воздействию агрессивных сред [1]. В подземном строительстве эта цифра может увеличиться до 80-90%. На ремонт и восстановление повреждаемых конструкций в промышленно развитых странах тратится до 40% капвложений в строительство и менее 60% используется для нового строительства. Особенно большие затраты на ремонт и восстановление отмечены в мостостроении. Например, в США в 1990-х годах на ремонт и восстановление мостов расходовалось более 20 млрд. долларов, затем эти затраты ежегодно возрастали на 0,5 млрд. В Великобритании ежегодные затраты на ремонт мостов составляют более 1 млрд. долларов.
В России затраты на ремонт и восстановление отдельных промышленных сооружений составляют примерно 20-25% их стоимости [2]. Таким образом, проблема обеспечения долговечности железобетонных конструкций является одной из главных в строительстве. В связи с вышеизложенным авторами статьи сделан вывод о необходимости введения в нормы проектирования железобетонных конструкций обязательных требований расчета их по новому (3-й группы) предельному состоянию, а именно - по долговечности.
Виды коррозионных воздействий и других факторов, влияющих на долговечность железобетонных конструкций
Значительные повреждения железобетонных конструкций в различных регионах России (особенно в Москве и Подмосковье) вызывает газовая коррозия, связанная с выделением в атмосферу окиси азота, сернистого и других газов, выделяемых двигателями автотранспорта, отдельными промышленными предприятиями, предприятиями топливной энергетики, а также при использовании противогололедных реагентов. Газовой коррозии особенно подвержены коллекторы канализационной сети.
На промышленных предприятиях, особенно на предприятиях химической промышленности, возможны значительные повреждения конструкций, связанные с агрессивным действием растворов солей, кислот и т.д.
Большое влияние на коррозионное состояние железобетонных конструкций оказывает окружающая среда (водо-
* Исследования выполнены при поддержке РФФИ по проекту № 1308-97180 р_поволжье_а-2.
воздушная среда, грунтовые воды и содержащиеся в них агрессивные вещества) [1-4].
Особый вид коррозии - биологическая коррозия (биокоррозия) - связан с поражением железобетона биологическими объектами - микроорганизмами, плесневыми грибами, отдельными растениями или животными. Биоповреждения проявляются в различных помещениях - жилых, медицинских, спортивных, торговых, производственных (особенно с высокой влажностью), в городских очистных сооружениях [5-7].
Важнейшим фактором, снижающим срок службы железобетонных конструкций, является коррозия стальной арматуры, которая приводит к уменьшению поперечного ее сечения, снижению сцепления с бетоном, изменению прочностных свойств стали и железобетонных конструкций в целом. Среди различных факторов [8, 9] на коррозию арматуры может в значительной степени влиять действие хлоридов и карбонизация бетона. Пассивирующее действие по отношению к стальной арматуре обычно обеспечивает высокая щелочность поровой жидкости в бетоне, пороговое значение водородного показателя которой составляет 11,8. При его понижении пассивирующий слой на поверхности арматуры оказывается нестабильным и сталь в бетоне вследствие так называемой депассивации начинает активно корродировать на фоне развития соответствующего электрохимического процесса. При этом действие хлоридов и карбонизация защитного слоя бетона могут усиливать коррозионный процесс и приводить к развитию точечной или протяженной по длине арматурного стержня коррозии стали. Наиболее интенсивно этот процесс проходит в областях трещин в бетоне, пересекающих арматурные стержни.
Одним из основных факторов, негативно влияющих на исходные свойства бетона, является действие низких как климатических, так и технологических температур и особенно циклическое попеременное замораживание и оттаивание, когда происходит накопление в бетоне внутренних дефектов в виде микротрещин, которые ведут к снижению его прочности и увеличению деформативности. Это значительно сказывается на характере диаграмм деформирования бетона (снижается его прочность, изменяются деформации и характер нисходящей ветви) [10, 11], ведет к снижению предельного процента армирования, при котором напряжения в арматуре достигают расчетных сопротивлений. В итоге происходит раннее разрушение сечений изгибаемых балок по сжатой области бетона до достижения арматурой предела текучести, относящееся к хрупкому разрушению сечений.
Стойкость бетона в условиях действия низких температур (морозостойкость) характеризуется определенным количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, после которых прочность бетона снижается (см. ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости»). Однако этой характеристики недостаточно для оценки долговечности реальных конструкций. Как будет показано ниже, большое влияние на морозостойкость бетона оказывает степень его напряженного состояния в конструкциях [12, 13].
При прогнозировании долговечности сооружений в условиях воздействия отрицательных температур следует учитывать ряд технологических факторов [12-17]:
- качественные характеристики материалов (их химический, минералогический и фазовый составы, особенности поровой структуры);
- использование эффективных структурообразующих и водоредуцирующих добавок бетонной смеси;
- режимы технологических операций в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси;
- режимы условий твердения бетона в конструкциях и их эксплуатации.
Так, при проектировании морских гидротехнических сооружений (причалов, пирсов, плавучих платформ для добычи нефти в северных приливных морях и арктическом шельфе, волноломов и др.) следует учитывать агрессивное воздействие цикличного попеременного замораживания и оттаивания при одновременном проникновении в структуру бетона из морской воды ионов хлора и магния (С1-, Мд++). Оно может привести к развитию магнезиальной коррозии бетона, а агрессивное воздействие хлоридов на арматурную сталь может вызвать коррозию стальной арматуры [2, 13-15, 17, 18].
Выдающийся вклад в изучение коррозионной стойкости строительных материалов, особенно бетонов, и определение долговечности конструкций из них в агрессивных средах внесли работы исследователей НИИЖБ, длительное время возглавлявшиеся В.М.Москвиным [12-15]. Он впервые предложил классификацию видов коррозии бетона, актуальную по сей день во многих странах мира.
Основу разработанной классификации составляют три вида коррозии бетона: 1- растворимость цементного камня в системе «продукты гидратации - вода», 2 - углекислотная коррозия, 3 - сульфатная коррозия. Под влиянием коррозионных воздействий различных сред определены общие характеристики для каждого вида коррозии, меры предотвращения деструктивных процессов в бетоне и факторы, влияющие на ускорение коррозии, а именно: попеременное действие жидких агрессивных сред и низких отрицательных температур, а также степени напряженного состояния бетона [12-15, 18].
Здесь следует остановиться на исследованиях Москвиным и учениками его школы влияния отрицательных температур на расчетные характеристики бетона [11, 15], а также результатах исследований влияния статического [11, 15] и переменно-
го (динамического) [18, 35] напряженных состояний бетона на его важнейший показатель долговечности - морозостойкость. Согласно [13,19], при напряжениях выше (нижней границы области развития микротрещин в структуре бетона при сжатии по О.Я.Бергу [19]) может наблюдаться снижение морозостойкости бетона, а при напряжении ниже картина обратная. Особенно это характерно для железобетонных конструкций, например пролетных строений и опор мостов, подвергаемых действию многократно повторных статических нагрузок [20, 21].
Разуплотнению структуры бетона при таких нагрузках может способствовать образование трещин в контактной зоне на границе крупного заполнителя и затвердевшей растворной части бетона. Это обусловлено значительной разницей в величинах коэффициентов линейного температурного расширения (КЛТР) и модулей упругости данных компонентов бетона. Этот негативный фактор в большей степени свойствен тяжелым бетонам на природных плотных заполнителях, воспринимающих подобные нагрузки, и в существенно меньшей степени - легким бетонам на пористых заполнителях, где соотношение КЛТР и модулей упругости пористого заполнителя с проникшей в его поры растворной частью бетона может приближаться к 1 [3, 21, 35]. По этой причине последние тридцать лет за рубежом при строительстве мостов отказываются от использования тяжелых бетонов, заменяя их на легкие, в частности высокопрочный керамзитобетон [17, 20, 21]. Переход в мировой практике на легкобетонное мостостроение позволяет сокращать материальные затраты на возведение пролетных строений мостов более чем на треть, а межремонтный срок эксплуатации - почти в два раза [20]. Обусловлено это тем, что основную нагрузку (50-85%) в мостах с главным пролетом 50-300 м составляет собственная масса их пролетных строений. Кроме того, следует учитывать большую, минимум на 25%, величину предела выносливости легкого бетона в сравнении с равнопрочным тяжелым при действии многократно повторных статических нагрузок. Весьма показателен здесь опыт мостостроения в Норвегии и Швеции - странах, которые явно не испытывают дефицита в плотных заполнителях из горных пород и, тем не менее, экспортируют керамзит из Белоруссии и Литвы, игнорируя его существенно большую себестоимость и значительные транспортные расходы.
Технологические пути обеспечения безаварийной эксплуатации конструкций в условиях агрессивных воздействий
Из сказанного можно сделать вывод, что для обеспечения безаварийной эксплуатации конструкций при коррозионных воздействиях необходимо стремиться к выполнению трех условий защиты, состоящих в:
- сохранении проектных требований по прочностным и деформативным свойствам бетона и арматуры на весь период эксплуатации конструкций;
- выборе специальных мер защиты бетона и арматуры в соответствующих условиях эксплуатации;
- разработке методов расчета железобетонных конструкций и определении расчетного срока службы при эксплуатации в агрессивных средах (без или с учетом применения различных видов защиты).
Первые два условия являются технологическими и связаны с применением следующих видов защиты [13, 14]:
- первичной, определяемой выбором оптимальных составов бетона и технологий бетонирования конструкций, обеспечивающих стойкость их эксплуатации в соответствующих агрессивных средах;
- вторичной, поверхностной защитой конструкции специальными покрытиями от проникновения коррозионных сред.
Третье, расчетное условие защиты пока находится в стадии разработки.
Следует отметить, что роль эффективной первичной защиты конструкций значительно возросла в последнее время в связи с разработкой и развитием использования в практике строительства, особенно ответственных объектов, высокофункциональных бетонов (high performance concrete, HPC, - по классификации fib). Они, по существу, открыли новую эру в строительстве, в частности за счет новых модификаторов их структуры, изготовляемых на основе сначала микрокремнезема, а затем более экономичных и доступных активных дисперсных других видов отходов промышленности [21-26]. Наиболее активно в мировой практике ведутся исследования в направлении разработки высокопрочных и высокодолговечных бетонов типа НРС с использованием новых, наиболее эффективных и притом экономичных и доступных модификаторов структуры из высокодисперсных техногенных отходов совместной (Канада-США) ассоциацией Canadian Mineral Resources [26, 34]. Многие десятилетия ее возглавляет выдающийся ученый в области технологии бетонов при преимущественном использовании продуктов переработки техногенных отходов профессор А.Мальхотра [34].
Высокофункциональные бетоны обладают хорошими эксплуатационными свойствами: долговечностью, повышенными прочностью, химической стойкостью и защитой по отношению к стальной арматуре [25-27]. Эти бетоны использовались при возведении ряда уникальных объектов, среди которых тоннель под Ла-Маншем, 125-этажный небоскреб в Чикаго высотой 610 м с несущими конструкциями из высокопрочных легких бетонов, мосты Норвегии и Швеции с пролетными строениями из высокопрочных бетонов типа HPC, а также мосты в ряде норвежских фьордов с рекордными главными пролетами до 3050 м. Такие мосты эксплуатируются в суровых климатических условиях приливных морей, когда бетон подвержен воздействию более 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания в год, и рассчитаны на срок службы не менее 100 лет без капитального ремонта [2, 21, 27].
В России высокофункциональные бетоны нашли применение при строительстве высотных объектов ММДЦ
«Москва-Сити», новых торгово-рекреационных комплексов «Манежная площадь», транспортных тоннелей на проспекте Мира, Ленинском и Кутузовском проспектах, путепроводов и развязок МКАД. Высокопрочные тяжелые бетоны НИИЖБ и фирмы «Мастер-бетон» [22, 23, 28, 31], разработанные под руководством С.С.Каприелова, широко применяются на стройках России благодаря обстоятельным исследованиям их физико-механических и реологических свойств.
Важное практическое значение приобретают разработанные НИИСФ РААСН с участием НИИЖБ [3, 17, 20, 21, 24, 25] под руководством В.Н.Ярмаковского высокопрочные легкие бетоны (классов до В70 включительно), которые характеризуются высокими показателями долговечности (марка по морозостойкости до F1500 и водонепроницаемости до Ш20). Эти бетоны нашли широкое применение при строительстве облегченных каркасов многоэтажных энергоэффективных зданий. Здесь следует отметить возведение в Москве многоэтажного здания фирмы Gaz-Oil-Traid (дочерняя фирма ОАО «Газпром») со всеми элементами облегченного несущего каркаса из монолитного керамзитобетона класса по прочности В50 и марки по плотности D1850.
Мировая практика показывает, что высокопрочные и высокодолговечные легкие бетоны типа НРС (показатели долговечности существенно выше, чем у равнопрочных тяжелых бетонов) весьма перспективны для возведения морских гидротехнических сооружений в северных приливных морях, например для конструкций платформ по добыче нефти, в частности в арктическом шельфе [17, 21, 26, 27].
Значительные результаты по предотвращению биоповреждений бетона были получены группой исследователей под руководством В.Т.Ерофеева [5, 6]. Изучены и обобщены отечественные и зарубежные исследования биологической коррозии и сопротивления строительных материалов (в первую очередь бетонов) в биологических средах. Проведены идентификация и классификация микроскопических организмов в зданиях различного назначения (сельскохозяйственных, жилых, перерабатывающей промышленности, вокзалах). Разработаны конкретные составы материалов и технологии для обеспечения защиты конструкций и сооружений от биоповреждений. Разработаны способы повышения биостойкости композитных материалов посредством пропитки готовых изделий фунгицидными составами или введения в составы материалов (в том числе бетонов) во время их приготовления фунгицидных соединений, а также модифицированных заполнителей и наполнителей, содержащих в пористой структуре фунгицидные компоненты.
Нормативное обеспечение долговечности
Обобщение данных исследований преждевременных разрушений железобетонных конструкций, выполненное в работах [1, 13, 32, 33], показало, что основными их причинами являются:
- несоответствие технологий производства конструкций
базовым положениям современных нормативных документов; это приводит к необеспеченности проектных требований СНиП по прочностным, деформативным характеристикам бетонов, а также основным показателям долговечности (морозостойкость, водонепроницаемость, стойкость к внутренней коррозии бетона, например «щелочной коррозии»);
- несоответствие прочностных характеристик бетона значениям расчетных нагрузок;
- нарушение правил технической эксплуатации конструкций;
- недостаточность мер первичной защиты бетонов и конструкций;
- отсутствие мер вторичной защиты бетонов и поверхности конструкций или их неправильный выбор.
В работе [32] показано, что основными причинами разрушения конструкций являются ошибки проектировщиков (25% аварий), заводские дефекты конструкций (30% аварий) и низкое качество строительных работ (70% аварий).
Влияния всех этих негативных факторов можно избежать или значительно уменьшить его степень, если четко выполнять требования существующих нормативных документов, прежде всего:
- ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования»; принят в 2010 году в качестве межгосударственного стандарта стран - участниц Евразийского совета по стандартизации, метрологии и сертификации;
- СП 28.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»).
В актуализированной редакции СНиП 2.03.11-85 введена международная классификация агрессивных сред, учтены современные методы защиты строительных конструкций от коррозии, даны оценки влияния агрессивных сред на новые виды модифицированных бетонов. По мнению авторов этого нормативного документа, заложенные в нем методы первичной и вторичной защиты позволят обеспечить долговечность железобетонных конструкций минимум до 100 лет.
Естественно, долговечность конструкций обеспечивается выполнением требований не только указанных нормативных документов по коррозионной стойкости бетона и арматуры, но и, в первую очередь, основных нормативных документов по компонентам бетонов (цементы, заполнители, химические и минеральные добавки и т.д.), а также по проектированию строительных конструкций. Последние обобщены в СП 3.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (актуализированная редакция СНиП 52-01-2003).
Выполнение основных положений указанных нормативных документов позволяет обеспечить требуемые исходные расчетные характеристики железобетонных конструкций. Это является обязательным начальным условием их долговечности, однако далеко не достаточным, так как в условиях эксплуатации эти характеристики могут изменяться в худшую
сторону. Поэтому необходимо уметь научно оценивать допустимый предел такого изменения, то есть прогнозировать долговечность конструкций.
Долговечность конструкций и срок службы. Проектирование зданий и сооружений по жизненному циклу
Согласно СНиП 1-2-80 «Строительная терминология» долговечность представляется как способность зданий и сооружений, а также их несущих и ограждающих конструкций выполнять заданные функции в запланированный период эксплуатации.
В новой редакции СНиП 52-01-2003 по проектированию железобетонных конструкций указано, что долговечная конструкция должна иметь такие начальные характеристики, чтобы в течение установленного длительного времени эксплуатации она удовлетворяла требованиям по безопасности и эксплуатационной пригодности с учетом зависимости геометрических и механических характеристик ее материалов от различных расчетных воздействий (длительного воздействия нагрузки, неблагоприятных климатических, технологических, температурных и влажностных воздействий, попеременного замораживания и оттаивания, агрессивных воздействий жидких и газообразных сред и т.д.).
В ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» в соответствии с предложением В.В.Болотина [37] долговечность определяется сроком службы и эксплуатационным ресурсом. Термин «долговечность» в последнее время за рубежом заменяется термином «срок службы». Это нашло отражение в западноевропейских нормативных документах. Положения по проектированию железобетонных конструкций с учетом заданного срока службы отражены в серии стандартов ISO 14 040 - 14 049.
В стадии разработки находятся новые стандарты для планирования сроков службы (ISO 15 686). Исследования ведутся в рамках общеевропейской программы «Жизненный цикл зданий и объектов инфраструктуры».
Руководства по проектированию долговечных бетонных и железобетонных конструкций разработаны в Институте стандартов Великобритании (BSI) и Американском институте бетонов (ACI). FIB-RILEM ввел в действие систему проектирования зданий и сооружений с учетом требуемой долговечности в заданный срок эксплуатации. В рамках Евросоюза выпущен справочник по проектированию «Долговечность железобетонных конструкций» [38].
При проектировании зданий и сооружений надо учитывать условия их эксплуатации, все виды воздействий на них и их конструкции в рассматриваемый срок службы, возникающие при этом повреждения и их влияние на несущую способность и эксплуатационные свойства конструкций, определять суммарные затраты на устранение временных повреждений и реконструкцию [39]. Необходимо также сопоставлять эти затраты с экономически возможными и при
необходимости корректировать условия эксплуатации таким образом, чтобы действительный срок службы конструкций Т в пределах выделенных средств не был меньше запланированного Т, то есть Т5>Т.
Следует заметить, что проектирование зданий и сооружений с долговечными конструкциями, обеспечивающими заданный срок службы первых, требует, как правило, повышенных затрат на строительство, которые могут окупиться только в процессе их надежной эксплуатации. Последнее часто приводит к изначальному конфликту интересов в цепочке участников строительства (инвестор - заказчик -подрядчик - конечный собственник). Этот фактор тормозит проектирование зданий и сооружений по «жизненному циклу» с учетом обеспечения долговечности, хотя в итоге эксплуатационные затраты снижаются.
В качестве выхода из такого положения, согласно [2], могут стать контракты жизненного цикла, «в соответствии с которыми государственный партнер на конкурсной основе заключает с частным партнером соглашение на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта на срок его жизненного цикла и осуществляет оплату по проекту равными долями после ввода объекта в эксплуатацию при условии поддержания его частным партнером в отношении заданных функциональных требований». Однако реализация таких контрактов связана с преодолением больших трудностей. Определение реальной долговечности строительных объектов практически невозможно без разработки расчетно-теорети-ческих основ долговечности конструкций.
Теоретические модели и методы определения долговечности
Исходной теоретической базой и методологической основой в решении задач долговечности является теория вероятностей. Начальные вероятностные основы расчета долговечности строительных конструкций были заложены Н.В. Стрелецким в 1924 году. Им были выделены три фактора, определяющих безопасную работу сооружения: изменчивость свойств материалов, изменчивость нагрузки и качество изготовления. Поскольку эти факторы носят случайный характер, Стрелецкий предложил использовать теорию вероятностей для учета отклонений нагрузок, прочности материала и качества конструкции от запланированных. Такой подход используется в нормативных документах по сей день и носит название полувероятностного метода.
В подходе Стрелецкого прочностные свойства материала и значения нагрузок определяются с заданной вероятностью на основе соответствующих законов распределения, затем эти величины используются в расчетных моделях как детерминированные. Этот подход получил значительное практическое развитие в работах А.А. Гвоздева [40, 41], под руководством которого составлялись нормативные документы по бетонным и железобетонным конструкциям на протяжении нескольких десятилетий (последний документ СНиП
2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» не утратил своего значения до настоящего времени). Вероятностный характер влияния других факторов учитывается при помощи введения коэффициентов условия работы. Применительно к расчету долговечности наружных ограждающих конструкций полувероятностный подход был развит в работе С.В.Александровского [4].
Более общие методы проектирования, изготовления и эксплуатации, основанные на методах теории вероятностей, математической статистики, теории случайных процессов, разработаны в трудах В.В.Болотина [37, 42] и А.Р. Ржаницина [43], где теория долговечности представляется частным случаем теории надежности. При этом надежность определяется комплексом свойств объекта, которому присущи безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или в комплексе.
Модель Ржаницина 43] позволяет определять оптимальный показатель надежности, основанный на минимуме полных ожидаемых затрат на возведение сооружения, ликвидацию разрушений или повреждений.
На несущую способность и долговечность стержневых железобетонных конструкций по теории В.И.Мурашева [44] значительное влияние оказывают трещины. Теория деформирования железобетонных конструкций при сложных (неодноосных) напряженных состояниях представлена в работах Н.И.Карпенко [45, 46].
Сегодня в качестве основных факторов, при которых дальнейшее использование конструкции невозможно, выступают нарушения предельных состояний. Бетонные и железобетонные конструкции согласно СНиП 2.03.01-84* и СНиП 52-01-2003 должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (предельные состояния первой группы) и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельные состояния второй группы).
Большой вклад в развитие методов расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям внесли работы, выполненные в НИИЖБ под руководством А.А. Гвоздева [40, 41] и остающиеся актуальными сегодня.
В развитии современных методов расчета можно выделить несколько направлений:
- построение диаграммной методики расчета стержневых конструкций по той и иной группе предельных состояний [47-49 и др.];
- построение физических соотношений в приращениях для слабоитерационных и безитерационных методов расчета железобетонных конструкций с учетом трещинообразования приобретаемой неоднородности и анизотропии и разработка конечно-элементных методов расчета плоскостных и массивных конструкций с учетом трещинообразования, физической и приобретаемой вследствие его анизотропии (балок-стенок, плит, различных фундаментов и т.д.), а также развитие критериев прочности при объемном и плоском напряженном состоянии [50-52];
- развитие теории ползучести и долговременной прочности бетона для расчета деформаций и прочности конструкций при длительном действии нагрузок, позволяющих учитывать влияние факторов деградации свойств материалов [4, 39, 54-57].
В современных методах расчета конструкций по двум предельным состояниям влияние разных факторов на долговечность конструкций учитывается интегрально - при помощи коэффициентов условий работы, снижающих прочностные характеристики материалов, что явно недостаточно. Это отмечалось еще в работах О.Я.Берга и его учеников [19, 53], а также школы В.М.Москвина [11-13, 35, 36]. Так, в работе В.Н.Ярмаковского [18] был предложен первый проект метода расчета железобетонных конструкций по новому предельному состоянию, а именно по долговечности.
Остановимся на развитии некоторых современных расчетных методов применительно к новому (3-й группы) предельному состоянию.
Деградация свойств материала наиболее полно поддается учету в диаграммной методике расчета, которая была предложена в работе [47] по определению деформаций и прочности. Наиболее полное развитие этой методики дано в [48, 49].
Основу диаграммной методики составляют обобщенные физические соотношения нормальной силы и моментов, действующих в двух плоскостях, с относительными деформациями элемента на уровне выбранной продольной оси и кривизнами.
При выводе этих соотношений используются:
- диаграммы связи между напряжениями и относительными деформациями арматуры и бетона;
- гипотеза плоских сечений с особенностями ее записи на участках между трещинами по модели В.И.Мурашева [44];
- численное интегрирование напряжений по высоте сечения при определении связей между обобщенными усилиями (моментами и нормальной силой) и напряжениями в бетоне и арматуре.
Деградация свойств материала в диаграммной методике учитывается путем изменения диаграмм деформирования материалов по правилам [49] в отдельных областях сечения, подвергнутых коррозионным воздействиям.
Особой, наиболее развитой представляется модель учета коррозионных повреждений при расчете железобетонных конструкций, разработанная В.М.Бондаренко и его учениками [55-57]. Ею предусматривается три типа развития коррозионных повреждений:
- затухающий на определенной высоте сечения;
- фильтрационный, при котором агрессивная среда проходит сквозь бетонное тело с выносом продуктов коррозии;
- лавинного продвижения агрессивной среды, при котором за пределы конструкции вместе с агрессором выносятся составляющие бетона, в результате чего наступает полное разрушение.
Ценность модели В.М.Бондаренко заключается в том, что все три процесса описываются одним дифференциальным
уравнением с изменением его констант (параметров). Деформации отдельных волокон сечения описываются каждая своим положением нелинейной теории ползучести, в котором учитывается нелинейность как мгновенных деформаций, так и деформаций ползучести, зависящих от уровня напряжений.
Наиболее полно рассмотрен первый тип коррозионных повреждений на основе введения специальной функции, характеризующей проникновение повреждений в часть бетонного сечения. С учетом этого проникновения определяется предельный момент по прочности, который способно воспринимать коррозионно повреждаемое нормальное сечение стержневого элемента (рассматриваются пока только изгибаемые и внецентренно сжатые стержневые элементы).
Влияние коррозионных повреждений арматуры учитывается на основе исследований А.И.Васильева и А.М.Под-вального [9].
Интересные теоретические способы учета второго и третьего типа коррозионных повреждений, разрабатываемые на основе развития теории живучести Г.А.Гениева и В.И.Колчунова, обобщены в работе [39].
В способности конструкции сопротивляться прогрессирующему разрушению (живучесть) заложены резервы ее долговечности. Следует также отметить теоретические построения по определению долговечности стержневых конструкций, развиваемые в работах Р.С.Санжаровского и его учеников [54].
Расчетные модели и способы расчета железобетонных конструкций при сложных напряженных состояниях с учетом физической нелинейности, образования трещин по различным схемам, конструкционной и приобретаемой в результате трещинообразования анизотропии обобщены в монографиях Н.И.Карпенко [45, 46]. Построение этих моделей в приращениях для слабоитерационных и безитерационных методов расчета конструкций с учетом различных факторов физической нелинейности и методов расчета на их основе представлено в [50, 51]. Однако способы учета деградации материала вследствие коррозионных повреждений в этих моделях еще требуют исследования, и возможности для него имеются большие. Например, деформации бетона при объемном напряженном состоянии находятся на основе нелинейных диаграмм по трем главным направлениям, которые при одноосном сжатии и растяжении показывают переход к одноосному напряженному состоянию. Исследуя влияние деградации материала на одноосные диаграммы и принимая установленные способы их преобразования в диаграммы трехосного напряженного состояния, можно построить объемные модели деформирования бетона с учетом влияния различных факторов на его деградацию. Однако эти вопросы еще требуют исследования.
В [52] разработан составной критерий прочности бетонов при различных видах трехосного напряженного состояния (трехосном сжатии, трехосном растяжении и смешанных напряженных состояниях сжатие-растяжение), которые
стыкуются на границах напряженных состояний и образуют составной критерий. Последний позволяет в широких пределах учитывать прочностные свойства различных бетонов, в том числе и установленные с учетом влияния факторов деградации.
В заключение следует отметить, что в статье представлены различные методы по учету и аналитическому описанию деградации свойств материалов железобетона вследствие коррозионных и других воздействий могут составить исходную базу для дальнейших как теоретических, так и, особенно, экспериментальных исследований, объем выполнения которых в последнее время, к сожалению, значительно сократился. Учитывая все возрастающие случаи преждевременной потери несущей способности конструкций, обусловленной недостаточной обеспеченностью ее свойств во времени эксплуатации, назрела необходимость введения в нормы проектирования железобетонных конструкций обязательных требований расчета их по новому (3-й группы) предельному состоянию - долговечности.
Литература
1. Степанова В.Ф., Фаликман В.Р. Современные проблемы обеспечения долговечности железобетонных конструкций // Пленарные доклады II Международной конференции «Бетон и железобетон - взгляд в будущее». М., 2014. С. 275-289.
2. Шилин А.А. Эффективность ремонта железобетонных конструкций инженерных сооружений //Проблемы долговечности зданий и сооружений в современном строительстве. СПб.: РИФ «Роза мира», 2007. С. 29-34.
3. Карпенко Н.И., Ярмаковский В.Н. Конструкционные бетоны новых модификаций для облегченных каркасов энергоэффективных зданий // Российский строительный комплекс. 2011. № 10. С. 122-128.
4. Александровский С.В. Долговечность наружных ограждающих конструкций. М., 2004. С. 332.
5. Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Морозов Е.А. и др. Микробиологическое разрушение материалов. М.: АСВ, 2008. С. 128.
6. Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Светлов Д.А. и др. Защита зданий и сооружений биоцидными препаратами на основе гуанидина от микробиологических повреждений. Саранск: Изд-во Мордовского ГУ, 2010. С. 160.
7. Розенталь В.К., Чехний Г.В., Мельникова А.И. Коррозия цементных материалов, вызванная воздействием грибков // Бетон и железобетон. 2000. №6. С. 23-26.
8. Алексеев С.Н. Коррозия и защита арматуры в бетонах. М.: Стройиздат, 1962.
9. Васильев А.И., Подвальный А.М. Комплексное влияние агрессивных факторов среды на коррозию арматуры в защитном слое железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. 2010. №2. С. 26-29.
10. Попов В.М., Герфанов О.А., Морозов В.И. Долговечность железобетонных конструкций в условиях Крайнего Севера //
Труды II Международной конференции «Бетон и железобетон - взгляд в будущее». М., 2014. Т. III. С. 356-366.
11. Ярмаковский В.Н. Прочностные и деформативные характеристики бетона при низких отрицательных температурах //Бетон и железобетон. 1971. №10.
12. Москвин В.М., Капкин М.М., Мазур Б.М., Савицкий А.Н., Ярмаковский В.Н. Бетон для строительства в суровых климатических условиях. Л.: Стройиздат, 1973.
13. Москвин В.М., Алексеев С.Н., Иванов Ф.М., Подвальный А.М., Ярмаковский В.Н. Повышение стойкости бетона и железобетона при воздействии агрессивных сред. М.: Стройиздат, 1975.
14. Москвин В.М. Коррозия бетона. М.: Стройиздат, 1952.
15. Москвин В.М., Капкин М.М., Мазур Б.М., Подвальный А.М. Стойкость бетона и железобетона при отрицательной температуре. М.: Стройиздат, 1967.
16. Свиридов В.Н., Малок В.Д. Оценка долговечности бетона в конструкциях морских сооружений по опыту строительства на Дальнем Востоке // Труды II Международной конференции «Бетон и железобетон - взгляд в будущее». М., 2014. Т. III. С. 388-398.
17. Lightweight Aggregate Concrete. Codes and Standards. State-of-Art. Prepared by fib Task Group TG 8.1. CEB-FIP (fib). Stuttgart, 1999.
18. Ярмаковский В.Н. О методе расчета железобетонных конструкций по долговечности // Москвин В.М. и др. Повышение стойкости бетона и железобетона при воздействии агрессивных сред. М.: Стройиздат, 1975.
19. БергО.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М.: Госстройиздат, 1961.
20. Кондращенко В.И., Ярмаковский В.Н., Гузенко Е.Н. Состояние и перспектива возведения мостов с использованием легких бетонов // Транспортное строительство. 2007. № 9. С. 8-12.
21. Петров В.П., Макридин Н.И., Ярмаковский В.Н. Пористые заполнители и легкие бетоны // Материаловедение. Технология производства. Самара, 2009.
22. Каприелов С.С., Шенфельд А.В. Модификаторы серии МБ и бетоны с высокими эксплуатационными свойствами // НИИЖБ. Технический бюллетень. 2002.
23. Каприелов С.С., ШенфельдА.В., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Новые модифицированные бетоны в конструкциях высотных зданий // II Международный форум архитектуры, строительства, реконструкции городов, строительных технологий и материалов. Москва. 11-13 ноября 2008 г. С. 29-38.
24. Патент РФ № 2421421 «Модификатор бетона и способ его получения». Ярмаковский В.Н., Торпищев Ш.К., Торпищев Ф.Ш. Гос.регистр. 20 июня 2011 г., БИ № 17 от 20.06.2011 г.
25. Europeen Code EN 206-1. Concrete. Part.1 Comment Technical Conditions. Brüssel, 2000.
26. Fib, Model Code. Desin. Washington, 2010
27. Ярмаковский В.Н. (Россия), Бремнер Т.у. (Канада).
Легкий бетон - состояние и перспективы // Пленарные доклады Международной конференции по бетону и железобетону. М.: Дипак, 2005. Т. 1. С. 65-82.
28. Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Кузнецов Е.Н., Шен-фельд А.В., Безгодов И.М. Меры ползучести высокопрочных мелкозернистых бетонов на основе МБ // Вестник Отделения строительных наук РААСН. Вып. 8. М., 2004. С. 203-214.
29. Карпенко Н.И., Андрианов А.А., Ромкин Д.С. О новом подходе к описанию меры ползучести и результатах ее экспериментальной проверки // Academia. Архитектура и строительство. 2008. № 4. С. 76-77.
30. Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Ромкин Д.С., Безгодов И.М., Андрианов А.А. Результаты исследования физико-механических и реологических характеристик высокопрочного бетона // Известия ОрелГТУ. Вып. 1/21 (553). Орел, 2009.
31. Карпенко Н.И., Травуш В.И., Каприелов С.С., Безгодов И.М., Андрианов А.А., Мишина А.В. Исследование физико-механических и реологических свойств высокопрочного сталефибробетона // Academia. Архитектура и строительство. 2013. № 1. С. 106-113.
32. Кодыш Э.Н., Никитин Н.К., Трекин Н.Н. Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям. М.: АСВ, 2011.
33. Селяев В.П., Омкин Л.М. Химическое сопротивление цементных композитов при совместном действии нагрузок и агрессивных сред. Саранск: Изд-во Мордовского ГУ, 1997.
34. Design and Control of Concrete Mixtures. The Guide to Application, Methods, and Materials. Eighth Canadian Edition. Ottawa: Cement Association of Canada, 2011.
35. Ярмаковский В.Н., Пчелкин С.И., Тябликов Ю.Е. Влияние переменного напряженного состояния бетона на морозостойкость // Москвин В.М. и др. Повышение стойкости бетона и железобетона при воздействии агрессивных сред. М.: Стройиздат, 1975.
36. Кондращенко В.И., Ярмаковский В.Н., Кесарийский А.Г. Оценка поведения легкого и тяжелого бетонов под нагрузкой методами лазерной интерферометрии // Строительные материалы. 2010. № 3. С. 13-15.
37. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984.
38. Алмазов В.О. Проектирование железобетонных конструкций по евронормам. М.: АСВ, 2011.
39. Гениев Г.А., Колчунов В.И., Клюева Н.В., Никулин А.И., Пятикрестовский К.П. Прочность и деформативность железобетонных конструкций при запроектных воздействиях. М.: АСВ, 2004.
40. Гвоздев А.А. Расчет несущей способности конструкций по методу предельного равновесия. М.: Госстройиздат, 1949.
41. Гвоздев А.А. Задачи и перспективы развития теории железобетона // Строительная механика и расчет сооружений. 1981. № 6. С. 14-17.
42. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М.: Стройиздат, 1982.
43. Ржаницин А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. М.: Стройиздат, 1978.
44. Мурашев В.И. Трещиностойкость, жесткость и прочность железобетона. М.: Стройиздат, 1950.
45. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. М.: Стройиздат, 1976.
46. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. М.: Стройиздат, 1996.
47. Карпенко Н.И., Мухамедиев Т.А., Сапожников М.А. К построению методики расчета стержневых элементов на основе диаграмм деформирования материалов // НИИЖБ. Совершенствование методов расчета статически неопределимых железобетонных конструкций. М., 1987. С. 5-23.
48. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. О диаграммной методике расчета деформаций стержневых элементов и ее частных случаях // Бетон и железобетон. 2012. № 6. С. 20-27.
49. Карпенко Н.И., Соколов Б.С., Радайкин О.В. Анализ и совершенствование криволинейных диаграмм деформирования бетона для расчета железобетонных конструкций по деформационной модели // ПГС-Промышленное и гражданское строительство. 2013. №1. С. 28-30.
50. Карпенко С.Н. О построении общего метода расчета железобетонных плоских конструкций в конечных приращениях // Бетон и железобетон. 2005. №3. С. 22-26.
51. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н., Петров А.Н., Палюви-на С.Н. Модель деформирования железобетона в приращениях и расчет балок-стенок и изгибаемых плит с трещинами. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2013.
52. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. Составной критерий прочности бетона при объемном напряженном состоянии // Труды II Международной конференции «Бетон и железобетон - взгляд в будущее». М., 2014. Т. IV. С. 156-164.
53. Берг О.Я., Щербаков Б.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М.: Изд-во литературы по строительству, 1971.
54. Санжаровский Р.С., Попеско А.И. Несущая способность железобетонных рам при коррозионных повреждениях // Известия вузов. Строительство. 1999. №10. С. 4-8.
55. Бондаренко В.М. Феноменология кинетики повреждений бетона железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивной среде // Бетон и железобетон. 2002. №2.
56. Бондаренко В.М., Клюева Н.В. К расчету сооружений, меняющих расчетную схему вследствие коррозионных повреждений // Известия вузов. Строительство. 2008. №1.
57. Бондаренко В.М. Учет энергетической и коррозионной диссипации силового сопротивления при оценке устойчивости строительных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2011. №2.
Literatura
1. Stepanova V.F., Falikman V.R. Sovremennye problemy obespecheniya dolgovechnosti zhelezobetonnyh konstruktsiy // Plenarnye doklady II Mezhdunarodnoy konferentsii
«Beton i zhelezobeton - vzglyad v budushchee». M., 2014. S. 275-289.
2. Shilin A.A. Effektivnost remonta zhelezobetonnyh konst-ruktsiy inzhenernyh sooruzheniy // Problemy dolgovechnosti zdaniy i sooruzheniy v sovremennom stroitelstve. SPb.: RIF «Roza mira», 2007. S. 29-34.
3. Karpenko N.I., Yarmakovskiy V.N. Konstruktsionnye betony novyh modifikatsiy dlya oblegchennyh karkasov energoeffek-tivnyh zdaniy // Rossiyskiy stroitelnyj kompleks. 2011. № 10. S.122-128.
4. Aleksandrovskiy S.V. Dolgovechnost naruzhnyh ograzh-dayushchih konstruktsiy. M., 2004. S. 332.
5. Erofeev V.T., Smirnov V.F., Morozov E.A. i dr. Mikrobio-logicheskoe razrushenie materialov. M.: ASV, 2008. S. 128.
6. Erofeev V.T., Smirnov V.F., Svetlov D.A. i dr. Zashchita zdaniy i sooruzheniy biotsidnymi preparatami na osnove gua-nidina ot mikrobiologicheskih povrezhdeniy. Saransk: Izd-vo Mordovskogo GU, 2010. S. 160.
7. Rozental V.K., Chehniy G.V., Melnikova A.I. Korroziya tsementnyh materialov, vyzvannaya vozdeystviem gribkov // Beton i zhelezobeton. 2000. №6. S. 23-26.
8. Alekseev S.N. Korroziya i zashchita armatury v betonah. M.: Stroyizdat, 1962.
9. Vasilev A.I., Podvalnyj A.M. Kompleksnoe vliyanie agres-sivnyh faktorov sredy na korroziyu armatury v zashchitnom sloe zhelezobetonnyh konstruktsiy // Beton i zhelezobeton. 2010. №2. S. 26-29.
10. Popov V.M., Gerfanov O.A., Morozov V.I. Dolgovechnost zhelezobetonnyh konstruktsiy v usloviyah Kraynego Severa // Trudy II Mezhdunarodnoy konferentsii «Beton i zhelezobeton - vzglyad v budushchee». M., 2014. T. III. S. 356-366.
11. Yarmakovskiy V.N. Prochnostnye i deformativnye harak-teristiki betona pri nizkih otritsatelnyh temperaturah //Beton i zhelezobeton. 1971. №10.
12. Moskvin V.M., Kapkin M.M., MazurB.M., Savitskiy A.N., Yarmakovskiy V.N. Beton dlya stroitelstva v surovyh klimaticheskih usloviyah. L.: Stroyizdat, 1973.
13. Moskvin V.M., Alekseev S.N., Ivanov F.M., Podvalnyj A.M., Yarmakovskiy V.N. Povyshenie stoykosti betona i zhelezobetona pri vozdeystvii agressivnyh sred. M.: Stroyizdat, 1975.
14. Moskvin V.M. Korroziya betona. M.: Stroyizdat, 1952.
15. Moskvin V.M., Kapkin M.M., Mazur B.M., Podvalnyj A.M. Stoykost betona i zhelezobetona pri otritsatelnoy temperature. M.: Stroyizdat, 1967.
16. Sviridov V.N., Malok V.D. Otsenka dolgovechnosti betona v konstruktsiyah morskih sooruzheniy po opytu stroitelstva na Dalnem Vostoke // Trudy II Mezhdunarodnoy konferentsii «Beton i zhelezobeton - vzglyad v budushchee». M., 2014. T. III. S.388-398.
18. Yarmakovskiy V.N. O metode rascheta zhelezobetonnyh konstruktsiy po dolgovechnosti // Moskvin V.M. i dr. Povyshenie stoykosti betona i zhelezobetona pri vozdeystvii agressivnyh sred. M.: Stroyizdat, 1975.
19. Berg O.Ya. Fizicheskie osnovy teorii prochnosti betona i zhelezobetona. M.: Gosstroyizdat, 1961.
20. Kondrashchenko V.I., Yarmakovskiy V.N., Guzenko E.N. Sostoyanie i perspektiva vozvedeniya mostov s ispolzovaniem legkih betonov // Transportnoe stroitelstvo. 2007. № 9. S. 8-12.
21. Petrov V.P., Makridin N.I., Yarmakovskiy V.N. Poristye zapolniteli i legkie betony // Materialovedenie. Tehnologiya proizvodstva. Samara, 2009.
22. Kaprielov S.S., Shenfeld A.V. Modifikatory serii MB i betony s vysokimi ekspluatatsionnymi svoystvami // NIIZhB. Tehnicheskiy byulleten. 2002.
23. Kaprielov S.S., Shenfeld A.V., Kardumyan G.S., Kiseleva Yu.A., Prigozhenko O.V. Novye modifitsirovannye betony v konstruktsiyah vysotnyh zdaniy // II Mezhdunarodnyj forum arhitek-tury, stroitelstva, rekonstruktsii gorodov, stroitelnyh tehnologiy i materialov. Moskva. 11-13 noyabrya 2008 g. S. 29-38.
24. Patent RF № 2421421 «Modifikator betona i sposob ego polucheniya». Yarmakovskiy V.N., Torpischev Sh.K., Torpischev F.Sh. Gos.registr. 20 iyunya 2011 g., BI № 17 ot 20.06.2011 g.
27. Yarmakovskij V.N. (Rossiya), Bremner N.U. (Kanada). Legkiy beton - sostoyanie i perspektivy // Plenarnye doklady Mezhdunarodnoy konferentsii po betonu i zhelezobetonu. M.: Dipak, 2005. T. 1. S. 65-82.
28. Karpenko N.I., Kaprielov S.S., Kuznetsov E.N., Shenfeld A.V., Bezgodov I.M. Mery polzuchesti vysokoprochnyh melko-zernistyh betonov na osnove MB // Vestnik Otdeleniya stroitelnyh nauk RAASN. Vyp. 8. M., 2004. S. 203-214.
29. Karpenko N.I., Andrianov A.A., Romkin D.S. 0 novom podhode k opisaniyu mery polzuchesti i rezultatah ee eksperi-mentalnoy proverki // Academia. Arhitektura i stroitelstvo. 2008. № 4. S. 76-77.
30. Karpenko N.I., Kaprielov S.S., Romkin D.S., Bezgodov I.M., Andrianov A.A. Rezultaty issledovaniya fiziko-mehanicheskih i reologicheskih harakteristik vysokoprochnogo betona // Izvestiya OrelGTU. Vyp.1/21 (553). Orel, 2009.
31. Karpenko N.I., Travush V.I., Kaprielov S.S., BezgodovI.M., Andrianov A.A., Mishina A.V. Issledovanie fiziko-mehanicheskih i reologicheskih svoystv vysokoprochnogo stalefibrobetona // Academia. Arhitektura i stroitelstvo. 2013. № 1. S. 106-113.
32. Kodysh E.N., Nikitin N.K., Trekin N.N. Raschet zhelezobetonnyh konstruktsiy iz tyazhelogo betona po prochnosti, treshchinostoykosti i deformatsiyam. M.: ASV, 2011.
33. Selyaev V.P., Omkin L.M. Himicheskoe soprotivlenie tsementnyh kompozitov pri sovmestnom deystvii nagruzok i agressivnyh sred. Saransk: Izd-vo Mordovskogo GU, 1997.
35. Yarmakovskiy V.N., Pchelkin S.I., Tyablikov Yu.E. Vliyanie peremennogo napryazhennogo sostoyaniya betona na morozo-stoykost // Moskvin V.M. i dr. Povyshenie stoykosti betona i zhelezobetona pri vozdeystvii agressivnyh sred. M.: Stroyizdat, 1975.
36. Kondrashchenko V.I., Yarmakovskiy V.N., KesariyskiyA.G. Otsenka povedeniya legkogo i tyazhelogo betonov pod nagruz-koy metodami lazernoy interferometrii // Stroitelnye materialy. 2010. № 3. S. 13-15.
37. Bolotin V.V. Prognozirovanie resursa mashin i kon-struktsiy. M.: Mashinostroenie, 1984.
38. Almazov V.O. Proektirovanie zhelezobetonnyh kon-struktsiy po evronormam. M.: ASV, 2011.
39. Geniev G.A., Kolchunov V.I., Klyueva N.V., Nikulin A.I., Pyatikrestovskiy K.P. Prochnost i deformativnost zhelezobetonnyh konstruktsiy pri zaproektnyh vozdeystviyah. M.: ASV, 2004. S. 215.
40. Gvozdev A.A. Raschet nesushchey sposobnosti konstruktsiy po metodu predelnogo ravnovesiya. M.: Gosstroyizdat, 1949.
41. Gvozdev A.A. Zadachi i perspektivy razvitiya teorii zhe-lezobetona // Stroitelnaya mehanika i raschet sooruzheniy. 1981. №6. S. 14-17.
42. Bolotin V.V. Metody teorii veroyatnostey i teorii nadezh-nosti v raschetah sooruzheniy. M.: Stroyizdat, 1982.
43. Rzhanitsin A.R. Teoriya rascheta stroitelnyh konstruktsiy na nadezhnost. M.: Stroyizdat, 1978.
44. Murashev V.I. Treshchinostoykost, zhestkost i prochnost zhelezobetona. M.: Stroyizdat, 1950.
45. Karpenko N.I. Teoriya deformirovaniya zhelezobetona s treshchinami. M.: Stroyizdat, 1976.
46. Karpenko N.I. Obshchie modeli mehaniki zhelezobetona. M.: Stroyizdat, 1996.
47. Karpenko N.I., Muhamediev T.A., Sapozhnikov M.A. K postroeniyu metodiki rascheta sterzhnevyh elementov na osnove diagramm deformirovaniya materialov // NIIZhB. Sover-shenstvovanie metodov rascheta staticheski neopredelimyh zhelezobetonnyh konstruktsiy. M., 1987. S. 5-23.
48. Karpenko N.I., Karpenko S.N. O diagrammnoy metodike rascheta deformatsiy sterzhnevyh elementov i ee chastnyh sluchayah // Beton i zhelezobeton. 2012. № 6. S. 20-27.
49. Karpenko N.I., SokolovB.S., Radaykin O.V. Analiz i sover-shenstvovanie krivolineynyh diagramm deformirovaniya betona dlya rascheta zhelezobetonnyh konstruktsiy po deformatsion-noy modeli // PGS-Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitelstvo. 2013. №1. S. 28-30.
50. Karpenko S.N. O postroenii obshchego metoda rascheta zhelezobetonnyh ploskih konstruktsiy v konechnyh prirash-cheniyah // Beton i zhelezobeton. 2005. №3. S. 22-26.
51. Karpenko N.I., Karpenko S.N., Petrov A.N., Palyuvina S.N. Model deformirovaniya zhelezobetona v prirashcheniyah i raschet balok-stenok i izgibaemyh plit s treshchinami. Petrozavodsk: Izd-vo PetrGU, 2013.
52. Karpenko N.I., Karpenko S.N. Sostavnoy kriteriy proch-nosti betona pri obemnom napryazhennom sostoyanii // Trudy II Mezhdunarodnoy konferentsii «Beton i zhelezobeton - vzglyad v budushchee». M., 2014. T. IV. S. 156-164.
53. BergO.Ya., ScherbakovB.N., Pisanko G.N. Vysokoprochnyj beton. M.: Izd-vo literatury po stroitelstvu, 1971.
54. Sanzharovskiy R.S., Popesko A.I. Nesushchaya sposob-nost zhelezobetonnyh ram pri korrozionnyh povrezhdeniyah // Izvestiya vuzov. Stroitelstvo. 1999. №10. S. 4-8.
55. Bondarenko V.M. Fenomenologiya kinetiki povrezhdeniy betona zhelezobetonnyh konstruktsiy, ekspluatiruyushchihsya v agressivnoy srede // Beton i zhelezobeton. 2002. №2.
56. Bondarenko V.M., Klyueva N.V. K raschetu sooruzheniy, menyayushchih raschetnuyu shemu vsledstvie korrozionnyh povrezhdeniy // Izvestiya vuzov. Stroitelstvo. 2008. №1.
57. Bondarenko V.M. Uchet energeticheskoy i korrozionnoy dissipatsii silovogo soprotivleniya pri otsenke ustoychivo-sti stroitelnyh konstruktsij // Stroitelnaya mehanika i raschet sooruzheniy. 2011. №2.
The Modern Methods for Ensuring of the Reinforced
Concrete Structures Durability. By N.I.Karpenko, S.N.Kar-
penko, V.N.Yarmakovsky, V.T.Yerofeev
The article presents the analysis of modern methods for ensuring the durability of reinforced concrete structures when exposed to aggressive environments. The problem of durability of reinforced concrete structures linked here with the modern methods of design. An analysis of the existing theoretical models of calculation of reinforced concrete structures was presented. Given the increasing cases of premature loss of carrying capacity of reinforced concrete structures, due to lack of security properties in the period of exploitation. The authors draw the conclusion about the necessity of introduction mandatory requirements of calculation of the new durability limiting state (3rd group) into the cordes of reinforced concrete structure design.
Ключевые слова: железобетонные конструкции, теоретические модели, методы расчета и проектирования, агрессивная среда, долговечность, метод расчета железобетонных конструкций по долговечности.
Key words: reinforced concrete structures, theoretical models, methods for the calculation and design, aggressive environment, durability, method for the calculation of reinforced concrete structures by the durability.
