Результаты экспериментальных исследований железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные строительные швы, усиленных внешним армированием из углеродного волокна Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 626/691.328:620.1 DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1067-1079

Результаты экспериментальных исследований железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные строительные швы, усиленных внешним армированием

из углеродного волокна

О.Д. Рубин1, С.Е. Лисичкин2, К.Е. Фролов3

1АО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (АО «НИИЭС»), 125362, г. Москва, Строительный пр., 7А, а/я 393;

2ООО «Инженерный центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике» (ООО «ИЦ СКТЭ»),

125362, г. Москва, ул. Свободы, д. 35;

3ПАО «Федеральная гидрогенерирующая компания — РусГидро» (ПАО «РусГидро»), 117393, г. Москва, ул. Архитектора Власова, д. 51

АННОТАЦИЯ: обосновано применение усиления железобетонных конструкций ГТС внешним армированием из углеродного волокна. Проведены экспериментальные исследования моделей характерных конструкций гидротехнических сооружений, в том числе имеющих межблочные строительные швы. Испытаны модели балочного типа из бетона класса В15 с процентом армирования 0,39 % и из бетона класса В25 с процентом армирования 0,83 % под действием изгибающего момента. Модели фрагментов железобетонных конструкций гидротехнических сооружений < п из бетона класса В15 с процентом армирования 0,445 % и из бетона класса В25 с процентом армирования 0,7 % $ С испытаны на действие центрального растяжения. Железобетонные модели балочного типа усиливались внешним

t о

is

армированием из углеродных лент типа FibArm 530/300. Модели фрагментов ГТС усиливались внешним армирова- к и

X

нием из углеродных лент типа FibArm Tape 530/300 и из углеродных композитных ламелей типа FibArm Lamel 12/50 Железобетонные модели балочного типа усиливались углеродными лентами (продольными лентами на нижней рас- О тянутой грани и поперечными лентами в пролетной и опорной зонах). Модели фрагментов железобетонных кон- U О струкций ГТС усиливались углеродными лентами и углеродными композитными ламелями, направленными вдоль действия продольного растягивающего усилия. Результаты экспериментальных исследований показали значительное увеличение прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений за счет их усиления посредством о внешнего армирования из углеродного волокна, а также позволили выявить особый характер трещинообразования

cd cd

обусловленный наличием межблочных строительных швов. i со

Предмет исследования: железобетонные конструкции ГТС (при наличии в них межблочных строительных швов), <о ^

CD ^

усиленные внешним армированием из углеродного волокна.

Цели: экспериментальное обоснование применения внешнего армирования из углеродного волокна для усиления M 7

железобетонных конструкций ГТС. о 0

Материалы и методы: железобетонные модели изготавливались из обычного тяжелого бетона классов В15 и В25 О з

и арматуры класса А500С. Внешнее армирование выполнялось из углеродных лент типа FibArm Tape 530/300 и g сл

FibArm Lamel12/50. Экспериментальные исследования проводились на основе физического моделирования харак- corr

терных железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные строительные швы. При этом модели балочного t t

типа из бетона класса В15 с процентом армирования 0,39 % и из бетона класса В25 с процентом армирования 0,83 % UI были испытаны на действие изгибающего момента. Модели фрагментов железобетонных конструкций ГТС из бетона класса В15 с процентом армирования 0,445 % и из бетона В25 с процентом армирования 0,7 % были испытаны

на действие центрального растяжения. Опытные модели оснащались контрольно-измерительной аппаратурой для О з

определения величин прогибов, деформаций бетона и элементов усиления моделей, ширины раскрытия трещин и С g

межблочных швов. С 6

Результаты: получено повышение прочности железобетонных конструкций ГТС (в 1,47-2,34 раза) при действии из- V 0

гибающего момента и центрального растяжения за счет их усиления внешним армированием из углеродного волокна. = ((

Выводы: на основе полученных экспериментальных данных о повышении прочности железобетонных конструкций 0 О

ГТС (в 1,47-2,34 раза) за счет усиления углеродными композитными лентами и углеродными композитными ламе- О. о

лями обосновано применение внешнего армирования из углеродных лент и ламелей при действии изгибающего cd )

момента и центрального растяжения. Зафиксирован особый характер трещинообразования, обусловленный нали- о

чием межблочных швов, изучение которого позволяет управлять процессами реализации технических решений при с усилении, ремонте, реконструкции железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: железобетонные конструкции ГТС, межблочные строительные швы, внешнее армирование с g

из углеродного волокна, экспериментальные исследования, изгибающий момент, центральное растяжение 3 j,

• w

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Фролов К.Е. Результаты экспериментальных исследований w И

железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные строительные швы, усиленных внешним армированием из ^ ^

углеродного волокна // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 9. С. 1067-1079. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1067-1079 с с

w •

2 2

© О.Д. Рубин, С.Е. Лисичкин, К.Е. Фролов, 2018

1067

со во

The results of the experimental studies of reinforced concrete structures of hydraulic structures with interconnect construction joints, reinforced by external reinforcement of carbon fiber

Oleg D. Rubin1, Sergey E. Lisichkin2, Kirill E. Frolov3

1 Scientific Research Institute of Energy Structures (Open Joint-stock Company), 7a Construction travel, Moscow, 125362, Russian Federation; 2 Engineering Center of Structures, Constructions and Technologies in Power Engineering (LimitedLiability Company), 35 Freedom st., Moscow, 125364, Russian Federation 3 Public Joint-Stock Company Federal Hydro-Generating Company - RusHydro (PJSC «RusHydro»), 51 Architect Vlasov st., Moscow, 117393, Russian Federation

ABSTRACT: for the purposes of experimental validation of application of external reinforcement of carbon fiber to reinforce reinforced concrete structures of hydraulic structures the experimental models of typical structures of hydraulic structures with inter-block construction joints were tested. At the same time, beam-type models of concrete of class B15 with a reinforcement percentage of 0.39 % and concrete of class B25 with a reinforcement percentage of 0.83 % were tested for the effect of bending moment. The models of fragments of reinforced concrete structures of hydraulic structures of concrete class B15 with a reinforcement percentage of 0.445 % and concrete B25 with a reinforcement percentage of 0.7 % were tested for central extension. Reinforced concrete beam-type models were reinforced with external reinforcement of carbon tapes of the type FibArm 530/300. Models of hydraulic structures fragments were reinforced by external reinforcement from carbon tapes of the type FibArm Tape 530/300 and from carbon composite lamellae of the type FibArm Lamel 12/50. The reinforced concrete beam-type models were reinforced with carbon strips (longitudinal bands on the lower stretched face and transverse belts in the span and supporting zones). The models of fragments of reinforced concrete structures of hydraulic structures were reinforced with carbon strips and carbon composite slats directed along the action of longitudinal tensile force. The

2 , results of experimental studies showed a significant increase in the strength of reinforced concrete structures of hydraulic

structures due to their reinforcement by external reinforcement of carbon fiber, and also revealed a special character of the O g crack formation due to the presence of inter-block construction joints.

j? Subject of the research: the subject of the study: reinforced concrete structures of hydraulic structures (with interblock

2 — construction joints), reinforced with external reinforcement of carbon fiber.

(0 $2 Materials and methods: reinforced concrete models were made from ordinary heavy-weight concrete of classes B15

w q and B25 and reinforcement of A500C class. The outer reinforcement was made of carbon tapes of the type FibArm Tape

530/300 and FibArm Lamel12 / 50. Experimental studies were carried out on the basis of physical modeling of characteristic O J2 reinforced concrete structures of hydraulic structures with interblock building joints. In this model, the beam type of concrete

class B15 with a percentage of reinforcement of 0.39 % and of concrete class B25 with a percentage of reinforcement 0.83 % were tested for the action of bending moment. Models of fragments of reinforced concrete structures of hydraulic structures c from concrete class B15 with a reinforcement percentage of 0.445 % and of concrete B25 with a reinforcement percentage

^ of 0.7 % were tested for the effect of central stretching. Experimental models were equipped with control and measuring

® ^ equipment for determining the values of deflections, deformations of concrete and reinforcement elements of models, crack

ll ot opening width and interblock joints.

O lu Results: in the course of experimental studies, a significant increase in the strength of reinforced concrete structures of the

o ^ hydraulic structures (in 1.47-2.34 times) was obtained under the action of the bending moment and the central extension

co O due to their reinforcement by external reinforcement from the carbon fiber.

^ o Conclusions: based on the obtained experimental data on the significant increase in the strength of reinforced concrete

° structures of hydraulic structures (by 1.47-2.34 times) due to reinforcement by carbon composite tapes and carbon com-

£ posite lamella, the substantiation of the use of external reinforcement from carbon bands and lamellas under the action of

^ > a bending moment and central extension. Also, a special type of cracking was observed, due to the presence of interblock

OT 3 joints, the study of which allows controlling the implementation of technical solutions for reinforcing, repairing, reconstructing

i;- <d reinforced concrete structures of hydraulic structures.

KEY WORDS: reinforced concrete structures of hydraulic structures, inter-block construction joints, external reinforcement

o of carbon fiber, experimental research, bending moment, central extension

05 ™

o g

r-L ^ FOR CITATION: Rubin O.D., Lisichkin S.E., Frolov K.E. Rezul'taty eksperimental'nykh issledovaniy zhelezobetonnykh

a? konstruktsiy GTS, imeyushchikh mezhblochnye stroitel'nye shvy, usilennykh vneshnim armirovaniem iz uglerodnogo volokna

^ oi [The results of the experimental studies of reinforced concrete structures of hydraulic structures with interconnect construction

OT c joints, reinforced by external reinforcement of carbon fiber]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil

22 ^ Engineering]. 2018, vol. 13, issue 9, pp. 1067-1079. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.9.1067-1079

<D ■8

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы широкое применение получило усиление железобетонных конструкций промышленного и гражданского назначения внешним армированием на основе углеродного волокна [1-3]. В гидротехническом строительстве есть лишь отдельные примеры применения внешнего армирования из углеродного волокна.

Потребовалось проведение экспериментального обоснования использования углеродных композитных лент и углеродных композитных ламелей в качестве внешнего армирования при усилении железобетонных конструкций ГТС.

Для экспериментальных исследований были приняты характерные типы железобетонных конструкций ГТС, в том числе, имеющих межблочные строительные швы. При этом для моделирования принимались нагрузки в виде изгибающего момента с поперечной силой и растяжением.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для испытаний на действие изгибающего момента с поперечной силой была изготовлена серия из трех железобетонных моделей балочного типа Б-И15-2.1, Б-И15-2.2 и Б-И25-1.1 (длиной 215 см, высотой 30 см, шириной 15 см), каждая с двумя вертикальными (на расстоянии 42,5 см от торцов) и одним горизонтальным (на расстояниях, соответственно, 9,7 и 11 см от верхней грани) межблочными швами.

Две балки Б-И15-2.1 и Б-И15-2.2 изготавливались из бетона класса В15 с рабочим продольным армированием из двух стержней диаметром 10 мм класса А500С (процент армирования 0,39 %); третья балка Б-И25-1.1 — из бетона класса В25 с рабочим продольным армированием из трех стержней диаметром 12 мм класса А500С (процент армирования 0,83 %). Поперечная рабочая арматура выполнялась из стержней диаметром 8 мм класса А500С на участке между опорой и вертикальным швом, таким образом, чтобы участок между силой и вертикальным швом не имел поперечной арматуры.

Конструкция железобетонных моделей балочного типа (включая схемы армирования) представлена на рис. 1.

При проведении экспериментальных исследований был учтен отечественный и зарубежный опыт физического моделирования железобетонных конструкций, усиленных внешним армированием на основе применения композитных материалов [4-26].

Для экспериментальных исследований на действие центрального растяжения были изготовлены две серии из шести железобетонных моделей (высотой 60 см, шириной 30 см, толщиной 15 см) фрагментов ГТС с горизонтальным межблочным швом посередине высоты.

Одна серия из шести моделей (две модели-близнецы без усиления; две модели-близнецы, усиленные углеродными композитными лентами; две модели-близнецы, усиленные углеродными композитными ламелями) изготавливалась из бетона класса В15 с рабочим вертикальным армированием из четырех стержней диаметром 8 мм класса А500С (процент армирования 0,445 %); другая серия из шести моделей (две модели-близнецы без усиления; две модели-близнецы, усиленные углеродными композитными лентами; две модели-близнецы, усиленные углеродными композитными ламелями) изготавливалась из бетона класса В25 с рабочим вертикальным армированием из четырех стержней диаметром 10 мм класса А500С (процент армирования 0,70 %).

Конструкция железобетонных моделей фрагментов ГТС (включая схемы армирования) представлена на рис. 2-4.

Модели балочного типа усиливались внешним армированием из углеродных лент типа FibArm 530/300, в том числе:

• лента шириной 150 мм наклеивалась на нижней растянутой грани опытных балок в два слоя;

• для анкеровки продольной внешней арматуры у торцов балок наклеивались поперечные хомуты шириной 150 мм;

• для усиления горизонтального шва на среднем участке моделей наклеивались поперечные хомуты в количестве 3-х штук равномерно с шагом 250 мм;

• для усиления участка среза между опорой и силой наклеивались поперечные хомуты в соответствии со схемами, представленными на рис. 5.

Схемы усиления опытных балок углеродными композитными лентами представлены на рис. 5, 6.

Модели фрагментов ГТС усиливались внешним армированием из углеродных композитных лент типа FibArm Tape 530/300 и из углеродных композитных ламелей типа FibArm Lamel 12/50.

При усилении углеродными композитными лентами на противоположные вертикальные грани (шириной 300 мм) вертикально наклеивались углеродные ленты шириной 300 мм и длиной 600 мм в два слоя, которые у верхнего и нижнего торцов ан-керовались поперечными хомутами из углеродных лент шириной 100 мм в два слоя.

При усилении углеродными композитными ла-мелями на противоположные вертикальные грани (шириной 300 мм) вертикально наклеивались по две параллельные углеродные композитные ламели шириной 50 мм, длиной 600 мм и толщиной 1,2 мм, которые у верхнего и нижнего торцов анкеровались поперечными хомутами из углеродных лент шириной 100 мм в два слоя.

При проведении экспериментальных исследований моделей балочных конструкций ГТС (Б-И15-2.1, Б-И15-2.2, Б-И25-1.1) на действие изгибающего

e е

(D (D t О i

G Г Uo

с У

(о сл

CD CD 7

О 3 о

С (

СО "О a i

О с о

С й >< о

а -

CD О СП

О О

00

1 i О

cd cd cd

f!

• w

w Ы s □

s у с о w •

22 о о

л -А

00 00

«О во

г г

О о

сч сч

СП СП * (V U 3 > (Л С (Л 2 "" (0 (0

(О

ш

ф ф

CZ С ^

О ш

о ^ о

со О

СО ч-

4 °

о со

ГМ £

от

га

CL ОТ

« I

со О

О) "

О)

Z от ОТ £= ОТ ТЗ — Ф Ф О О

г: <л ■8

О (О

Рис. 1. Конструкция моделей балочного типа со схемами армирования: а — Б-И15-2.1; b — Б-И15-2.2; c — Б-И25-1.1 Fig. 1. Construction of beam-type models with reinforcement schemes: a — B-I15-2.1; b — B-I15-2.2; c — B-I25-1.1

момента были получены следующие основные результаты.

Во всех опытных балках был зафиксирован особый характер трещинообразования, который заключался в раскрытии вертикальных межблочных швов со стороны нижней растянутой грани и последующим продвижением трещин горизонтально по шву в направлении действия силы. Вблизи силы трещины выклинивались наклонно вверх или вертикально.

Полученные результаты, в том числе максимальные значения разрушающего изгибающего момента (в сопоставлении с максимальными значениями изгибающего момента в моделях без межблочных швов и без усиления), прогибов в центре пролетов, ширины раскрытия вертикальных трещин в средней части пролетов, ширины раскрытия вертикальных межблочных швов, приведены в табл. 1.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что прочность моделей балочного

Рис. 2. Конструкция моделей фрагментов ГТС со схемами армирования: а — из бетона В15, процент армирования 0,445 %; b — из бетона В25, процент армирования 0,7 %; 1 — 408 А500С; 2 — 4010 А500С; 3 — 06 А500С; 4 — межблочный шов Fig. 2. Construction of models of hydraulic structures fragments with reinforcement schemes: a — of concrete B15, the percentage of reinforcement 0.445 %; b — of concrete B25, percentage of reinforcement 0.7 %; 1 — 408 А500С; 2 — 4010 А500С; 3 — 06 А500С; 4 — interblock joint

Рис. 3. Вид модели фрагмента ГТС, усиленной углеродными композитными лентами

Fig. 3. The view of the model of the hydraulic structures fragment reinforced with carbon composite tapes

e е

<D (D t О

Î.Ï

ki

Рис. 4. Вид модели фрагмента ГТС, усиленной углеродными композитными ламелями

Fig. 4. The view of the model of the hydraulic structures fragment reinforced with carbon composite lamellae

<0 <0

to to о о

«О во

г г

О о

сч сч

СП СП * (V U 3 > (Л С И

m и li

ф

ф ф

CZ С

1= ¥

О ш

о ^ о

со О

СО ч-

4 °

о со

гм £

от

га

CL от

« I

со О

О) "

О)

"о

Z от ОТ £= ОТ ТЗ — Ф Ф О О

Рис. 5. Схемы усиления моделей балочного типа углеродными композитными лентами: 1 — межблочные швы; 2 — углеродная лента шириной 150 мм (2 слоя); 3 — анкерующие хомуты из углеродной ленты шириной 150 мм; 4 — хомуты из углеродной ленты шириной 50 мм; 5 — хомуты из углеродной ленты в пролете среза

Fig. 5. Schemes of amplification of beam type models with carbon composite tapes: 1 — interblock joints; 2 — carbon tape with a width of 150 mm (2 layers); 3 — anchoring clamps made of carbon tape with a width of 150 mm; 4 — clamps from carbon tape with a width of 50 mm; 5 — clamps from carbon tape in the shear span

С w ■8

il

О (0

Рис. 6. Вид моделей балочного типа, усиленных углеродными композитными лентами

Fig. 6. The view of the beam type models reinforced with carbon composite tapes со ю

Табл. 1. Результаты экспериментальных исследований моделей балочного типа на действие изгибающего момента Table 1. Results of experimental studies of beam-type models on the action of a bending moment

Наименова- Экспериментальное Экспериментальное М / m Экспери- Эксперимен- Эксперимен-

ние моделей значение разрушаю- значение разрушаю- ментальный тальная макси- тальная макси-

балочного щего изгибающего щего изгибающего макси-маль- мальная шири- мальная ширина

типа / момента в моделях момента в усилен- ный прогиб на раскрытия раскрытия

Name of без швов и без уси- ных моделях, име- в центре верти-кальных вертикальных

beam type ления, m (кН-м) / ющих межблочные пролета, трещин, мм / межблочных

models Experimental value швы М, кН-м / мм / Experimental швов, мм /

of breaking bending Experimental value of Experimental peak widths Experimental

moment in models the breaking bending maximum of the vertical maximum opening

without joints and moment in the rein- bending in cracks, mm width of vertical

without reinforced, m forced models having the center interblock joints,

(k№m) interblock joints M, of the span, mm

k№m mm

Б-И15-2.1/ 22,44/ 32,82/ 1,46/ 12,4/ 0,28/ 0,4/

B-I15-2.1 22.44 32.82 1.46 12.4 0.28 0.4

Б-И15-2.2/ 22,44/ 26,25/ 1,17/ 11,5/ 0,18/ 0,37/

B-I15-2.2 22.44 26.25 1.17 11.5 0.18 0.37

Б-И25-1.1/ 43,52/ 98,44/ 2,26/ 22,7/ 0,58/ 0,67/

B-I25-1.1 43.52 98.44 2.26 22.7 0.58 0.67

со со

г г О О

СЧ СЧ

СП СП К (V U 3 > (Л С (Л 2 "" 00 M

(О

ш

г

ф

ф ф

CZ £

ÏZ ™

О и]

о ^ о

со О

СО ч_

о со ГМ

типа, имеющих межблочные швы (понижающие прочность конструкций), за счет усиления композитными материалами, оказалась выше прочности аналогичных моделей без швов и без усиления.

При исследовании моделей железобетонных фрагментов конструкций ГТС (серии из бетона В15 с армированием 0,445 % и серии из бетона В25 с армированием 0,7 %) на действие центрального растяжения были получены основные результаты в виде значений разрушающих растягивающих усилий, представленные в табл. 2 (в сопоставлении с расчетными разрушающими усилиями для контрольных моделей без усиления).

ВЫВОДЫ

от

га

ÛL ОТ

« I

со О

О) "

СП ? °

ОТ с

ОТ ТЗ — ф

ф

о о

В результате экспериментальных исследований были получены данные о существенном повышении прочности железобетонных конструкций ГТС (в 1,17-2,35 раза) за счет усиления углеродными композитными лентами и углеродными композитными ламелями.

При этом повышение прочности моделей балочного типа железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные швы (усиленных углеродными композитными лентами), при действии изгибающего момента составило от 1,17 до 2,26 раза.

Результаты проведенных исследований показали, что за счет усиления композитными материалами, прочность моделей железобетонных конструкций ГТС, имеющих межблочные швы, оказалась выше прочности аналогичных моделей без швов и без усиления.

Повышение прочности моделей фрагментов ГТС (усиленных углеродными композитными лентами и углеродными композитными ламелями) при действии центрального растяжения составило от 1,27 до 2,35 раза.

Также был зафиксирован особый характер тре-щинообразования, обусловленный наличием межблочных швов, изучение которого позволяет управлять процессами реализации технических решений при усилении, ремонте, реконструкции железобетонных конструкций гидротехнических сооружений.

С w

M iï

ïl

О (0

Табл. 2. Результаты экспериментальных исследований моделей фрагментов ГТС на действие центрального растяжения Table 2. Results of experimental studies of models of hydraulic structures fragments on the effect of central extension

Наименование моделей

фрагментов ГТС / Name of models of fragments of of the hydraulic structures

Расчетное значение предельного растягивающего усилия без учета усиления Р , кН / ated value of the maximum tensile force without reinforcement P ,, kN

_calc_

Экспериментальное значение разрушающего растягивающего усилия Р ,кН /

J эксп'

The experimental value of the breaking tensile stress P , kN

exp'

Р / Р /

эксп расч

P / P ,

exp calc

Серия В15, процент армирования 0,445 % / Series B15, the percentage of reinforcement 0.445 %

П-Р15-3 / Без усиления/ 100,5/ 102,5/ 1,02/

P-P15-3 Without 100.5 102.5 1.02

reinforcement

П-Р15-4 / Без усиления/ 100,5/ 105,0/ 1,04/

P-P15-4 Without 100.5 105.0 1.04

reinforcement

П-Р15-1/ Усиление 100,5/ 200,0/ 1,99/

P-P15-1 лентами / 100.5 200.0 1.99

Reinforcement

by tapes

П-Р15-2 / Усиление 100,5/ 236,5/ 2,35/

P-P15-2 лентами / 100.5 236.5 2.35

Reinforcement

by tapes

П-Р15-5 / Усиление 100,5/ 171,5/ 1,71/

P-P15-5 ламелями / 100.5 171.5 1.71

Reinforcement

by lamellae

П-Р15-6 / Усиление 100,5/ 181,3/ 1,80/

P-P15-6 ламелями / 100.5 181.3 1.80

Reinforcement

by lamellae

Серия В25, процент армирования 0,7 % /

Series B25, the reinforcement ratio of 0.7 %

П-Р25-3 / Без усиления/ 157,0/ 180,0/ 1,15/

P- Р25-3 Without 157.0 180.0 1.15

reinforcement

П-Р25-3 / Без усиления/ 157,0/ 180,0/ 1,15/

P-P25-3 Without 157.0 180.0 1.15

reinforcement

П-Р25-3 / Усиление 157,0/ 290,0/ 1,85/

P-P25-3 лентами / 157.0 290.0 1.85

Reinforcement

by tape

П-Р25-3 / Усиление 157,0/ 295,0/ 1,88/

P-P25-3 лентами / 157.0 295.0 1.88

Reinforcement

by tapes

П-Р25-3 / Усиление 157,0/ 200,0/ 1,27/

P-P25-3 ламелями / 157.0 200.0 1.27

Reinforcement

by lamellae

П-Р25-3 / Усиление 157,0/ 260,0/ 1,66/

P-P25-3 ламелями / 157.0 260.0 1.66

Reinforcement

by lamellae

<0 (0

10 10 о о

ЛИТЕРАТУРА

1. Сердюк А.И., Чернявский В.Л. Опыт усиления строительных конструкций композиционными материалами при реконструкции Баксанской ГЭС // Гидротехника. 2013. № 3 (32). C. 115-117.

2. Чернявский В.Л. Система ремонта и усиления строительных конструкций // Гидротехника. 2010. № 4 (21) - 2011. № 1 (22). С. 60-63.

3. Козырев Д.В., Симохин А.С., Чернявский В.Л., Осьмак П.П. Ремонт участков напорного коллектора композитными материалами // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2009. № 9. С. 2-5.

4. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Балагуров В.Б., Александров А.В. Новая технология ремонта ГТС посредством армирования композитными материалами // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. 2016. Т. 280. C. 3-9.

5. Александров А.В., Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Балагуров В.Б. Расчетное обоснование и технические

S гч решения по усилению железобетонных конструк-еп сп ций ГЭС (ГАЭС), имеющих трещины различного ¡J ® направления, при действии комплекса нагрузок // с $ Строительная механика инженерных конструкций

3 ^ и сооружений. 2014. № 6. С. 50-54.

6. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Фролов К.Е. Ц £ Результаты экспериментальных исследований же-о -Ц лезобетонных конструкций гидротехнических со-

¡> оружений, усиленных углеродными лентами, при ст действии изгибающего момента // Строительная '== механика инженерных конструкций и сооружений. | | 2016. № 6. C. 58-63.

^ £= 7. Рубин О.Д., Лисичкин С.Е., Фролов К.Е. Ме-

о = тодика расчета на прочность нормальных сечений § о железобетонных конструкций гидротехнических

СО ч-

4 о сооружений, усиленных внешним армированием на

5 основе углеродных материалов // Вестник Россий-z g ского университета дружбы народов. Сер. : Инже-от i= нерные исследования. 2017. Т. 18. № 1. С. 20-28. £? ф DOI: 10.22363/2312-8143-2017-18-1-20-28.

8. Zhou Y., Gou M., Zhang F., Zhang S., Wang D.

ю S Reinforced concrete beams strengthened with carbon

со о

g ^ fiber reinforced polymer by friction hybrid bond tech-n- J nique: Experimental investigation // Materials and Deli о sign. 2013. Vol. 50. Pp. 130-139. DOI: 10.1016/j.mat-z S des.2013.02.089.

CO £

от тз 9. Akbarzadeh H., Maghsoudi A.A. Experimental

g and analytical investigation of reinforced high strength

£ concrete continuous beams strengthened with fiber

^ • reinforced polymer // Materials and Design. 2010.

« W Vol. 31. Issue 3, pp. 1130-1147. DOI: 10.1016/j.mat-

E | des.2009.09.041.

| ^ 10. Wu Y.-F., Lu J. Preventing debonding at ¡E J the steel to concrete interface through strain locales Ф ization // Composites Part B: Engineering. 2013. HQ >

Vol. 45. Issue 1. Pp. 1061-1070. DOI: 10.1016/j.com-positesb.2012.08.020.

11. Duell J.M., Wilson J.M., Kessler M.R. Analysis of carbon composite overwrap pipeline repair system // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2008. Vol. 85. Issue 11, pp. 782-788. DOI: 10.1016/j.ijpvp.2008.08.001.

12. Van Den Einde L., Zhao L., Seible F. Use of FRP composites in civil structural applications // Construction and Building Materials. 2003. Vol. 17. Issue 6-7. Pp. 389-403. DOI: 10.1016/s0950-0618(03)00040-0.

13. Chajes M.J., Thomson T.A., Farschman C.A. Durability of concrete beams externally reinforced with composite fabrics // Construction and Building Materials. 1995. Vol. 9, no. 3. Pp. 141-148. DOI: 10.1016/0950-0618(95)00006-2.

14. Shahawy M.A., Beitelman T., Arockiasamy M., Sowrirajan R. Experimental investigation on structural repair and strengthening of damaged prestressed concrete stabs utilizing externally bonded carbon laminates // Composites Part B: Engineering. 1996. Vol. 27. Issue 3-4. Pp. 217-224. DOI: 10.1016/1359-8368(95)00043-7.

15. SaafiM., Toutanji H. Flexural capacity of prestressed concrete beams reinforced with aramid fiber reinforced polymer (AFRP) rectangular tendons // Construction and Building Materials. 1998. Vol. 12. Issue 5. Pp. 245-249. DOI: 10.1016/s0950-0618(98)00016-6.

16. Xie J., Hu R.-L. Experimental study on rehabilitation of corrosion-damaged reinforced concrete beams with carbon fiber reinforced polymer // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 38. Pp. 708-716. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.09.023.

17. Zhou Y., Gou M., Zhang F., Zhang S., Wang D. Reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer by friction hybrid bond technique: Experimental investigation // Materials and Design. 2013. Vol. 50. Pp. 130-139. DOI: 10.1016/j.mat-des.2013.02.089.

18. Hamed E., Bradford M.A. Flexural time-dependent cracking and post-cracking behaviour of FRP strengthened concrete beams // International Journal of Solids and Structures. 2012. Vol. 49. Issue 13. Pp. 1595-1607. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2012.03.001.

19. Kotynia R. Bond between FRP and concrete in reinforced concrete beams strengthened with near surface mounted and externally bonded reinforcement // Construction and Building Materials. 2012. Vol. 32. Pp. 41-54. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.11.104.

20. Esfahani M.R., Kianoush M.R., Moradi A.R. Punching shear strength of interior slab-column connections strengthened with carbon fiber reinforced polymer sheets // Engineering Structures. 2009. Vol. 31. Issue 7. Pp. 1535-1542. DOI: 10.1016/j.engstruct.2009.02.021.

21. Liu Y.W., Cho S.W. Study on application of fiber-reinforced concrete in sluice gates //Construction and Building Materials. 2018. Vol. 176. Pp. 737-746. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.004.

22. Gholampour A., Ozbakkaloglu T. Behavior of steel fiber-reinforced concrete-filled FRP tube columns: Experimental results and a finite element model // Composite Structures. 2018. Vol. 194. Pp. 252-262. DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.03.094.

23. Elgabbas F., Vincent P., Ahmed E.A., Ben-mokrane B. Experimental testing of basalt-fiber-reinforced polymer bars in concrete beams // Composites Part B: Engineering. 2016. Vol. 91. Pp. 205-218. DOI: 10.1016/j.compositesb.2016.01.045.

24. Zhang F., Chen H., Li X., Li H., Lv T., Zhang W. et al. Experimental study of the mechanical behavior of FRP-reinforced concrete canvas panels // Composite Structures. 2017. Vol. 176. Pp. 608-616. DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.05.072.

25. Raoof S.M., Koutas L.N., Bournas D.A. Textile-reinforced mortar (TRM) versus fibre-reinforced polymers (FRP) in flexural strengthening of RC beams // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 151. Pp. 279-291. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.023.

26. Kustikova Yu.O. Application FRP-rebar in the manufacture of reinforced concrete structures // Procedia Engineering. 2016. Vol. 153. Pp. 361-365. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.128.

Поступила в редакцию 25 июня 2018 г. Принята в доработанном виде 9 июля 2018 г. Одобрена для публикации 29 августа 2018 г.

Об авторах: Рубин Олег Дмитриевич — доктор технических наук, генеральный директор, АО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (АО «НИИЭС»), 125362, г. Москва, Строительный пр., 7А, а/я 393, cskte@mail.ru;

Лисичкин Сергей Евгеньевич — доктор технических наук, заместитель генерального директора, ООО «Инженерный центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике» (ООО «ИЦ СКТЭ»), 125362, г. Москва, ул. Свободы, д. 35, cskte@mail.ru;

Фролов Кирилл Евгеньевич — инженер, заместитель генерального директора по научно-проектной деятельности, ПАО «Федеральная гидрогенерирующая компания — РусГидро» (ПАО «РусГидро»), 117393, г. Москва, ул. Архитектора Власова, д. 51, frolovke@gidroogk.ru.

REFERENCES

1. Serdyuk A.I., Chernyavskiy V.L. Opyt usileniya stroitel'nykh konstruktsiy kompozitsionnymi materialami pri rekonstruktsii Baksanskoy GES [The experience of strengthening of building structures composite materials in the reconstruction of the Baksan hydroelectric power station]. Gidrotekhnika [Hydraulic engineering]. 2013, no. 3 (32), pp. 115-117. (In Russian)

2. Chernyavskiy V.L. Sistema remonta i usileniya stroitel'nykh konstruktsiy [System of repair and strengthening of building structures]. Gidrotekhnika [Hydraulic engineering]. 2010, no. 4 (21) - 2011, no. 1 (22), pp. 60-63. (In Russian)

3. Kozyrev D.V., Simohin A.S., Chernyavskiy V.L., Os'mak P.P. Remont uchastkov napornogo kollektora kompozitnymi materialami [Repair of pressure collector sections with composite materials]. Mon-tazhnye i special'nye raboty v stroitel'stve [Installation and special works in construction]. 2009, no. 9, pp. 2-5. (In Russian)

4. Rubin O.D., Lisichkin S.E., Balagurov V.B., Aleksandrov A.V. Novaya tekhnologiya remonta GTS posredstvom armirovaniya kompozitnymi materialami [New technology of HES repair using reinforcement with composite materials]. Izvestiya Vserossiyskogo

e е

<D (D t О

Î.Ï G Г

С" c У

(О сл

nauchno-issledovatel 'skogo instituta gidrotekhniki im. B.E. Vedeneeva [News of the all-Russian research Institute of hydraulic engineering named after B.E. Vede-neev]. 2016, vol. 280, pp. 3-9. (In Russian)

5. Aleksandrov A.V., Rubin O.D., Aleksandrov A.V., Lisichkin S.E., Balagurov V.B. Raschetnoe obosnovanie i tekhnicheskie resheniya po usileniyu zhelezobetonnykh konstruktsiy GES (GAES), imeyush-chikh treshchiny razlichnogo napravleniya, pri deystvii kompleksa nagruzok [Estimated rationale and technical solutions for strengthening concrete structures of HPP (PSPP) having cracks of different directions, under the influence of complex loads]. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsiy i sooruzheniy [Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings]. 2014, no. 6, pp. 50-54. (In Russian)

6. Rubin O.D., Lisichkin S.E., Frolov K.E. Rezul'taty eksperimental'nykh issledovaniy zhelezobetonnykh konstruktsiy gidrotekhnicheskikh sooruzheniy, usilennykh uglerodnymi lentami, pri deystvii izgibay-ushchego momenta [The results of experimental studes of concrete structures of hydraulic erections reinforced with carbon tape under the action of bending moments]. Stroitel'naya mekhanika inzhenernykh konstruktsiy

CD CD

7

о 3 о cj

« ( t r a i

r «

s m

3 й

>< о

f -

СО

О en

v 0

0 О

По

1 i n =s cd cd cd

ем

« «

w Ы s □

s у с о

(D « ,,

M 2 О О л -А

00 со

«О во

г г

О о

сч сч

СП СП * (V U 3 > (Л С (Л 2 "" (0 (0

(О

ш

ф

ф Ф

с с ^

О ш

о ^ о

со О

СО ч-

4 °

о

СО

ГМ £

от

га

CL ОТ «

со О

О) "

О)

"о

Z от ОТ С

ОТ ТЗ — ф

ф

о о

г: <л ■8

О (О

i sooruzheniy [Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings]. 2016, no. 6, pp. 58-63. (In Russian)

7. Rubin O.D., Lisichkin S.E., Frolov K.E. Meto-dika rascheta na prochnost' normal'nykh secheniy zhelezobetonnykh konstruktsiy gidrotekhnicheskikh sooruzheniy, usilennykh vneshnim armirovaniem na osnove uglerodnykh materialov [Methodology for strength analysis of normal crosssections of reinforced concrete hydraulic structures strengthened with carbon composite materials]. VestnikRossiyskogo universite-ta druzhby narodov. Ser. : Inzhenernye issledovaniya [Bulletin of the peoples' friendship University of Russia. Ser. : Engineering Researches]. 2017, vol. 18, no. 1, pp. 20-28. DOI: 10.22363/2312-8143-2017-18-1-20-28. (In Russian)

8. Zhou Y., Gou M., Zhang F., Zhang S., Wang D. Reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer by friction hybrid bond technique: Experimental investigation. Materials and Design. 2013, vol. 50, pp. 130-139. DOI: 10.1016/j.mat-des.2013.02.089.

9. Akbarzadeh H., Maghsoudi A.A. Experimental and analytical investigation of reinforced high strength concrete continuous beams strengthened with fiber reinforced polymer. Materials and Design. 2010, vol. 31, issue 3, pp. 1130-1147. DOI: 10.1016/j.mat-des.2009.09.041.

10. Wu Y.-F., Lu J. Preventing debonding at the steel to concrete interface through strain localization. Composites Part B: Engineering. 2013, vol. 45, issue 1, pp. 1061-1070. DOI: 10.1016/j.com-positesb.2012.08.020.

11. Duell J.M., Wilson J.M., Kessler M.R. Analysis of carbon composite overwrap pipeline repair system. International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2008, vol. 85, issue 11, pp. 782-788. DOI: 10.1016/j.ijpvp.2008.08.001.

12. Van Den Einde L., Zhao L., Seible F. Use of FRP composites in civil structural applications. Construction and Building Materials. 2003, vol. 17, issue 6-7, pp. 389-403. DOI: 10.1016/s0950-0618(03)00040-0.

13. Chajes M.J., Thomson T.A., Farschman C.A. Durability of concrete beams externally reinforced with composite fabrics. Construction and Building Materials. 1995, vol. 9, no. 3, pp. 141-148. DOI: 10.1016/0950-0618(95)00006-2.

14. Shahawy M.A., Beitelman T., Arockiasa-my M., Sowrirajan R. Experimental investigation on structural repair and strengthening of damaged pre-stressed concrete stabs utilizing externally bonded carbon laminates. Composites Part B: Engineering. 1996, vol. 27, issue 3-4, pp. 217-224. DOI: 10.1016/1359-8368(95)00043-7.

15. Saafi M., Toutanji H. Flexural capacity of pre-stressed concrete beams reinforced with aramid fiber

reinforced polymer (AFRP) rectangular tendons. Construction and Building Materials. 1998, vol. 12, issue 5, pp. 245-249. DOI: 10.1016/s0950-0618(98)00016-6.

16. Xie J., Hu R.-L. Experimental study on rehabilitation of corrosion-damaged reinforced concrete beams with carbon fiber reinforced polymer. Construction and Building Materials. 2012, vol. 38, pp. 708-716. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.09.023.

17. Zhou Y., Gou M., Zhang F., Zhang S., Wang D. Reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer by friction hybrid bond technique: Experimental investigation. Materials and Design. 2013, vol. 50, pp. 130-139. DOI: 10.1016/j. matdes.2013.02.089.

18. Hamed E., Bradford M.A. Flexural time-dependent cracking and post-cracking behaviour of FRP strengthened concrete beams. International Journal of Solids and Structures. 2012, vol. 49, issue 13, pp. 15951607. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2012.03.001.

19. Kotynia R. Bond between FRP and concrete in reinforced concrete beams strengthened with near surface mounted and externally bonded reinforcement. Construction and Building Materials. 2012, vol. 32, pp. 41-54. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.11.104.

20. Esfahani M.R., Kianoush M.R., Moradi A.R. Punching shear strength of interior slab-column connections strengthened with carbon fiber reinforced polymer sheets. Engineering Structures. 2009, vol. 31, issue 7, pp. 1535-1542. DOI: 10.1016/j.engstruct.2009. 02.021.

21. Liu Y.W., Cho S.W. Study on application of fiber-reinforced concrete in sluice gates. Construction and Building Materials. 2018, vol. 176, pp. 737-746. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.004.

22. Gholampour A., Ozbakkaloglu T. Behavior of steel fiber-reinforced concrete-filled FRP tube columns: Experimental results and a finite element model. Composite Structures. 2018, vol. 194, pp. 252-262. DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.03.094.

23. Elgabbas F., Vincent P., Ahmed E.A., Ben-mokrane B. Experimental testing of basalt-fiber-reinforced polymer bars in concrete beams. Composites Part B: Engineering. 2016, vol. 91, pp. 205-218. DOI:/10.1016/j.compositesb.2016.01.045.

24. Zhang F., Chen H., Li X., Li H., Lv T., Zhang W. et al. Experimental study of the mechanical behavior of FRP-reinforced concrete canvas panels. Composite Structures. 2017, vol. 176, pp. 608-616. DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.05.072.

25. Raoof S. M., Koutas L.N., Bournas D.A. Textile-reinforced mortar (TRM) versus fibre-reinforced polymers (FRP) in flexural strengthening of RC beams. Construction and Building Materials. 2017, vol. 151, pp. 279-291. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.023.

26. Kustikova Yu.O. Application FRP-rebar in the manufacture of reinforced concrete structures. Procedia Engineering. 2016, vol. 153, pp. 361-365. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.128.

Received June 25, 2018.

Adopted in final form on July 9, 2018.

Approved for publication on August 29, 2018.

About the authors: Oleg D. Rubin — Doctor of technical sciences, General Director, "Scientific Research Institute of Energy Strucrutes", JSC (JSC "NIIES"), 7a Construction travel, Moscow, 125362, Russian Federation, info@niies.ru;

Sergey E. Lisichkin — Doctor of technical sciences, Deputy General Director, "Engineering Center of Structures, Constructions and Technologies in Power Engineering", Ltd., 35 Freedom st., Moscow, 125364, Russian Federation, cskte@mail.ru;

Kirill E. Frolov — engineer, Deputy Director General of Scientific and Project Activities, "Federal Hydro-Company Generating — RusHydro", PJSC (PJSC "RusHydro"), 51 Architect Vlasov st., Moscow, 117393, Russian Federation, frolovke@gidroogk.ru.

e е

<D (D t О

i G Г

С" c У

(О сл

CD CD 7

О 3 о cj

о ( t r

r 2

S м

3' Й

>< о

f -

CD О CD

О о

По

Q jQ

П =J

cd cd cd

ем

• w

s □

s у с о w я

, ,

О О л -А

00 00