Армирование колонн с использованием различных композитных материалов
- Авторы: Окольникова Г.Э.1,2, Страшнова С.Б.1, Мабена С.М.1, Страшнов С.В.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
- Выпуск: Том 19, № 3 (2023)
- Страницы: 322-328
- Раздел: Строительные материалы и изделия
- URL: https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/36315
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2023-19-3-322-328
- EDN: https://elibrary.ru/QONAUP
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Внедрение в строительство композитных материалов, изготовленных путем объединения двух или более материалов с целью получения материала, обладающего улучшенными свойствами, по сравнению с отдельными компонентами, неуклонно растет в течение последних десятилетий. За это время произошел прогресс в технологии производства композитов, увеличился спрос на устойчивые и экологически чистые строительные материалы, а также потребность в материалах, являющихся легкими и удобными для транспортировки. По этой причине архитекторы и инженеры-строители включают композиты в конструктивные элементы для достижения желаемых целей и оптимизации стоимости строительства. Одним из наиболее распространенных композитных материалов, представленным в промышленности, является армированный волокнами полимер (FRP), полученный посредством объединения волокон (углерод, стекло или арамид) с полимерной матрицей (эпоксидная смола или полиэстер). Материалы FRP легкие, прочные и устойчивые к коррозии, что делает их идеальными для использования в самых разных областях строительства. Исследование нацелено на то, чтобы сравнить четыре различных метода в качестве жизнеспособного решения для укрепления и усиления конструкций колонн. Изучено структурное поведение трех различных композиционных материалов. В эксперименте для сравнения испытана одна традиционная бетонно-стальная колонна. Остальные три колонны усилены с использованием углепластика, стеклопластика и нержавеющей стали соответственно. Полученные экспериментальные результаты проанализированы, выполнено сравнение трех различных систем армирования для усиления колонн композитными материалами.
Ключевые слова
Об авторах
Галина Эриковна Окольникова
Российский университет дружбы народов; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Email: okolnikova-ge@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-8143-4614
кандидат технических наук, доцент департамента строительства, инженерная академия, Российский университет дружбы народов; доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Москва, Российская ФедерацияСветлана Болеславна Страшнова
Российский университет дружбы народов
Email: sstrashnova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2588-504X
кандидат химических наук, доцент, кафедра общей и неорганической химии, факультет физико-математических и естественных наук
Москва, Российская ФедерацияСиканьисиве Мерси Мабена
Российский университет дружбы народов
Email: mabhenasikha@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-9130-5823
магистрант, департамент строительства, инженерная академия
Москва, Российская ФедерацияСтанислав Викторович Страшнов
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: shtrafnoy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6401-2524
кандидат технических наук, заведующий кафедрой прикладной информатики и интеллектуальных систем в гуманитарной сфере, институт русского языка
Москва, Российская ФедерацияСписок литературы
- Zadeh H.J., Nanni A. Design of RC columns using glass FRP reinforcement. Journal of Composites for Construction. 2013;17(3):294-304. http://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000354
- Akguzel U., Pampanin S. Assessment and Design procedure for the seismic retrofit of reinforced concrete beam-column joints using FRP composite materials. Journal of Composites for Construction. 2012;16(1):21-34. http://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000242
- Mohamed H.M., Afifi M.Z., Benmokrane B. Performance evaluation of concrete columns reinforced longitudinally with FRP bars and confined with FRP hoops and spirals under axial load. Journal of Bridge Engineering. 2014;19(7):04014020. http://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000590
- Donnini J., Corinaldesi V. Concrete columns confined with different composite materials. MATEC Web of Conferences. 2018;199:09012. http://doi.org/10.1051/matecconf/201819909012
- Said A.M., Nehdi M.L. Use of FRP for RC frames in seismic zones. Part II. Performance of steel-free GFRP-reinforced beam-column joints. Applied Composite Materials. 2004;11(4):227-245. http://doi.org/10.1023/B:ACMA.0000035480.85721.b5
- Saravanan J., Kumaran G. Joint shear strength of FRP reinforced concrete beam-column joints. Open Engineering. 2011;1(1):89-102. http://doi.org/10.2478/s13531-011-0009-6
- Tobbi H., Farghaly A., Benmokrane B. Behavior of concentrically loaded fiber-reinforced polymer reinforced concrete columns with varying reinforcement types and ratios. ACI Structural Journal. 2014;111(2):375-386.
- Dawei Z., Qi Z., Xiaoguang F., Shengdun Z. Review on joining process of carbon fiber-reinforced polymer and metal: methods and joining process. Rare Metal Materials and Engineering. 2018;47(12):3686-96. http://doi.org/10.1016/S1875-5372(19)30018-9
- Yuan J., Ou Z. Research progress and engineering applications of stainless steel-reinforced concrete structures. Advances in Civil Engineering. 2021;2021:9228493. http://doi.org/10.1155/2021/9228493
- Wang H., Shi F., Shen J., Zhang A., Zhang L., Huang H., Liu J., Jin K., Feng L., Tang Zh. Research on the self-sensing and mechanical properties of aligned stainless steel fiber-reinforced reactive powder concrete. Cement and Concrete Composites. 2021;119:104001. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104001
- Singh S., Angra S. Experimental evaluation of hygrothermal degradation of stainless-steel fibre metal laminate. Engineering Science and Technology, an International Journal. 2018;21(1):170-179. http://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.01.002
- Rabi M., Cashell K.A., Shamass R. Flexural analysis and design of stainless steel reinforced concrete beams. Engineering Structures. 2019;198:109432. http://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109432
- Ahmed K.S., Habib M.A., Asef M.F. Flexural response of stainless steel reinforced concrete beam. Structures. 2021;34:589-603. http://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.08.019
- Li Q., Guo W., Liu C., Kuang Y., Geng H. Experimental and theoretical studies on flexural performance of stainless steel reinforced concrete beams. Advances in Civil Engineering. 2020;2020:e4048750. http://doi.org/10.1155/2020/4048750
- Chen C., Yang Y., Zhou Y., Xue C., Chen X., Wu H., Sui L., Li X. Comparative analysis of natural fiber reinforced polymer and carbon fiber reinforced polymer in strengthening of reinforced concrete beams. Journal of Cleaner Production. 2020;263:121572. http://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121572