Михаил Сафошкин: углеродное волокно в усилении несущих конструкций исторических зданий
Аспирант Инженерно-строительного института по направлению подготовки «Строительные конструкции, здания и сооружения» Михаил Сафошкин представил научный проект на тему «Армирование будущего для зданий прошлого: углеродное волокно в усилении несущих конструкций исторических зданий». Научным руководителем работы выступил доцент ВШГиЭС Олег Столяров.
Проект посвящён актуальной для Санкт-Петербурга проблеме сохранения объектов культурного наследия и реконструкции зданий, исчерпавших нормативный срок службы. Традиционные методы усиления железобетонных конструкций, такие как установка стальных обойм или наращивание сечения, значительно увеличивают вес конструкций, требуют остановки эксплуатации и зачастую нарушают исторический облик. Альтернативой выступает внешнее композитное армирование углеволокном (карбоном), которое обладает высокой прочностью, малым весом, коррозионной стойкостью и позволяет проводить работы без существенного вмешательства в архитектурную среду.
Отличительной особенностью работы является разработка и оптимизация схем внешнего армирования. В исследовании рассматривается влияние конфигурации усиления, в частности угла наклона композитных полос у опор, на несущую способность, жёсткость и трещиностойкость бетонных элементов. Целью является создание такой системы усиления, которая не только вернёт конструкциям требуемую надёжность, но и позволит максимально деликатно сохранить исторический каркас здания.
На текущем этапе в рамках проекта уже достигнуты первые практические результаты. Разработана программа испытаний и создан экспериментальный стенд, изготовлены опытные прототипы бетонных балок, усиленных внешним композитным армированием на основе углеродных ровингов и эпоксидного адгезива. Проведённые предварительные испытания позволили получить экспериментальные зависимости «нагрузка–прогиб» и зафиксировать характер совместной работы бетона и композита на разных этапах нагружения — от упругой работы до образования трещин.
В дальнейшем планируется проведение полного цикла испытаний для определения оптимальных схем усиления. Результаты исследования создадут научно обоснованную базу для реконструкции исторических зданий Санкт-Петербурга, что позволит продлить срок службы сооружений, обеспечив их безопасность и сохранив уникальное архитектурное наследие города для будущих поколений.
