Выпускник ИСИ из Сьерра-Леоне Бона Джейкоб Айя провел исследование эффективности армирования волокном бетонных балок
Выпускник международной магистерской программы «Гражданское строительство» Бона Джейкоб Айя провел исследование эффективности армирования волокном бетонных балок в рамках подготовки своей магистерской диссертации на тему: «Проектирование и структурный анализ преднапряженных бетонных плит в высотных зданиях».
Одной из важных задач при строительстве высотных зданий является обеспечение несущей способности строительных конструкций при уменьшении их сечения. Учитывая значительные инвестиции в строительные проекты, обеспечение структурной целостности зданий имеет жизненно важное значение. В исследовании рассматривались способы увеличения несущей способности железобетонных конструкций, без увеличения материалоемкости.
В работе рассматривалось применение пост-напряжения железобетонных конструкций и их дополнительное армирование полимерными волокнами. Армирование волокном известно своими многочисленными преимуществами, включая исключительную прочность, минимальную деформацию с течением времени, сбалансированный модуль упругости и эффективную устойчивость к коррозии.
Используя программное обеспечение для структурного анализа Abaqus, Бона Джейкоб Аайа исследовал механическую прочность, несущую способность и общую структурную эффективность железобетонных (ЖБ) балок с армированием волокном.
Были разработаны две моделижелезобетонных балок с сечением 200x300 мм и длиной 2000 мм.
Бона Джейкоб Айя испытал обе модели на трехточечный изгиб и провел сравнительный анализ, чтобы продемонстрировать, насколько армирование волокном способствует увеличению прочности бетонных конструкций.
Результаты анализа показали, что при увеличении нагрузки ЖБ балка, армированная углеродным волокном, демонстрирует значительно более высокую несущую способность по сравнению с обычной железобетонной балкой. Кроме того, было продемонстрировано, что углеродное волокно способствует снижению образования трещин в балках и обеспечивает более равномерное распределение нагрузки.
В отношении напряжений на арматуре балка без волоконного армирования демонстрирует более высокие начальные растягивающие напряжения из-за отсутствия совместного распределения нагрузки с углеволокном (CFRP). FRP помогает более равномерно распределять нагрузки по арматуре, снижая локальные концентрации напряжений и способствуя более равномерному распределению напряжений.
Результаты показали, что железобетонные конструкции, армированные углеволокном имеют значительно увеличенную несущую способность, приблизительно на 50% выше, чем у стандартной железобетонной балки.
