ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 3 (63), 2021


Исследование работы гибридных бетонных стоек в композитной обойме при воздействии сжатия


Шендрик В. А.

 

Шендрик В. А., аспирант кафедры автомобильных дорог, мостов и тоннелей, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, г. Санкт-Петербург, e-mail: vicinshendrik@yandex.ru

 
 
Постановка задачи. Исследуется влияние внешних композитных (стеклопластиковых) оболочек, которые имеют различные физико-механические свойства в продольном и поперечном направлениях, на увеличение прочности находящегося внутри оболочек бетонного ядра.
Результаты. Представлены результаты экспериментальных исследований несущей способности, позволяющие оценить эффективность применения внешней цельной стеклопластиковой оболочки в качестве усиления бетонной стойки. Результаты исследования позволили определить основной фактор, значительно влияющий на несущую способность гибридной стойки с композитной оболочкой.
Выводы. Получен более высокий показатель несущей способности гибридных стоек в сравнении с традиционно применяемыми в мостостроении стойками. Тем самым доказана возможность применения в опорах мостовых сооружений гибридных по материалу стоек, состоящих из внешней цельной стеклопластиковой оболочки и внутреннего бетонного ядра, которые ранее не применялись в мостовых конструкциях.
 
Ключевые слова: экспериментальные исследования, железобетонные опоры мостовых сооружений, стоечные мостовые опоры, композитные материалы, стеклопластиковые оболочки, гибридные конструкции.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.009

 

Библиографический список

1. Астафьева, М. А. Несущая способность трубобетонных колонн со спиральным армированием / М. А. Астафьева, М. С. Габова // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. — 2016. — Т. 2. — С. 6—8.
2. Афанасьев, А. А. Трубобетонные конструкции для возведения каркасных зданий / А. А. Афанасьев, А. В. Курочкин // Academia. Архитектура и строительство. — 2016. — № 2. — С. 113—118.
3. Бокарев, С. А. Лабораторные исследования несущей способности сжатых железобетонных элементов, усиленных полимерными композиционными материалами на основе углеродных волокон / С. А. Бокарев, К. В. Кобелев // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. — 2017. — № 4. — С. 111—119.
4. Ваучский, М. Н. Исследование эффекта обоймы несущих колонн / М. Н. Ваучский, А. М. Бакевич // Жилищное строительство. — 2016. — № 12. — С. 22—25.
5. Кикин, А. И. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном / А. И. Кикин, Р. С. Санжаровский, В. А. Трулль. − М.: Стройиздат, 1974. — 145 с.
6. Кришан, А. Л. К определению расчетного сопротивления сжатию продольной арматуры трубобетонных колонн / А. Л. Кришан, Р. Р. Сабиров, Э. П. Чернышова // Вестник ЮУрГУ. Сер.: Строительство и архитектура. — 2015. — № 3. — С. 15—19.
7. Кришан, А. Л. Перспективы применения трубобетонных колонн на строительных объектах России / А. Л. Кришан, М. А. Кришан, Р. Р. Сабиров // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. — 2014. — № 1. — С. 137—140.
8. Кришан, А. Л. Экспериментальные исследования прочности гибких трубобетонных колонн / А. Л. Кришан, М. М. Суровцов // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. — 2013. — № 1. — С. 90—92.
9. Крылов, С. Б. Расчет прочности центрально и внецентренно сжатых трубобетонных конструкций / С. Б. Крылов, В. И. Обозов, И. П. Саврасов, П. П. Смирнов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. — 2016. — № 6. — С. 36—38.
10. Лукша, Л. К. Прочность трубобетона / Л. К. Лукша. — Минск: Вышэйш. школа, 1977. — 96 с.
11. Маилян, Д. Р. Несущая способность бетонного ядра трубобетонных колонн / Д. Р. Маилян, И. В. Резван // Вестник Майкопского государственного технологического университета. — 2011. — № 3. — С. 18—25.
12. Малбиев, С. А. Полимеры в строительстве / С. А. Малбиев, В. К. Горшков, П. Б. Разговоров. − М.: Высш. шк., 2008. — 455 с.
13. Овчинников, И. В. Применение заполненных бетоном трубчатых конструкций из фиброармированных пластиков в транспортном строительстве. Ч. 1. Исследование применимости фибропластиков для создания арочной мостовой конструкции / И. В. Овчинников, И. И. Овчинников, Г. В. Чесноков, О. В. Шадрина // Интернет-журнал «Науковедение». — 2014. — № 4. — С. 102. — https://naukovedenie.ru/PDF/102TVN414.pdf.
14. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология / М. Л. Кербер [и др.]; под общ. ред. акад. А. А. Берлина. − 4-е изд., испр. и доп. − СПб.: Профессия, 2008. — 557 с.
15. Резван, И. В. Расчет прочности центрально-сжатых трубобетонных элементов / И. В. Резван // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — № 1. — С. 175.
16. Стороженко, Л. И. Расчет трубобетонных конструкций / Л. И. Стороженко, П. И. Плахотный, А. Я. Черный. − Киев: Будивэльнык, 1991. — 119 с. − (Библиотека проектировщика).
17. Cao, Y. Stress-strain relationship of FRP confined concrete columns undercombined axial load and bending moment / Y. Cao, Y. F. Wu, C. Jiang // Composites Part B: Engineering. — 2018. — № 134. — P. 207—217. — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836817321984?via%3Dihub.
18. ElGawady, M. A. Analysis of segmental piers consisted of concrete filled FRP tubes / M. A. ElGawady, H. M. Dawood // Engineering Structures. − 2012. −№ 38. − P. 142—152.
19. ElGawady, M. A. Hollow-core FRP-concrete-steel bridge columns under torsional loading / M. A. ElGawady, S. Anumolu, O. I. Abdelkarim, M. M. Abdulazeez, A. Gheni // Fiber Reinforced Polymer Composites or Polymer-Carbon Nanotube Nanocomposites. — 2017. — № 5. — P. 44—59. — https://www.mdpi.com/2079-6439/5/4/44.
20. Guo, Y. C. Behavior of FRP-confined sea-sand concrete columns with a prefabricated concrete-filled FRP-steel core / Y. C. Guo, S. D. Liang, S. H. Xiao, J. J. Zeng, Y. Sun // Composites Part C: Open Access. — 2020. — № 2. — P. 1—17. — https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666682020300426?via%3Dihub.
21. Mosalam, K. M. Evaluation of Reinforced Concrete Bridge Columns Repaired with Fiber Reinforced Polymer Laminates Using Shaking Table Experiments / K. M. Mosalam, P. Kumar, H. Lee, M. S. Günay // 15th World Conference on Earthquake Engineering. — 2012. — № 37. — P. 1—10.
22. Muc, A. Design of the hybrid FRP/concrete structures for bridge constructions / A. Muc, A. Stawiarski, M. Chwal // Composite Structures: Open Access. — 2020. — № 247. — P. 1—8. — https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822320307479?via%3Dihub.
23. Wang, J. Axial compressive behavior and confinement mechanism of circular FRP-steel tubed concrete stub columns / Y. Wang, G. Chen, B. Wan, B. Han, J. Ran // Composite Structures: Open Access. — 2021. — № 256. — P. 1—12. — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0263822320330087.
24. Wang, J. Z. Experimental research of FRP composite tube confined steel-reinforced concrete stub columns under axial compression / J. Z. Wang, L. Cheng, X. P. Wang // 4th International Conference on Energy Materials and Environment Engineering. — 2018. — № 38. — P. 1—5. — https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2018/13/e3sconf_icemee2018_03035.pdf.
25. Watson, R. J. Field Condition Surveys of FRP Applications on Bridges / R. J. Watson // Proceedings of the Second International Conference on Durability of Fibre Reinforced Polymer (FRP) Composites for Construction, Montreal, May 29—31. — Sherbrooke: Université de Sherbrooke. — 2002.— P. 597—606.

 
 

Ссылка для цитирования

Шендрик, В. А. Исследование работы гибридных бетонных стоек в композитной обойме при воздействии сжатия / В. А. Шендрик // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 3 (63). - С. 92-102. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.009.

 
 
 
 

English version 

 

Research of Gfrp Shell Confined Concrete Columns Behavior Under Axial Compression

Shendrik V. A.
 
 

Shendrik V. A., PhD student of the Dept. of Roads, Bridges and Tunnels, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Russia, Saint Petersburg, e-mail: vicinshendrik@yandex.ru


 
Statement of the problem. The influence of external GFRP (glass-fiber-reinforced-plastic) shell, with different physicomechanical longitudinal and transverse properties on increasing the strength of the concrete core is investigated.
Results. The article presents the results of experimental investigations of the load-bearing capacity to evaluate the effectiveness of using a solid fiberglass outer shell as a reinforcement of a concrete column. The results of the study has allowed us to establish the major factor that significantly affects the load-bearing capacity of a hybrid column with a composite shell.
Conclusions. A higher load-bearing capacity of hybrid supports in comparison with the concrete columns traditionally used in bridge construction. This proves the possibility of using hybrid columns in the supports of bridge structures consisting of concrete core confined solid fiberglass outer shell that were not previously used in bridge structures.
 
Keywords: experimental investigations, reinforced concrete bridge supports, support pillars of bridges, composite materials, fiberglass shells, hybrid structures. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.009

References

1. Astaf'eva, M. A. Nesushchaya sposobnost' trubobetonnykh kolonn so spiral'nym armirovaniem / M. A. Astaf'eva, M. S. Gabova // Aktual'nye problemy sovremennoi nauki, tekhniki i obrazovaniya. — 2016. — T. 2. — S. 6—8.
2. Afanas'ev, A. A. Trubobetonnye konstruktsii dlya vozvedeniya karkasnykh zdanii / A. A. Afanas'ev, A. V. Kurochkin // Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. — 2016. — № 2. — S. 113—118.
3. Bokarev, S. A. Laboratornye issledovaniya nesushchei sposobnosti szhatykh zhelezobetonnykh elementov, usilennykh polimernymi kompozitsionnymi materialami na osnove uglerodnykh volokon / S. A. Bokarev, K. V. Kobelev // Vestnik Rostovskogo gosudarstvennogo universiteta putei soobshcheniya. — 2017. — № 4. — S. 111—119.
4. Vauchskii, M. N. Issledovanie effekta oboimy nesushchikh kolonn / M. N. Vauchskii, A. M. Bakevich // Zhilishchnoe stroitel'stvo. — 2016. — № 12. — S. 22—25.
5. Kikin, A. I. Konstruktsii iz stal'nykh trub, zapolnennykh betonom / A. I. Kikin, R. S. Sanzharovskii, V. A. Trull'. − M.: Stroiizdat, 1974. — 145 s.
6. Krishan, A. L. K opredeleniyu raschetnogo soprotivleniya szhatiyu prodol'noi armatury trubobetonnykh kolonn / A. L. Krishan, R. R. Sabirov, E. P. Chernyshova // Vestnik YuUrGU. Ser.: Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2015. — № 3. — S. 15—19.
7. Krishan, A. L. Perspektivy primeneniya trubobetonnykh kolonn na stroitel'nykh ob"ektakh Rossii / A. L. Krishan, M. A. Krishan, R. R. Sabirov // Vestnik MGTU im. G. I. Nosova. — 2014. — № 1. — S. 137—140.
8. Krishan, A. L. Eksperimental'nye issledovaniya prochnosti gibkikh trubobetonnykh kolonn / A. L. Krishan, M. M. Surovtsov // Vestnik MGTU im. G. I. Nosova. — 2013. — № 1. — S. 90—92.
9. Krylov, S. B. Raschet prochnosti tsentral'no i vnetsentrenno szhatykh trubobetonnykh konstruktsii / S. B. Krylov, V. I. Obozov, I. P. Savrasov, P. P. Smirnov // Seismostoikoe stroitel'stvo. Bezopasnost' sooruzhenii. — 2016. — № 6. — S. 36—38.
10. Luksha, L. K. Prochnost' trubobetona / L. K. Luksha. — Minsk: Vysheish. shkola, 1977. — 96 s.
11. Mailyan, D. R. Nesushchaya sposobnost' betonnogo yadra trubobetonnykh kolonn / D. R. Mailyan, I. V. Rezvan // Vestnik Maikopskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. — 2011. — № 3. — S. 18—25.
12. Malbiev, S. A. Polimery v stroitel'stve / S. A. Malbiev, V. K. Gorshkov, P. B. Razgovorov. − M.: Vyssh. shk., 2008. — 455 s.
13. Ovchinnikov, I. V. Primenenie zapolnennykh betonom trubchatykh konstruktsii iz fibroarmirovannykh plastikov v transportnom stroitel'stve. Ch. 1. Issledovanie primenimosti fibroplastikov dlya sozdaniya arochnoi mostovoi konstruktsii / I. V. Ovchinnikov, I. I. Ovchinnikov, G. V. Chesnokov, O. V. Shadrina // Internet-zhurnal «Naukovedenie». — 2014. — № 4. — S. 102. — https://naukovedenie.ru/PDF/102TVN414.pdf.
14. Polimernye kompozitsionnye materialy: struktura, svoistva, tekhnologiya / M. L. Kerber [i dr.]; pod obshch. red. akad. A. A. Berlina. − 4-e izd., ispr. i dop. − SPb.: Professiya, 2008. — 557 s.
15. Rezvan, I. V. Raschet prochnosti tsentral'no-szhatykh trubobetonnykh elementov / I. V. Rezvan // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. — 2012. — № 1. — S. 175.
16. Storozhenko, L. I. Raschet trubobetonnykh konstruktsii / L. I. Storozhenko, P. I. Plakhotnyi, A. Ya. Chernyi. − Kiev: Budivel'nyk, 1991. — 119 s. − (Biblioteka proektirovshchika).
17. Cao, Y. Stress-strain relationship of FRP confined concrete columns undercombined axial load and bending moment / Y. Cao, Y. F. Wu, C. Jiang // Composites Part B: Engineering. — 2018. — № 134. — P. 207—217. — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836817321984?via%3Dihub.
18. ElGawady, M. A. Analysis of segmental piers consisted of concrete filled FRP tubes / M. A. ElGawady, H. M. Dawood // Engineering Structures. − 2012. −№ 38. − P. 142—152.
19. ElGawady, M. A. Hollow-core FRP-concrete-steel bridge columns under torsional loading / M. A. ElGawady, S. Anumolu, O. I. Abdelkarim, M. M. Abdulazeez, A. Gheni // Fiber Reinforced Polymer Composites or Polymer-Carbon Nanotube Nanocomposites. — 2017. — № 5. — P. 44—59. — https://www.mdpi.com/2079-6439/5/4/44.
20. Guo, Y. C. Behavior of FRP-confined sea-sand concrete columns with a prefabricated concrete-filled FRP-steel core / Y. C. Guo, S. D. Liang, S. H. Xiao, J. J. Zeng, Y. Sun // Composites Part C: Open Access. — 2020. — № 2. — P. 1—17. — https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666682020300426?via%3Dihub.
21. Mosalam, K. M. Evaluation of Reinforced Concrete Bridge Columns Repaired with Fiber Reinforced Polymer Laminates Using Shaking Table Experiments / K. M. Mosalam, P. Kumar, H. Lee, M. S. Günay // 15th World Conference on Earthquake Engineering. — 2012. — № 37. — P. 1—10.
22. Muc, A. Design of the hybrid FRP/concrete structures for bridge constructions / A. Muc, A. Stawiarski, M. Chwal // Composite Structures: Open Access. — 2020. — № 247. — P. 1—8. — https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822320307479?via%3Dihub.
23. Wang, J. Axial compressive behavior and confinement mechanism of circular FRP-steel tubed concrete stub columns / Y. Wang, G. Chen, B. Wan, B. Han, J. Ran // Composite Structures: Open Access. — 2021. — № 256. — P. 1—12. — https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0263822320330087.
24. Wang, J. Z. Experimental research of FRP composite tube confined steel-reinforced concrete stub columns under axial compression / J. Z. Wang, L. Cheng, X. P. Wang // 4th International Conference on Energy Materials and Environment Engineering. — 2018. — № 38. — P. 1—5. — https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2018/13/e3sconf_icemee2018_03035.pdf.
25. Watson, R. J. Field Condition Surveys of FRP Applications on Bridges / R. J. Watson // Proceedings of the Second International Conference on Durability of Fibre Reinforced Polymer (FRP) Composites for Construction, Montreal, May 29—31. — Sherbrooke: Université de Sherbrooke. — 2002.— P. 597—606.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS