Анотація до роботи:

Ізбаш М.Ю. Локально попередньо напружені сталезалізобетонні конструкції для нового будівництва та реконструкції.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди.-Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2008.

Запропоновано новий клас сталезалізобетонних конструкцій – локально попередньо напружені елементи, що згинаються, та статично невизначені системи, побудовані на їх використанні.

Обтиснення здійснюється зовнішньою арматурою високої або підвищеної (А500С) міцності, завдяки чому знижується металоємність конструкції.

Проведені експериментальні дослідження, які підтвердили ефективність розроблених конструкцій.

Запропоноване додаткове технологічне обтиснення підвищує жорсткість та несучу здатність сталезалізобетонних локально попередньо напружених конструкцій.

Розроблена методика розрахунку конструкцій з урахуванням фізичної, геометричної та технологічної нелінійності.

Запропоновані та експериментально досліджені нерозрізні сталезалізобетонні балки з локальним обтисненням в опорних, опорних та прольотних зонах одночасно. Розроблена методика їх розрахунку з урахуванням спрямованого перерозподілу зусиль.

Запропоновані оперті по контуру сталезалізобетонні плити, принцип раціонального компонування, підхід до розрахунку.

Експериментально підтверджена можливість підсилення сталезалізобетонних конструкцій локальним напруженням під навантаженням, розроблена методика розрахунку.

Результати роботи впроваджені в практику.

1. Запропонований ефективний клас несучих конструкцій – сталезалізобетонні локально попередньо напружені згинальні елементи і статично невизначні системи на їх основі.

Підвищені несуча здатність і жорсткість досягаються попереднім обтисненням сталевих балок сталезалізобетонних конструкцій додатковою (на відміну від традиційних залізобетонних) зовнішньою арматурою не по всій їх довжині, а тільки в зоні дії максимальних згинальних моментів. Металоємність конструкції знижується також завдяки тому, що міцнісні показники напружуваної арматури, наприклад, класу А500С в два рази вище, ніж у сталі двутавра.

2. Додатковий ефект полягає в тому, що після здійснення обтиснення напружувані арматурні стержні спільно з упорами утворюють шпренгельне підкріплення, яке у міру зростання навантаження створює додаткове локальне обтиснення.

3. Експериментально виявлені закономірності деформування і руйнування сталезалізобетонних згинальних елементів з локальним попереднім напруженням; завдяки обтисненню напружуваною арматурою несуча здатність при прийнятих співвідношеннях параметрів компонентів випробуваних конструкцій підвищилася в 1,47 рази, тріщиностійкість залізобетонної полиці в 1,6 рази, деформативність зменшилася приблизно в 2 рази. Ефект зростає із зростанням початкового рівня попереднього напруження, проте обмежено. Величина початкового напруження повинна визначатися розрахунком.

4. Вичерпання несучої здатності конструкції характеризується руйнуванням залізобетонної полиці унаслідок досягнення текучості в напружуваній арматурі і сталевій балці.

5. Оскільки обтиснення здійснюється поперечним відтягуванням приварених до балки парних арматурних стержнів, сила відтягування приблизно на порядок менше створюваного нею зусилля обтиснення, унаслідок чого відтягування може проводитися ручними гвинтовими домкратами, тобто без використання електроенергії, вручну.

Як показав досвід впровадження, створюване вручну зусилля натягування може досягати 100 т і більш.

6. Розроблена методика розрахункового визначення параметрів локального попереднього напруження експериментально і при впровадженні достатньою мірою підтверджена (максимальна відмінність результатів 8,26%, в середньому відмінність склала 2,32%).

7. Проведені експериментальні дослідження сталезалізобетонних згинальних елементів із залізобетонною полицею в розтягнутій зоні показали, що їх локальне обтиснення дозволило підвищити несучу здатність в 1,36 рази, величину навантаження тріщиноутворення в 2 рази, що робить раціональним формирування статично невизначних локально попередньо напружених сталезалізобетонних нерозрізних балок і інших систем.

8. Розроблені методика розрахунку і конструкція анкерів, які можуть виготовлятися із сталевої арматури безпосередньо будівельними організаціями.

9. Проведені експерименти дозволили виявити, що завдяки шпренгельній схемі роботи напружуваної арматури втрати напружень в ній унаслідок деформацій повзучості, усадки бетону і обтиснення менші, ніж при прямолінейному розташуванні стержнів.

10. Розроблена методика розрахунку параметрів натягування напружуваної арматури для балок з нижнім поясом криволінійного контуру.

11. Запропонований сталезалізобетонний згинальний елемент з напружуваною арматурою класу А500С, що зміцнюється безпосередньо в конструкції; розроблена методика розрахункового визначення параметрів витягування арматури, призначення величин стрілок її відтягування на різних етапах витягування.

12. Розроблена конструкція вузла кріплення напружуваної арматури до сталевої стінки сталезалізобетонної балки, яка захищена патентом України 59242А, дозволяє, як показали проведені експериментальні дослідження, понизити величину деформацій в арматурі в 4…5 разів.

13. Запропоновані сталезалізобетонні нерозрізні балки з локальним обтисненням тільки середніх надопорних зон, з обтисненням надопорних і прольотних зон.

У випробуваннях двопрольотних нерозрізних балок виявлено, що локальне обтиснення тільки середньої надопорної зони призвело до збільшення значення руйнівного навантаження на 25%, при локальному обтисненні над опорою і в прольотах - на 30%, тобто зростання ефекту знижується.

Тому в більшості випадків раціонально обмежуватися локальним обтисненням сталезалізобетонних нерозрізних балок тільки в зоні проміжних опор.

14. Розроблена методика розрахунку нерозрізних сталезалізобетонних балок з урахуванням спрямованого формирування перерозподілу згинальних моментів.

15. Запропоновані ефективні сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним і технологічним попереднім напруженням.

16. Розроблена методика розрахунку локально і технологічно попередньо напружених сталезалізобетонних згинальних елементів з урахуванням фізичної, геометричної і технологічної нелінійності.

17. Запропоновані локально попередньо напружені оперті по контуру плити, розроблена інженерна методика їх розрахунку з урахуванням фізичної нелінійності і просторового характеру роботи, сформульовані принципи формирування.

18. Експериментально доведена можливість підсилення сталезалізобетонних елементів і систем локальним обтисненням під навантаженням (деклараційний патент України 50136А). Розроблено методику розрахунку підсилення, що забезпечує можливість прямого проектування.

19. Впровадження способу локального попереднього напруження сталезалізобетонних конструкцій на об'єктах м. Харкова підтвердило його технологічність і ефективність.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Избаш М.Ю. Сталежелезобетонные элементы в реконструкции зданий / М.Ю. Избаш, А.Л. Шагин // Будівельні конструкції.-1999.-№ 50.-С.78-84.

Особистий внесок: рішення з підвищення несучої здатності перекриття

2. Избаш М.Ю. Направленное формирование напряженного состояния в локально предварительно напряженных сталежелезобетонных элементах / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Фархат Атиф Ахмед // Вісник Рівненського ДТУ.-1999.-№ 3.-С.294-298.

Особистий внесок: підхід до формирування раціонального напруженого стану

3. Избаш М.Ю. Восстановление эксплуатационной надежности аварийных зданий с деревянными перекрытиями / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Фархат Атиф Ахмед // Будівельні конструкції.-1999.-№ 51.-С.387-392.

Особистий внесок: основи підсилення підведенням локально попередньо напружених елементів

4. Избаш М.Ю. Локальное обжатие элементов сталежелезобетонного перекрытия эксплуатируемого здания / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Фархат Атиф Ахмед // Науковий вісник будівництва.-2000.-№ 10.-С.53-58.

Особистий внесок: запропоновано і реалізовано сумісне локальне і технологічне обтиснення сталезалізобетонних елементів

5. Избаш М.Ю. Сталежелезобетонные изгибаемые элементы со стенкой увеличенной высоты / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, С.Е. Попов // Науковий вісник будівництва.-2000.-№ 11.-С.109-113.

Особистий внесок: принципи улаштування ефективного сталезалізобетонного перекриття

6. Избаш М.Ю. Неразрезные балки комбинированного типа для перекрытий реконструируемых зданий / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, М.М. Мольский // Науковий вісник будівництва.-2001.-№ 12.-С.250-253.

Особистий внесок: запропонована нерозрізна балка, локально обтиснута в опорних зонах и стикована в прольотних

7. Избаш М.Ю. Особенности расчета локально предварительно напряженных сталежелезобетонных изгибаемых элементов / М.Ю. Избаш, С.Е., Попов, Фархат Атиф Ахмед // Науковий вісник будівництва.-2001.-№ 14.-С.245-258.

Особистий внесок: методика оцінки несучої здатності сталезалізобетонних елементів

8. Избаш М.Ю. Эффективные опертые по контуру сталежелезобетонные плиты / М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.-2001.-№ 15.-С.68-73.

9. Избаш М.Ю. Система сталежелезобетонных перекрытий комплексного типа / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, А.Ф. Ганцев // Науковий вісник будівництва.-2002.-№ 16.-С.45-50.

Особистий внесок: принцип формирування перекриття комплексного типу з локальним обтисненням

10. Избаш М.Ю. Технологическое предварительное напряжение сталежелезобетонных изгибаемых элементов / М.Ю. Избаш, В.В. Асанов // Науковий вісник будівництва.-2002.-№ 19.-С.188-192.

Особистий внесок: розрахункове визначення зусиль

11. Избаш М.Ю. Оценка несущей способности локально предварительно напряженных сталежелезобетонных изгибаемых элементов / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет // Коммунальное хозяйство городов.-2002.-№ 43.- С. 52-55.

Особистий внесок: методика розрахунку з використанням методу граничної рівноваги

12. Избаш М.Ю. Эффективный тип перекрытий для реконструкции зданий и сооружений / М.Ю. Избаш, В.В. Асанов // Коммунальное хозяйство городов.-2002.-№ 45.-С. 212-216.

Особистий внесок: обґрунтування ефективності і технологічності запропонованого перекриття

13. Избаш М.Ю. Сталежелезобетонные локально обжатые статически неопределимые конструкции с надопорными участками без зацепления / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш Р.Н. Шемет / Науковий вісник будівництва.-2003.-№ 21.-С.39-43.

Особистий внесок: схеми локального обтиснення нерозрізних балок

14. Избаш М.Ю. Конструкции сталежелезобетонных перекрытий для продления ресурса зданий / М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.-2003.-№ 23.-С.109-115.

15. Избаш М.Ю. Особенности предварительного напряжения сталежелезобетонных конструкций / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, В.В. Асанов, Р.Н. Шемет // Будівельні конструкції.-2003.-№ 59.-С.565-571.

Особистий внесок: методика оцінки руйнівного навантаження

16. Избаш М.Ю. Несущая способность балок, усиленных локальным обжатием дополнительной внешней арматурой / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, В.В. Асанов, Е.А. Гриневич // Науковий вісник будівництва.-2003.-№ 24.-С.68-73.

Особистий внесок: методика розрахунку сталезалізобетонних елементів

17. Избаш М.Ю. Реконструкция трехпролетного Рогатинского моста в г. Харькове / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет // Науковий вісник будівництва.-2004.-№ 28.-С.166-172.

Особистий внесок: запропонована схема підсилення

18. Избаш М.Ю. Потери напряжений в арматуре локально обжатых железобетонных и сталежелезобетонных изгибаемых элементов / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, А.Н. Богданов // Науковий вісник будівництва.-2004.-№ 29.-С.54-59.

Особистий внесок: експериментальне дослідження

19. Ізбаш М.Ю. Сталезалізобетонні конструкції з локальним та технологічним попереднім напруженням для нового будівництва і реконструкції / О.Л. Шагін, М.Ю. Ізбаш, В.В. Асанов // Зб. Наукові розробки Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.-2005.-С.10-11.

Особистий внесок: запропонований принцип розрахунку локально і технологічно обтиснутих елементів

20. Избаш М.Ю. Несущая способность локально предварительно напряженных изгибаемых элементов / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет, А.Н. Богданов // Науковий вісник будівництва.–2005.-№ 32.-С. 85-90.

Особистий внесок: методика розрахунку сталезалізобетонних елементів

21. Избаш М.Ю. Повышение несущей способности сталежелезобетонных балочных конструкций / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет // Науковий вісник будівництва.–2005.-№ 33.–С. 49-61.

Особистий внесок: схеми локального обтиснення балок

22. Избаш М.Ю. Локально предварительно напряженные балки с арматурой, упрочняемой в конструкции / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, В.Б. Мазина // Науковий вісник будівництва.–2005.-№ 34.–С. 100-106.

Особистий внесок: методика розрахункового визначення зміцнення арматури

23. Избаш М.Ю. Усиление эксплуатируемых балочных конструкций локальным обжатием / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш // Будівельні конструкції.-2005.-Т. 2.-С.316-321.

Особистий внесок: принцип розрахунку натягування

24. Избаш М.Ю. Оценка эффективности локального предварительного напряжения сталежелезобетонных перекрытий / М.Ю. Избаш, А.С. Шабанов // Науковий вісник будівництва.–2006.-№ 35.–С. 102-106.

Особистий внесок: підхід до оцінки ефективності

25. Избаш М.Ю. Особенности работы сталежелезобетонных балок с железобетонной полкой в растянутой зоне / М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет // Науковий вісник будівництва.–2006.-№ 37.–С. 52-61.

Особистий внесок: пропозиції з підвищення несучої здатності і тріщиностійкості

26. Избаш М.Ю. Оценка несущей способности двухпролетных сталежелезобетонных локально предварительно напряженных балок / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, Р.Н. Шемет // Науковий вісник будівництва.–2006.-№ 38.-С.81-86.

Особистий внесок: методика, програма, аналіз результатів проведених експериментів

27. Избаш М.Ю. Формирование распределения усилий в неразрезных сталежелезобетонных балках с помощью локального обжатия / М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.–2006.-№ 39.–С. 183-188.

28. Избаш М.Ю. Экспериментальная оценка работы сталежелезобетонных локально предварительно напряженных изгибаемых элементов / М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.–2007.-№ 41.–С. 67-76.

29. Избаш М.Ю. Моделирование работы сталежелезобетонных неразрезных балок в зоне промежуточных опор / М.Ю. Избаш // Коммунальное хозяйство городов.-2007.-№ 76.-С.22-33.

30. Избаш М.Ю. Принципы формирования локально предварительно напряженных сталежелезобетонных балок повышенной надежности / М.Ю. Избаш // Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд та будівель на залізничному транспорті: Зб. наук. праць.-2007.-№ 87.-С.160-172.

31. Избаш М.Ю. Локальное предварительное напряжение сталежелезобетонных балок с криволинейным нижним поясом / М.Ю. Избаш // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета.-2007.- № 39.-С.95-99.

32. Избаш М.Ю. Повышение эффективности сталежелезобетонных неразрезных балок / М.Ю. Избаш // Будівельні конструкції.-2007.-№ 67.-С. 620-625.

33. Избаш М.Ю. Принципы расчета сталежелезобетонных опертых по контуру плит / В.А. Воблых, М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.–2007.-№ 42.–С. 81-86.

Особистий внесок: принцип розподілу навантажень

34. Избаш М.Ю. Формирование сталежелезобетонных опертых по контуру плит перекрытий и принципы их расчета / М.Ю. Избаш // Вісник Інженерної академії України.-2007.-№ 3-4.-С. 294-296.

35. Избаш М.Ю. Усиление эксплуатируемых сталежелезобетонных однопролетных изгибаемых элементов / М.Ю. Избаш // Науковий вісник будівництва.–2008.-№ 46.–С. 61-66.

36. Избаш М.Ю. Снижение расхода напрягаемой арматуры в локально обжатых сталежелезобетонных изгибаемых элементах / М.Ю. Избаш // Коммунальное хозяйство городов.-2008.-№ 81.-С.15-23.

37. Избаш М.Ю. Усиление эксплуатируемых неразрезных сталежелезобетонных балок / М.Ю. Избаш // Вісник Інженерної академії України.-2008.- №. 1.-С.135-141.

38. Деклараційний патент на винахід, № 50136А. Спосіб підсилення будівельних конструкцій / Шагін О.Л., Воблих В.О., Ізбаш М.Ю., Гриневич Є.О., Лучковський І.Я.-Заявл. 12.10.2001, опубл. 15.10.2002, Бюл. № 10.

Особистий внесок: пропозиція з підсилення опорних зон локальним обтисненням в прольотах

39. Деклараційний патент на винахід № 59242А. Вузол закріплення напруженої арматури до сталезалізобетонної балки / Шагін О.Л., Ізбаш М.Ю., Воблих В.О., Асанов В.В.-Заявл. 19.12.2002, опубл. 15.08.2003, Бюл. № 8.

Особистий внесок: методика експериментального дослідження ефективності

40. Избаш М.Ю. Сталежелезобетонные изгибаемые элементы с локальным предварительным напряжением / А.Л. Шагин, М.Ю. Избаш, С.Е. Попов // Вестник БелГТАСМ.-Белгород: БелГТАСМ, 2002.-№ 2.-С.63-69.

Особистий внесок: визначення зусилля обтиснення

41. Избаш М.Ю. Технологическое и локальное предварительное напряжение сталежелезобетонных изгибаемых элементов / М.Ю. Избаш, В.В. Асанов, Р.Н. Шемет // Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве.-Белгород.-2002.-С.107-111.

Особистий внесок: запропонована раціональна послідовність локального і технологічного обтиснення.