Details

В данной выпускной квалификационной работе рассматриваются прочность и деформативность элементов конструкций из предварительно напряжённого бетона, армированного высокопрочными текстильными материалами. Текстильные композиты обладают высокой прочностью при растяжении, малой плотностью и высокой устойчивостью к коррозии, что делает их перспективными для применения в лёгких и долговечных строительных конструкциях, особенно в тех случаях, когда важно существенное снижение собственного веса. Цель работы заключается в исследовании влияния предварительного натяжения высокопрочного текстильного армирования из стеклянных и углеродных ровингов на прочностные и деформационные характеристики бетонных элементов тонкостенных конструкций. Методология исследования включает экспериментальную программу с изготовлением опытных образцов и проведением механических испытаний. Для реализации эксперимента изготавливаются бетонные балки с интегрированным текстильным армированием, на которое перед бетонированием прикладывается контролируемое предварительное напряжение. Экспериментальная часть предполагает проведение испытаний на растяжение текстильного армирования, испытаний образцов на изгиб, а также испытаний на прочность сцепления между бетоном и текстильным материалом. Данные испытания позволят оценить влияние уровня предварительного натяжения на работу элемента и взаимодействие бетонной матрицы с армирующей структурой. Полученные экспериментальные данные использованы для построения численных моделей методом конечных элементов. Моделирование позволило более детально изучить напряжённо-деформированное состояние и прогнозировать поведение предварительно напряжённых текстильно-армированных элементов при различных схемах нагружения. Работа направлена на развитие методической базы по применению высокопрочных текстильных материалов в бетонных конструкциях и анализ влияния предварительного натяжения на их механические характеристики.

This graduation thesis examines the strength and deformability of structural elements made of prestressed concrete reinforced with high-strength textile materials. Textile composites have high tensile strength, low density and high corrosion resistance, which makes them promising for use in lightweight and durable building structures, especially in cases where significant weight reduction is important. The aim of the work is to study the effect of pre-tensioning of high-strength textile reinforcement made of glass and carbon rovings on the strength and deformation characteristics of concrete elements of thin-walled structures. The research methodology includes an experimental program with the production of prototypes and conducting mechanical tests. To implement the experiment, concrete beams with integrated textile reinforcement are manufactured, on which controlled prestress is applied before concreting. The experimental part involves conducting tensile tests of textile reinforcement, bending tests of samples, as well as tests for the strength of adhesion between concrete and textile material. These tests will allow us to assess the effect of the pre-tension level on the operation of the element and the interaction of the concrete matrix with the reinforcing structure. The experimental data obtained were used to construct numerical models using the finite element method. The simulation made it possible to study the stress-strain state in more detail and predict the behavior of prestressed textile-reinforced elements under various loading schemes. The work is aimed at developing a methodological framework for the use of high-strength textile materials in concrete structures and analyzing the effect of prestressing on their mechanical characteristic.