Details

Научный доклад посвящён комплексному исследованию текстильно-армированного бетона (ТАБ) — перспективного композитного материала, сочетающего высокую прочность, легкость и коррозионную стойкость. Работа обобщает современные достижения в области изучения механического поведения ТАБ, включая его деформационные характеристики при статических и динамических нагрузках, сопротивление ударным воздействиям и долговечность в агрессивных средах. Особое внимание уделено анализу межфазного взаимодействия между армирующими текстильными волокнами и цементной матрицей, а также разработке усовершенствованных расчетных моделей. Экспериментальная часть исследования включает разработку, изготовление и испытание прототипов консольных конструкций из ТАБ. Результаты испытаний демонстрируют превосходство механических характеристик ТАБ над традиционным бетоном: прочность на изгиб превышает показатели бетона класса В20 в 1,9–2,4 раза при сохранении значительной остаточной прочности после разрушения матрицы. Методом конечно-элементного моделирования в ANSYS выполнена параметрическая оптимизация консольной кровельной конструкции для условий г. Сочи, доказавшая возможность сокращения материалоемкости на 30–35% или увеличения длины консольного выноса на 3–4 м без потери эксплуатационной надежности. В работе представлена разработанная методика проектирования конструкций из ТАБ, включающая критерии выбора материалов, принципы армирования и проектирования узлов сопряжения, а также условия эффективного применения ТАБ в реальных проектах. Научная новизна исследования заключается в синтезе экспериментальных данных и численных моделей для оценки работы ТАБ в экстремальных условиях эксплуатации. Результаты работы подтверждают высокий потенциал ТАБ для создания безопасных, долговечных и экономичных конструкций, особенно в условиях воздействия агрессивных сред, сейсмических нагрузок и при реализации архитектурно сложных проектов с повышенными требованиями к надежности.

This scientific report is devoted to a comprehensive study of textile-reinforced concrete (TRC), a promising composite material combining high strength, lightness, and corrosion resistance. The paper summarizes current advances in the study of TRC's mechanical behavior, including its deformation characteristics under static and dynamic loads, impact resistance, and durability in aggressive environments. Particular attention is paid to the analysis of interfacial interactions between the reinforcing textile fibers and the cement matrix, as well as the development of improved computational models. The experimental portion of the study includes the design, fabrication, and testing of prototype cantilever structures made from TRC. Test results demonstrate the superiority of TRC's mechanical properties over traditional concrete: its flexural strength exceeds that of B20 concrete by 1.9–2.4 times, while maintaining significant residual strength after matrix failure. Using finite element modeling in ANSYS, parametric optimization of a cantilever roof structure for Sochi conditions was performed. This study demonstrated the feasibility of reducing material consumption by 30–35% or increasing the cantilever overhang length by 3–4 meters without compromising operational reliability. This paper presents a developed methodology for designing TAB structures, including material selection criteria, reinforcement principles, and joint design principles, as well as the conditions for the effective use of TAB in real-life projects. The scientific novelty of this study lies in the synthesis of experimental data and numerical models to evaluate the performance of TAB under extreme operating conditions. The results confirm the high potential of TAB for creating safe, durable, and cost-effective structures, especially in aggressive environments, seismic loads, and for implementing architecturally complex projects with increased reliability requirements.