МОДЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕЗУ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, АРМИРОВАННЫХ СТЕРЖНЯМИ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ

Аннотация

Введение. Проблема сопротивления срезу железобетонных элементов без поперечного армирования по-прежнему остаётся одной из наиболее дискуссионных в теории конструкций из бетона. Новый интерес к проблеме возник в связи применением в конструкциях из бетона в качестве продольной арматуры стержней из полимерных композитов (FRP). Рассмотрены модели сопротивления срезу, внесенные в нормативные документы и сформулированные в виде предложений для элементов, армированных стальными стержнями и стержнями из FRP. Показано, что для формулирования модели сопротивления срезу элементов, армированных FRP в качестве основы, может быть принята теория критической наклонной трещины (CSCT). Однако, её положения не могут быть применены напрямую без соответствующих корректировок, в частности, касающихся определения ширины раскрытия критической наклонной трещины.

Материалы и методы. Для определения сопротивления срезу самонапряженных бетонных элементов, армированных стержнями из полимерных композитов, разработана модифицированная модель. Данная модель, использующая итерационную процедуру, позволяет определять отдельный вклад в полное сопротивление срезу каждой из основных его составляющих, с учетом формы потенциальной наклонной трещины, принятой в соответствии с положениями Теории критической трещины среза (CSCT), а также ширины раскрытия наклонной трещины на уровне продольного армирования, определенной по закону «сцепление-проскальзывание» для FRP стержней.

Результаты. Предложенная модифицированная модель сопротивления срезу верифицирована на фоне опытных данных, полученных как в собственных исследованиях, так и другими авторами (база данных включала 374 элемента). Основываясь на результатах параметрического исследования предложен феноменологический критерий сопротивления срезу для гибких элементов, армированных стержнями из полимерных композитов, на основе которого разработана упрощенная расчетная модель, позволяющая определять сопротивление срезу бетонных элементов, армированных FRP стержнями, без необходимости расчета всех составляющих перерезывающей силы.

Выводы. Представленная модель сопротивления срезу гибких самонапряженных элементов, армированных стержнями из полимерных композитов, отражает физическую сущность явления среза, применима к различным случаям и схемам нагружения.