Россия
Цель: Выполнить анализ возможного применения гибридных и комбинированных конструкций для перекрытий зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения, в том числе на транспорте, расширить номенклатуру балочных конструкций, разработать инновационное конструктивное решение гибридной балки, обладающее низкой материалоемкостью при повышенной надежности и долговечности конструкции. Методы: Анализ преимуществ известных гибридных конструкций, применяемых для их проектирования материалов, расчет металлокомпозитной балки с применением существующих инженерных методик по СТО 38276489.003-2017 «Усиление стальных конструкций композитными материалами. Проектирование и технология производства работ» и численных методов расчета с привлечением расчетных программ. Результаты: Приводятся новые разработки балок с применением сталебетона и композитных материалов для проектируемых и усиливаемых конструкций. Разработана инновационная конструкция металлокомпозитной балки — стальная балка, усиленная системой внешнего армирования из композитного материала, защищаемая патентом на полезную модель, выполнен ее статический и конструктивный расчет с привлечением вычислительного комплекса SCAD, проанализированно напряженно-деформированное состояние, произведен анализ снижения расхода стали металлокомпозитной балки и других ее преимуществ в сравнении с традиционными решениями балок из стали и железобетона. Практическая значимость: Выявлены преимущества гибридных и комбинированных конструкций, выявлено снижение матералоемкости металлокомпозитной балки, усиленной боропластиком, в сравнении со стальной. Предложенное конструктивное решение балки может быть использовано в перекрытиях и покрытиях зданий и сооружений, транспортных сооружениях, особенно в условиях агрессивной окружающей среды, а также при капитальном ремонте и реконструкции объектов промышленного и гражданского назначения.
Здание, сооружение, гибридная конструкция, балка перекрытия, металлокомпозитная балка, численный расчет, надежность, долговечность
1. Веселов В. Применение сталежелезобетонных балочных конструкций в транспортном строительств / В. Веселов // Конспекты лекций по сетям и системам 402 LNS. - C. 269. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-96380-4_30.
2. Темнов В. Сетка из раковин бионического типа для эксплуатации в экстремальных условиях обитания / В. Темнов, М. Абу-Хасан, Д. Чарник и др. // Серия конференций IOP: материаловедение и инженерия. - 2020. - С. 022023.
3. Бикбаева, К. А. Усиление металлических конструкций композитными материалами / К. А. Бикбаева, К. С. Савинкова // Молодой ученый. - 2018. - № 11(197). - С. 71-73.
4. Zou X. A review on FRP-concrete hybrid sections for bridge applications / X. Zou, H. Lin, P. Feng et al. // Composite Structures. - 2021. - № 262. - P. 113336. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.113336.
5. Ali H. T. Fiber reinforced polymer composites in bridge industry / H. T. Ali, R. Akrami, S. Fotouhi, M. Yusuf, M. Fotouhi // Structures. - 2021. - № 30. - С. 774-785. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.12.092.
6. Веселов В. Гибридные балочные конструкции транспортных зданий / В. Веселов, К. Талантова // Конспекты лекций по сетям и системам 402 LNNS. - C. 278. - DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-96380-4_31.
7. Егоров В. В. Усиление стальной стенки гибридной балочной строительной конструкции композитными материалами / В. В. Егоров, М. С. Абу-Хасан, А. М. Федоров // Инновационные технологии в строительстве и геоэкологии: материалы VIII Международной научно-практической интернет-конференции (23.06.2021). - С. 10-15.
8. Патент № 2675002. Российская Федерация, МПК Е04С 3/294. Предварительно напряженная сталебетонная балка / В. В. Веселов, М. В. Копачева, Т. Д. Абатурова. Заявл. 21.02.2018; опубл. 14.12.2018. - Бюл. № 35.
9. Патент № 2627810. Российская Федерация, МПК E04C 3/07, E04C 3/293, E04В 1/30. Сталебетонная балка / В. В. Егоров, В. В. Веселов. Заявл. 19.05.2016; опубл. 11.08.2017. - Бюл. № 23.
10. Патент № 170094. Российская Федерация, МПК В66 С/00. Подкрановая балка / В. В. Веселов. Заявл. 18.10.2016; опубл. 13.04.2017. - Бюл. № 11.
11. Талантова К. В. Сталефибробетон. Дизайн. Терминология / К. В. Талантова // Вестник Евразийской науки. - 2020. - Т. 12. -№ 4. - DOI:https://doi.org/10.15862/69SAVN420.
12. Патент № 2745288. Российская Федерация, МПК E04C 3/29. Балка композиционной структуры / В. В. Егоров, А. М. Федоров. Заявл. 01.10.2020; опубл. 23.03.2021. - Бюл. № 9.
13. Патент № 211900. Российская Федерация, МПК E04C 3/29. Металлокомпозитная балка / В. В. Веселов, Е. И. Никонова. Заявл. 13.12.2021; опубл. 28.06.2022. - Бюл. № 19.
14. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - Т. 1: Абл-Дар. - 623 с.
