<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Proceedings of Petersburg Transport University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Известия Петербургского университета путей сообщения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1815-588X</issn>
   <issn publication-format="online">2658-6851</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">92806</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/1815-588X-2024-04-944-953</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Общетехнические задачи и пути их решения</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Общетехнические задачи и пути их решения</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Innovative ways to strengthen walls</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Инновационные способы усиления стен</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Веселов</surname>
       <given-names>Виталий Владиславович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Veselov</surname>
       <given-names>Vitaliy Vladislavovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint-Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>12</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>21</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>944</fpage>
   <lpage>953</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-12-26T00:00:00+03:00">
     <day>26</day>
     <month>12</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/92806/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/92806/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: выполнить анализ возможного применения композитных материалов для усиления каменных конструкций стен и столбов, исследовать возможное снижение материалоемкости и трудоемкости инновационных вариантов усиления при повышении надежности и долговечности. Методы: анализ преимуществ известных гибридных конструкций, применяемых для их проектирования материалов, расчет вариантов конструкции с применением существующих инженерных методик и с привлечением расчетных программ. Результаты: традиционные конструктивные решения по усилению каменных конструкций не всегда обладают достаточной надежностью и долговечностью. Недостатками известных решений являются повышенная материалоемкость конструкции усиления по причине чрезмерного расхода бетона, стали, чрезмерное увеличение поперечного сечения, а так- же недостаточная эксплуатационная надежность конструкции усиления, связанная с коррозионным износом стальных элементов. На кафедре «Строительные конструкции, здания и сооружения» ПГУПС разработан ряд эффективных гибридных конструкций с применением композитных материалов. Предложена конструкция усиления простенка, защищаемая патентом на изобретение. Она включает элементы усиления, установленные и закрепленные в усиливаемой конструкции с возможностью обеспечения совместной работы с ней. Элементы усиления выполнены в виде рядов из композитных стержней, установленных на полимерном растворе в поперечных швах кирпичной кладки и образующих армированные слои по высоте усиливаемой конструкции. Элементы усиления в верхней части усиливаемой конструкции выполнены из углепластиковой ткани, приклеенной к поверхности кирпичного простенка по всему контуру. Выполнен конструктивный расчет вариантов усиления, произведен анализ снижения веса конструкции, материалоемкости, трудоемкости и других преимуществ инновационного решения в сравнении с традиционными методами усиления каменных конструкций. Практическая значимость: выявлены преимущества композитных материалов при усилении каменных конструкций. По сравнению с традиционными конструкциями инновационная конструкция усиления имеет в 2,5–4 раза более низкий вес при снижении стоимости на 10–30 % и повышении долговечности. Предлагаемое конструктивное решение может быть рационально для применения при усилении кирпичных стен и столбов с перегрузом до 60–80 %, а также участков стен, поврежденных осадочными трещинами.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: to analyze the possible use of composite materials to strengthen stone structures of walls and pillars, to investigate the possible reduction of material consumption and labor intensity of innovative reinforcement options while increasing reliability and durability. Methods: analysis of the advantages of hybrid structures used for their design of materials, calculation of design options using existing engineering techniques and using calculation programs. Results: traditional structural solutions for strengthening stone structures do not always have sufficient reliability and durability. The disadvantages of the known solutions are the increased material consumption of the reinforcement structure due to excessive consumption of concrete, steel, excessive increase in cross-section, as well as insufficient operational reliability of the reinforcement structure associated with corrosion wear of steel elements. A number of effective hybrid structures using composite materials have been developed at the Department of „Building Structures, Buildings and Structures“ of PSUPS. The construction of the reinforcement of the wall, protected by a patent for the invention, is proposed. The reinforcement design includes reinforcement elements installed and fixed in the reinforced structure with the ability to work together with it. The reinforcement elements are made in the form of rows of composite rods mounted on a polymer solution in the transverse seams of the brickwork and forming reinforced layers along the height of the reinforced structure. The reinforcement elements in the upper part of the reinforced structure are made of carbon fiber fabric glued to the surface of the brick wall along the entire contour. A constructive calculation of reinforcement options was performed, an analysis was made of reducing the weight of the structure, material consumption, labor intensity and other advantages of an innovative solution in comparison with traditional reinforcement structures of stone structures. Practical significance: the advantages of composite materials in strengthening stone structures are revealed. The innovative reinforcement design has a lower weight of 2,5–4 times, while reducing the cost by 10–30 % compared to traditional designs and increasing durability. The proposed design solution can be rationally applied when reinforcing brick walls and pillars with an overload of up to 60–80%, and reinforcement can also be used to strengthen sections of walls damaged by sedimentary cracks.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>усиление</kwd>
    <kwd>каменные конструкции</kwd>
    <kwd>стены</kwd>
    <kwd>столбы</kwd>
    <kwd>композитные материалы</kwd>
    <kwd>полимеры</kwd>
    <kwd>углепластик</kwd>
    <kwd>несущая способность</kwd>
    <kwd>долговечность</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>reinforcement</kwd>
    <kwd>stone structures</kwd>
    <kwd>walls</kwd>
    <kwd>pillars</kwd>
    <kwd>composite materials</kwd>
    <kwd>polymers</kwd>
    <kwd>carbon fiber</kwd>
    <kwd>bearing capacity</kwd>
    <kwd>durability</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Веселов В., Талантова К. Гибридные балочные конструкции транспортных сооружений // Конспекты лекций по сетям и системам 402 LNNS. 278 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Veselov V., Talantova K. Gibridnye balochnye konstrukcii transportnyh sooruzheniy // Konspekty lekciy po setyam i sistemam 402 LNNS. 278 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Применение композитных материалов при ремонте мостовых сооружений / А. А. Белый [и др.] // Композитные системы на объектах подземного и гражданского строительства: сборник трудов I Международной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 27–28 сентября 2018 года). СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 47–54.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Primenenie kompozitnyh materialov pri remonte mostovyh sooruzheniy / A. A. Belyy [i dr.] // Kompozitnye sistemy na ob'ektah podzemnogo i grazhdanskogo stroitel'stva: sbornik trudov I Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii (Sankt-Peterburg, 27–28 sentyabrya 2018 goda). SPb.: Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I, 2019. S. 47–54.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Егоров В. В., Абу-Хасан М. С., Веселов В. В. Армирование деревянных конструкций с использованием композитов из наноуглеродного волокна // Композитные системы на объектах подземного и гражданского строительства: сборник трудов I Международной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 27–28 сентября 2018 года). СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С.107–113.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Egorov V. V., Abu-Hasan M. S., Veselov V. V. Armirovanie derevyannyh konstrukciy s ispol'zovaniem kompozitov iz nanouglerodnogo volokna // Kompozitnye sistemy na ob'ektah podzemnogo i grazhdanskogo stroitel'stva: sbornik trudov I Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii (Sankt-Peterburg, 27–28 sentyabrya 2018 goda). SPb.: Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I, 2019. S.107–113.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дмитренко Е. А., Почтар Н. В. Основные типы дефектов и повреждений железобетонных конструкций транспортных сооружений, причины их возникновения // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2016. № 3</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dmitrenko E. A., Pochtar N. V. Osnovnye tipy defektov i povrezhdeniy zhelezobetonnyh konstrukciy transportnyh sooruzheniy, prichiny ih vozniknoveniya // Vestnik Donbasskoy nacional'noy akademii stroitel'stva i arhitektury. 2016. № 3</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Карапетов Э. С., Белый А. А. Эксплуатационная надежность мостовых сооружений в суровых климатических условиях // Путевой навигатор. 2020. № 43 (69). 2 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karapetov E. S., Belyy A. A. Ekspluatacionnaya nadezhnost' mostovyh sooruzheniy v surovyh klimaticheskih usloviyah // Putevoy navigator. 2020. № 43 (69). 2 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Причины и механизмы повреждения штукатурного покрытия фасадов исторических каменных зданий / Р. Б. Орлович [и др.] // Социология города. 2023. № 2. С. 59–77. DOI: 10.35211/19943520_2023_2_59</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Prichiny i mehanizmy povrezhdeniya shtukaturnogo pokrytiya fasadov istoricheskih kamennyh zdaniy / R. B. Orlovich [i dr.] // Sociologiya goroda. 2023. № 2. S. 59–77. DOI: 10.35211/19943520_2023_2_59</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Габрусенко В. В. Аварии, дефекты и усиление железобетонных и каменных конструкций в вопросах и ответах. 2-е изд., перераб. и доп. Новосибирск: Новосибирский государственный архитектурностроительный университет (Сибстрин), 2012. 124 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gabrusenko V. V. Avarii, defekty i usilenie zhelezobetonnyh i kamennyh konstrukciy v voprosah i otvetah. 2-e izd., pererab. i dop. Novosibirsk: Novosibirskiy gosudarstvennyy arhitekturnostroitel'nyy universitet (Sibstrin), 2012. 124 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 31937-2024. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 31937-2024. Zdaniya i sooruzheniya. Pravila obsledovaniya i monitoringa tehnicheskogo sostoyaniya.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СП 427.1325800.2018. Каменные и армокаменные конструкции. Методы усиления.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SP 427.1325800.2018. Kamennye i armokamennye konstrukcii. Metody usileniya.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гроздов В. Т. Усиление строительных конструкций при реставрации зданий и сооружений: учебник для вузов. СПб., 2005. 114 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grozdov V. T. Usilenie stroitel'nyh konstrukciy pri restavracii zdaniy i sooruzheniy: uchebnik dlya vuzov. SPb., 2005. 114 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Устройство для усиления несущих конструкций: патент на изобретение № 2602840 C1 Российская Федерация, Е04G 23/02. № 2015149320/03 / А. А. Юрченко; заявл. 17.11.2015; опубл. 20.11.2016; заявитель ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ustroystvo dlya usileniya nesuschih konstrukciy: patent na izobretenie № 2602840 C1 Rossiyskaya Federaciya, E04G 23/02. № 2015149320/03 / A. A. Yurchenko; zayavl. 17.11.2015; opubl. 20.11.2016; zayavitel' FGAOU VO «Sibirskiy federal'nyy universitet».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СП 164.1325800.2014. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SP 164.1325800.2014. Usilenie zhelezobetonnyh konstrukciy kompozitnymi materialami. Pravila proektirovaniya.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Старцев С. А., Сундукова А. А. Усиление кирпичной кладки композитными материалами и винтовыми стержнями // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 6 (21). С. 17–31.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Starcev S. A., Sundukova A. A. Usilenie kirpichnoy kladki kompozitnymi materialami i vintovymi sterzhnyami // Stroitel'stvo unikal'nyh zdaniy i sooruzheniy. 2014. № 6 (21). S. 17–31.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Experimental assessment of Textile Reinforced Sprayed Mortar strengthening system for brickwork wallets / E. Bernat-Maso [et al.] // Construction and Building materials. Spain, 2013. P. 3–13.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Experimental assessment of Textile Reinforced Sprayed Mortar strengthening system for brickwork wallets / E. Bernat-Maso [et al.] // Construction and Building materials. Spain, 2013. P. 3–13.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Металлокомпозитная балка: патент на полезную модель № 211900 U1 Российская Федерация, МПК E04C 3/06. № 2021136843 / В. В. Веселов, Е. И. Никонова; заявл. 13.12.2021; опубл. 28.06.2022; заявитель ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Metallokompozitnaya balka: patent na poleznuyu model' № 211900 U1 Rossiyskaya Federaciya, MPK E04C 3/06. № 2021136843 / V. V. Veselov, E. I. Nikonova; zayavl. 13.12.2021; opubl. 28.06.2022; zayavitel' FGBOU VO «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Клееная деревянная балка: патент на полезную модель № 197463 U1 Российская Федерация. № 2019136723 / В. В. Веселов, Ю. А. Беленцов, Л. Р. Куправа, П. С. Сидорова; заявл. 14.11.2019; опубл. 29.04.2020; заявитель ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kleenaya derevyannaya balka: patent na poleznuyu model' № 197463 U1 Rossiyskaya Federaciya. № 2019136723 / V. V. Veselov, Yu. A. Belencov, L. R. Kuprava, P. S. Sidorova; zayavl. 14.11.2019; opubl. 29.04.2020; zayavitel' FGBOU VO «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Конструкция усиления кирпичного простенка: патент № 2825240 C1 Российская Федерация, МПК E04G 23/02. № 2024105714 / В. В. Веселов, А. И. Анцифиров; заявл. 04.03.2024; опубл. 2.08.2024; заявитель ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения имени Императора Александра I».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Konstrukciya usileniya kirpichnogo prostenka: patent № 2825240 C1 Rossiyskaya Federaciya, MPK E04G 23/02. № 2024105714 / V. V. Veselov, A. I. Ancifirov; zayavl. 04.03.2024; opubl. 2.08.2024; zayavitel' FGBOU VO «Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya imeni Imperatora Aleksandra I».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СП 15.13330.2020. Каменные и армокаменные конструкции.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SP 15.13330.2020. Kamennye i armokamennye konstrukcii.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
