Введение. В статье проведено сравнение эффективности различных методов аппроксимации и интерполяции для восстановления значений свойств грунта на основе результатов статического зондирования в плане и по глубине.

Цель. Цель исследования заключалась в оценке эффективности и разработке методики построения геостатистических моделей на основе кригинга для восстановления значений свойств грунта и прогнозирования неравномерной осадки фундамента высотных зданий и сооружений.

Материалы и методы. На основе восстановленных значений свойств грунта была определена неравномерная осадка фундамента с учетом статистической неоднородности массива грунта с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в программном комплексе Plaxis 3D. Особое внимание уделено геостатистическим методам, основанным на кригинге, которые позволяют осуществлять более глубокий анализ геомеханических данных.

Результаты. Сравнительный анализ различных методов аппроксимации и интерполяции показал, что геостатистические модели на основе кригинга, обеспечивают высокую точность при восстановлении значений свойств грунта в неизвестных точках.

1.                  Разработанная методика позволила построить геостатистическую модель неоднородности грунтовых массивов по результатам инженерно-геологических изысканий.

2.                  Численное моделирование в ПК Plaxis подтвердило эффективность предложенного подхода, показав, что расчетная модель с неоднородным массивом грунта, построенным с помощью кригинга точно воспроизводит реальные условия, чем модель с постоянными параметрами грунта.

Выводы. Предложенная методика построения геостатистической модели на основе кригинга позволяет эффективно оценивать свойства грунта в плане и по глубине и повысить точность оценки значений осадки и крена здания.

 

Исследования касаются прочности и деформативности резьбовых и опрессованных муфтовых механических соединений арматуры, применяемых в России, технологии их выполнения и качества полученного результата.

Анализ полученных результатов исследований установил: после циклических нагружений по ГОСТ 34227-2017 категории S1 и S2 прочность резьбовых цилиндрических муфтовых соединений, выполненных по технологии Rollcon снижается по сравнению с прочностью соединяемой арматуры на 2–12 %. Учитывая это, для выполнения требований по прочности, необходимо чтобы у соединяемых стержней арматуры данным способом временное сопротивление было выше более чем на 10 %. Для класса арматуры А500 следует принимать  σ_в=660 Мпа. Необходимо предусмотреть меры для исключения разрушения муфтового соединения путем вырыва концов стержней из муфт со срезом резьбы, что возможно путем увеличения длины муфт, изменения вида резьбы, ее геометрических характеристик, качества нарезки или накатки, дополнительной обработки для увеличения прочности металла этого участка стержней и т.п. Установлены случаи ненормативной податливости резьбовых цилиндрических муфтовых соединений как при статическом, так и при циклическом нагружении категории S1 и S2. Для устранения этого недостатка необходимы дополнительные исследования с целью оценки факторов на него влияющих (вид и качество резьбы, ее размеры, длина, технология производства и т.п.).

Главным, трудно исправляемым и контролируемым недостатком опрессованных соединений арматуры является то, что их прочность и деформативность во многом зависит от качества выполнения работ по опрессовке муфт на строительном объекте. Кроме этого, также следует обратить внимание на назначение размеров, выбранного материала муфт и технологию производства работ при их изготовлении. Экспериментально выявленное разрушение опрессованного соединения от одноосно направленного расклинивающего усилия «европейской» арматуры с двухсторонним расположением поперечных рёбер, в очередной раз подтверждает целесообразность предпочтительного применения рекомендуемой СП 14.13330.2018 (изм. 2) в сейсмостойком строительстве новой арматуры с четырехрядным обычным и винтовым видами профиля класса Ау500СП и Ав500П, имеющими меньшее в два раза одноосно направленное расклинивающее усилие.

Предложения для проектирования в сейсмических районах:

1.      Все механические соединения, предлагаемые проектной документацией для строительства в сейсмических районах, должны отвечать требованиям по    циклическому нагружению категории S1 и S2 в обязательном порядке;

2.      Разрушение механических соединений всех видов должно происходить вне соединения, по основному металлу;

3.      При выполнении условий п.1 и 2, а также п. 6.7.2; 6.7.3; 6.7.12 СП 14.13330.2018 (изменение № 2) значение остаточной деформации механического соединения после нагружения до напряжения в соединяемой арматуре, равного 0,6σ_т(0.2)  может быть увеличено до 0,3 мм;

4.      Обжимные стыки арматуры с четырёхрядным профилем Ау500СП можно производить без контроля требований категории S1 и S2.

При индивидуальном строительстве в сейсмических районах проектировщику приходится часто решать задачи, нарушающие отдельные требования нормативной документации по конфигурации и этажности здания, архитектурно-планировочным решениям его внутреннего и подземного пространства. В этом случае требуется разработка специальных технических условий (СТУ) с компенсирующими данные отступления мероприятиями, обеспечивающими высокую сейсмостойкость объектов строительства. В статье рассматривается возможность применения технологии пластического деформирования несущих конструктивных элементов здания для обеспечения сейсмостойкости объекта, а также предложен метод оценки степени пластической работы конструкции.

В результате выхода ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций» расширились возможности производства новых видов арматурного проката, учитывающих потребности различных областей строительства.
Приведённые материалы исследований убедительно доказывают способность арматуры с многорядным (шестирядным и винтовым четырёхрядным) расположением поперечных рёбер на поверхности сохранять сцепление с бетоном в запредельной стадии деформирования. Этот фактор, а также высокая выносливость при циклических динамических воздействиях, возможность соединения четырёхрядной винтовой арматуры муфтами и анкеровки её гайками раскрывают широкие перспективы использования новой арматуры не только в сейсмостойком, но и в атомноэнергетическом, транспортном и других видах строительства. Новый арматурный прокат отечественного производства способен завоевать лидирующие позиции не только на внутреннем, но и на внешнем строительных рынках.

Для выполнения требований безопасности при проектировании сооружений из железобетона в сейсмически опасных районах важно обеспечить диссипацию энергии сейсмического воздействия в конструкциях при исключении их прогрессирующего обрушения. Для этого допускается пластическое деформирование расчетных сечений железобетонных конструкций с раскрытием трещин в железобетоне значительно выше предельно допустимых. Эти условия могут быть соблюдены при выполнении ряда конструктивных требований. Данные требования нашли отражение в нормативных документах для проектирования и изготовления строительных конструкций и материалов, в том числе арматурного проката. В статье приведен сопоставительный анализ требований вышедших в последнее время нормативно-технических документов, а именно СП 14.13330.2018 и СТО 36554501-059-2018 «Строительство в сейсмических районах», а также изложены и разъяснены требования ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций» применительно к проектированию для сейсмически опасных регионов. Так, в качестве одного из возможных вариантов авторы рассматривают достоинства и недостатки применения винтовой арматуры, для соединения стержней винтовой арматуры рекомендуется заменить сварные соединения на винтовые муфтовые.

Введение. В статье рассмотрено влияние конструктивного решения периодического профиля арматуры на прочность и деформативность сцепления с бетоном.

Цель. Описание конструктивных решений новых видов многорядных профилей, результаты их исследований и оценка перспективности массового применения в строительстве.

Материалы и методы. Эффективность применения арматуры в железобетоне зависит от механических свойств материала стержней, сцепления и взаимодействия их поверхности с бетоном на всех этапах нагружения, характеризуемых конструкцией периодического профиля. Для проведения исследований использована методика и оборудование НИИЖБ им. А.А. Гвоздева.

Результаты. По результатам зарубежных и отечественных исследований установлено, что полностью устранить имеющиеся недостатки кольцевого и двухрядного серповидного профилей из-за особенностей их конструктивных решений невозможно, а совершенствование – бесперспективно.

Из-за сохранения прочности сцепления с бетоном в запредельной стадии деформирования (после достижения предела текучести), в результате низкой распорности, новые виды арматуры обеспечивают повышенную безопасность строительства, особенно при экстремальных внешних воздействиях (сейсмика, взрывы, удары и т. п.).

Четырехрядный профиль арматуры, при синхронизации прокатных валков, образует двухзаходную винтовую резьбу на поверхности стержней и может успешно конкурировать с зарубежной винтовой арматурой GEWI-Stahl.

Выводы. Замена арматуры с двухрядным европейским серповидным профилем на арматуру с четырехрядным профилем отечественной разработки позволит уменьшить на 10–25 % расход арматуры в железобетонных конструкциях, обеспечит повышенную безопасность строительства и сохранит жизни людей, особенно в сейсмоопасных районах застройки, повысит конкурентоспособность арматурного проката России на зарубежных строительных рынках, обеспечит импортозамещение зарубежной винтовой арматуры.

При годовом производстве арматуры 10 млн тонн только 10 %-ное снижение ее расхода в железобетоне принесет эффект, за счет экономии металла, энергоресурсов на его производство, транспортных и технологических расходов, производства дополнительной продукции, не менее 100 млрд руб.