Экспериментально-теоретические исследования торкрет-бетона и торкрет-фибробетона как конструкционного материала для усиления конструкций

В период эксплуатации зданий и сооружений периодически возникает необходимость усиления или восстановления как отдельных конструкций, так и целой группы элементов. Особое место в части усиления (восстановления) несущих конструкций в последнее время занимают здания и сооружения, расположенные на новых территориях РФ, имеют специфические виды повреждений, связанные с минно-взрывными воздействиями, что требует особого подхода при разработке методов и технологий усиления. Планируемые объемы восстановления конструкций из железобетона и каменной кладки с учетом продолжающейся специальной военной операции продолжают увеличиваться, что требует существенного увеличения эффективности методик усиления. Развитие материалов, технологий, а также механизации позволяют как повысить эффективность уже используемых методик, так и расширить области их применения. Одна из наиболее эффективных методик усиления известная более ста лет – усиление торкрет-бетоном, переживает в настоящее время новый подъем ввиду существенного повышения эффективности и механизации за счет включения в работу фибры. Применение торкрет-фибробетона открывает новые области эффективного применения не только для усиления несущих конструкций зданий, в том числе получивших существенные повреждения, ранее не рассматриваемые для восстановления, но и крепления горных пород, проходок и склонов. В то же время данное применение торкрет-бетона и торкрет-фибробетона требует как новых методик расчета, так и точных физико-механических характеристик для моделирования в программных комплексах. Объект исследования или разработки – несущие конструкции зданий и сооружений из железобетона и каменной кладки, требующие восстановления (усиления) в том числе конструкции, получившие специфические повреждения в результате минно-взрывных воздействий. Цель работы – развитие методики и технологии восстановления несущих конструкций зданий из каменной кладки и железобетона, получивших повреждения в результате минно-взрывных воздействий, включающей обоснованные расчетные и конструктивные положения, а также технологические особенности проведения работ. Методология проведения работы включает лабораторные исследования материалов и конструкций из торкрет-бетона и торкрет-фибробетона, а также численное моделирования усиленных конструкций с учетом этапности проведения работ. Результатами настоящей работы являются: Методика испытания образцов торкрет-бетона и торкрет-фибробетона на растяжение; Методика подготовки опытных образцов и порядок проведения испытаний торкрет-бетона и торкрет-фибробетона на растяжение с получение характеристики прочности на растяжение в явном виде; Модель торкрет-бетона, как анизотропного тела при действии сжимающих и растягивающих напряжений; Модель изменения параметров прочности на растяжение и модули упругости для торкрет-бетона и торкрет-фибробетона по направлениям к плоскости нанесения. Методика расчета несущей способности конструкций из каменной кладки, получивших повреждение в результате минно-взрывных воздействий, односторонними аппликациями из торкрет-бетона и торкрет-фибробетона Разработка образовательных курсов программ дополнительного профессионального образования по тематике «Методы и технологии восстановления каменной кладки, поврежденной взрывными воздействиями». Областью применения результатов являются проекты усиления несущих конструкций из железобетона и каменной кладки промышленных и гражданских зданий, в том числе многоэтажных, имеющих дефицит несущей способности, в том числе получивших повреждения в результате минно-взрывных воздействий и имеющие характерные повреждения. Итоги внедрения результатов нир представлены разработанными материалами для усиления несущих конструкций. Значимость работы подтверждена большим количеством зданий и сооружений, имеющих дефицит несущей способности и требующих проведения работ по усилению/восстановлению несущей способности, в том числе расположенные в зоне проведения специальной военной операции, а также в прилегающих регионах. Предложенная методика восстановления несущих конструкций из железобетона и каменной кладки зданий и сооружений позволяет проводить работы без полного вывода из эксплуатации здания. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования заключаются в дальнейшем совершенствовании методики усиления, методов расчета и конструирования с учетом накопления конкретного опыта применения на реальных объектах.