<!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">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">27672</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/article_5ca75fa7e6c350.08575880</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>05.23.01 CONSTRUCTION DESIGNS, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Prerequisites for accounting of fiber reinforcement when calculating normal sections of fibrorubcon beams</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Предпосылки учета фибрового армирования при расчете нормальных сечений фиброкаутоновых балок</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Поликутин</surname>
       <given-names>Алексей Эдуардович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Polikutin</surname>
       <given-names>Aleksey Eduardovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Потапов</surname>
       <given-names>Юрий Борисович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Potapov</surname>
       <given-names>Yuriy Borisovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Левченко</surname>
       <given-names>Артем Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Levchenko</surname>
       <given-names>Artem Vladimirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>Lef16@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Воронежский государственный технический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Voronezh State Technical University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>7</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>66</fpage>
   <lpage>69</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://riorpub.com/en/nauka/article/27672/view">https://riorpub.com/en/nauka/article/27672/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>: Разработать рекомендации по применению полимербетонных изгибаемых конструкций невозможно без создания или оптимизации существующих методов расчета, особенно это актуально для изгибаемых элементов, в которых применяется разноуровневое армирование. Для применения (особенно в условиях воздействия агрессивных сред) в качестве материала изготовления изгибаемых конструкций нами предлагается каучуковый бетон - полимербетон, которому свойственны высокие прочностные характеристики. Важно отметить, что в составе фиброкаутона применяются отходы промышленного производства, такие как зола-унос и волокна металлокорда. Балки из каутона и фиброкаутона были испытаны на чистый изгиб – наиболее характерный вид нагружения при изучении таких элементов. В результате проведенных теоретических исследований полимербетонных балок были установлены предпосылки для расчета по первой группе предельных состояний каутоновых и оптимизирована методика расчета фиброкаутоновых балок. Определено, что фибровое армирование с процентом армирования по массе каутонового элемента равное 2,5% соответствует работе стержневого продольного армирования со значением μ=0,34%.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Develop recommendations for the use of polymer-concrete bending structures is impossible without the creation or optimization of existing methods of calculation, this is especially true for bending elements that use multi-level reinforcement. Для применения (especially under the influence of aggressive environment) for use as a material for the manufacture of bending structures, we offer rubber concrete. – polymer-concrete, which is characterized by high strength characteristics. It is important to note that the composition of fibrorubcon used industrial waste such as fly ash and steel cord. Beams made from cauton and fibrocahuton were tested for pure bending - the most characteristic form of loading in the study of such elements. As a result of the theoretical studies of polymer concrete beams, the prerequisites were established for the calculation of the first group of limit states of rubcon beams and the method for calculating fibrorubcon beams was optimized. It was determined that fiber reinforcement with a percentage of reinforcement by mass of the rubcon element equal to 2.5% corresponds to the work of rod longitudinal reinforcement with a value of μ = 0.34%.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>каутон</kwd>
    <kwd>фибра</kwd>
    <kwd>фиброкаутон</kwd>
    <kwd>балка</kwd>
    <kwd>нормальные сечения</kwd>
    <kwd>прямоугольное сечение</kwd>
    <kwd>изгибаемый элемент</kwd>
    <kwd>прочность.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>rubcon</kwd>
    <kwd>fiber</kwd>
    <kwd>fibrorubcon</kwd>
    <kwd>beam</kwd>
    <kwd>normal cross-sections</kwd>
    <kwd>rectangular cross-section</kwd>
    <kwd>bending element</kwd>
    <kwd>strength</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Применение полимербетонов наиболее актуально в изделиях или элементах, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной среды различного типа. Каучуковый бетон или сокращенно каутон – полимербетон, обладающий практически универсальной химической стойкостью и высокой прочностью на основе жидких каучуков. Применение каутона в конструкциях на данный момент ограничено отсутствием рекомендации по их проектированию и расчета. Исходя из анализа работ [1-6], а так же из анализа нормативной литературы можно сказать, что на прочность нормальных сечений, в большей степени влияет площадь стержневого армирования. В работах [7,8] установлено, что фибра также вносит свой вклад в работу сечений изгибаемых элементов, а в работах [9,10] была установлена степень влияние дисперсного армирования из различного вида волокон на прочностные характеристики каутона. Исследования, проведённые в работе [11] подтверждают положительное влияние стальной фибры, введенной в состав обычного бетона, на прочностные характеристики материала.В результате экспериментальных исследований изложенных в статье [8] и проведенного анализа нормативной литературы были определены предпосылки метода расчета прочности нормальных сечений каутоновых изгибаемых элементов без дисперсного армирования:1. Расчет производится в момент разрушения образца.2. Растягивающие усилия воспринимает арматурный стержень.3. Значения напряжений в материале сжатой зоны достигают предела прочности, независимо от того по какой зоне разрушается материал.Несущую способность определяем согласно уравнениям равновесия изгибающих моментов относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры:где x – высота сжатой зоны,Rk – предел прочности каутона на сжатие,b – ширина сечения;Высота сжатой зоны определяется из суммы проекций внутренних усилий на продольную ось элемента.Для каутоновых изгибаемых элементов без дисперсного армирования:где Rs – расчетное сопротивление арматуры. Стоит отметить, что в материалах статьи вместо Rs применялся σt –  экспериментальный предел текучести для обеспечения сходимости расчетных значений с экспериментальными, т.к. за разрушающую нагрузку во время испытаний принималась та, при которой арматурной сталью достигается предел текучести.As – площадь стержневой арматуры;Результаты расчета по приведенной методике приведены в таблице 1.Таблица 1Экспериментальные и расчетные значения прочности нормальных сечений каутоновых изгибаемых элементов Из таблицы 1 видно, что “стандартная” методика расчета  прочности нормальных сечений балок (согласно СП 63.13330.2012), обеспечивает достаточную сходимость результатов расчета с экспериментальными значениями. Однако расчет по приведенной выше методики для фиброкаутоновых элементов не обеспечивает должной сходимости, что говорит о необходимости учета работы фибровых волокон в трещине в процессе их развития. С целью определить степень влияния фибровых волокон на прочность нормальных сечений нами были изготовлены 2 серии балок без стержневого армирования, изготовленные из каутона и фиброкаутона, результаты, испытания которых приведены в таблице 2.   Таблица 2 Экспериментальные значения прочности нормальных сечений каутоновых изгибаемых элементов без стержневого армирования На основании данных полученных в таблицах 1 и 2 были построены графики (рисунок 1) зависимости изгибающего разрушающего момента от процента продольного армирования для балок без стержневого армирования и для балок армированных одним стержнем диаметров 8 мм. Рис.1. Графики зависимости изгибающего момента от процента продольного армированияКак можно увидеть эквивалентный процент продольного стержневого армирования, учитывающий работу волокон металлокорда в нормальных сечениях равен ~0.34%. Данное значение μ соответствует 2,5 % дисперсного армирования от массы элемента. Следовательно, для фиброкаутоновых изгибаемых элементов можно учесть влияние дисперсного армирования при расчете по первой группе предельных состояний путем добавления эквивалентной дисперсному стержневой площади армирования к площади продольного армирования:где Rfk – предел прочности фиброкаутона на сжатие.Результаты расчета прочности фиброкаутоновых элементов по оптимизированной методике в сравнение с экспериментальными результатами приведены в таблице 3.Таблица 3 Экспериментальные и расчетные значения прочности нормальных сечений фиброкаутоновых изгибаемых элементов Очевидно, что подобный способ учета фибрового армирования при расчете обеспечил достаточную сходимость расчетных значений разрушающего изгибающего момента с экспериментальными значениями  Выводы и рекомендации Установлены предпосылки для расчета фиброкаутоновых изгибаемых элементов. Определено, что фибровое армирование с процентом армирования по массе каутонового элемента равное 2,5% соответствует работе стержневого продольного армирования со значением μ=0,34%. Оптимизирована методика расчета по первой группе предельных состояний, изложенная в СП, для обеспечения необходимой сходимости результатов расчета с экспериментальными значениями.  </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Нгуен Фан Зуй. Двухслойные каутоно-бетонные изгибаемые элементы строительных конструкций: дис. … канд. техн. наук. Воронеж, 2010. - 185 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nguyen Phan Duy Dvukhsloynyye kautono-betonnyye izgibayemyye element stroitelnykh konstruktsiy: diss. ... kand. tekhn. nauk [Double-layered, rubcon-concrete bending elements of building structures: author: dis. ... PhD]. Voronezh, 2010. - 185 p. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Борисов Ю.М., Поликутин А. Э., Нгуен Фан Зуй Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений двухслойных каутоно-бетонных изгибаемых элементов строительных конструкций // Научный вестник ВГАС «Архитектура и строительство». Воронеж, 2010. № 2. С. 18-24.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borisov Yu. M., Polikutin A. E., Nguen Phan Duy Napryazhenno-deformirovannoye so-stoyaniye normalnykh secheniy dvukhsloynykh kautono - betonnykh izgibayemykh elementov Nauchnyy vestnik VGAS “Arkhitektura i stroitelstvo” [Scientific Herald of VSACE &quot;Architecture and construction&quot;], Voronezh, 2010. No. 2. Pp. 18-24. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пинаев С.А., Франсиско Савити Матиас Да Фонсека, Влияние полимерцементной защиты на трещиностойкость железобетонных изгибаемых элементов / Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета // Материалы межрегиональной научно-практической конференции &quot;Высокие технологии в экологии&quot;, 2011. №9. С. 85-88.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pinaev S.A., Francisco Saviti Mathias da Fonesca Vliyaniye polimertsementnoy zashchity na treshchinostoykost zhelezobetonnykh izgibayemykh elementov. Nauchnyy vestnik Voronezhskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitelnogo Universiteta Vysokiye tekhnologii v ekologii [Scientific Herald of Voronezh State University of Architecture and construction. Series: High technology. Ecology], 2011. №9. Pp. 85-88. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пинаев С.А. Короткие сжатые элементы строительных конструкций из эффективного композита на основе бутадиенового полимера: дис. … канд. техн. Наук. Воронеж, 2001. - 191 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pinaev S.A. Korotkie szhatye ehlementy stroitel'nykh konstruktsij iz effektivnogo kompozita na osnove butadienovogo polimera: dis. ... kand. tekhn. nauk polymer: author: dis. ... PhD]. Voronezh, 2001. - 191 s. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Potapov Y. B., Pinaev S. A., Arakelyan A. A., Barabash A. D. Polymer-cement material for corrosion protection of reinforced concrete elements, Solid state phenomena. 2016. №871. P. 104 - 109.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Potapov, Y. B., Pinaev, S. A., Arakelyan, A. A., Barabash, A. D. 2016. №871. P. 104 - 109.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Potapov Y., Polikutin A., Panfilov D., Okunev M. Comparative analysis of strength and crack resistance of normal sections of bent elements of T-sections, made of rubber concrete, cauton reinforcement and concrete // MATEC Web of Conferences. 2016. №73. https://doi.org/10.1051/matecconf/20167304018</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Potapov, Y., Polikutin, A., Panfilov, D., Okunev, caouton, reinforced and concrete // mate Web of Conferences . 2016. №73. https://doi.org/10.1051/matecconf/20167304018</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Панфилов Д.В. Дисперсно армированные строительные композиты на основе полибутадиенового олигомера: дис. ... канд. техн. наук. Воронеж, 2004. 188 c.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korneev A.M., Buzina O.P., Suhanov A.V. Determinirovannaya matematicheskaya model 'i algoritm analiza napryazhenno-deformirovannogo kostoyaniya izgibaemyh ehlementov s diskretnymi voloknami [termin] -62. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Поликутин А.Э., Потапов Ю.Б., Левченко А.В. Экспериментальные исследования влияния дисперсного армирования на прочность нормальных сечений изгибаемых элементов из каутона // Известия высших учебных заведений. Строительство. Новосибирск, 2018. №8. С. 28-35</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Panfilov D. V. Dispersnoarmirovannyye stroitelnyye kompozity na osnove polibutadiyenovogo oligomera: diss. ... kand. tekhn. nauk [Dispersed reinforced building composites based on polybutadiene oligomer: author.dis. ... PhD]. Voronezh, 2004. - 188 p. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Корнеев А.М., Бузина О.П., Суханов А.В. Детерминированная математическая модель и алгоритм анализа напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов с дискретными волокнами // Современные наукоемкие технологии № 9, - 2016 - С. 57-62.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Borisov Yu. M., Panfilov D.V., Kashtanov S.V., Yudin E.M. Dispersno armirovannyye stroitelnyye kompozity [Construction dispersed reinforced composites, Structural mechanics and design], 2010. No. 2 (5). Pp. 32-37. (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Song, P. S. Mechanical properties of high-strength steel fiber-reinforced concrete / P. S. Song, S. H. Wang // Construction and Building Materials, Vol. 18 -2004 - Issue 9 - P. 669-673.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Polikutin A.E., Potapov Yu.B., Levchenko A.V. Extracting dispersion armirovaniya na prochnost 'normal'nyh sechenij izgibaemyh ehlementov iz kautona [Experimental research on the effect of dispersion of rubcon] // Izvestiya vysshih uchebnyh Stroitel'stvo. Novosibirsk, 2018. №8. P. 28-35 (in Russian)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Борисов Ю.М., Панфилов Д.В., Каштанов С.В., Юдин Е.М. Дисперсно-армированные строительные композиты  / Строительная механика и конструкции, 2010. № 2 (5). С. 32-37.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Song, P. S. Mechanical properties of high-strength steel fiber-reinforced concrete / P. S. Song, S. H. Wang // Construction and Building Materials, Vol. 18-2004 - Issue 9 - p. 669-673.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
