ПІДХОДИ ДО РОЗРАХУНКУ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ПЛИТ, ПІДСИЛЕНИХ НАРОЩЕННЯМ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ БЕТОНОМ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2026-15-43-50Ключові слова:
підсилення залізобетонних плит, бетонне нарощення, контактний шов, зусилля зсувуАнотація
У статті представлено дослідження методів розрахунку та проєктування підсилення залізобетонних плит перекриття шляхом улаштування додаткового шару монолітного бетону. Актуальність теми визначається необхідністю продовження ресурсу роботи наявних будівель України за умов підвищених експлуатаційних навантажень, змін корисного призначення приміщень і посилених вимог до надійності та безпеки. Проведено історичний аналіз розвитку теорії зсувного тертя ‒ від початкових робіт до сучасних моделей механіки руйнування, що формують нормативну базу для розрахунку контактних швів залізобетонних елементів. Виконано порівняльний аналіз аналітичних залежностей для визначення міцності контактного шва «старий–новий бетон» відповідно до національних (ДБН, ДСТУ) та іноземних норм (Eurocode 2, ACI 318 ,CSA A23), узагальнено підходи до врахування адгезії, сил тертя та зчеплення за рахунок шорсткості поверхні і шпонок. Виявлено відмінності у врахуванні складових зусиль зсуву, які безпосередньо впливають на металоємність підсилення, необхідну товщину додаткового шару та вимоги до підготовки контактної поверхні. Окрему увагу приділено методології числового моделювання напружено-деформованого стану підсилених плит у спеціалізованих програмних комплексах таких як ПК Ліра Сапр та інші, зокрема питанням вибору, типів скінченних елементів та моделювання контактного шва. Наведено рекомендації щодо раціонального поєднання аналітичних розрахунків та результатів числового моделювання при проєктуванні підсилення, а також окреслено напрями подальших досліджень, спрямованих на уточнення розрахункових моделей і підвищення ефективності конструктивних рішень. Отримані узагальнення можуть бути використані для обґрунтування конструктивних рішень підсилення плит перекриття та підвищення достовірності їх розрахунку на різних етапах проєктування.
Посилання
[1] Z.Ya. Bliharskyi, Rekonstruktsiia ta pidsylennia budivel ta sporud: navch. posib. Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2008.
[2] A.Yu. Kontorchyk, B.V. Zakorko, "Rekonstruktsiia vysotnykh budivel ta sporud", Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury, no. 4, pp. 55–61, 2015.
[3] O.V. Yakymenko, K.O. Kiktova, Tekhnichna ekspluatatsiia budivel ta sporud: navch. posib., 2019.
[4] V.V. Saviovskyi, Rekonstruktsiia budivel i sporud. Kyiv: Lira-K, 2018.
[5] O.P. Skoruk, "Pidsylennia konstruktsii porozhnystykh plyt perekryttia metalevymy balkamy ta armovanym fibrobetonom", Budivelni konstruktsii. Teoriia i praktyka, no. 12, pp. 115–125, 2023.
[6] O. Vytak, T. Bobalo, "Strengthening reinforced concrete slabs by introducing additional reinforced concrete beams", Theory and Building Practice, vol. 6, no. 1, pp. 34–44, 2025.
[7] D. Banu, N. Taranu, "Traditional solutions for strengthening reinforced concrete slabs", Bulletin of the Politehnic Institute of Iași. Secția Construcții și Arhitectura, vol. 56, pp. 53–60, 2010.
[8] R. Koppitz, A. Kenel, T. Keller, "Punching shear strengthening of flat slabs using prestressed carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) straps", Engineering Structures, vol. 76, pp. 283–294, 2014. doi: 10.1016/j.engstruct.2014.07.017.
[9] S.S. Sahranavard, H. Jahangir, H. Haji Kazemi, "An experimental and numerical investigation of RC slabs externally strengthened by perforated steel plates", Structures, vol. 45, pp. 1239–1252, 2022. doi: 10.1016/j.istruc.2022.09.052.
[10] H. Fernandes, V. Lúcio, A. Ramos, "Strengthening of RC slabs with reinforced concrete overlay on the tensile face", Engineering Structures, vol. 132, pp. 540–550, 2017.
[11] N. Randl, "Design of concrete overlays for strengthening and repair", Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting: proc. of the Int. Conf. Cape Town, 2013.
[12] J. Silfwerbrand, "Shear bond strength in repaired concrete structures", Materials and Structures, vol. 36, pp. 419–424, 2003.
[13] H. Beushausen, M. Alexander, "Bond strength of concrete overlays: The influence of substrate moisture preparation", Cement and Concrete Research, vol. 92, pp. 84–91, 2017.
[14] A.U. Qazi, et al., "Strengthening and retrofitting of low strength reinforced concrete slabs with high strength overlay: experimental and numerical investigation", International Journal of Structural Engineering, vol. 14, no. 4, pp. 416–436, 2024.
[15] A.O. Abdelatif, M. Mustafa, M.A. Kabosh, "Modelling of structural behaviour in strengthened reinforced concrete one-way slabs using concrete overlay", University of Khartoum Engineering Journal, vol. 11, no. 2, 2021.
[16] M. Gołdyn, "Shear capacity of the interface between concretes cast at different time in the light of experimental investigations and codes of practice", Archives of Civil Engineering, pp. 275–298, 2022.
[17] P.W. Birkeland, H.W. Birkeland, "Connections in precast concrete construction", ACI Journal Proceedings, vol. 63, no. 3, pp. 345–368, 1966.
[18] J.A. Hofbeck, I.O. Ibrahim, A.H. Mattock, "Shear transfer in reinforced concrete", ACI Journal Proceedings, vol. 66, no. 2, pp. 119–128, 1969.
[19] J. Walraven, J. Frenay, A. Pruijssers, "Influence of concrete strength and load history on the shear friction capacity of concrete members", PCI Journal, vol. 32, no. 1, pp. 66–84, 1987.
[20] SNiP 2.03.01-84*. Betonnye i zhelezobetonnye konstruktsii. Gosstroi SSSR, 1984.
[21] DBN V.2.6-98:2009. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii. Osnovni polozhennia. Kyiv: Minrehion Ukrainy, 2011.
[22] DSTU B V.2.6-156:2010. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii z vazhkoho betonu. Pravyla proektuvannia. Kyiv: Ministerstvo rehionalnoho rozvytku ta budivnytstva Ukrainy, 2010.
[23] DSTU-N B EN 1992-1-1:2010. Yevrokod 2. Proektuvannia zalizobetonnykh konstruktsii. Chastyna 1-1. Zahalni pravyla i pravyla dlia sporud (EN 1992-1-1:2004, IDT). Kyiv: DP “Ukrarkhbudinform”, 2012.
[24] H.D.P. Fernandes, Strengthening of flat slabs with reinforced concrete overlay – analysis and development of the solution: doctoral dissertation. Lisboa: Universidade NOVA de Lisboa, 2019.
[25] Comité Euro-International du Béton, CEB-FIP model code 1990: design code. London: Thomas Telford Publishing, 1993.
[26] CAN/CSA A23.3. Design of concrete structures. Rexdale: Canadian Standards Association, 2004.
[27] ACI Committee 318. Building code requirements for structural concrete (ACI 318M-08) and commentary. Farmington Hills: American Concrete Institute, 2011.
[28] Fib – Fédération Internationale du Béton, fib Model Code for Concrete Structures 2010. Berlin: Ernst & Sohn, 2013.
[29] Posibnyk korystuvacha PK LIRA-SAPR. Systema "Montazh". Kyiv: TOV “LIRA SAPR”, [b. r.].
[30] O.S. Horodetskyi, M.S. Barabash, R.Yu. Vodopianov, Kompiuterni tekhnolohii proektuvannia zalizobetonnykh konstruktsii. Kyiv: Hamma-S, 2013.
[31] D.V. Smorkalov, Doslidzhennia prohyniv plyt, opertykh po konturu, 2017.
[32] M. Sharafaldeen, A.O. Abdelatif, "3D non-linear finite element modeling of one-way RC slab strengthened with concrete overlay", Journal of Engineering and Applied Science, vol. 71, no. 1, art. 83, 2024.
[33] M.V. Vintsiuk, V.P. Samchuk, D.Ya. Kysliuk, "Rozrakhunok bahatoprolitnoi monolitnoi zalizobetonnoi plyty perekryttia u fizychno neliniinii postanovtsi za dopomohoiu PK LIRA-SAPR", Suchasni tekhnolohii ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi, iss. 10, pp. 35–43, 2018.
[34] V.I. Kolchunov, I.A. Yakovenko, E.A. Dmitrenko, "Konechno-elementnoe modelirovanie nelineinoi ploskoi zadachi stsepleniia betona i armatury v PK “Lira-SAPR", Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy, no. 3, pp. 6–15, 2016.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
