Engineering method of calculation of durability of the binding reinforced concrete elements at sulfate corrosion of concrete

O. Yu. Bardakh, M. V. SavytskyI, T. D. Nikiforova, K. V. Slyakhov

Abstract


Annotation. The article presents a methodological approach for calculating the durability of cross sections of the bent reinforced concrete elements at the action of aggressive sulfate environment. Purpose. Development of engineering (simplified) method of calculation of durability of the bent reinforced concrete elements at sulfate corrosion of concrete. Methods. Method of calculation of durability of cross sections of reinforced concrete elements by limiting states. Results. The engineering method of calculation of durability of cross sections, normal to the longitudinal axis of the bent reinforced concrete elements at the action of aggressive sulfate environment is developed. For verification and justification of the developed engineering method the calculations of durability of cross sections were completed of calculation by a numeral-analytical method and by the developed method. Scientific novelty. Calculation formulas are obtained for estimating the load-bearing capacity of cross sections normal to the longitudinal axis of reinforced concrete elements by sulfate corrosion of concrete for three stages of a stress-strain state: the hardening stages of surface layers; stages of reducing the durability of concrete from the periphery to the interior of the section and the stage of destruction of the surface layers. Practical value. The developed engineering method for calculating the durability of cross sections of the bent reinforced concrete elements at the sulfate corrosion of concrete satisfactorily estimates the durability of cross sections normal to the longitudinal axis of the bent reinforced concrete elements (calculation error of 5%) and can be used for practical calculations.


Keywords


sulfate corrosion of concrete; reinforced concrete structures; stress-strain state; calculation by limiting states.

References


Minrehionbud Ukrainy. Konstruktsiyi budynkiv i sporud. Zakhyst betonnykh i zalizobetonnykh konstruktsiy vid koroziyi. Zahal'ni tekhnichni vymohy (GOST 31384:2008, NEQ): DSTU B V.2.6-145:2010 [National standard of Ukraine B V.2.6-145:2010. Structures of buildings and structures. Protection of concrete and reinforced concrete structures from corrosion. General technical requirements]. Kyiv, 2010. 52 p.

Minrehionbud Ukrainy. Konstruktsiyi budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstruktsiyi. Osnovni polozhennya proektuvannya: DBN V.2.6-98:2009. [State Building Codes V.2.62-98:2009. Structures of buildings and structures. Concrete and reinforced concrete constructions. Basic of design]. Kyiv, 2011. 71 p.

Minrehionbud Ukrainy. Konstruktsiyi budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstruktsiyi z vazhkoho betonu. Pravyla proektuvannya: DSTU B V 2.6-156:2010 [Structures of buildings and structures. Concrete and concrete constructions made of heavy concrete. Design rules]. Kyiv, 2011. 118 p.

Savytskyi N.V. Osnovi rascheta nadezhnosti zhelezobetonnih konstruktsiy v agressivnih sredah Dokt. Diss. [Fundamentals of calculating the reliability of concrete structures in aggressive environments. Doct. Diss.]. – Moscow., 1994. – 400 p. (in Russian).

Blikhars'kyy Z. Ya., Khmil' R. Ye. Vashkevych R. V. Mitsnist' normal'nykh pereriziv zalizobetonnykh balok pry lokal'nykh ta sutsil'nykh koroziynykh poshkodzhennyakh [Strength of normal sections of reinforced concrete beams at local and continuous corrosion damages]. Visnyk Natsional'noho universytetu "L'vivs'ka politekhnika": Teoriya i praktyka budivnytstva [Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic": Theory and Practice of Construction.]. L'viv, 2004. no.495, pp. 27-32. (in Ukrainian).

Yaremenko A. F. and Yaremenko E. A. O primenenii diagramm deformirovaniya materialov k raschetu stroitelnyih konstruktsiy [On the application of material deformation diagrams to the calculation of building structures]. Beton i zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 2004, no.2, pp. 8-12. (in Ukrainian).

Yagupov B.A. Raschetnyie predposyilki kompleksnoy otsenki silovogo soprotivleniya zhelezobetonnyih konstruktsiy pri intensivnyih korrozionnyih vozdeystviyah [Estimated prerequisites for a comprehensive assessment of the strength resistance of reinforced concrete structures under intense corrosive influences]. [Electronic resource] / Beton i zhelezobeton [Concrete and Reinforced Concrete]. 2008, no. 3 (552), pp. 16-18. Available at: http://www.cstroy.ru/files/beton/bet308.pdf.

Hanjari K. Z., Kettil P. and Lundgren K. / Analysis of mechanical behavior of corroded reinforced concrete structures. ACI Structural Journal. 2011, v. 108, no. 5, pp. 532-541. Available at: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext /145262/local_145262.pdf.

Nikiforova T. D., Savitskiy N. V., Matyushenko I. N. and Bardah A. E. Inzhenernaya metodika rascheta prochnosti i deformatsiy zhelezobetonnyih konstruktsiy zaglublennyih zdaniy s uchetom sulfatnoy korrozii betona / [Engineering methodology for calculating the strength and deformations of reinforced concrete structures of earth sheltered buildings taking into account the sulfate corrosion of concrete]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie – [Сonstruction, materials science, mechanical engineering]. PGASA. Dnepropetrovsk, 2010, no. 56, pp. 299-305. (in Ukrainian).

Nikiforova T. D. Nauchnye osnovy i metody rascheta konstrukcij zaglublennyh zdanij s uchetom vneshnih vozdejstvij Dokt. Diss. [Scientific bases and methods of calculation of structures of earth sheltered buildings taking into account external influences. Doct. Diss.]. Dnipropetrovs'k, 2016. – 346 p. (in Ukrainian).


GOST Style Citations


1. Конструкції будинків і споруд. Захист бетонних і залізобетонних конструкцій від корозії. Загальні технічні вимоги (ГОСТ 31384:2008, NEQ): ДСТУ Б В.2.6-145:2010 / Мінрегіонбуд України – Укрархбудінформ. – Київ, 2010. – 52 с.

2. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення проектування: ДБН В.2.6-98:2009 / Мінрегіонбуд України. – Укрархбудінформ. – Київ, 2011. – 71 с.

3. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції з важкого бетону. Правила проектування: ДСТУ Б В 2.6-156:2010 / Мінрегіонбуд України – Укрархбудінформ. – Київ, 2011. – 118 с.

4. Савицкий Н. В. Основы расчета надежности железобетонных конструкций в агрессивных средах : дис. докт. техн. наук : 05.23.01 ; 05.23.05 / Н. В. Савицкий ; Днепропетр. инж.-строит. ин-т. – Днепропетровск, 1994. – 400 с.
5. Бліхарський З. Я. Міцність нормальних перерізів залізобетонних балок при локальних та суцільних корозійних пошкодженнях / З. Я. Бліхарський, Р. Є. Хміль, Р. В. Вашкевич // Вісник Національного університету "Львівська політехніка": Теорія і практика будівництва. – Львів,2004. - №495. – С.27-32.

6. Яременко А.Ф. О применении диаграмм деформирования материалов к расчету строительных конструкций // А. Ф Яременко, Е. А. Яременко // Бетон и железобетон в Украине. – 2004. – №2. – С. 8-12.

7. Ягупов Б.А. Расчетные предпосылки комплексной оценки силового сопротивления железобетонных конструкций при интенсивных коррозионных воздействиях / Б. А. Ягупов // Бетон и железобетон. – 2008. – № 3 (552). – С. 16-18. Режим доступа: http://www.cstroy.ru/files/beton/bet308.pdf. – Название с экрана. – Проверено: 18.08.2017.

8. Hanjari, K. Z. Analysis of mechanical behavior of corroded reinforced concrete structures / K. Z. Hanjari, P. Kettil, K. Lundgren // ACI Structural Journal. – 2011. – Vol. 108, № 5. – P. 532-541.

9. Инженерная методика расчета прочности и деформаций железобетонных конструкций заглубленных зданий с учетом сульфатной коррозии бетона / Т. Д. Никифорова, Н. В. Савицкий, И. Н. Матюшенко, А. Е. Бардах и др. // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2010. – Вып. 56 : Инновационные технологии жизненного цикла объектов жилищно-гражданского, промышленного и транспортного назначения. – С. 299-305.

10. Никифорова Т. Д. Научные основы и методы расчета конструкций заглубленных зданий с учетом внешних воздействий : дисc. … д-ра. техн. наук : 05.23.01 / T. Д. Никифорова ; ГВУЗ Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск., 2016. – 346 с.

Стаття рекомендована до друку д-ром. техн. наук, проф. Савицьким М.В. (Україна); Поступила в редколегію 20.08.2017



Refbacks

  • There are currently no refbacks.